1、細胞色素P450在褐飛虱和白背飛虱對叱蟲咻抗性中的作用稻飛虱是水稻重要害蟲 , 造成嚴重的經濟損失。目前防治稻飛虱的主要手段仍然是化學防治。然而 , 化學殺蟲劑的廣泛使用 , 使其對有機氯、 有機磷、 氨基甲酸酯、 擬除蟲菊酯及新煙堿類等殺蟲劑產生了抗性, 同時也加快了昆蟲對新型殺蟲劑產生抗性的速度。 害蟲抗藥性的分子機制主要包括靶標敏感性降低和解毒代謝作用增強兩個方面。其中 , 靶標通過突變或者量變導致其與殺蟲劑結合能力發生變化 , 使昆蟲對殺蟲劑產生抗性。另一方面，細胞色素P450單加氧酶、竣酸酯酶和谷胱甘肽轉移酶等解毒代謝酶通過基因擴增、 表達量增加及酶活性增強來提高昆蟲對殺蟲劑的解毒代

2、謝能力 , 產生代謝抗性。細胞色素P450是超基因家族，存在于所有生物體內。昆蟲 P450不僅參與合成和代謝保幼激素、蛻皮激素等多種內源化合物 , 還能夠代謝植物毒素、殺蟲劑等外源化合物。P450作為一種多功能氧化酶，能夠代謝幾乎所有種類的殺蟲劑，在害蟲抗藥性中發揮重要作用。 雖然在實驗室篩選的褐飛虱品系中發現煙堿型乙酰膽堿受體突變或者量變能夠導致褐飛虱對吡蟲啉產生抗性 , 但該機制在田間抗性種群中并不普遍。在田間抗性種群中 ,P450. 在褐飛虱對吡蟲啉抗藥性中發揮重要作用。 本文以稻飛虱為研究對象, 一方面利用殺蟲劑對敏感品系稻飛虱進行連續篩選獲得抗性品系，并尋找抗性品系中過量表達的P45

3、0基因;另一方面通過藥劑誘導敏感品系 稻飛虱，尋找被誘導后表達量發生變化的 P450基因結合兩個方面的研究結果,通過RNAi和體外表達代謝實驗共同分析P450在 稻飛虱對吡蟲啉抗性中的作用 , 以及與其他殺蟲劑交互抗性的關系。一、吡蟲啉對褐飛虱P450基因的誘導表達分析褐飛虱基因組中共發現 54個P450基因，而目 前報道與叱蟲咻抗藥性相關的 P450基因只有兩個（CYP6ER相CYP6AY1）可能有 更多的P450基因與叱蟲咻抗性有關。田間檢測發現,8 個田間種群對吡蟲啉都存在不同水平的抗性 , 尤其是湖州種群和無錫種群, 對吡蟲啉的抗性分別達到了 71.83 倍和 82.26 倍。 增效劑

4、試驗結果表明，PBO對8個田間種群均具有明顯的增效作用，說明P450在褐飛虱抗叱 蟲咻中具有重要作用，其中湖州種群中PBO的增效作用最為顯著。通過比較叱蟲咻處理前后敏感品系褐飛虱P450基因的表達量差異，發現18個P450基因誘導后出現表達量上調，其中8個屬于CYP3Clade,8個屬于CYP4Clade,2個屬于CYP2Clade,MitoClade中沒有基因被誘導表達量上調。在這些被誘導上調的 P450 基因中有 8 個基因（CYP4CE、1 CYP417A、1 CYP425B、1CYP6AX1 CYP6AY1 CYP6CS1 CYP6CWW1 CYP6ER1J:調比率超過 2 倍，并且都

5、屬 于CYP3和CYP4Clade;CYP6CS1 CYP6CW和CYP6ER1這3 個基因上調比率超 過4彳t,并且均屬于CYP3Clade中的CYP琮族。在湖州種群中，除CYP6AX外，以上檢測8個P450基因（叱蟲咻處理后敏感品系中表達量上調2倍以上） 的表達量均顯著高于敏感品系 , 其中差異最大的 3個基因分別是 CYP6CS6（9.81） CYP6ER61（7.7f§）和 C）和 CYP6AY1（5.1 倍）。叱蟲咻 處理湖州種群48h后，除了 CYP425B1外，其余7個P450基因表達量上調的比率 都低于敏感品系。結果表明，在敏感和抗性水平較低的種群中，與抗藥性相關的P

6、450基因容易被誘導；而在抗性種群中，由于其P450本底表達量高，所以進一步的誘導表達比較困難。二、多個P450基因共同介導褐飛虱對叱蟲咻的代謝抗性煙堿型乙酰膽堿受體靶標位點突變或者靶標亞基表達量變化導致的褐飛虱對吡蟲啉的抗藥性已經在實驗室抗性品系中被證實，然而在田間種群中P450介導的代謝抗性仍然 是褐飛虱對吡蟲啉抗性的主要機制。根據生測結果將一個田間褐飛虱種群分為兩個品系 : 一是通過吡蟲啉連續篩選 25代 , 獲得的抗性品系(G25); 另一個是未接觸任何殺蟲劑連續飼養25代, 得到的相對敏感的品系(S25,抗性倍數為2倍)。增效劑試驗結果表明，PBQTPP和DEM 對S25都不具有增效

7、作用；PBO和TPP對G25#具有增效作用,并且PBOM具增效 作用最顯著，增效倍數達到5.88倍，因此推斷P450在褐飛虱對叱蟲咻抗性中發揮 重要作用。比較G25和S25品系中所有P450基因表達量差異發現：與S25相比,G25中12個P450基因過量表達，其中6個屬于CYP4Clade,5個屬于CYP3Clade,1個屬于 MitoClade,CYP2Clade 中沒有基因過量表達。CYP6AY、1 CYP6ER、1 CYP6CS、1CYP6CW1CYP4CE和 CYP425B集達量超過 5.0 倍。通過RNN擾分另I降彳氐G25品系中的CYP6AY1 CYP6ER1 CYP6CW和CYP

8、4CEdnRNAg達量后，G25對叱蟲咻的敏感性均顯著上升。體外重組的CYP6AY1 CYP6ER1 CYP6CW1 CYP4CE均能夠代詞t叱蟲咻，但其代謝能力存在顯著差異。為分析4個P450基因在褐飛虱對叱蟲咻抗性發展的不同階段中的作用 ，檢測 了經叱蟲咻連續25代篩選的褐飛虱品系中的4個P450基因的表達動態。根據過 量表達結果推測，CYP6ER勝抗性發展所有階段都具有重要作用，其他的幾個P450基因僅僅在抗性發展的某個發展的某個階段發揮重要作用結果表明,探索P450在抗藥性中的作用時需要綜合考慮抗藥性個體P450基因過量表達、抗性發展不同階段 P450表達的變化及其對叱蟲咻的催化活性等

9、因素。三、兩種新煙堿類殺蟲劑對褐飛虱和白背飛虱P450基因誘導表達褐飛虱和白背飛虱是水稻上重要的害蟲 , ?；旌习l生, 吡蟲啉對其具有良好的殺蟲效果而被廣泛應用 , 從而導致了抗藥性的產生。因而選擇新的替代的藥劑十分重要, 環氧蟲啶為新的順式硝基新煙堿類殺蟲劑 , 對敏感和抗吡蟲啉褐飛虱都具有較好的殺蟲活性。由于環氧蟲啶極易被水解其中間體（NMI）,本文比較了不同劑量叱蟲咻和 NMI對褐飛虱和白背飛虱P450基 因誘導作用的異同點。在白背飛虱中，相同劑量（LD85）的叱蟲咻和NMI分別處理白背飛虱后，大部 分P450基因的mRN廉達量變化情況是一致的，包括9個P450基因表達量上調及 3個P4

10、50基因表達量下調。相同劑量（LD85）的叱蟲咻分別處理白背飛虱和褐飛 虱后,12對P450同源基因中10對顯示出相同的被誘導模式，其中7對同源基因 被誘導表達量上調 ,1 對同源基因被誘導表達量下調以及2對同源基因被誘導后表達量沒有顯著差異。相比之下，LD15、LD50和LD85三種劑量的叱蟲咻處理同一種昆蟲（褐飛虱） 后,P450被誘導的情況顯示出多樣性，如4個P450基因能夠被三種劑量誘導上調， 然而其他9個基因被誘導表達的情況因劑量不同而異。盡管CYP6AY和CYP6ER1都與褐飛虱對叱蟲咻抗藥性相關，但是CYP6AY基因被三種不同劑量叱蟲咻誘導 表達量上調，而CYP6ER只被LD5o劑量誘導表達量上調?？傊?, 兩種飛虱在應對殺蟲劑的選擇壓力時,P450 基因表現出相似的調控模式 , 盡管調控因劑量不同而異。四、吡蟲啉和吡蚜酮在褐飛虱中的交互抗性研究近些年 , 吡蚜酮成為防控褐飛虱的主要殺蟲劑品種之一, 因此研究高抗吡蟲啉的褐飛虱種群對吡蚜酮的交互抗性對該藥劑使用、 褐飛虱高效化學防控都非常重要。對兩個地區的褐飛虱種群連續5 年的監測發現, 吡蟲啉抗性均呈現逐年降低的趨勢，而叱財酮抗性則逐年上升。在所有的田間種群中，增效劑PBO寸兩種殺蟲 劑都具有增效作用，證明P450在兩種殺蟲劑抗藥性中具有重要作用。褐飛虱CYP6AY和CYP6ER在對叱蟲咻抗