農業(yè)有害生物抗藥性及綜合治理教學教程

第八章抗藥性及綜合治理

害蟲抗藥性的發(fā)展第一節(jié)害蟲的抗藥性一、害蟲抗藥性的概念

1、抗藥性

2、耐藥性

3、交互抗性和負交互抗性

4、多抗性二、害蟲抗藥性的發(fā)展1、抗藥性抗藥性（resistance）世界衛(wèi)生組織（WHO）1957年對昆蟲的抗藥性下的定義是：“昆蟲具有忍受殺死正常種群大多數個體的藥量的能力在其種群中發(fā)展起來的現象”。昆蟲抗藥性是指種群的特性，而不是昆蟲個體改變的結果；抗性是由基因控制的，是可遺傳的?？剐员稊岛涂剐詡€體2、耐藥性耐藥性（tolerance）所謂自然耐藥性是指一種昆蟲在不同發(fā)育階段、不同生理狀態(tài)及所處的環(huán)境條件的變化對藥劑產生不同的耐藥力。3、交互抗性和負交互抗性交互抗性（crossresistance）昆蟲的一個品系由于相同抗性機理、或相似作用機理、或類似化學結構，對于選擇藥劑以外的其它從未使用過的一種藥劑或一類藥劑也產生抗藥性的現象，稱為交互抗性。負交互抗性（negativecrossresistance）負交互抗性是指昆蟲的一個品系對一種殺蟲劑產生抗性后，反而對另一種未用過的藥劑變得更為敏感的現象。4、多抗性多抗性（multipleresistance）昆蟲的一個品系由于存在多種不同的抗性基因或等位基因，能對幾種或幾類藥劑都產生抗性。第二節(jié)害蟲抗藥性的形成與機理一、抗藥性的形成

1、抗性形成的四種學說

2、影響抗性形成的三種因子二、抗性機理（總結）

1、代謝抗性

2、靶標抗性

3、穿透抗性

4、行為抗性1、抗性形成的四種學說(1)、選擇學說，認為生物群體內就存在少數具有抗性基因的個體；（2）、誘導學說，認為是誘發(fā)突變產生了抗藥性；（3）、基因重復學說（geneduplicationtheory）（4）、染色體重組學說：易位和倒位2、影響抗性形成的三種因子（1）遺傳學因子：抗性等位基因頻率、數目、顯性程度，外顯率、表現度及抗性等位基因相互作用，抗性基因組與適合度因子的整合范圍；（2）生物學因子：包括每年世代、每代繁殖子數、單配性/多配性、孤雌生殖。（3）操作因子：農藥的化學性質，持效的持久性及劑型；用藥閾值、選擇閾值、用藥所選的生命階段、用藥方式。二、抗性機理—1、代謝抗性微粒體多功能氧化酶（mixedfunctionoxidases,MFO）酯酶（esterase，Est）：水解酶谷胱甘肽S-轉移酶（glutathione-transferases，GST）（底物-谷胱甘肽）脫氯化氫酶（dehydrochlorinase）等。脂溶性強的、有毒的殺蟲劑分解成毒性較低、水溶性較強的代謝物。昆蟲對殺蟲劑產生的代謝抗性，實際上是這些酶系代謝活性增加的結果。二、抗性機理—MFOM|FO組成：細胞色素P-450

電子傳遞體系：NADPH-黃素蛋白還原酶、NADH-細胞色素b5還原酶、b5等組成。

MFO的作用：通過脫烷基化、羥基化、環(huán)氧化等作用把親脂性的底物氧化為具有一定親水性的產物，多數為解毒作用。二、抗性機理—2、靶標抗性（1）乙酰膽堿酯酶（2）神經鈉通道（Sodiumchannel）（3）γ-氨基丁酸（GABA）受體γ-氨基丁酸（GABA）受體是環(huán)戊二烯類殺蟲劑和新型殺蟲劑銳勁特（Regent）及齊墩螨素（Avermectins）等殺蟲劑的作用靶標部位，（4）昆蟲中腸上皮細胞紋緣膜上受體

突出結構簡圖膽堿酯酶分子上的兩個部位軸突上的動作電位

繼續(xù)

（補、銳勁特）銳勁特：法國羅納普朗克公司開發(fā)的苯并吡唑類殺蟲劑，中等毒性，以觸殺、胃毒為主，在水稻上內吸作用強，主要防水稻螟蟲、飛虱、薊馬、蚜蟲、小菜蛾等，對有機磷和菊酯類殺蟲劑抗性害蟲的防治效果較好。二、抗性機理—3、穿透抗性穿透速率的降低殺蟲劑穿透昆蟲表皮速率的降低是昆蟲產生抗性的機制之一。Saito（1979）認為抗三氯殺螨醇的螨對該藥穿透速率較慢是由于幾丁質較厚引起的，Vinson（1971）則認為抗DDT的煙芽夜蛾幼蟲，對DDT穿透較慢是由于幾丁質內蛋白與酯類物質較多而骨化程度較高而引起的。二、抗性機理—4、行為抗性行為抗性抗性的產生是由于改變昆蟲行為習性的結果。如家蠅及蚊子會飛離藥劑噴灑區(qū)或室內作滯留噴霧的墻壁，使昆蟲在未接觸足夠藥量前或避免了接觸藥劑就飛離用藥區(qū)而存活。殺蟲劑作用抗性機理1、行為抗性2、表皮穿透抗性3、代謝抗性

MFO、Est、GST量增多或質變基因重增、基因表達增多、結構基因改變4、靶標抗性AChE、鈉離子通道、GABA受體：主要是質變結構基因改變第三節(jié)抗性遺傳和抗性治理一、抗性遺傳1、抗性等位基因2、抗性基因的表現型二、抗性治理策略1、適度治理2、飽合治理3、多種攻擊治理三、抗性治理中的化學防治技術1、農藥的輪用輪用示意圖2、農藥的混用3、增效劑的使用1、抗性等位基因抗性等位基因（Resistancealleles）的頻率在自然種群中原來是很低的，大約在10-2～10-4，這稱為抗性基因起始頻率。2、抗性基因的表現型完全顯性（completedominance），不完全顯性（incompletedominance）、中間類型（既不是顯性也不是隱性neitherdominancenorrecessivity）、不完全隱性（incompleterecessive）完全隱性（completerecessive）1、適度治理適度治理(Moderationmanagement)限制藥劑的使用，降低總的選擇壓力，而在不用藥階段，充分利用種群中抗性個體適合度低的有利條件，促使敏感個體的繁殖快于抗性個體，以降低整個種群的抗性基因頻率，阻止或延緩抗性的發(fā)展。2、飽合治理飽和治理(Saturationmanagement)當抗性基因為隱性時，通過選擇足以能殺死抗性雜合子的高劑量進行使用，并有敏感種群遷入起稀釋作用使種群中抗性基因頻率保持在低的水平，以降低抗性的發(fā)展速率。3、多種攻擊治理多種攻擊治理(Multipleattackmenagement)當采用不同化學類型的殺蟲劑交替使用或混用時，如果它們作用于一個以上作用部位，沒有交互抗性，而且其中任何一個藥劑的選擇壓力低于抗性發(fā)展所需的選擇壓力時，那就可以通過多種部位的攻擊來達到延緩抗性的目的。4、農藥的輪用農藥交替轉換使用交替輪用必須遵循的原則是不同抗性機理的藥劑間交替使用，這樣才能避免有交互抗性的藥劑間交替使用。5、農藥的混用農藥混用農藥混用是害蟲抗性治理同樣可采用的一種措施。以往對此，國內外存在兩種不同的看法。一種認為（以日本學者為代表）不同作用機制的農藥混用，是抗性治理的一個好辦法；但以美國Wilkinson為代表的認為，混用將給害蟲產生交互抗性和多抗性創(chuàng)造有利條件，會給害蟲的防治和新藥劑的研制帶來更大的困難。因此農藥混劑研制中必須考慮和解決如何避免產生交互抗性和多抗性的問題。只有科學合理研制和使用混劑，才能充分發(fā)揮其在抗性治理中的作用。農藥的輪用示意圖

增效劑增效磷（SV1）、抑制酯酶三苯基磷酸酯（TPP）增效醚（Pb）（抑制多功能氧化酶）第四節(jié)植物病原物抗藥性一、植物病原物抗性概況二、病原物抗藥性發(fā)生原理三、病原物抗藥性發(fā)生的遺傳機制四、病原物抗藥生發(fā)生的生化機制五、病原物抗藥性監(jiān)測六、影響病原物抗藥性形成的因素七、病原物的抗性治理

返回植物病原物抗性植物病原物抗藥性是指本來對農藥敏感的野生型植物病原物個體或群體，由于遺傳變異而對藥劑出現敏感性下降的現象?！翱顾幮浴毙g語包含兩方面函義：一是病原物遺傳物質發(fā)生變化，抗藥性狀可以穩(wěn)定遺傳；二是抗藥突變體對環(huán)境有一定的適合度，即與敏感野生群體具有生存競爭力。

植物病原物抗性概況1、病原物抗藥性發(fā)生的歷史遠遠晚于害蟲抗藥性發(fā)生的歷史。(60年代，苯并咪唑類內吸性殺菌劑的應用，抗性開始嚴重）2、真菌的抗藥性是植物病原物中最常見的，3、植物病原細菌的抗藥性遠遠不如真菌抗藥性重要，4、至今只發(fā)現了少數線蟲產生抗藥性5、病毒、類菌原體、類立克次體尚未發(fā)現抗藥性。二、病原物抗藥性發(fā)生原理通過遺傳變異而獲得抗藥性，是病原物在自然界能夠賴以延續(xù)的一種快速生物進化的形式。病原物抗藥性是由病原物本身遺傳基礎決定的。就是說病原物群體中，通過隨機突變而出現抗藥性個體，這些抗藥性個體在農藥應用之前就存在于群體之中。農藥則是抗藥突變體的強烈選擇劑，而不是抗藥性發(fā)生的誘變劑，過去認為農藥可以誘導病原物產生抗藥性的觀點是不正確的。

三、病原物抗藥性發(fā)生的遺傳機制絕大多數抗藥基因位于細胞核的染色體上。

病原物對某種農藥的抗藥性是由一個主基因控制的稱為單基因抗藥性，或主效基因抗藥性。已知目前病原菌對殺菌劑的抗性大多數都屬于單基因突變。抗性基因的顯性、隱性、不完全顯性微效基因多基因抗藥性抗性基因的多效作用四、病原物抗藥性發(fā)生的生化機制1、降低親和性是病原物產生抗藥性最重要的生化機制。真菌產生抗藥性就是分別在相應的作用靶點β-微管蛋白、mRNA聚合酶、核糖體組成發(fā)生構象改變

2、減少吸收或增加排泄殺菌劑3、增加解毒或降低致死合成作用作為病原物產生抗藥性機制，至今還很少見。4、補償作用或改變代謝途徑也是病原物抗藥性機制之一。五、病原物抗藥性監(jiān)測1、生測法：采用臨界劑量或鑒別劑量是檢測和測量抗藥性廣度的常用方法。2、生化測定法：根據作用機理和抗性機理設計相的生化法。3、分子生物學法：DNA探針雜交和PCR指紋圖譜。六、影響病原物抗藥性形成的因素1、病原群體中潛在的抗藥性基因2、抗藥性遺傳特征（質量性狀、數量性狀）

3、藥劑作用機制4、適合度5.、病害循環(huán)

6、農業(yè)栽培措施和氣候條件

七、病原物抗藥性治理1、合理用藥2、開發(fā)具有負交互抗性的殺菌劑3、作物管理、生物防治和殺菌劑的協(xié)調使用。（注意P262表8-6）第五節(jié)雜草抗藥性一、雜草對除草劑抗性發(fā)展簡史二、雜草對除草劑抗藥性的形成三、雜草抗藥性機理四、雜草抗藥性的綜合治理

返回雜草的抗藥性抗性雜草生物型（resistantweedbiotypes）是指在一個雜草種群中天然存在的有遺傳能力的某些雜草生物型，這些生物型在除草劑處理下能存活下來，而該種除草劑在正常被使用情況下能有效地防治該種雜草種群。

一、雜草對除草劑抗性發(fā)展簡史人們通常把1968年發(fā)現抗三氮苯類除草劑的歐洲千里光（SeneciovulgarisL.）作為首例的抗性雜草?，F在約32%對三氮苯類（莠去津）產生了抗性；18%對乙酰乳酸合成酶抑制劑（甲磺?。┊a生抗性；15%對聯(lián)吡啶類(百草枯）產生抗性；9%對脲類/酰胺類（乙草胺）產生抗性；8%對合成植物生長激素類除草劑（2，4-D）產生抗性；3%為對二硝基苯胺類（氟樂靈）產生抗性，而余下8%為對其它作用方式除草劑產生抗性。二、雜草對除草劑抗藥性的形成1、選擇學說和誘導學說2、雜草與作物相比，多具有遠緣親和性和自交親和性，有利于產生變異；大多數雜草由于異花授粉和基因突變的原因，因此易于適應新的環(huán)境和發(fā)生變異類型。雜草種群中，個體的多實性、易變性、遺傳多樣性以及長期對不斷變化的環(huán)境和人類農事操作等活動的干擾而產生的高度適應性，是雜草抗藥性種群出現和產生的基礎。三、雜草抗藥性機理1.除草劑作用位點的改變磺酰脲類和咪唑酮類：乙