昆虫对杀虫剂的抗性机制概述
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昆虫的抗药性与农药研究随着农业的发展,农药的使用成为保护农作物免受害虫侵害的一种重要手段。
然而,近年来,越来越多的研究表明,昆虫对农药产生了抗药性,给农业生产带来了一定的挑战。
本文将重点探讨昆虫的抗药性形成机制以及农药研究的最新进展。
一、昆虫抗药性的形成机制1. 遗传因素昆虫抗药性的形成与遗传因素密切相关。
某些昆虫天生具有对特定农药的抗性基因,这些基因往往通过昆虫的遗传方式遗传给后代。
此外,突变也是昆虫获得抗药性的一种途径。
2. 生理因素昆虫在长期的农药使用中,会出现生理上的反应,以适应农药的作用。
一些昆虫表现出有效地将农药快速代谢或排出体外的能力,从而减少对农药的损伤。
此外,昆虫抗药性还与神经系统有关,昆虫可以通过改变神经受体的构成或功能来减少农药对其产生的影响。
3. 行为因素昆虫抗药性还与其行为习性有关。
有些昆虫会主动避开感染农药的地区或采取其他方式来避免农药的接触,从而减少抗药性昆虫的数量。
二、农药研究的最新进展1. 开发新型农药为了应对昆虫的抗药性问题,科学家们致力于开发新型农药。
目前,很多研究集中在发现新的杀虫机制或开发对昆虫新颖的靶点。
同时,一些研究还鼓励使用复合农药,即多个杀虫剂的混合使用,以增加抗药性的效果。
2. 优化农药使用策略除了开发新型农药,优化农药使用策略也是防治昆虫抗药性的重要手段。
科学家们建议农民轮换使用不同类型的农药,避免频繁使用同一种农药,以减少昆虫对特定农药的抗药性形成。
此外,科学合理的农药施用方法和剂量也是重要的优化策略。
3. 基因编辑技术的应用近年来,基因编辑技术的突破使得科学家们能够精确地修改昆虫的基因,从而提高其对农药的敏感性。
这些技术包括CRISPR/Cas9等,通过针对特定基因的编辑和修改,可以有效地削弱昆虫对农药的抗药性。
三、总结昆虫抗药性是一个全球性的问题,对农业生产造成了一定的压力。
了解昆虫抗药性的形成机制,以及积极开展农药研究,对于保证农作物的健康生长至关重要。
杀虫剂抗药性:昆虫种群能忍受杀死其大部分个体的杀虫药剂药量的能力,并在种群中逐渐发展。
抗性治理。
昆虫对化学农药的抗性机制1 表皮穿透性的降低。
昆虫表皮对药剂穿透性降低, 可延缓杀虫剂到达靶标部位的时间, 使昆虫有更多的机会来降解杀虫剂。
虽然表皮穿透下降只表现低水平抗性, 但作为其它抗性因子的修饰者则很重要, 如与解毒作用相结合, 就可大大影响死亡率而增加抗性。
2解毒酶活力的增强。
与杀虫剂代谢相关的解毒酶的解毒作用增强是抗性产生的主要原因之一。
这些解毒酶主要包括细胞色素P450 介导的多功能氧化酶、谷胱甘肽转移酶( GST ) 、水解酯酶等。
3神经系统敏感性的下降。
靶标不敏感性是昆虫对杀虫剂产生抗药性的一个极为重要的生化机制, 已在多种昆虫对多种杀虫剂的抗性中发现。
杀虫剂轮用是害虫抗性治理的主要策略之一。
这种措施能否阻止或延缓害虫抗性的产生, 起决于杀虫剂停用时害虫抗性能否下降, 即害虫的抗性是否具不稳定特性。
高剂量杀死策略是害虫抗性治理的另一重要措施。
该措施成功的前提是抗性以隐性方式遗传, 杂合子个体在高剂量杀虫剂作用下被全部杀死。
建立简便、可靠、迅速的抗性监测方法,是治理抗性的前提条件杀菌剂抗性是指病原菌长期在单一药剂选择作用下,通过遗传、变异,对此获得的适应性病原菌抗药性机制1.植物病原菌抗药性的遗传机制植物病原菌的抗药性有两种,即核基因控制的抗药性和胞质基因控制的抗药性,分别是由染色体基因或胞质遗传基因的突变产生。
其中核基因控制的抗药性多发生在病原真菌上,而胞质基因控制的抗药性在病原细菌上较为常见。
对于核基因控制的抗药性,又可以分为主效基因抗药性和微效多基因抗药性。
主效基因控制的抗药性。
由主效基因控制的抗药性,田间病原群体或敏感性不同的菌株杂交后代对药剂的敏感性都呈明显的不连续性分布,表现为质量性状,很容易识别出抗药性群体微效多基因控制的抗药性。
微效多基因抗药性由多个微效基因控制,区别于主效基因所控制的抗药性的基本特征是田间病原群体或敏感性不同的菌株的杂交后代对药剂的敏感性呈连续性分布,表现数量性状。
昆虫抗药性机制昆虫抗药性机制是指昆虫对农药的抵抗能力,也是农业生产领域面临的一大挑战。
随着时间的推移,农药对昆虫的杀伤效果逐渐减弱,这是由于昆虫逐渐发展出抗药性机制导致的。
本文将探讨昆虫抗药性的机制,以及相关研究和应对策略。
一、昆虫抗药性的机制1. 靶标位点变异昆虫抗药性的一个重要机制是靶标位点的变异。
农药通常通过作用于昆虫体内的特定靶标,如神经系统或代谢酶等,抑制其正常功能并导致死亡。
然而,某些昆虫通过突变或变异其靶标位点来减少农药的结合能力,从而降低了其毒性。
2. 解毒酶的增强活性昆虫还可以通过增强解毒酶的活性来对抗农药的毒性。
解毒酶可以将农药转化为无害的代谢产物,从而减少其对昆虫的杀伤效果。
这种机制被称为代谢抗性,是昆虫抗药性中最常见的一种。
3. 农药排出机制昆虫还可以通过增加内部的排毒系统来将农药迅速排出体外。
这种机制可以有效降低农药在昆虫体内的累积浓度,从而降低其毒性。
一些特定的转运蛋白参与了这一过程,它们可以主动将农药从细胞内转运至细胞外。
二、相关研究针对昆虫抗药性问题,科学家们进行了大量的研究,旨在深入了解昆虫抗药性的机制,并找到对策以保证农作物产量和质量。
1. 遗传研究通过遗传研究,科学家们可以探索昆虫抗药性的遗传基础。
研究人员发现,抗药性往往是由于特定基因的突变或过表达导致的。
了解这些突变基因可以帮助我们理解昆虫抗药性发展的机制,并为相应的防治措施提供依据。
2. 抗性突破研究科学家们也在积极研究如何突破昆虫的抗药性。
一种常见的策略是通过研发新的农药或改良已有的农药,以克服昆虫的抗药性。
此外,也有研究团队将抗虫基因导入作物中,使其对昆虫具有抗性,从而减少对农药的依赖。
三、应对策略为了有效应对昆虫抗药性的挑战,我们需要采取综合的应对策略。
以下是一些常见的策略:1. 农药轮换轮换使用不同机制的农药可以降低昆虫对某一种特定农药产生抗性的风险。
通过周期性地更换农药,可以避免昆虫逐渐适应和抵抗特定农药。
昆虫对杀虫剂的抗性机制概述摘要: 昆虫抗性机制的研究对于抗性监测、治理等具有重要意义, 综述了昆虫对几种杀虫剂的抗性机制。
关键词: 杀虫剂; 抗药性; 苏云金杆菌; 阿维菌素随着杀虫剂长期、大量、广泛地使用, 昆虫对杀虫剂产生的抗性也越来越引起人们的关注。
尽管在杀虫剂的更新、混合、交替使用方面做了大量工作, 延缓了杀虫剂抗性的产生, 但昆虫对杀虫剂的抗药性上升趋势仍不可遏制。
综述了昆虫对化学农药、苏云金杆菌、阿维菌素的抗性机制。
1 昆虫对化学农药的抗性机制1. 1 表皮穿透性的降低昆虫表皮对药剂穿透性降低, 可延缓杀虫剂到达靶标部位的时间, 使昆虫有更多的机会来降解杀虫剂。
虽然表皮穿透下降只表现低水平抗性, 但作为其它抗性因子的修饰者则很重要, 如与解毒作用相结合, 就可大大影响死亡率而增加抗性。
表皮穿透性降低机制在家蝇、埃及伊蚊、致倦库蚊、淡色库蚊等均有发现[ 1] 。
不同的杀虫剂或不同的昆虫表现出的穿透性降低在程度上存在差别, 但穿透性降低是所有昆虫抗性普遍存在的一个因素, 杀虫剂穿透性的降低是受Pen 基因所控制的[ 2] 。
1. 2 解毒酶活力的增强与杀虫剂代谢相关的解毒酶的解毒作用增强是抗性产生的主要原因之一。
这些解毒酶主要包括细胞色素P450 介导的多功能氧化酶、谷胱甘肽转移( GST ) 、水解酯酶等。
多功能氧化酶是昆虫体内参与各类杀虫剂以及其它外源和内源化合物代谢的主要解毒酶系,可使杀虫剂降低或失去杀虫活性, 从而使昆虫产生抗药性。
P450 酶系的解毒代谢能力增强是因为抗性昆虫体内P450 过表达。
与抗性相关的P450 基因主要有6 个: CYP6A1、CYP6A2、CYP6A8、CYP6A9、CYP6B2 和CYP6D1[ 3] 。
多功能氧化酶是多种昆虫对拟除虫菊酯、辛硫磷、吡虫啉、有机磷、氨基甲酸酯类以及生长调节剂定虫隆等多种杀虫剂产生抗性的主导因素。
杀虫剂中许多有机磷化合物是被虫体的GST 所解毒。
害虫抗药性概况及甜菜夜蛾抗药性研究进展害虫抗药性(insecticide resistance)是指在长期使用杀虫剂后,一些害虫种群中出现对杀虫剂的抵抗能力。
这种抵抗能力使该类害虫对杀虫剂的威力减弱,导致杀虫剂在防治害虫过程中失去效果,给作物产量和农民经济带来损失。
害虫的抗药性主要有两种形式:代谢抗性和靶点抗性。
代谢抗性是指通过代谢酶的过程,将杀虫剂转化成无害物质,从而减少其对害虫的杀伤作用。
靶点抗性是指害虫改变了杀虫剂目标部位的结构,使杀虫剂无法与其结合并发挥作用。
目前,全球范围内已经有超过500种害虫对至少一种杀虫剂产生了抗药性。
这使得杀虫剂的应用变得困难,杀虫剂选择面变窄,农民的经济负担加重。
因此,研究害虫抗药性以及寻找抗药性管理策略是防治害虫的重要课题之一甜菜夜蛾(Spodoptera exigua)是一种重要的农业害虫,广泛分布于全球各地,对多种作物如甜菜、棉花、玉米等造成严重危害。
近年来,甜菜夜蛾对杀虫剂的抗药性也出现了一定程度的增加。
研究发现,甜菜夜蛾的抗药性主要表现为对杀虫剂代谢途径的增强和靶点部位的变异。
通过酶活性测定和基因表达分析,发现甜菜夜蛾的代谢酶(如细胞色素P450酶和谷胱甘肽S-转移酶)活性显著增强,从而促进对杀虫剂的解毒。
此外,甜菜夜蛾在靶点部位也发生了变异,使得杀虫剂无法与其结合产生作用。
针对甜菜夜蛾抗药性的研究,学者们提出了一系列的管理策略。
其中包括轮作、混作、选择合适的杀虫剂以及研发新的杀虫剂等。
轮作和混作可以减少害虫种群对特定杀虫剂的压力,从而降低抗药性的发生。
选择合适的杀虫剂意味着使用多个不同作用机制的杀虫剂轮换使用,以减少害虫抗药性的发展。
此外,研发新的杀虫剂也是一个重要的方向,通过寻找新的靶点和开发新的杀虫剂分子,可以有效应对害虫抗药性的挑战。
综上所述,害虫抗药性是一个全球性的问题,对农业产业带来了巨大的压力和损失。
甜菜夜蛾作为一种重要的农业害虫,也存在一定程度的抗药性。
昆虫的抗药性与抗虫策略昆虫在生物界中占据着重要的地位,它们不仅是自然生态系统的重要组成部分,还对人类农业产生着重要的影响。
然而,近年来,随着农业化学农药的广泛使用,昆虫抗药性的问题逐渐突显出来。
本文将探讨昆虫抗药性的原因以及昆虫抗虫策略的发展。
一、昆虫抗药性的原因1. 遗传因素:昆虫抗药性的一个主要原因是遗传突变。
在昆虫种群中,存在一小部分个体天生对某种农药有一定的耐受能力。
当农药使用后,这些抗药性个体就能存活下来,并将抗药性基因传递给下一代。
随着时间的推移,抗药性昆虫的数量逐渐增加,从而导致了整个种群对农药的抗药性。
2. 农药滥用:昆虫抗药性的另一个主要原因是农药的滥用。
农药在农业生产中起到了重要的杀虫作用,但过量或频繁的使用会导致昆虫种群对农药产生适应性反应,进而产生抗药性。
二、昆虫抗虫策略的发展1. 集约化农业:为了减少农药的使用,农业生产逐渐向集约化转变。
采用集约化农业的方式可以有效地控制害虫的数量,减少对农药的依赖性。
例如,采用旋转种植、混合种植等措施可以降低害虫的发生率。
2. 生物防治:生物防治是一种绿色环保的农药替代策略。
通过引入天敌、寄生虫或杀虫菌等天然生物源来控制害虫数量。
这种方法不会对环境造成污染,同时也不易导致害虫对生物防治剂的抗药性。
3. 基因编辑技术:随着基因编辑技术的发展,科学家能够对昆虫的基因进行精确编辑。
这项技术为改良昆虫抗药性提供了新思路。
通过编辑昆虫的抗药基因,科学家可以研制出对农药不易产生抗药性的昆虫品种。
三、昆虫抗药性与抗虫策略的前景昆虫抗药性是一个紧迫的问题,需要全社会的关注和共同努力。
尽管昆虫抗药性的发展速度很快,但抗虫策略的发展也在不断推进。
集约化农业、生物防治和基因编辑技术等策略为昆虫抗药性的控制提供了新的思路和技术手段。
然而,昆虫抗药性问题并非单一因素所致,解决这一问题需要综合考虑多种因素因素的综合使用。
只有通过科学合理地运用各种抗虫策略,才能有效地控制昆虫抗药性的发展趋势,保持农业生产的可持续发展。
昆虫的抗药性与化学控制昆虫的抗药性现象是指昆虫对于常规使用的农药或杀虫剂产生了抵抗力,从而导致这些药剂对它们的杀虫效果减弱甚至无效。
随着时间的推移,昆虫对药剂的抗性会逐渐增强,从而造成严重的生态和经济问题。
本文将探讨昆虫抗药性的原因及其化学控制方法。
一、昆虫抗药性的原因昆虫抗药性的形成有多种原因,主要包括遗传因素、适应性突变和生态因素。
1. 遗传因素昆虫的抗药性可以通过基因突变遗传给下一代。
一些个体昆虫天生对特定药物具有一定的抗性,这些个体通过繁殖将抗性基因传递给后代,当环境中存在对应药物时,这些个体就能够更好地适应并存活下来。
随着抗性基因的广泛传播,整个昆虫群体对该药物的抗性也逐渐增强。
2. 适应性突变昆虫具有较短的生命周期和高繁殖力,这使得它们具有较高的适应性。
在面临药剂攻击时,一部分昆虫个体可能会发生适应性突变,使得它们具备抗药性。
这些突变使得昆虫能够降低药物对其的毒性,从而在药物施用后存活下来,并在下一代中传递这种抗性。
3. 生态因素昆虫的生态环境也会对其产生抗药性产生影响。
例如,如果昆虫生活在被频繁喷洒农药的农田中,那么它们将面临更高的选择压力,只有那些具有抗药性的个体才能幸存下来。
这种选择压力使得昆虫群体中抗药性基因的频率逐渐增加。
二、化学控制抗药性的方法为了应对昆虫抗药性的问题,科学家们提出了一系列化学控制方法。
以下是一些常用的策略。
1. 交替使用不同类别的杀虫剂为了减缓昆虫对特定类别杀虫剂的抗药性逐渐增强的趋势,农民可以采取交替使用不同类别的杀虫剂的策略。
通过轮换使用杀虫剂,可以防止昆虫对某一类杀虫剂产生长期抗性。
这种策略可以使农民更有效地控制昆虫害虫。
2. 混合使用多种杀虫剂混合使用多种杀虫剂是另一种有效的策略。
通过将不同杀虫剂混合使用,可以提高对昆虫的杀伤力。
由于不同的杀虫剂具有不同的作用机制,混合使用可以减少昆虫在繁殖和生长过程中出现的抗性突变概率。
3. 精确施药精确施药可以减少杀虫剂的使用量,并降低昆虫对药物的抗性发生率。
浅析害虫抗药性原因摘要:简要介绍了害虫产生抗药性的原因,相关机制,并根据当前使用虫害防治药剂的弊端,从防治手段、用药方式及害虫敏感期特性等方面阐述了虫抗药性的预防措施以期对促进农业可持续发展有一定帮助。
关键词:害虫抗药性,产生原因,防治措施1、害虫抗药性及提出的背景1.1害虫抗药性。
害虫抗药性是指在使用杀虫剂后,害虫对某种杀虫剂所产生的抗药能力,而且这种由于使用了杀虫剂所产生的抗药能力是可以遗传下去的。
害虫抗药性主要表现,就是用某种农药防治某种害虫时所需要药剂的浓度和剂量,大大超过原来所需要的浓度和刹量,而要成几倍、几十倍,甚至百倍、千倍的增加,才能达到原来的防治效果,那么这种害虫对这种药剂已经产生抵抗能力了,也就是产生了抗药性。
这是昆虫在不利的环境条件下求得生存的一种进化现象。
1.2害虫抗药性提出的背景。
人类对于害虫抗药性的关注,首推于1908年有关梨园盾蚧 对石硫合剂产生抗性的报道。
日前为止已经发现不少害虫对各种杀虫剂产生不同程度的抗性。
1939年,第一种杀虫剂DDT在全球范围内被广泛使用,1946年首次发现昆虫对DDT 的抗药性。
60年来,随着杀虫剂种类的增加和广泛使用,具有抗药性的昆虫种类不断增加,已引起人们越来越多的关注和重视。
2、害虫抗药性产生的主要原因及相关学说。
害虫产生抗药性主要从两方面来解释:一、是自身先天存在的抗药性;二、是适者生存定律的必然结果,即后天获得抗药性。
1957年世界卫生组织(WHO)明确指出昆虫抗药性是昆虫具有耐受杀死正常种群大部分个体药量的能力在其种群中逐渐发展起来的现象。
生物为了谋求生存不断改变自身生理性能以此来适应外界环境是自然界一切生物的本能。
害虫也不例外,在农业生产中由于施用虫害防治药剂方法不当,在同一区域长期施用同一种药剂,一些残存下来的抗性比较强的个体继续繁殖,会产生抗药性较强的后代。
经过反复选择和淘汰抗性差的逐渐死亡,抗性强的继续生存。
这样害虫的抗性一代比一代增强。
昆虫对杀虫剂的抗性机制概述昆虫对杀虫剂的抗性机制概述摘要: 昆虫抗性机制的研究对于抗性监测、治理等具有重要意义, 综述了昆虫对几种杀虫剂的抗性机制。
关键词: 杀虫剂; 抗药性; 苏云金杆菌; 阿维菌素随着杀虫剂长期、大量、广泛地使用, 昆虫对杀虫剂产生的抗性也越来越引起人们的关注。
尽管在杀虫剂的更新、混合、交替使用方面做了大量工作, 延缓了杀虫剂抗性的产生, 但昆虫对杀虫剂的抗药性上升趋势仍不可遏制。
综述了昆虫对化学农药、苏云金杆菌、阿维菌素的抗性机制。
1 昆虫对化学农药的抗性机制1. 1 表皮穿透性的降低昆虫表皮对药剂穿透性降低, 可延缓杀虫剂到达靶标部位的时间, 使昆虫有更多的机会来降解杀虫剂。
虽然表皮穿透下降只表现低水平抗性, 但作为其它抗性因子的修饰者则很重要, 如与解毒作用相结合, 就可大大影响死亡率而增加抗性。
表皮穿透性降低机制在家蝇、埃及伊蚊、致倦库蚊、淡色库蚊等均有发现[ 1] 。
不同的杀虫剂或不同的昆虫表现出的穿透性降低在程度上存在差别, 但穿透性降低是所有昆虫抗性普遍存在的一个因素, 杀虫剂穿透性的降低是受Pen 基因所控制的[ 2] 。
1. 2 解毒酶活力的增强与杀虫剂代谢相关的解毒酶的解毒作用增强是抗性产生的主要原因之一。
这些解毒酶主要包括细胞色素P450 介导的多功能氧化酶、谷胱甘肽转移( GST ) 、水解酯酶等。
多功能氧化酶是昆虫体内参与各类杀虫剂以及其它外源和内源化合物代谢的主要解毒酶系,可使杀虫剂降低或失去杀虫活性, 从而使昆虫产生抗药性。
P450 酶系的解毒代谢能力增强是因为抗性昆虫体内P450 过表达。
与抗性相关的P450 基因主要有6 个: CYP6A1、CYP6A2、CYP6A8、CYP6A9、CYP6B2 和CYP6D1[ 3] 。
多功能氧化酶是多种昆虫对拟除虫菊酯、辛硫磷、吡虫啉、有机磷、氨基甲酸酯类以及生长调节剂定虫隆等多种杀虫剂产生抗性的主导因素。
OCCUPATION1262010 8自1993年,瑞典发现DDT对家蝇具有明显滞留杀虫作用以来,各类农药在世界范围内广泛应用于农业和卫生害虫的防治,对除害灭病确保人体健康起到了非常显著的作用,也曾经挽救过成千上万人的生命。
但是许多用巨额开发出的新型杀虫剂由于使用不当,几年中就导致药效减退或是失效现象,这不仅直接影响了杀虫剂的工业发展前途,而且威胁到人类的健康,日益引起世界各国的重视。
在过去的几年中,Rathman等人做了四种品系鸟蝇科拟寄生虫的生测实验,发现杀线威和灭多威对抗性品系及敏感品系的最大抗性比分别达20和21;高希武等人发现,北京地区马连洼种群对抗蚜威和未曾使用过的灭多威、呋喃丹均产生了高抗性,抗性倍数为39~245倍。
可见昆虫对部分杀虫剂的抗性已很强,研究昆虫的抗药性机理及提出可行的解决办法成为当务之急。
一、抗药性的产生机理关于昆虫抗药性的产生机理分为选择学说和诱变学说。
选择学说认为昆虫对杀虫剂的抗性发展是昆虫在杀虫剂的选择下,带有抗性基因的个体存活下来衍繁后代的结果;诱变学说认为是昆虫种群中某些个体的抗性基因并不是先天存在的,而是由于杀虫剂的直接作用,使得种群中的某些个体发生了突变,因而产生了抗性基因。
所以他们认为昆虫的抗药性是一种后适应现象,杀虫剂不是选择剂而是诱变剂。
但是,无论是选择学说还是诱变学说,在抗药性的形成是由于杀虫剂作用的结果这一点上是相同的。
昆虫的抗药性机理大致可分为行为抗药性和生理生化抗药性。
行为抗性国内外研究均较少,而对生理生化抗性研究相对较多。
关于昆虫的生理生化抗性主要有以下三个方面:表皮穿透作用的降低,代谢解毒作用的加强,靶标敏感性降低。
1.表皮穿透作用的降低降低穿透速率的原因至今尚不完全清楚,Saito认为抗三氯杀螨醇的螨对该药穿透速率较慢是由于几丁质较厚引起的,Vinson则认为抗DDT的烟芽夜蛾幼虫,DDT穿透较慢是由于凡丁质内蛋白质与脂类物质较多而骨化程度较高而引起的。
新烟碱类杀虫剂降解的原理引言新烟碱类杀虫剂是一类广泛应用于农业和园艺领域的杀虫剂,其主要成分是烟碱类化合物,比如吡虫啉、噻虫啉等。
然而,这些杀虫剂的过度使用和长期积累已经引发了环境和生态系统的重大问题。
因此,了解新烟碱类杀虫剂的降解原理对于环境保护和生态恢复具有重要意义。
降解机理新烟碱类杀虫剂的降解机理主要涉及生物降解和非生物降解两个方面。
生物降解1.抗性昆虫耐药性:部分昆虫种群发展了对新烟碱类杀虫剂的抗药性,使得杀虫效果降低。
2.土壤微生物代谢降解:土壤中的微生物能够分解新烟碱类杀虫剂,将其转化为无毒或低毒的化合物。
3.植物降解:部分植物能够通过代谢途径将新烟碱类杀虫剂分解成无害物质。
非生物降解1.光解:新烟碱类杀虫剂对光敏感,暴露在阳光下会逐渐分解。
2.水解:新烟碱类杀虫剂在水中会发生水解反应,降解为较为稳定的分解产物。
降解因素新烟碱类杀虫剂的降解受到多种因素的影响,包括环境因素和生物因素。
环境因素1.温度:较高的温度有利于降解反应的进行,加速新烟碱类杀虫剂的降解速度。
2.光照:光照可以促进新烟碱类杀虫剂的光解反应,加速降解过程。
3.pH值:不同的pH值对新烟碱类杀虫剂的降解速度有所影响。
4.湿度:适度的湿度可以提供水解反应所需的水分,促进降解。
生物因素1.微生物:土壤中的微生物是新烟碱类杀虫剂降解的关键因素之一,不同种类的微生物具有不同的降解能力。
2.植物:部分植物通过代谢途径将新烟碱类杀虫剂分解为无害物质。
3.动物:部分动物对新烟碱类杀虫剂具有一定的降解能力,通过代谢途径将其转化为无害物质。
降解产品与环境影响新烟碱类杀虫剂的降解产物和降解速度直接影响着环境和生态系统的健康。
降解产物1.环境中的氧化物:新烟碱类杀虫剂的氧化产物可能对环境具有一定的毒性。
2.无害代谢产物:一些新烟碱类杀虫剂经过降解后会生成无害的代谢产物。
环境影响1.生物多样性:新烟碱类杀虫剂的长期使用对环境中的昆虫种群和其他生物多样性产生了负面影响。
杀虫剂的作用原理
杀虫剂的作用原理是基于它们对昆虫体内生理系统的影响。
它们可以通过以下几种方式达到杀灭昆虫的目的:
1. 神经系统麻痹:部分杀虫剂能够阻断昆虫神经系统内的特定通道或受体,干扰神经递质的释放或接受信号,从而引起昆虫麻痹和死亡。
2. 呼吸系统损害:部分杀虫剂能够刺激昆虫呼吸系统,使其受到损害或产生功能障碍,导致昆虫无法正常进行呼吸和氧气交换。
这通常通过进入昆虫的气门,影响气道功能实现。
3. 消化系统瘫痪:一些杀虫剂可以干扰昆虫的消化酶的正常工作,破坏其消化道内的化学过程和营养吸收功能。
这将导致昆虫无法摄取足够的能量和养分,最终导致饥饿和死亡。
4. 生长发育抑制:某些杀虫剂可以干扰昆虫的生长和发育过程。
它们可能会影响昆虫的脱皮、变态或成虫产卵等生理过程,从而阻止昆虫正常的生命周期,导致其不能繁殖或继续生长。
需要注意的是,不同的杀虫剂可能有着不同的作用原理和靶点,并且昆虫对杀虫剂的耐受性会随着时间的推移而发展。
因此,科学合理的使用杀虫剂、轮换使用和结合其他防治方法是保持其有效性的关键。
陕西农业科学昆虫对杀虫剂的抗性机制概述王芙蓉。
吴薇(北仑出入境检验栓疫局,浙江宁波315800)提要:昆虫抗性机制的研究对于抗性监潮、治理等具有重要意义.综述了昆虫对几种杀虫剂的抗性机制。
关键词:杀虫剂;抗药性I苏云金杆菌l阿维菌素随着杀虫剂长期、大量、广泛地使用,昆虫对杀虫剂产生的抗性也越来越引起人们的关注。
尽管在杀虫剂的更新、混合、交替使用方面做了大量工作,延缓了杀虫剂抗性的产生,但昆虫对杀虫剂的抗药性上升趋势仍不可遏制。
综述了昆虫对化学农药、苏云金杆菌、阿维菌素的抗性机制。
1昆虫对化学农药的抗性机制1.1表皮穿透性的降低昆虫表皮对药剂穿透性降低,可延缓杀虫剂到达靶标部位的时间,使昆虫有更多的机会来降解杀虫剂。
虽然表皮穿透下降只表现低水平抗性,但作为其它抗性因子的修饰者则很重要,如与解毒作用相结合,就可大大影响死亡率而增加抗性。
表皮穿透性降低机制在家蝇、埃及伊蚊、致倦库蚊、淡色库蚊等均有发现[1]。
不同的杀虫剂或不同的昆虫表现出的穿透性降低在程度上存在差别,但穿透性降低是所有昆虫抗性普遍存在的一个因素,杀虫剂穿透性的降低是受“Pen”基因所控制的[21。
1.2解毒酶活力的增强与杀虫剂代谢相关的解毒酶的解毒作用增强是抗性产生的主要原因之一。
这些解毒酶主要包括细胞色素P450介导的多功能氧化酶、谷胱甘肽转移酶(GST)、水解酯酶等。
多功能氧化酶是昆虫体内参与各类杀虫剂以及其它外源和内源化合物代谢的主要解毒酶系,可使杀虫剂降低或失去杀虫活性,从而使昆虫产生抗药性。
P450酶系的解毒代谢能力增强是因为抗性昆虫体内P450过表达。
与抗性相关的P450基因主要有6个:CYP6A1、CYP6A2、CYP6A8、CYP6A9、CYP682和CYP6D1[3]。
多功能氧化酶是多种昆虫对拟除虫菊酯、辛硫磷、吡·收稿日期:2008—11-04作者简介:王芙蓉,女.山东烟台人.研究方向:昆虫学.虫啉、有机磷、氮基甲酸酯类以及生长调节剂定虫隆等多种杀虫剂产生抗性的主导因素。
杀虫剂中许多有机磷化合物是被虫体的GST所解毒。
一些抗有机氯和有机磷的昆虫体内GST含量很高。
GST解毒能力增强也是由于基因在体内的过表达。
多种害虫对有机磷杀虫剂、拟除虫菊酯类杀虫剂产生抗性也与酯酶和水解酯酶有关。
酯酶和羧酸酯酶活力增加也能导致棉蚜对有机磷杀虫剂产生抗性。
以酯酶为基础的昆虫抗药性机制在分子水平上是因为酯酶基因扩增的结果。
另外在昆虫体内还存在DDT一脱氯化氢酶,它能把DDT分解为无毒的DDE,从而使昆虫对DDT产生抗性。
1.3神经系统敏感性的下降靶标不敏感性是昆虫对杀虫剂产生抗药性的一个极为重要的生化机制,已在多种昆虫对多种杀虫剂的抗性中发现。
涉及变构乙酰胆碱酯酶(AchE)对有机磷和氨基甲酸酯类杀虫剂的抗性、不敏感的钠通道对DDT和拟除虫菊酯的击倒抗性和不敏感的y一氨基丁酸(GABA)受体对环戊二烯类杀虫剂的抗性。
乙酰胆碱酯酶是有机磷和氨基甲酸酯类杀虫剂的作用靶标。
许多昆虫的乙酰胆碱酯酶基因发生突变与昆虫的抗药性有着密切的关系[3。
基因发生突变后,其编码的AchE对杀虫剂敏感度降低,这是造成昆虫对杀虫剂产生抗性的一个重要原因。
现已在很多昆虫中发现不敏感的AChE,不敏感的AChE既可能是抗性昆虫AChE酶量过高所致,也可能是AChE发生了性质改变。
通常情况下抗性是由AChE变构引起的,不同昆虫的AChE变构的部位不同。
至今在AChE中已·110·陕西农业科学发现有四个位置可发生突变。
另一方面,乙酰胆碱酯酶基因突变对AChE结构与功能的影响。
害虫可以通过其AChE活性中心氨基酸序列的改变,影响杀虫剂与酶的结合过程,从而对杀虫剂产生不同程度的抗药性[‘]。
神经系统敏感性降低常表现为击倒抗性。
由于钠通道变得不敏感而对DDT和拟除虫菊酯的快速击倒和致死作用产生击倒抗性,最早是在家蝇成虫中观察到的,此后发现德国蜚蠊、埃及伊蚊、致倦库蚊等昆虫也有击倒抗性。
研究发现电压敏感性钠通道是DDT和拟除虫菊酯类杀虫剂的主要靶标[51。
通过跳蚤对拟除虫菊酯类的击倒抗性的研究表明,昆虫对拟除虫菊酯类杀虫剂产生抗性是由于拟除虫菊酯靶标位点(Para)的点突变造成的[3]。
对果蝇和家蝇的Para基因相对应DNA片段分析发现,击倒抗性与电压敏感钠通道基因片段变化有密切联系,钠通道基因的改变是抗性的基础。
GABA是昆虫体内重要的抑制性神经传递物质,GABA受体被阻断神经递质就无法正常传递,因此它也是杀虫剂重要靶标之一。
果蝇对环戊二烯类的抗性是由位于第2染色体上的单个主要基因(Rdl)控制的。
Ffrench--Constant在抗狄氏剂的抗性果蝇体内克隆出GABA受体基因Rdl,深人研究表明,狄氏剂抗性是Rdl基因发生突变,导致敏感性下降[6]。
对按蚊狄氏剂抗性品系的研究也证实,抗性品系的Rdl基因也存在突变。
这一基因突变在蜚蠊、家蝇、赤拟谷盗、埃及伊蚊、咖啡果小蠹等昆虫对环戊二烯的抗性中具有保守性。
2昆虫对苏云金杆菌(B.t)的抗性机制苏云金杆菌能产生具有强烈杀虫作用的杀虫晶体蛋白(ICP),主要用于鳞翅目、双翅目以及部分鞘翅目昆虫的生物防治。
随着Bt杀虫剂的推广使用,尤其是二十世纪八十年代中期以来,已发现埃及伊蚊、烟芽夜蛾、五带淡色库蚁等多种昆虫对ICP产生明显抗性[7]。
昆虫的抗性机制比较复杂,根据ICP毒素的作用机理,主要有两种。
2.1BT毒素与中肠细胞膜上受体结合的变化昆虫抗性的产生和Bt毒素与中肠刷状缘细胞膜泡(BBMV)的结合有关。
在BBMV中含有与毒素结合的特异受体,毒素与受体间的结合能力、特异结合位点的数目及改变都与抗性的产生有关嗍。
在对Bt毒素产生抗性的印度谷螟和小菜蛾中,Bt毒素与中肠BBMV的结合力下降是产生抗性的主要机理。
虽然抗性个体中毒素的结合位点数显著多于敏感个体,但CryIAb毒素的结合位点却未发生变化。
抗性的产生只与Cry-IAb结合位点的改变有关,与数量无关。
Masson等发现在小菜蛾抗性系中,虽然抗性更多地与受体同CryIAa的结合力降低有关,但CrylAc毒素可竞争性地与CtyIAa毒素的结合位点结合而减少毒素在细胞膜上形成孔道的机会,从而导致抗性的降低[口]。
烟芽夜蛾抗性幼虫中,毒素与受体的亲和力较敏感个体稍增加,结合位点的浓度却降低,有可能导致抗性的产生。
Lee等发现烟芽夜蛾的抗性和毒素与膜受体间的结合力降低有关,在细胞上有多个毒素的结合位点,推测CrylAa、CrylAb、CrylAc3种毒素在细胞膜上共享的结合受体的改变是产生抗性的主要原因[1引。
Heekel等研究发现,对Bt棉产生抗性的YHD系烟芽夜蛾中,对CryIAc的80%抗性水平与中肠受体BtR一4的位点有关[111。
Gill等成功地构建了烟芽夜蛾的eDNA文库,并从YHD烟芽夜蛾中克隆了含有APN与Bt毒索特异结合的BTBPl蛋白。
标记结合实验显示,细胞膜上的BTBPl蛋白或N一氨肽酶活力的降低导致了对Bt毒素的抗性[121。
2.2BT晶体毒素蛋白在中肠中的水解作用变化Johnson等早期的研究认为,昆虫中肠蛋白酶的活性下降是抗性产生的原因n引。
在一些对Bt产生抗性的印度谷螟品系中,中肠中毒素的水解及活化比敏感品系和其它的抗性品系低,这种差异主要是由于在这些抗性品系中缺少一种主要的肠道类胰蛋白酶,这种酶的缺少导致BT毒素在中肠中毒性的降低[8]。
但在抗性印度谷螟中肠中也发现,类糜蛋白酶的酶活性比敏感品系约低3倍,而类糜蛋白酶的基因结构和表达在敏感和抗性品系间是相同的,中肠类糜蛋白酶可能与抗性的产生没有直接的关系[143。
毒素与特异性结合受体间的改变而产生抗性,是一种较为完善的机理。
这其中包含了特异性结合受体APN活力的变化和酶上结合位点在位置、数目上的变化。
毒蛋白晶体在中肠水解过程的改变与抗性产生的关系,还需要进一步证实。
王芙蓉筹:昆虫对杀虫剂的抗性机制概述3昆虫对阿维菌素(Avermectin)的抗性机制阿维菌素是一类新型的高效广谱的抗生素类农药,在防治害虫的同时也使害虫产生了抗药性。
近年来对阿维菌素抗性机理的研究主要集中在代谢抗性方面,对表皮穿透性降低和其它抗性机理也有一定研究,而对靶标抗性的研究较少。
昆虫对阿维菌素抗药性主要与多功能氧化酶和非专一性酯酶活性增强有关。
大量研究表面:多功能氧化酶、酯酶、细胞色素P450以及单加氧酶等都与昆虫代谢抗性的产生有关[151。
而Scott等研究表明,多功能氧化酶、水解酯酶和谷胱甘肽转移酶均不能迅速降解阿维菌素,代谢抗性不是小菜蛾A—VER品系的主导抗性机制[16]。
对于穿透作用降低的机理,药剂穿过表皮后在虫体内的吸收过程和重新分布之间的关系等许多问题有待进一步研究。
而从阿维菌素选育的幼虫对其内寄生蜂具明显的保护作用,说明抗性机制可能与表皮穿透作用降低有相当关系。
小菜蛾对阿维菌素的抗性可能涉及到多种代谢机制。
随着分子生物学技术广泛应用于昆虫学研究,杀虫剂作用机理研究中靶标酶、解毒酶、受体、钠离子通道的结构与功能逐渐得以阐明。
无论代谢抗性或靶标抗性都是解毒酶或靶标酶质或量的改变或敏感降低而形成,这些改变都与基因调控或突变有关。
在代谢抗性中,酯酶主要与其结构基因的扩增有关,细胞色素P450单加氧酶主要与调节基因有关,GST主要是过量表达。
靶标抗性中,无论是靶标酶AChE还是钠离子通道和GABA受体,一般都与结构基因的点突变有关。
因此,从分子遗传方面研究抗性的本质,将对抗性治理提供重要依据。
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