试论靶标生物的抗性及对策

试论靶标生物的抗药性及对策人类赖以生存的生态环境与世界人口日益增长的需要决定了农药仍然是人类用于控制病、虫、草等有害生物为害的一项重要手段，并在农林生产的发展中起着积极的作用。

农药的使用与许多现代科学技术的应用一样，如使用不当，也会给人类带来副作用。

随着农药的广泛使用，有害生物的抗药性已成为病、虫、草等有害生物防治所面临的严峻挑战。

因此，研究害虫、病原菌及杂草抗药性产生的原因与治理对策，既有利于高效、经济、安全地合理使用农药，以确保农、林生产的高产、优质、持续发展，也为新农药的研制提供依据。

我们所说的靶标生物是指病菌，虫，草等。

下面主要以害虫为例加以论述。

1 害虫的抗药性害虫的抗药性是指昆虫具有忍受杀死正常种群大多数个体的药量的能力在种群中发展起来的现象，它产生抗药性的原因，有内因和外因两种。

在内因中，又包括它们本身的生物学特性、本身的解毒能力、对作用点敏感度的降低和农药渗透性的降低等；外因包括农药的剂型，使用的剂量、浓度，药液在植物或在病原体与害虫上的沉积的差异等。

它的特点是害虫几乎对所有合成化学农药都会产生抗药性；害虫抗药性是全球现象，抗性形成有地区性，主要取决于该地用药历史与用药水平。

1.1 害虫抗药性的形成害虫抗药性的形成现在主要有四种学说：第一种为选择学说，认为生物群体内本来就存在少数具有抗性基因的个体，从敏感品系到抗性品系，只是药剂选择作用的结果；第二种为诱导学说，认为是诱发突变产生了抗药性。

他们认为生物群体内不存在具有抗性基因的个体，而是在药剂的诱导下，最后发生突变，形成抗性品系；第三种学说是基因重复学说，这是近年来提出的一种新学说，它与一般的选择学说不同，虽然它承认本来就有抗性基因的存在，但它认为某些因子(如杀虫剂等)引起了基因重复。

即一个抗性基因拷贝为多个抗性基因，这是抗性进化中的一种普遍现象。

第四种为染色体重组学说，因染色体易位和倒位产生改变的酶或蛋白质，引起抗性的进化，这也是近年来提出的新学说。

1.2 害虫抗药性机理自从人们发现抗性以来，在有关抗性的生物化学、生理学及遗传学方面的知识已取得明显的进展。

我们需要了解昆虫获得抗性的机理，以便我们能理智地设计延缓抗性产生的对策及措施。

昆虫生化、生理机理的改变是抗性产生的直接原因，而抗性基因控制着这些机理的改变，是抗性产生的根本原因。

根据昆虫对杀虫剂反应的性质，从生化及生理水平来讲，昆虫抗药性机制大致可分为以下几类：（1）.代谢作用的增强。

昆虫体内代谢杀虫剂能力的增强，是昆虫产生抗药性的重要机制。

（2）．昆虫靶标部位对杀虫剂敏感性降低。

（3）．穿透速率的降低。

杀虫剂穿透昆虫表皮速率的降低是昆虫产生抗性的机制之一。

如氰戊菊酯对抗性棉铃虫幼虫体壁的穿透速率明显较敏感棉铃虫慢，内吸磷对抗性棉蚜体壁的穿透和敌百虫对抗性淡色库蚊的穿透都有类似的结果。

（4）．行为抗性。

抗性的产生是由于改变昆虫行为习性的结果。

如家蝇及蚊子会飞离药剂喷洒区或室内作滞留喷雾的墙壁，使昆虫在未接触足够药量前或避免了接触药剂就飞离用药区而存活。

1.3 害虫抗药性遗传从遗传的角度来说，害虫对杀虫剂的抗药性，是生物进化的结果。

害虫抗性是由基因控制的，抗性的发展依赖于药剂对抗性基因选择作用的强度，反过来抗性基因的特性，又能影响抗性群体的选择速度。

2 害虫抗药性治理20世纪60年代人们广泛认为抗药性是一个不可避免的现象，也是不能治理的。

到70年代初，津巴布韦棉花研究所的昆虫学家进行了开拓性的研究，彻底改变了这种观点。

当时在津巴布韦相继发现棉叶螨对乐果的高水平抗性(1 000倍)及开始对久效磷产生抗性，而且抗性几乎扩大到其他有机磷杀虫杀螨剂。

他们通过对100多个农药的筛选仅发现8种药剂能防治棉叶螨，最后选择了6个杀螨剂，在全国范围实行抗性治理，即把全国分成三个部分，每部分连续两年使用两种杀螨剂；两年后第一部分换用第二部分的两种杀螨剂，第二部分换用第三部分的两种杀螨剂，第三部分换用第一部分的两种杀螨剂。

这样每2年交换一次，交替使用不同类别的杀螨剂，6年重复一转。

这样使得每2年中所使用的两种杀螨剂刚开始所选择的抗性，在以后的4年中足以消失。

这方案已在全国执行了14年，未发现对上述6种杀螨剂出现抗性，这是一个预防性的抗性治理的例子。

试验结果说明，棉叶螨抗药性问题通过杀螨剂的治理而得到有效的阻止。

Georghiou(1977)提出了抗药性治(resistancemanagement)这个概念。

即既将害虫控制在为害的经济阈值以下，又保持害虫对杀虫剂的敏感性。

抗性治理是通过时间和空间的大范围限制杀虫剂的使用，从而达到保存昆虫对药剂的敏感性来维持杀虫剂的有效性。

要像保护自然资源那样来保护害虫对药剂的敏感性和杀虫剂的有效性。

2.1 害虫抗药性治理的基本原则和策略2.1.1 害虫抗药性治理的基本原则：①尽可能将目标害虫种群的抗性基因频率控制在最低水平，以利于防止或延缓抗药性的形成和发展。

②选择最佳的药剂配套使用方案，包括各类(种)药剂、混剂及增效剂之间的搭配使用，避免长期连续单一使用某一种药剂。

特别注意选择无交互抗性的药剂间进行交替轮换使用和混用。

③选择每种药剂的最佳使用时间和方法，严格控制药剂的使用次数，尽可能获得对目标害虫最好的防治效果和最低的选择压力。

④实行综合防治，即综合应用农业的、物理的、生物的、遗传的及化学的各项措施，尽可能降低种群中抗性纯合子和杂合子个体的比率及：其适合度(即繁殖率和生存率等)。

⑤尽可能减少对非目标生物(包括天敌和次要害虫)的影响，避免破坏生态平衡而造成害虫(包括次要害虫)的再猖獗。

2.1.2 害虫抗药性治理的策略如何治理杀虫剂抗性，有三个基本策略是可以采用的，即适度治理、饱和治理及多种攻击的治理①．适度治理。

限制药剂的使用，降低总的选择压力，在不用药阶段，充分利用种群中抗性个体适合度低的有利条件，促使敏感个体的繁殖快于抗性个体，以降低整个种群的抗性基因频率，阻止或延缓抗性的发展。

采用方法是限制用药次数、用药时间及用药量，采用局部用药，选择持效期短的药剂等。

②饱和治理。

当抗性基因为隐性时，通过选择足以能杀死抗性杂合子的高剂量进行使用，并有敏感种群迁入起稀释作用，使种群中抗性基因频率保持在低的水平，以降低抗性的发展速率。

③多种攻击治理。

当采用不同化学类型的杀虫剂交替使用或混用时，如果它们作用于一个以上作用部位，无交互抗性，而且其中任何一个药剂的选择压力低于抗性发展所需的选择压力时，那就可以通过多种部位的攻击来达到延缓抗性的目的。

上述三个基本策略中，应用最普遍的是适度治理和多种攻击治理两个策略，而采用饱和治理即高剂量(高杀死)策略要特别慎重。

因为通常使用高剂量就是增加药剂的选择压力，选择压力愈大，害虫愈容易产生抗药性。

如果采用饱和治理策略，必须同时具备两个条件：一是抗性基因为隐性，二是确保有敏感种群迁入饱和治理区，与存活的抗性纯合子个体杂交，其杂交后代又可用高剂量策略杀死，达到抗药性治理的目的。

2.1.3 害虫抗性治理中的化学防治技术为了达到既将害虫控制在为害的经济阈值以下，以保持害虫对药剂的敏感性，又能延长药剂使用寿命的目的，抗性治理必须在害虫综合治理原则的指导下，加强农业防治(如耕作、栽培等措施)、生物防治(如用生物农药及应用和保护天敌)、物理防治(如灯光、性引诱剂)及遗传防治等非化学防治方法与化学防治方法有机地结合起来，化学农药使用应科学合理，尽可能减少其使用次数和使用量，以降低药剂对害虫的选择压力，延缓抗性，减少环境污染及破坏生态平衡。

2.1.4 农药交替转换使用化学农药交替轮用就是选择最佳的药剂配套使用方案，包括药剂的种类和使用时间、次数等，这是害虫抗性治理中经常采用的方式。

要避免长期连续单一使用某种药剂。

交替轮用必须遵循的原则是不同抗性机理的药剂间交替使用，这样才能避免有交互抗性的药剂间交替使用。

如对稻褐飞虱，用马拉硫磷和甲萘威交换使用三个世代后，再用马拉硫磷处理12个世代，抗性只有20倍；如果单一的连续使用马拉硫磷15个世代，则对马拉硫磷的抗性可高达202倍。

2.1.5 农药的限制使用农药的限制使用是针对害虫容易产生抗性的一种或一类药剂或具有潜在抗性风险的品种，根据其抗性水平、防治利弊的综合评价，采取限制其使用时间和次数，甚至采取暂时停止使用的措施，这是害虫抗性治理中经常采用的办法。

如我国与澳大利亚棉铃虫抗性治理方案中对拟除虫菊酯的限制使用。

2.1.6 农药混用农药混用是害虫抗性治理同样可采用的一种施。

以往对此，国内外存在两种不同的看法。

一种认为(以日本学者为代表)不同作用机制的农药混用，是抗性治理的一个好办法；但以美国Wilkinson为代表的认为，混用将给害虫产生交互抗性和多抗性创造有利条件，会给害虫的防治和新药剂的研制带来更大的困难。

因此农药混剂研制中必须考虑和解决如何避免产生交互抗性和多抗性的问题。

只有科学合理研制和使用混剂，才能充分发挥其在抗性治理中的作用。

常用混剂有3种类型：①生物农药与化学农药混用：生物农药如苏云金杆菌(Bt)，一般杀虫作用比较慢，其与极少量化学农药混用，取长补短，可明显提高防治效果，也有利延缓抗性的产生。

②杀卵剂与杀幼虫剂混用：通常昆虫卵的阶段对药剂不易产生抗性，但杀卵剂单独使用通常效果不佳。

因为这类药剂只能在卵期(即产卵后至孵化前)使用，而对已孵化的幼虫和用药后产的卵可能就无效或效果差。

国外在棉铃虫抗性治理中比较强调使用这类混剂。

由于这类混剂中杀幼虫剂用量低，选择压力小，有利延缓抗性的产生。

其中如灭多威及拉维因等是理想的杀卵剂。

③杀幼虫剂与杀幼虫剂混用：目前我国正在使用的混剂大多数属于这类混剂。

鉴于国内外学者对使用混剂的主要担心是怕害虫会产生多抗性和交互抗性，因此在混剂研制中，就应特别重视考虑如何避免产生多抗性和交互抗性问题。

从昆虫种群遗传来说，只有当害虫对混剂中所有各单剂比较敏感或抗性水平甚低时，即抗性基因频率在很低时，使用该混剂后，害虫种群中多抗性基因频率才可能维持在极低的水平，即有利延缓甚至避免产生多抗性的危险。

因此，这类混剂应挑选敏感药剂作为混剂的候选单剂；其次选择与已产生抗性的药剂间没有明显交互抗性药剂作为混剂的候选单剂，这对确保混剂不产生交互抗性是极为重要的。

在害虫化学防治和抗性治理中，药剂间有无交互抗性是决定这些药剂能否交替使用和混用的重要依据。

众所周知，多种害虫因具有击倒因子决定了DDT与拟除虫菊酯间存在交互抗性(Sawieki，1982)。

据报道，我国棉铃虫对氰戊菊酯的抗性机理主要是多功能氧化酶的解毒作用，其次是表皮穿透及击倒因子。

交互抗性谱测定结果也表明，抗氰戊菊酯的棉铃虫对菊酯类杀虫剂品种间交互抗性的范围程度不同于棉蚜。

从混剂的实际应用情况来看，使用具有不同作用机制(最好是不同抗性机制)和明显具有增效作用的混剂，不仅能起到增强药效，减少用药量，降低成本及兼治几种病、虫、草等作用，还能延缓抗性的发展。