两种蔬菜害虫抗药性机制研究--郭邵堃

2021年05月28日 13:28　　浏览次数：1145

大家好，我是害虫综合治理研究室的郭韶堃，今天和大家分享的内容是两种蔬菜害虫抗药性机制研究。

（1）瓜蓟马染色体水平基因组揭示刺吸昆虫生活史及抗药性进化

缨翅目蓟马和半翅目（Hemiptera）昆虫，如木虱、粉虱、蚜虫和叶蝉等均为吸吮植物汁液的昆虫，两个类群在进化上是姐妹群的关系。虽然目前已经测定了多个半翅目种类的基因组序列，然而在7000多种蓟马中，仅见西花蓟马scaffold水平的基因组数据，且尚未正式发表。瓜蓟马又称棕榈蓟马、节瓜蓟马，危害茄子、瓜类和豆类等多种蔬菜。该虫起源于南亚热带地区，上世纪70年代传入我国，目前已扩散至内蒙和东北等地区，成为温室蔬菜上的优势害虫。为开展瓜蓟马基因组测序，我们建立了一个瓜蓟马室内种群，收集了2000多头成虫和1000多头蛹，采用Illumina、PacBio测序平台和Hi-C技术获取了瓜蓟马基因组数据，通过团队搭建的分析流程完成了瓜蓟马染色体水平的基因组组装和注释。对蓟马、木虱、蚜虫和粉虱等昆虫的基因组进行比较分析发现，瓜蓟马代谢酶及热激蛋白基因家族发生明显扩张，揭示了蓟马类昆虫适应寄主和环境的基因组特征及抗药性快速发展的遗传学机制。高质量瓜蓟马基因组的完成对于蓟马进化、传毒和防控等研究具有重要意义。

（2）黄色型瓜蚜对杀虫剂的敏感性与内共生菌丰度相关

瓜蚜Aphis gossypiiGlover，又称棉蚜，是瓜类蔬菜、棉花等多种作物上的重要害虫，在世界上广泛分布。瓜蚜在天气凉爽的春、秋季节体色通常为黑绿色，随着气温升高，特别在夏季时就变成了黄色，生产上俗称“伏蚜”。许多杀虫剂对伏蚜的防治效果都不尽人意，因此，“伏蚜难防”成为农业生产中普遍认为的现象，但是造成这一现象的原因是什么呢？我们通过对不同体色的瓜蚜进行室内毒力测定，发现黄色型瓜蚜（伏蚜）对杀虫剂吡虫啉和氟啶虫胺腈的敏感性明显低于黑绿色型，但对抗生素类的药剂-阿维菌素却没有差异。通过种群遗传学分析发现黄绿色型个体具有一致的遗传背景，转录组测序和酶活分析并未发现与抗药性差异相关的代谢酶和差异表达基因，但黄色型体内共生菌种类较为丰富，其中初级内共生菌—巴克纳氏菌Buchneraaphidicola(Proteobacteria)丰度高于绿色型。进一步使用低浓度的阿维菌素或抗生素进行处理，可以显著降低黄色型个体体内巴克纳氏菌的丰度，提高对吡虫啉和氟啶虫胺腈的敏感性。我们在田间用阿维菌素与吡虫啉混合使用，有效提高了对伏蚜的防治效果，比单独使用吡虫啉提升防效达到78%，这一技术可在田间推广应用。该研究表明黄色型瓜蚜对杀虫剂的敏感性与巴克纳氏菌丰度相关，提出了靶向蚜虫内共生菌的害虫防治方法，为杀虫剂的合理应用提供指导意义。

今天和大家分享的内容到此结束，感谢大家的收听。

撰稿人：郭韶堃；审核人：秦文韬；部门：害虫综合治理研究室