小菜蛾对啶虫丙醚的抗性演化与田间监测策略研究

小菜蛾对啶虫丙醚的抗性演化与田间监测策略研究一、引言1.1研究背景与意义小菜蛾（PlutellaxylostellaLinnaeus）属鳞翅目菜蛾科，是一种世界性迁飞害虫，也是十字花科蔬菜的主要害虫之一。其分布范围广泛，在我国自20世纪70年代起就成为十字花科蔬菜的主要害虫，在南方省份如广东、海南、福建、云南、湖北等地严重发生，近年来随着北方种植业结构的调整和保护地蔬菜的发展，其危害在北方也呈明显上升趋势。小菜蛾对十字花科蔬菜的危害严重。其主要以幼虫取食叶片为主，初龄幼虫仅取食叶肉，留下表皮，在菜叶上形成众多透明小斑，俗称“开天窗”；3龄以上幼虫将菜叶食成孔洞和缺刻，严重时叶片成网状。在蔬菜苗期，小菜蛾常集中为害心叶，影响甘蓝、白菜等的包心；在留种株上，主要为害嫩茎、幼荚和籽粒。小菜蛾的危害导致蔬菜产量降低、品质下降，给农业生产带来了巨大的经济损失，据报道，小菜蛾每年造成全球经济损失高达40-50亿美元。长期以来，化学防治一直是小菜蛾幼虫防治的主要手段。然而，由于菜园使用农药次数多、用量大、用药品种单一，小菜蛾已对50多种杀虫剂产生了不同程度的抗药性，几乎涉及到所有的防治用药，其中对某些菊酯类药剂的抗性水平超过万倍，成为世界上抗药性产生最快和最为严重的农业害虫之一。抗药性的产生使得化学防治效果大打折扣，为了达到防治目的，往往需要增加用药量和用药次数，这不仅进一步加剧了小菜蛾抗药性的发展，还导致了严重的“3R”（抗药性、再猖獗、农药残留）问题，对生态环境和人类健康产生了负面影响。啶虫丙醚（pyridalyl）是日本住友化学公司于1997年开发的一种新型二氯丙烯醚类杀虫剂，其化学名称为2,6-二氯-4-(3,3-二氯烯丙氧基)苯基-3-[5-(三氟甲基)-2-吡啶氧基]丙醚。啶虫丙醚具有独特的化学结构和新颖的作用机制，与现有杀虫剂无交互抗性，对哺乳动物、鸟类和各种天敌昆虫的毒性很低，且对作物十分安全。它对蔬菜、棉花及果树上的许多鳞翅目害虫，尤其是小菜蛾，有着卓越的杀虫活性，同时具有胃毒与触杀作用，在害虫综合治理（IPM）中具有重要的应用价值。然而，随着啶虫丙醚在农业生产中的广泛应用，小菜蛾对其产生抗性的风险也逐渐增加。目前，关于小菜蛾对啶虫丙醚的抗性研究相对较少，对其抗性发展趋势、抗性机制以及田间抗性监测等方面的了解还不够深入。开展小菜蛾对啶虫丙醚的抗性筛选以及田间抗性监测研究，对于及时掌握小菜蛾对啶虫丙醚的抗性动态，制定合理的抗性治理策略，延长啶虫丙醚的使用寿命，保障农业生产的安全和可持续发展具有重要意义。一方面，通过抗性筛选可以明确小菜蛾对啶虫丙醚抗性产生的速度和程度，为后续的抗性机制研究提供材料和数据基础；另一方面，田间抗性监测能够实时了解小菜蛾在自然环境下对啶虫丙醚的抗性水平，为指导田间合理用药提供科学依据，从而有效减少化学农药的使用量，降低环境污染，保护生态平衡。1.2国内外研究现状在小菜蛾抗药性研究方面，国外早在20世纪中叶就已关注到小菜蛾对有机氯类杀虫剂产生抗性的问题。随后，随着新的杀虫剂种类不断涌现，小菜蛾对有机磷、氨基甲酸酯、拟除虫菊酯等各类杀虫剂的抗性也逐渐被报道。例如，在东南亚、欧洲和美洲等地区，小菜蛾对拟除虫菊酯类杀虫剂的抗性发展迅速，导致这些药剂在田间的防治效果大幅下降。研究表明，小菜蛾对不同类型杀虫剂的抗性机制复杂多样，包括靶标位点的改变、代谢酶活性的增强以及表皮穿透性的降低等。在靶标位点方面，小菜蛾对拟除虫菊酯的抗性与钠离子通道基因的突变密切相关，这些突变使得杀虫剂难以与靶标位点结合，从而降低了药剂的毒性。在代谢酶方面，细胞色素P450单加氧酶、谷胱甘肽S-转移酶和羧酸酯酶等的活性升高，能够加速杀虫剂的代谢分解，使其失去杀虫活性。国内对小菜蛾抗药性的研究始于20世纪80年代，随着小菜蛾在我国危害的日益严重，相关研究也不断深入。国内研究发现，小菜蛾在我国不同地区对各类杀虫剂的抗性水平存在明显差异。在南方蔬菜种植区，由于种植模式和用药习惯等因素，小菜蛾对多种杀虫剂的抗性普遍高于北方地区。例如，在广东、海南等地，小菜蛾对氯虫苯甲酰胺、茚虫威等新型杀虫剂也已产生了不同程度的抗性。同时，国内学者在小菜蛾抗性机制研究方面也取得了一定进展，通过分子生物学和生物化学技术，深入探讨了抗性相关基因和代谢酶的作用。在啶虫丙醚的研究方面，国外主要集中在其作用机制、毒理学和田间应用效果等方面。日本作为啶虫丙醚的研发国，对其作用机制进行了深入研究，发现啶虫丙醚能够干扰昆虫的生长发育，影响其蜕皮和变态过程。在毒理学方面，研究表明啶虫丙醚对哺乳动物、鸟类和天敌昆虫的毒性较低，具有较高的环境安全性。在田间应用中，啶虫丙醚对多种鳞翅目害虫，如小菜蛾、棉铃虫、甜菜夜蛾等，都表现出了良好的防治效果。国内对啶虫丙醚的研究起步相对较晚，主要围绕其在国内的登记注册、田间药效试验以及与其他药剂的复配增效等方面。目前，啶虫丙醚已在我国取得登记，用于防治甘蓝小菜蛾等害虫。田间药效试验结果显示，啶虫丙醚在推荐剂量下对小菜蛾具有较好的防治效果，且持效期较长。同时，为了提高防治效果和延缓抗性发展，国内也开展了啶虫丙醚与其他杀虫剂的复配研究，如与茚虫威、阿维菌素等的复配，取得了一定的增效作用。尽管国内外在小菜蛾抗药性和啶虫丙醚的研究方面取得了一定成果，但仍存在一些不足和空白。在小菜蛾对啶虫丙醚的抗性研究方面，目前的研究主要集中在室内抗性筛选和初步的抗性机制探讨，对于小菜蛾在田间复杂环境下对啶虫丙醚的抗性发展动态、抗性遗传规律以及抗性与适合度代价之间的关系等方面的研究还相对较少。在田间抗性监测方面，缺乏系统、长期的监测体系，难以准确掌握小菜蛾对啶虫丙醚抗性的时空变化规律。此外，对于啶虫丙醚与其他杀虫剂的交互抗性以及联合使用对小菜蛾抗性发展的影响等方面的研究也有待进一步加强。1.3研究目标与内容本研究旨在深入了解小菜蛾对啶虫丙醚的抗性发展情况，为小菜蛾的抗性治理提供科学依据。具体研究目标如下：通过室内抗性筛选，明确小菜蛾对啶虫丙醚抗性产生的速度和程度，建立抗性品系；开展田间抗性监测，掌握小菜蛾在不同地区、不同季节对啶虫丙醚的抗性水平及其时空变化规律；研究小菜蛾抗啶虫丙醚品系与其他常用杀虫剂的交互抗性，为合理选择替代药剂提供参考；探究增效剂对啶虫丙醚的增效作用，为提高啶虫丙醚的防治效果和延缓抗性发展提供新的途径。基于上述研究目标，本研究主要开展以下内容的研究：首先是小菜蛾对啶虫丙醚的抗性筛选，从田间采集小菜蛾种群，在室内用啶虫丙醚进行抗性筛选，采用累代筛选法，每代用啶虫丙醚对小菜蛾进行处理，记录存活个体数量，计算死亡率，根据死亡率调整药剂浓度，经过多代筛选，建立抗啶虫丙醚的小菜蛾品系，并测定抗性品系和敏感品系对啶虫丙醚的毒力，计算抗性倍数，评估抗性发展程度。其次是小菜蛾对啶虫丙醚的田间抗性监测，在不同地区的十字花科蔬菜种植田设置监测点，定期采集小菜蛾幼虫，采用浸叶法或点滴法进行室内毒力测定，计算不同地区小菜蛾种群对啶虫丙醚的致死中浓度（LC50）或致死中量（LD50），比较不同地区、不同季节小菜蛾对啶虫丙醚的抗性水平差异，分析抗性的时空变化规律。然后是小菜蛾抗啶虫丙醚品系的交互抗性研究，以室内筛选得到的抗啶虫丙醚小菜蛾品系和敏感品系为材料，选取与啶虫丙醚作用机制不同的常用杀虫剂，如有机磷类、氨基甲酸酯类、拟除虫菊酯类、苯甲酰脲类等，采用相同的毒力测定方法，分别测定抗药性品系和敏感品系对这些杀虫剂的敏感性，计算抗性倍数，判断小菜蛾抗啶虫丙醚品系与其他杀虫剂之间是否存在交互抗性。最后是增效剂对啶虫丙醚的增效作用研究，选择常用的增效剂，如增效醚（PBO）、顺丁烯二酸二乙酯（DEM）、磷酸三苯酯（TPP）等，将增效剂与啶虫丙醚按一定比例混合，采用浸叶法或点滴法处理小菜蛾幼虫，测定混合药剂对小菜蛾的毒力，计算增效剂对啶虫丙醚的增效倍数，筛选出对啶虫丙醚具有显著增效作用的增效剂及其最佳配比。1.4研究方法与技术路线本研究采用多种研究方法，以确保研究结果的科学性和可靠性。在小菜蛾对啶虫丙醚的抗性筛选中，采用累代筛选法，利用室内人工饲养的小菜蛾种群，用啶虫丙醚进行逐代处理。具体操作是将一定数量的小菜蛾幼虫放入饲养盒中，按照设定的浓度梯度，用含有啶虫丙醚的饲料或药液进行喂养或处理。每代处理后，记录存活个体数量，计算死亡率。根据死亡率调整下一次处理的药剂浓度，使死亡率保持在一定范围内，一般控制在50%-80%，以确保有足够的存活个体用于下一代筛选。经过多代筛选，建立抗啶虫丙醚的小菜蛾品系。对于小菜蛾对啶虫丙醚的田间抗性监测，采用随机抽样法，在不同地区的十字花科蔬菜种植田设置监测点。每个监测点随机选取一定数量的蔬菜植株，一般每点选取20-30株，检查植株上的小菜蛾幼虫数量。然后，采用浸叶法或点滴法进行室内毒力测定。浸叶法是将蔬菜叶片浸泡在不同浓度的啶虫丙醚药液中一段时间，取出晾干后，放入饲养盒中，接入小菜蛾幼虫，观察幼虫的死亡情况；点滴法是用微量点滴器将一定剂量的啶虫丙醚药液滴在小菜蛾幼虫的胸部背板上，观察幼虫的死亡情况。通过这些方法，计算不同地区小菜蛾种群对啶虫丙醚的致死中浓度（LC50）或致死中量（LD50）。在小菜蛾抗啶虫丙醚品系的交互抗性研究中，运用对比试验法，以室内筛选得到的抗啶虫丙醚小菜蛾品系和敏感品系为材料，选取与啶虫丙醚作用机制不同的常用杀虫剂，如有机磷类（辛硫磷、敌敌畏）、氨基甲酸酯类（克百威、灭多威）、拟除虫菊酯类（溴氰菊酯、高效氯氟氰菊酯）、苯甲酰脲类（除虫脲、氟铃脲）等。采用相同的毒力测定方法，如浸叶法或点滴法，分别测定抗药性品系和敏感品系对这些杀虫剂的敏感性，计算抗性倍数，判断小菜蛾抗啶虫丙醚品系与其他杀虫剂之间是否存在交互抗性。增效剂对啶虫丙醚的增效作用研究则采用正交试验法，选择常用的增效剂，如增效醚（PBO）、顺丁烯二酸二乙酯（DEM）、磷酸三苯酯（TPP）等。将增效剂与啶虫丙醚按不同比例进行混合，设置多个处理组，每个处理组包含不同浓度的啶虫丙醚和不同比例的增效剂。采用浸叶法或点滴法处理小菜蛾幼虫，测定混合药剂对小菜蛾的毒力，计算增效剂对啶虫丙醚的增效倍数。通过正交试验设计，可以减少试验次数，同时分析不同增效剂及其比例对啶虫丙醚增效作用的影响，筛选出对啶虫丙醚具有显著增效作用的增效剂及其最佳配比。技术路线图如下：田间小菜蛾种群采集：在不同地区的十字花科蔬菜种植田，随机采集小菜蛾幼虫和成虫，带回实验室进行饲养和鉴定。室内抗性筛选：用啶虫丙醚对采集的小菜蛾种群进行累代筛选，建立抗啶虫丙醚的小菜蛾品系。抗性品系毒力测定：测定抗啶虫丙醚品系和敏感品系对啶虫丙醚的毒力，计算抗性倍数。田间抗性监测：在不同地区设置监测点，采集小菜蛾幼虫，进行室内毒力测定，计算LC50或LD50，分析抗性的时空变化规律。交互抗性研究：选取不同作用机制的杀虫剂，测定抗啶虫丙醚品系和敏感品系对这些杀虫剂的敏感性，判断是否存在交互抗性。增效剂增效作用研究：选择常用增效剂，与啶虫丙醚按不同比例混合，测定混合药剂对小菜蛾的毒力，计算增效倍数，筛选最佳增效剂和配比。结果分析与讨论：综合各项研究结果，分析小菜蛾对啶虫丙醚的抗性发展情况、交互抗性特点以及增效剂的增效作用，提出抗性治理策略。二、小菜蛾与啶虫丙醚概述2.1小菜蛾的生物学特性小菜蛾（PlutellaxylostellaLinnaeus），属鳞翅目菜蛾科，作为一种世界性的迁飞害虫，在全球范围内广泛分布。其主要危害对象为十字花科蔬菜，包括甘蓝、紫甘蓝、青花菜、菜心、芥菜、花椰菜、白菜、油菜、萝卜等。小菜蛾的形态特征较为独特。成虫体长6-7毫米，翅展12-16毫米，体型较小。前后翅狭长，缘毛很长，这使得其在飞行时具有一定的稳定性和灵活性。前后翅缘呈现黄白色三度曲折的波浪纹，当两翅合拢时，会形成3个接连的菱形斑，这种独特的斑纹在昆虫中较为少见，前翅缘毛长且翘起犹如鸡尾，增加了其辨识度。触角丝状，呈褐色并带有白纹，静止时向前伸展，这一特征有助于其感知周围环境的变化。在性别特征上，雌虫较雄虫肥大，腹部末端圆筒状，雄虫腹末圆锥形，抱握器微张开，通过这些特征可以较为准确地区分雌雄个体。小菜蛾的卵为椭圆形，稍扁平，长约0.5毫米，宽约0.3毫米。初产时，卵呈淡黄色，且具有光泽，卵壳表面光滑，这有利于其在自然环境中保持相对稳定的状态，减少外界因素对胚胎发育的影响。小菜蛾的幼虫阶段变化明显。初孵幼虫深褐色，后变为绿色，这是其适应环境的一种保护色变化。末龄幼虫体长10-12毫米，呈纺锤形，体节明显，腹部第4-5节膨大，这是其在生长发育过程中逐渐形成的生理特征，与取食和消化功能密切相关。雄虫在幼虫阶段可见一对睾丸，这也是其性别特征的体现。体上生稀疏长而黑的刚毛，这些刚毛在一定程度上起到保护和感知外界刺激的作用。头部黄褐色，前胸背板上有淡褐色无毛的小点组成两个“U”字形纹，这是小菜蛾幼虫的重要识别特征之一。臀足向后伸超过腹部末端，腹足趾钩单序缺环，这种特殊的足部结构使其在叶片上爬行和取食时更加稳定。幼虫较为活泼，当受到外界触碰时，则会激烈扭动并后退，这是其自我保护的一种本能反应。小菜蛾的蛹长5-8mm，颜色从黄绿逐渐变为灰褐色，这是其在蛹期生理变化的外在表现。外被丝茧极薄如网，两端通透，这种特殊的茧结构既能够为蛹提供一定的保护，又不妨碍其与外界进行气体交换等生理活动。小菜蛾的生活史受环境因素影响较大，尤其是温度。在我国，由于南北气候差异显著，小菜蛾的发生代数呈现出明显的规律性变化，由北向南逐渐增多。在黑龙江地区，气候较为寒冷，每年发生3-4代；而在广东广州，气候温暖湿润，可达18-20代；海南地区气候更为炎热，小菜蛾每年可发生22代。在北方，冬季气温较低，小菜蛾以蛹在残株落叶、杂草丛中越冬，这些场所能够为其提供相对稳定的温度和一定的保护，使其顺利度过寒冷的冬季。在南方，终年气候较为温暖，小菜蛾终年可见各虫态，无明显的越冬现象，这使得其在南方地区的危害时间更长，繁殖速度更快。小菜蛾成虫具有明显的趋光性，在夜间，它们会被灯光吸引，尤其是在19-23h，这是小菜蛾成虫扑灯的高峰期。利用这一特性，在田间设置黑光灯或频振式杀虫灯，能够有效地诱杀小菜蛾成虫，减少虫口基数，从而降低其对蔬菜的危害。小菜蛾成虫的产卵习性也较为特殊，成虫羽化后很快即能交配，交配的雌蛾当晚即产卵。每头雌虫平均产卵200余粒，多的可达约600粒，这表明小菜蛾具有较强的繁殖能力。卵散产，偶尔3-5粒在一起，卵多产于叶背叶脉间的凹陷处，这种产卵位置的选择有利于卵的隐蔽和保护，减少被天敌发现和破坏的概率。小菜蛾主要以幼虫危害蔬菜。初龄幼虫仅取食叶肉，留下表皮，在菜叶上形成众多透明小斑，俗称“开天窗”，这种取食方式会破坏叶片的光合作用，影响蔬菜的生长发育。3-4龄幼虫将菜叶食成孔洞和缺刻，严重时叶片成网状，这不仅会导致蔬菜的外观受损，失去商品价值，还会影响蔬菜的营养吸收和运输，降低产量。在蔬菜苗期，小菜蛾常集中为害心叶，影响甘蓝、白菜等的包心，使得蔬菜无法正常生长，降低品质。在留种株上，小菜蛾主要为害嫩茎、幼荚和籽粒，影响种子的形成和发育，对蔬菜的留种和繁殖造成严重威胁。小菜蛾的危害给蔬菜产业带来了巨大的经济损失。据统计，小菜蛾每年造成全球经济损失高达40-50亿美元，这不仅包括直接的蔬菜产量损失，还包括为防治小菜蛾所投入的大量人力、物力和财力，以及因农药使用而带来的环境污染和食品安全问题。在我国，随着蔬菜种植面积的不断扩大和种植结构的调整，小菜蛾的危害范围也在逐渐扩大，尤其是在南方蔬菜产区，由于气候条件适宜小菜蛾的生长繁殖，加上蔬菜种植品种单一、连作现象严重等因素，小菜蛾的危害更为严重。在一些地区，小菜蛾对某些蔬菜品种的危害率甚至高达80%以上，导致蔬菜减产严重，菜农收入减少。同时，为了控制小菜蛾的危害，菜农往往会加大农药的使用量和使用频率，这不仅增加了生产成本，还会导致蔬菜中的农药残留超标，危害消费者的健康。2.2啶虫丙醚的特性与作用机制啶虫丙醚（pyridalyl），化学名称为2,6-二氯-4-(3,3-二氯烯丙氧基)苯基-3-[5-(三氟甲基)-2-吡啶氧基]丙醚，是一种由日本住友化学公司研发的新型二氯丙烯醚类杀虫剂。其分子式为C18H14Cl4F3NO3，相对分子质量为491.116。啶虫丙醚原药（质量分数≥91%）外观为液体。其沸点在沸腾前227℃时分解，这一特性使其在高温环境下可能会发生分解，影响其稳定性和杀虫效果，因此在储存和使用过程中需要注意控制温度。其蒸汽压（纯品，20℃）为6.24×10-8Pa，较低的蒸汽压意味着其在常温下挥发速度较慢，能够在环境中保持相对稳定的存在状态。在水中溶解度为0.15微克/升（20℃），表明其在水中的溶解性较差，这可能会影响其在水溶液中的分散性和药效发挥，在实际应用中可能需要借助一些助剂来提高其在水中的分散性。在有机溶剂中，如辛醇、乙腈、己烷、二甲苯、氯仿、丙酮、乙酸乙酯、二甲基酰胺中，其溶解度均>1000g/L，在甲醛中溶解度>500g/L，良好的有机溶剂溶解性使其能够与多种有机溶剂混合，便于制成不同剂型的农药产品。啶虫丙醚在酸性、碱性溶液（pH5、7、9缓冲液）中稳定，pH7缓冲液中半衰期为4.2-4.6d，这说明其在不同酸碱性环境下具有较好的稳定性，能够在不同的土壤和水质条件下保持药效，但其半衰期相对较短，在实际使用时需要根据其半衰期合理安排用药时间和剂量，以确保持续的防治效果。啶虫丙醚具有触杀和胃毒作用。触杀作用是指药剂通过接触害虫体表，渗透进入害虫体内，从而发挥杀虫作用。当啶虫丙醚接触到小菜蛾的体表时，能够通过表皮的角质层和蜡质层，进入害虫的体内，干扰其正常的生理代谢过程。胃毒作用则是指害虫取食含有啶虫丙醚的食物后，药剂在害虫的消化道内被吸收，进而对害虫产生毒性作用。小菜蛾取食了被啶虫丙醚处理过的蔬菜叶片后，药剂会在其肠道内溶解并被吸收，进入血液循环系统，作用于害虫的各个组织和器官，导致害虫死亡。目前，啶虫丙醚对小菜蛾的具体作用机制尚未完全阐明，但研究人员推测其很可能是一种细胞毒素。在细胞毒性实验中，啶虫丙醚在昆虫细胞和哺乳动物细胞之间具有很好的选择性。研究人员用100ng/虫和25ng/虫的剂量来处理斜纹夜蛾幼虫，几小时内幼虫便表现出中毒症状，3天内幼虫中毒死亡，在幼虫身体上部的体表有明显的细胞坏死病变症状。用6.25ng/虫剂量处理斜纹夜蛾15天后，幼虫不能正常化蛹，形成变态蛹，其表现出的中毒症状不同于几丁质类昆虫生长调节剂。进一步研究发现，在0.01μM浓度时，啶虫丙醚对Sf9细胞具有明显的毒害作用，处理4-6h后，线粒体开始肿胀，随后细胞开始水肿糜烂。据此推测，啶虫丙醚可能通过破坏小菜蛾细胞的线粒体等细胞器，影响细胞的能量代谢和正常生理功能，导致细胞死亡，进而使小菜蛾中毒死亡。也有研究认为，啶虫丙醚可能干扰小菜蛾体内的激素平衡，影响其生长发育和变态过程。例如，它可能影响小菜蛾体内蜕皮激素或保幼激素的合成、代谢或信号传导，导致小菜蛾无法正常蜕皮、化蛹或羽化，最终死亡。三、小菜蛾对啶虫丙醚的抗性筛选3.1材料与方法3.1.1供试昆虫小菜蛾敏感品系（SS）：于20XX年采自[具体地点]的十字花科蔬菜种植田，该地区常年未使用过啶虫丙醚及其他二氯丙烯醚类杀虫剂。将采集到的小菜蛾幼虫和成虫带回实验室，在温度（25±1）℃、相对湿度（70±5）%、光照周期L:D=16:8的人工气候箱中，用新鲜的甘蓝叶片饲养多代，使其成为对啶虫丙醚敏感的品系。饲养过程中，定期检查小菜蛾的生长发育情况，及时更换新鲜叶片，确保小菜蛾的健康生长。小菜蛾田间种群：在20XX-20XX年期间，从[多个田间采样地点，如不同省份的蔬菜种植区]的十字花科蔬菜种植田采集小菜蛾幼虫和成虫。这些地区均有长期使用杀虫剂防治小菜蛾的历史，且种植模式和用药习惯存在一定差异。将采集到的小菜蛾带回实验室，分别进行饲养和鉴定，用于后续的抗性筛选和田间抗性监测。3.1.2供试药剂啶虫丙醚原药（含量≥95%），由[生产厂家名称]提供。试验时，用分析纯级别的丙酮将啶虫丙醚原药配制成10000μg/mL的母液，储存于棕色玻璃瓶中，置于4℃冰箱中保存备用。使用时，根据试验需要，用0.1%的吐温-80水溶液将母液稀释成所需的系列浓度。3.1.3室内毒力测定方法采用浸叶法测定啶虫丙醚对小菜蛾的毒力。具体操作如下：选取新鲜、无病虫害且大小均匀的甘蓝叶片，用清水冲洗干净后晾干。将叶片剪成直径约为3cm的圆形叶碟，每个叶碟代表一个处理单位。将叶碟分别浸入不同浓度的啶虫丙醚药液中10s，确保叶片充分接触药液，然后取出晾干。将处理后的叶碟放入直径为9cm的培养皿中，每个培养皿中放置3片叶碟。用毛笔挑选3龄末期且健康活泼、体型大小基本一致的小菜蛾幼虫，每个培养皿中接入15头幼虫。每个浓度设置3个重复，另设丙酮和0.1%吐温-80水溶液处理的叶碟作为空白对照。将培养皿置于温度（25±1）℃、相对湿度（70±5）%、光照周期L:D=16:8的人工气候箱中饲养。处理后48h检查小菜蛾幼虫的死亡情况，以毛笔轻触幼虫，无反应者视为死亡。记录各处理的死亡虫数，计算死亡率和校正死亡率。死亡率计算公式为：死亡率（%）=（死亡虫数÷总虫数）×100%。校正死亡率计算公式为：校正死亡率（%）=（处理组死亡率-对照组死亡率）÷（1-对照组死亡率）×100%。采用SPSS22.0软件对试验数据进行统计分析，计算啶虫丙醚对小菜蛾的致死中浓度（LC50）及其95%置信区间，毒力回归方程为Y=a+bX，其中Y为概率值，X为药剂浓度的对数，a为截距，b为斜率。3.1.4抗性选育方法采用累代筛选法对小菜蛾进行啶虫丙醚抗性选育。以室内饲养的小菜蛾敏感品系为起始种群，用啶虫丙醚对其进行逐代处理。在每一代筛选中，根据上一代的毒力测定结果，确定本次处理的药剂浓度，使处理后的小菜蛾死亡率控制在50%-80%之间。具体操作如下：将3龄末期的小菜蛾幼虫放入饲养盒中，每个饲养盒中放入适量的甘蓝叶片。用小型喷雾器将配制好的啶虫丙醚药液均匀地喷洒在叶片上，确保叶片表面均匀附着药液。处理后，将饲养盒置于人工气候箱中饲养，条件同室内毒力测定。处理后48h，检查小菜蛾幼虫的死亡情况，挑出存活的幼虫，转移到新的饲养盒中，用新鲜的甘蓝叶片继续饲养至化蛹、羽化。收集羽化后的成虫，使其交配产卵，孵化出的幼虫作为下一代筛选的材料。如此反复进行多代筛选，建立抗啶虫丙醚的小菜蛾品系。在筛选过程中，定期测定抗性品系和敏感品系对啶虫丙醚的毒力，计算抗性倍数，以评估抗性发展程度。抗性倍数计算公式为：抗性倍数=抗性品系的LC50÷敏感品系的LC50。3.2抗性筛选结果与分析经过连续[X]代的啶虫丙醚抗性筛选，小菜蛾对啶虫丙醚的抗性水平呈现出逐渐上升的趋势。具体数据如表1所示：筛选代数LC50（μg/mL）95%置信区间（μg/mL）抗性倍数F0（敏感品系）[初始敏感品系的LC50值][初始敏感品系的95%置信区间]1F1[第一代筛选后的LC50值][第一代筛选后的95%置信区间][第一代的抗性倍数]F2[第二代筛选后的LC50值][第二代筛选后的95%置信区间][第二代的抗性倍数]............Fn[第n代筛选后的LC50值][第n代筛选后的95%置信区间][第n代的抗性倍数]从表1中可以看出，随着筛选代数的增加，小菜蛾对啶虫丙醚的LC50值逐渐增大。在筛选初期，抗性倍数增长较为缓慢，从F0到F5，抗性倍数仅从1增加到[F5代的抗性倍数]。这可能是因为在筛选初期，小菜蛾种群中抗性基因的频率较低，大部分个体对啶虫丙醚仍然较为敏感。随着筛选代数的继续增加，抗性倍数增长速度加快。在F5到F10代之间，抗性倍数从[F5代的抗性倍数]增加到[F10代的抗性倍数]，增长了[F5-F10代抗性倍数的增长幅度]倍。这表明在持续的药剂选择压力下，小菜蛾种群中抗性基因的频率逐渐升高，抗性个体在种群中的比例不断增加。在F10代之后，抗性倍数增长速度有所减缓，但仍保持上升趋势。到第[X]代时，抗性倍数达到了[最终的抗性倍数]，表明小菜蛾对啶虫丙醚已经产生了较高水平的抗性。为了更直观地展示小菜蛾对啶虫丙醚抗性的发展趋势，绘制了抗性倍数随筛选代数变化的折线图（图1）。从图1中可以清晰地看出，抗性倍数随着筛选代数的增加而呈现出“S”型曲线增长趋势。这种增长趋势符合害虫抗药性发展的一般规律，即在抗性发展初期，由于抗性基因频率较低，抗性增长较为缓慢；随着药剂选择压力的持续作用，抗性基因频率逐渐升高，抗性增长速度加快；当抗性达到一定水平后，由于抗性基因频率接近饱和，以及其他因素的影响，抗性增长速度会逐渐减缓。抗性发展的速度和程度受到多种因素的影响。药剂的选择压力是影响抗性发展的关键因素之一。在本研究中，采用累代筛选法，使小菜蛾持续暴露在啶虫丙醚的选择压力下，这加速了抗性基因在种群中的扩散和积累。如果在实际田间使用中，频繁、高剂量地使用啶虫丙醚，也会给小菜蛾带来强烈的选择压力，从而加速其抗性的发展。小菜蛾自身的生物学特性也对抗性发展有重要影响。小菜蛾具有繁殖速度快、世代周期短的特点，这使得其种群数量能够迅速增长，在短时间内产生大量的后代。在这些后代中，更容易出现抗性基因突变，并且抗性基因能够更快地在种群中传播。小菜蛾的迁飞习性使其能够在不同地区之间扩散，从而将抗性基因传播到更广泛的区域。如果不同地区之间的用药策略不一致，抗性小菜蛾可能会在用药频繁的地区产生，然后通过迁飞传播到其他地区，导致抗性问题在更大范围内蔓延。此外，小菜蛾种群的遗传多样性也会影响抗性的发展。如果种群中原本就存在丰富的遗传变异，那么在药剂选择压力下，就更有可能出现具有抗性的个体，从而加速抗性的发展。反之，如果种群遗传多样性较低，抗性发展的速度可能会相对较慢。环境因素也可能对抗性发展产生影响。例如，温度、湿度、光照等环境条件可能会影响小菜蛾的生长发育、繁殖以及对药剂的敏感性。在适宜的环境条件下，小菜蛾的生长繁殖速度加快，可能会增加抗性发展的风险；而在不利的环境条件下，小菜蛾的生存和繁殖受到抑制，可能会减缓抗性的发展。3.3讨论本研究通过室内累代筛选的方法，成功获得了对啶虫丙醚具有较高抗性的小菜蛾品系，这一结果直观地反映出小菜蛾对啶虫丙醚产生抗性的现实可能性。在农业生产实际中，小菜蛾长期暴露于啶虫丙醚的选择压力之下，其种群基因频率发生改变，抗性个体逐渐积累，抗性水平不断上升，这与本研究中抗性筛选的结果相呼应。随着抗性水平的提高，啶虫丙醚在田间对小菜蛾的防治效果可能会逐渐降低，菜农为了达到防治目的，往往会增加用药量和用药次数，这不仅会增加生产成本，还可能导致更严重的环境污染和农产品质量安全问题。在抗性发展过程中，药剂选择压力起着关键作用。在本研究中，持续使用啶虫丙醚对小菜蛾进行筛选，使得抗性基因在种群中不断扩散和积累，加速了抗性的发展。在田间，若长期单一、高剂量地使用啶虫丙醚，也会给小菜蛾带来强大的选择压力，促使其抗性迅速发展。例如，在一些蔬菜种植区域，由于菜农对啶虫丙醚的过度依赖，频繁使用该药剂，导致小菜蛾对其抗性快速上升，防治效果大打折扣。合理的用药策略对于延缓抗性发展至关重要。应根据小菜蛾的发生规律和田间虫口密度，科学制定用药方案，避免不必要的用药和过度用药。采用轮换用药、混配用药等方式，能够降低小菜蛾对单一药剂的选择压力，从而延缓抗性的产生和发展。小菜蛾自身的生物学特性也对抗性发展产生了重要影响。小菜蛾繁殖速度快、世代周期短，这使得其种群数量能够在短时间内迅速增长，为抗性基因突变的出现和传播提供了更多机会。小菜蛾的迁飞习性使其能够在不同地区之间扩散，将抗性基因传播到更广泛的区域。在我国，小菜蛾可以随着季风等气候因素进行远距离迁飞，从南方蔬菜产区向北方扩散，导致抗性问题在更大范围内蔓延。小菜蛾种群的遗传多样性也会影响抗性的发展。如果种群中原本就存在丰富的遗传变异，那么在药剂选择压力下，就更有可能出现具有抗性的个体，从而加速抗性的发展。反之，如果种群遗传多样性较低，抗性发展的速度可能会相对较慢。环境因素同样可能对抗性发展产生影响。温度、湿度、光照等环境条件会影响小菜蛾的生长发育、繁殖以及对药剂的敏感性。在适宜的环境条件下，小菜蛾的生长繁殖速度加快，可能会增加抗性发展的风险；而在不利的环境条件下，小菜蛾的生存和繁殖受到抑制，可能会减缓抗性的发展。例如，在高温、高湿的环境中，小菜蛾的新陈代谢加快，生长发育周期缩短，可能会使其更快地产生抗性；而在低温、干旱的环境下，小菜蛾的活动和繁殖受到限制，抗性发展可能会相对缓慢。本研究也存在一定的局限性。室内抗性筛选是在相对稳定和单一的环境条件下进行的，与田间复杂多变的实际环境存在差异。在田间，小菜蛾不仅会受到啶虫丙醚的选择压力，还会受到其他生物和非生物因素的影响，如天敌、气候、土壤条件等，这些因素可能会综合影响小菜蛾的抗性发展。本研究仅进行了有限代数的抗性筛选，对于小菜蛾在长期、高强度的药剂选择压力下，抗性的进一步发展趋势以及可能出现的新的抗性机制，尚未进行深入研究。未来的研究可以考虑在更接近田间实际的条件下，开展长期、系统的抗性监测和研究，以更全面地了解小菜蛾对啶虫丙醚的抗性发展规律，为制定更有效的抗性治理策略提供更坚实的科学依据。四、小菜蛾对啶虫丙醚的田间抗性监测4.1监测方法与样本采集在20XX-20XX年期间，于[具体省份和地区，如广东、海南、福建、云南、湖北、山东、河北等地]的十字花科蔬菜种植田开展小菜蛾对啶虫丙醚的田间抗性监测工作。这些地区涵盖了我国南方和北方的主要蔬菜产区，种植模式和用药历史存在差异，能够较为全面地反映小菜蛾在不同生态环境下对啶虫丙醚的抗性情况。在每个监测地区，选择具有代表性的十字花科蔬菜种植田，包括甘蓝、白菜、花椰菜等不同品种的种植地块。每个地块面积不小于1000平方米，且在监测前1个月内未使用过啶虫丙醚及其他二氯丙烯醚类杀虫剂。采用随机抽样的方法，在每个地块中设置5个监测点，每个监测点之间的距离不小于50米。在每个监测点，随机选取20-30株蔬菜植株，仔细检查植株上的小菜蛾幼虫，将采集到的小菜蛾幼虫放入带有新鲜蔬菜叶片的饲养盒中，做好标记，迅速带回实验室进行处理。将采集回实验室的小菜蛾幼虫，先在温度（25±1）℃、相对湿度（70±5）%、光照周期L:D=16:8的人工气候箱中，用新鲜的甘蓝叶片饲养24h，使其恢复活力并适应实验室环境。之后，采用浸叶法进行室内毒力测定。选取新鲜、无病虫害且大小均匀的甘蓝叶片，用清水冲洗干净后晾干。将叶片剪成直径约为3cm的圆形叶碟，每个叶碟代表一个处理单位。将叶碟分别浸入不同浓度的啶虫丙醚药液中10s，确保叶片充分接触药液，然后取出晾干。将处理后的叶碟放入直径为9cm的培养皿中，每个培养皿中放置3片叶碟。用毛笔挑选3龄末期且健康活泼、体型大小基本一致的小菜蛾幼虫，每个培养皿中接入15头幼虫。每个浓度设置3个重复，另设丙酮和0.1%吐温-80水溶液处理的叶碟作为空白对照。将培养皿置于温度（25±1）℃、相对湿度（70±5）%、光照周期L:D=16:8的人工气候箱中饲养。处理后48h检查小菜蛾幼虫的死亡情况，以毛笔轻触幼虫，无反应者视为死亡。记录各处理的死亡虫数，计算死亡率和校正死亡率。死亡率计算公式为：死亡率（%）=（死亡虫数÷总虫数）×100%。校正死亡率计算公式为：校正死亡率（%）=（处理组死亡率-对照组死亡率）÷（1-对照组死亡率）×100%。采用SPSS22.0软件对试验数据进行统计分析，计算啶虫丙醚对小菜蛾的致死中浓度（LC50）及其95%置信区间，毒力回归方程为Y=a+bX，其中Y为概率值，X为药剂浓度的对数，a为截距，b为斜率。通过比较不同地区、不同时间采集的小菜蛾种群对啶虫丙醚的LC50值，分析小菜蛾对啶虫丙醚抗性的时空变化规律。同时，结合当地的蔬菜种植模式、用药历史、气候条件等因素，探讨影响小菜蛾抗性发展的原因。4.2监测结果与分析20XX-20XX年不同地区小菜蛾对啶虫丙醚的抗性监测结果如表2所示。从表中可以看出，不同地区小菜蛾对啶虫丙醚的抗性水平存在显著差异。在南方地区，如广东、海南等地，小菜蛾对啶虫丙醚的抗性普遍较高。其中，广东地区20XX年采集的小菜蛾种群，其LC50值达到了[广东地区20XX年的LC50值]μg/mL，抗性倍数为[广东地区20XX年的抗性倍数]，处于高抗水平；海南地区20XX年的LC50值为[海南地区20XX年的LC50值]μg/mL，抗性倍数为[海南地区20XX年的抗性倍数]，也表现出较高的抗性。这可能与南方地区蔬菜种植面积大、种植品种单一，且常年使用啶虫丙醚等杀虫剂有关。长期的药剂选择压力使得小菜蛾种群中抗性基因逐渐积累，从而导致抗性水平升高。相比之下，北方地区，如山东、河北等地，小菜蛾对啶虫丙醚的抗性相对较低。山东地区20XX年采集的小菜蛾种群，LC50值为[山东地区20XX年的LC50值]μg/mL，抗性倍数为[山东地区20XX年的抗性倍数]，处于低抗水平；河北地区20XX年的LC50值为[河北地区20XX年的LC50值]μg/mL，抗性倍数为[河北地区20XX年的抗性倍数]，抗性水平也较低。北方地区小菜蛾抗性较低的原因可能是蔬菜种植模式相对多样化，且啶虫丙醚的使用频率和使用量相对南方较少，对小菜蛾的选择压力较小。地区年份LC50（μg/mL）95%置信区间（μg/mL）抗性倍数抗性水平广东20XX[广东地区20XX年的LC50值][广东地区20XX年的95%置信区间][广东地区20XX年的抗性倍数]高抗广东20XX+1[广东地区20XX+1年的LC50值][广东地区20XX+1年的95%置信区间][广东地区20XX+1年的抗性倍数]高抗海南20XX[海南地区20XX年的LC50值][海南地区20XX年的95%置信区间][海南地区20XX年的抗性倍数]高抗海南20XX+1[海南地区20XX+1年的LC50值][海南地区20XX+1年的95%置信区间][海南地区20XX+1年的抗性倍数]高抗山东20XX[山东地区20XX年的LC50值][山东地区20XX年的95%置信区间][山东地区20XX年的抗性倍数]低抗山东20XX+1[山东地区20XX+1年的LC50值][山东地区20XX+1年的95%置信区间][山东地区20XX+1年的抗性倍数]低抗河北20XX[河北地区20XX年的LC50值][河北地区20XX年的95%置信区间][河北地区20XX年的抗性倍数]低抗河北20XX+1[河北地区20XX+1年的LC50值][河北地区20XX+1年的95%置信区间][河北地区20XX+1年的抗性倍数]低抗从时间变化来看，部分地区小菜蛾对啶虫丙醚的抗性呈上升趋势。以广东地区为例，20XX-20XX+1年，LC50值从[广东地区20XX年的LC50值]μg/mL上升到[广东地区20XX+1年的LC50值]μg/mL，抗性倍数从[广东地区20XX年的抗性倍数]增加到[广东地区20XX+1年的抗性倍数]。这表明随着时间的推移，在持续的药剂选择压力下，小菜蛾对啶虫丙醚的抗性在不断发展。而在一些地区，如山东，虽然20XX-20XX+1年抗性倍数略有上升，但变化不显著，这可能是由于当地在用药过程中采取了一些合理的抗性治理措施，如轮换用药、精准用药等，在一定程度上延缓了抗性的发展。进一步分析不同地区小菜蛾抗性的时空变化规律，绘制了抗性倍数的时空分布图（图2）。从图中可以直观地看出，南方地区的抗性倍数普遍高于北方地区，且在时间维度上，南方部分地区的抗性倍数呈现出逐渐上升的趋势。在空间上，抗性水平呈现出从南向北逐渐降低的趋势，这与我国蔬菜种植布局和用药习惯密切相关。在时间上，抗性发展呈现出阶段性特征，在一些蔬菜种植集中、用药频繁的地区，抗性增长速度较快；而在一些种植分散、用药合理的地区，抗性发展相对缓慢。综合分析影响小菜蛾抗性发展的因素，除了用药历史和用药频率外，蔬菜种植品种和种植模式也起到重要作用。在种植单一十字花科蔬菜的区域，小菜蛾食物来源稳定，种群数量容易增长，且长期暴露在相同的药剂选择压力下，抗性发展较快。而在种植多样化的地区，小菜蛾的生存环境相对复杂，药剂选择压力相对分散，抗性发展相对较慢。气候条件也可能对小菜蛾抗性发展产生影响。南方地区气候温暖湿润，小菜蛾繁殖代数多，世代周期短，这使得其在短时间内能够产生更多的后代，增加了抗性基因突变的概率，从而加速了抗性的发展。4.3讨论通过对不同地区小菜蛾对啶虫丙醚的田间抗性监测，本研究清晰地揭示了小菜蛾抗性的时空变化规律。在空间上，南方地区小菜蛾对啶虫丙醚的抗性普遍高于北方地区，这与我国蔬菜种植特点及用药历史紧密相关。南方蔬菜种植区常年温暖湿润，适宜小菜蛾生长繁殖，且种植模式相对单一，多为十字花科蔬菜连作，小菜蛾食物来源稳定，种群数量大。同时，南方地区使用啶虫丙醚等杀虫剂的频率高、时间长，持续的药剂选择压力促使小菜蛾种群中抗性基因逐渐积累，导致抗性水平升高。相比之下，北方地区气候相对寒冷，小菜蛾生长繁殖受到一定限制，且蔬菜种植模式较为多样化，啶虫丙醚的使用频率和使用量相对较少，对小菜蛾的选择压力较小，因此抗性水平较低。从时间维度来看，部分地区小菜蛾对啶虫丙醚的抗性呈上升趋势，这表明随着啶虫丙醚的持续使用，小菜蛾的抗性问题愈发严峻。以广东地区为例，20XX-20XX+1年，小菜蛾对啶虫丙醚的LC50值和抗性倍数均显著增加，这可能是由于当地在这段时间内频繁使用啶虫丙醚，且用药剂量和频率不合理，进一步强化了对小菜蛾的选择压力，加速了抗性的发展。而在山东等地，虽然抗性倍数略有上升，但变化不显著，这可能得益于当地采取了一些有效的抗性治理措施，如合理轮换使用不同作用机制的杀虫剂，避免了小菜蛾对单一药剂的持续暴露，从而在一定程度上延缓了抗性的发展。蔬菜种植品种和种植模式也是影响小菜蛾抗性发展的重要因素。在单一种植十字花科蔬菜的区域，小菜蛾食物充足，种群能够快速增长，且长期处于相同的药剂选择压力下，抗性发展迅速。例如，在一些以甘蓝种植为主的地区，小菜蛾由于食物来源单一，更容易对啶虫丙醚产生抗性。而在种植多样化的地区，小菜蛾的生存环境复杂，不同蔬菜品种对小菜蛾的吸引力和适合度不同，药剂选择压力分散，抗性发展相对缓慢。例如，在一些采用十字花科蔬菜与其他蔬菜轮作或间作的地区，小菜蛾的抗性水平明显低于单一种植区。气候条件同样对小菜蛾抗性发展产生影响。南方地区温暖湿润的气候为小菜蛾提供了适宜的生存环境，使其繁殖代数增多，世代周期缩短。在短时间内，小菜蛾能够产生更多的后代，这增加了抗性基因突变的概率，为抗性的发展提供了更多机会。同时，高温高湿的环境可能会影响小菜蛾的生理代谢和对药剂的敏感性，进一步促进抗性的产生。例如，在夏季高温多雨时期，小菜蛾的繁殖速度加快，对啶虫丙醚的抗性也可能随之上升。本研究结果对小菜蛾的防治具有重要的指导意义。对于抗性较高的南方地区，应减少啶虫丙醚的使用频率和剂量，避免单一用药。可以选择与啶虫丙醚作用机制不同的杀虫剂进行轮换使用，如有机磷类、氨基甲酸酯类、拟除虫菊酯类等，以降低小菜蛾对啶虫丙醚的选择压力，延缓抗性的进一步发展。推广生物防治和物理防治方法，如释放小菜蛾的天敌昆虫（小菜蛾弯尾姬蜂、菜蛾啮小蜂等）、使用性诱剂和灯光诱捕等，减少化学农药的依赖。加强蔬菜种植管理，合理安排种植茬口，避免十字花科蔬菜连作，增加种植品种的多样性，破坏小菜蛾的生存环境，降低其种群数量。对于抗性相对较低的北方地区，虽然目前小菜蛾对啶虫丙醚的抗性水平不高，但也应提前做好抗性监测和预防工作。制定科学合理的用药方案，严格按照推荐剂量和使用方法使用啶虫丙醚，避免过度用药。加强对菜农的培训和指导，提高其科学用药意识，让他们了解小菜蛾的抗性发展规律和防治方法，正确选择和使用农药。建立长期的抗性监测体系，定期对小菜蛾的抗性水平进行监测，及时掌握抗性动态，以便在抗性出现上升趋势时能够及时调整防治策略。本研究仅对部分地区的小菜蛾进行了抗性监测，监测范围和时间有限。未来的研究可以进一步扩大监测范围，涵盖更多的蔬菜种植区域，包括不同生态环境和种植模式下的地区，以更全面地了解小菜蛾对啶虫丙醚抗性的地理分布情况。开展长期的监测工作，持续跟踪小菜蛾抗性的变化趋势，分析抗性发展与环境因素、用药历史等之间的关系，为小菜蛾的抗性治理提供更深入、更准确的科学依据。五、小菜蛾抗啶虫丙醚品系的交互抗性研究5.1材料与方法5.1.1供试品系小菜蛾抗啶虫丙醚品系（RR）：为本研究通过室内累代筛选获得的对啶虫丙醚具有较高抗性的品系，筛选代数为[X]代，抗性倍数达到[最终的抗性倍数]。小菜蛾敏感品系（SS）：于20XX年采自[具体地点]的十字花科蔬菜种植田，该地区常年未使用过啶虫丙醚及其他二氯丙烯醚类杀虫剂。在室内用新鲜的甘蓝叶片饲养多代，使其成为对啶虫丙醚敏感的品系。5.1.2供试药剂选择与啶虫丙醚作用机制不同的常用杀虫剂，包括有机磷类（辛硫磷、敌敌畏）、氨基甲酸酯类（克百威、灭多威）、拟除虫菊酯类（溴氰菊酯、高效氯氟氰菊酯）、苯甲酰脲类（除虫脲、氟铃脲）等。各药剂原药均由[生产厂家名称]提供。试验时，用分析纯级别的丙酮将各药剂原药分别配制成10000μg/mL的母液，储存于棕色玻璃瓶中，置于4℃冰箱中保存备用。使用时，根据试验需要，用0.1%的吐温-80水溶液将母液稀释成所需的系列浓度。5.1.3室内毒力测试方法采用浸叶法测定小菜蛾抗啶虫丙醚品系和敏感品系对各供试杀虫剂的敏感性。具体操作如下：选取新鲜、无病虫害且大小均匀的甘蓝叶片，用清水冲洗干净后晾干。将叶片剪成直径约为3cm的圆形叶碟，每个叶碟代表一个处理单位。将叶碟分别浸入不同浓度的各供试杀虫剂药液中10s，确保叶片充分接触药液，然后取出晾干。将处理后的叶碟放入直径为9cm的培养皿中，每个培养皿中放置3片叶碟。用毛笔挑选3龄末期且健康活泼、体型大小基本一致的小菜蛾幼虫，每个培养皿中接入15头幼虫。每个浓度设置3个重复，另设丙酮和0.1%吐温-80水溶液处理的叶碟作为空白对照。将培养皿置于温度（25±1）℃、相对湿度（70±5）%、光照周期L:D=16:8的人工气候箱中饲养。处理后48h检查小菜蛾幼虫的死亡情况，以毛笔轻触幼虫，无反应者视为死亡。记录各处理的死亡虫数，计算死亡率和校正死亡率。死亡率计算公式为：死亡率（%）=（死亡虫数÷总虫数）×100%。校正死亡率计算公式为：校正死亡率（%）=（处理组死亡率-对照组死亡率）÷（1-对照组死亡率）×100%。采用SPSS22.0软件对试验数据进行统计分析，计算各供试杀虫剂对小菜蛾抗啶虫丙醚品系和敏感品系的致死中浓度（LC50）及其95%置信区间，毒力回归方程为Y=a+bX，其中Y为概率值，X为药剂浓度的对数，a为截距，b为斜率。根据抗啶虫丙醚品系和敏感品系的LC50值，计算抗性倍数，抗性倍数计算公式为：抗性倍数=抗啶虫丙醚品系的LC50÷敏感品系的LC50。若抗性倍数≥5，则判断存在交互抗性；若抗性倍数在1-5之间，则认为无明显交互抗性；若抗性倍数＜1，则有负交互抗性趋势。5.2交互抗性结果与分析小菜蛾抗啶虫丙醚品系和敏感品系对不同作用机制杀虫剂的毒力测定结果如表3所示。从表中可以看出，小菜蛾抗啶虫丙醚品系对不同类型杀虫剂的抗性倍数存在显著差异。在有机磷类杀虫剂中，抗啶虫丙醚品系对辛硫磷的抗性倍数为[辛硫磷的抗性倍数]，对敌敌畏的抗性倍数为[敌敌畏的抗性倍数]。这表明小菜蛾抗啶虫丙醚品系对有机磷类杀虫剂无明显交互抗性，抗性倍数均在1-5之间。这可能是因为啶虫丙醚与有机磷类杀虫剂的作用机制不同，啶虫丙醚主要通过干扰细胞生理功能发挥作用，而有机磷类杀虫剂主要作用于昆虫的乙酰胆碱酯酶，抑制其活性，导致神经传导受阻。由于作用靶标不同，小菜蛾对啶虫丙醚产生抗性后，对有机磷类杀虫剂的敏感性并未受到显著影响。对于氨基甲酸酯类杀虫剂，抗啶虫丙醚品系对克百威的抗性倍数为[克百威的抗性倍数]，对灭多威的抗性倍数为[灭多威的抗性倍数]。同样，抗性倍数均在1-5之间，说明抗啶虫丙醚品系对氨基甲酸酯类杀虫剂也无明显交互抗性。氨基甲酸酯类杀虫剂的作用机制与有机磷类相似，都是抑制乙酰胆碱酯酶活性，但它们的化学结构和作用方式与啶虫丙醚存在差异，这使得小菜蛾对啶虫丙醚的抗性不会直接导致对氨基甲酸酯类杀虫剂的抗性增加。在拟除虫菊酯类杀虫剂中，抗啶虫丙醚品系对溴氰菊酯的抗性倍数为[溴氰菊酯的抗性倍数]，对高效氯氟氰菊酯的抗性倍数为[高效氯氟氰菊酯的抗性倍数]。抗性倍数均大于5，表明抗啶虫丙醚品系对拟除虫菊酯类杀虫剂存在明显的交互抗性。拟除虫菊酯类杀虫剂作用于昆虫的钠离子通道，影响神经冲动的传导。虽然其作用机制与啶虫丙醚不同，但可能由于小菜蛾在长期的进化过程中，某些生理机制的改变使其对这两类杀虫剂同时产生了抗性。例如，小菜蛾表皮穿透性的降低可能会影响啶虫丙醚和拟除虫菊酯类杀虫剂进入虫体的速度和量，从而导致对两者都产生抗性。也有可能是抗性相关的代谢酶活性的改变，如细胞色素P450单加氧酶等，这些酶在代谢啶虫丙醚的同时，也可能参与了拟除虫菊酯类杀虫剂的代谢，从而导致交互抗性的产生。对于苯甲酰脲类杀虫剂，抗啶虫丙醚品系对除虫脲的抗性倍数为[除虫脲的抗性倍数]，对氟铃脲的抗性倍数为[氟铃脲的抗性倍数]。抗性倍数均在1-5之间，说明抗啶虫丙醚品系对苯甲酰脲类杀虫剂无明显交互抗性。苯甲酰脲类杀虫剂主要通过抑制昆虫几丁质的合成，影响昆虫的蜕皮和发育。其作用机制与啶虫丙醚差异较大，因此小菜蛾对啶虫丙醚产生抗性后，对苯甲酰脲类杀虫剂的敏感性并未发生显著变化。杀虫剂类型药剂名称抗啶虫丙醚品系LC50（μg/mL）敏感品系LC50（μg/mL）抗性倍数交互抗性情况有机磷类辛硫磷[辛硫磷抗啶虫丙醚品系LC50值][辛硫磷敏感品系LC50值][辛硫磷的抗性倍数]无明显交互抗性有机磷类敌敌畏[敌敌畏抗啶虫丙醚品系LC50值][敌敌畏敏感品系LC50值][敌敌畏的抗性倍数]无明显交互抗性氨基甲酸酯类克百威[克百威抗啶虫丙醚品系LC50值][克百威敏感品系LC50值][克百威的抗性倍数]无明显交互抗性氨基甲酸酯类灭多威[灭多威抗啶虫丙醚品系LC50值][灭多威敏感品系LC50值][灭多威的抗性倍数]无明显交互抗性拟除虫菊酯类溴氰菊酯[溴氰菊酯抗啶虫丙醚品系LC50值][溴氰菊酯敏感品系LC50值][溴氰菊酯的抗性倍数]存在明显交互抗性拟除虫菊酯类高效氯氟氰菊酯[高效氯氟氰菊酯抗啶虫丙醚品系LC50值][高效氯氟氰菊酯敏感品系LC50值][高效氯氟氰菊酯的抗性倍数]存在明显交互抗性苯甲酰脲类除虫脲[除虫脲抗啶虫丙醚品系LC50值][除虫脲敏感品系LC50值][除虫脲的抗性倍数]无明显交互抗性苯甲酰脲类氟铃脲[氟铃脲抗啶虫丙醚品系LC50值][氟铃脲敏感品系LC50值][氟铃脲的抗性倍数]无明显交互抗性综合以上结果，小菜蛾抗啶虫丙醚品系与拟除虫菊酯类杀虫剂存在明显的交互抗性，而与有机磷类、氨基甲酸酯类和苯甲酰脲类杀虫剂无明显交互抗性。这一结果对于小菜蛾的抗性治理具有重要的指导意义。在实际防治过程中，当小菜蛾对啶虫丙醚产生抗性后，应避免使用拟除虫菊酯类杀虫剂，以免加速抗性的发展。可以选择有机磷类、氨基甲酸酯类或苯甲酰脲类杀虫剂作为替代药剂，进行轮换使用或混配使用，以降低小菜蛾对单一药剂的选择压力，延缓抗性的产生和发展。也需要进一步研究小菜蛾对不同杀虫剂抗性的分子机制，以及交互抗性产生的内在原因，为制定更加科学合理的抗性治理策略提供更深入的理论依据。5.3讨论本研究通过室内毒力测定，明确了小菜蛾抗啶虫丙醚品系与不同作用机制杀虫剂之间的交互抗性关系，这一结果对于小菜蛾的抗性治理具有重要的指导意义。在实际农业生产中，当小菜蛾对啶虫丙醚产生抗性后，合理选择替代药剂至关重要。由于小菜蛾抗啶虫丙醚品系与拟除虫菊酯类杀虫剂存在明显的交互抗性，因此在啶虫丙醚抗性小菜蛾发生的区域，应避免使用拟除虫菊酯类杀虫剂，否则会导致小菜蛾对这两类杀虫剂的抗性进一步增强，使防治工作更加困难。有机磷类、氨基甲酸酯类和苯甲酰脲类杀虫剂与啶虫丙醚无明显交互抗性，这为小菜蛾的防治提供了更多的选择。在实际应用中，可以将这些杀虫剂与啶虫丙醚进行轮换使用或混配使用，以降低小菜蛾对单一药剂的选择压力，延缓抗性的产生和发展。可以在一个生长季节中，交替使用啶虫丙醚和有机磷类杀虫剂，或者将啶虫丙醚与苯甲酰脲类杀虫剂按照一定比例混配使用，这样可以使小菜蛾在不同的药剂选择压力下生存，减少抗性基因在种群中的积累。交互抗性的产生与杀虫剂的作用机制密切相关。啶虫丙醚主要通过干扰细胞生理功能发挥作用，而有机磷类、氨基甲酸酯类和苯甲酰脲类杀虫剂的作用机制与啶虫丙醚差异较大，这使得小菜蛾对啶虫丙醚产生抗性后，对这些杀虫剂的敏感性并未受到显著影响。而拟除虫菊酯类杀虫剂与啶虫丙醚虽作用机制不同，但可能由于小菜蛾在长期的进化过程中，某些生理机制的改变使其对这两类杀虫剂同时产生了抗性。这也提示我们，在研发新的杀虫剂或制定防治策略时，应充分考虑杀虫剂的作用机制，选择作用机制差异较大的杀虫剂进行合理搭配，以减少交互抗性的产生。小菜蛾对不同杀虫剂的抗性机制是一个复杂的生物学过程，除了与作用机制相关外，还可能涉及到多种生理生化变化。例如，抗性相关的代谢酶活性的改变，如细胞色素P450单加氧酶、谷胱甘肽S-转移酶和羧酸酯酶等，这些酶在代谢啶虫丙醚的同时，也可能参与了其他杀虫剂的代谢，从而导致交互抗性的产生。小菜蛾表皮穿透性的降低、靶标位点的改变等也可能影响其对不同杀虫剂的抗性。因此，进一步研究小菜蛾对不同杀虫剂抗性的分子机制，以及交互抗性产生的内在原因，对于制定更加科学合理的抗性治理策略具有重要意义。本研究仅对几种常见的杀虫剂进行了交互抗性测定，实际农业生产中使用的杀虫剂种类繁多，小菜蛾对其他杀虫剂的交互抗性情况尚不清楚。未来的研究可以进一步扩大研究范围，对更多类型的杀虫剂进行交互抗性测定，以更全面地了解小菜蛾的交互抗性谱。还可以深入研究小菜蛾在不同环境条件下，以及与其他生物相互作用时，其交互抗性的变化规律，为小菜蛾的综合防治提供更丰富的理论依据。六、小菜蛾对啶虫丙醚产生抗性的原因分析6.1基因层面的因素小菜蛾对啶虫丙醚产生抗性，在基因层面存在多方面的因素。从抗性相关基因的突变角度来看，细胞色素P450基因家族在昆虫对外源物质的代谢过程中起着关键作用。研究表明，小菜蛾体内的某些细胞色素P450基因发生突变后，其编码的细胞色素P450酶的活性和特异性可能会发生改变。这种改变使得酶能够更有效地识别和代谢啶虫丙醚，从而降低了啶虫丙醚在小菜蛾体内的有效浓度，使其无法发挥正常的杀虫作用，导致小菜蛾对啶虫丙醚产生抗性。在对小菜蛾抗啶虫丙醚品系的研究中发现，CYP6家族中的某些基因发生了点突变，这些突变导致了酶的氨基酸序列发生变化，进而影响了酶的空间结构和催化活性。通过基因表达分析发现，这些突变基因在抗啶虫丙醚品系中的表达量显著高于敏感品系，进一步证实了其在抗性产生中的作用。谷胱甘肽S-转移酶（GSTs）基因的变化也与小菜蛾对啶虫丙醚的抗性密切相关。GSTs能够催化谷胱甘肽与亲电化合物结合，从而促进这些化合物的代谢和排泄。在小菜蛾对啶虫丙醚产生抗性的过程中，GSTs基因的表达量可能会发生上调，使得小菜蛾体内的GSTs活性增强。这使得啶虫丙醚能够更快地与谷胱甘肽结合，被代谢和排出体外，降低了其对小菜蛾的毒性。研究人员通过对小菜蛾抗啶虫丙醚品系和敏感品系的GSTs基因表达水平进行检测，发现抗药性品系中GSTs基因的表达量是敏感品系的数倍。对GSTs基因的启动子区域进行分析，发现一些抗药性品系中存在调控元件的突变，这些突变可能导致了GSTs基因的表达上调，从而参与了抗性的形成。除了代谢酶基因的变化，小菜蛾的靶标基因改变也是产生抗性的重要原因。虽然啶虫丙醚的具体作用靶标尚未完全明确，但研究推测其可能作用于小菜蛾细胞内的某些关键位点。当这些靶标基因发生突变时，啶虫丙醚与靶标位点的亲和力可能会降低，导致其无法有效地发挥杀虫作用。在对其他杀虫剂的抗性研究中发现，如小菜蛾对拟除虫菊酯类杀虫剂的抗性，与钠离子通道基因的突变有关，这些突变使得钠离子通道的结构和功能发生改变，拟除虫菊酯类杀虫剂难以与靶标位点结合，从而产生抗性。对于啶虫丙醚，虽然其作用靶标与钠离子通道不同，但类似的靶标基因改变机制可能同样存在。通过对小菜蛾抗啶虫丙醚品系的全基因组测序和分析，有望发现与抗性相关的靶标基因及其突变位点，深入揭示其抗性机制。转座子等可移动遗传元件在小菜蛾抗性基因的传播和进化中也具有重要作用。转座子是一类能够在基因组中移动的DNA序列，它们可以插入到抗性相关基因附近，或者直接插入到基因内部，从而影响基因的表达和功能。在小菜蛾对啶虫丙醚产生抗性的过程中，转座子可能会插入到细胞色素P450基因、GSTs基因或靶标基因中，导致基因的表达量发生改变，或者使基因的编码序列发生突变，从而促进抗性的产生。研究发现，在一些小菜蛾抗药性种群中，特定的转座子在抗性相关基因区域的插入频率明显高于敏感种群。这种插入可能改变了基因的转录调控元件，使得抗性相关基因的表达上调，增强了小菜蛾对啶虫丙醚的代谢能力或降低了啶虫丙醚与靶标位点的结合能力，最终导致抗性的产生。转座子的移动还可能导致抗性基因在小菜蛾种群中的快速传播，使得抗性个体在种群中的比例迅速增加。6.2生理生化层面的因素在生理生化层面，解毒酶活性的变化是小菜蛾对啶虫丙醚产生抗性的重要原因之一。细胞色素P450单加氧酶、谷胱甘肽S-转移酶和羧酸酯酶等解毒酶在小菜蛾对啶虫丙醚的代谢过程中发挥着关键作用。研究表明，在小菜蛾抗啶虫丙醚品系中，细胞色素P450单加氧酶的活性显著高于敏感品系。通过酶活性测定实验发现，抗药性品系中细胞色素P450单加氧酶对底物的催化活性比敏感品系高出数倍。这种活性的提高使得小菜蛾能够更有效地将啶虫丙醚代谢为无毒或低毒的产物，从而降低了啶虫丙醚在小菜蛾体内的有效浓度，使其无法发挥正常的杀虫作用。细胞色素P450单加氧酶可以通过氧化、羟基化等反应，改变啶虫丙醚的化学结构，使其更容易被排出体外。谷胱甘肽S-转移酶在小菜蛾对啶虫丙醚的抗性中也起到重要作用。该酶能够催化谷胱甘肽与啶虫丙醚结合，形成水溶性的结合物，促进啶虫丙醚的代谢和排泄。在小菜蛾抗啶虫丙醚品系中，谷胱甘肽S-转移酶的活性明显增强，其对谷胱甘肽和啶虫丙醚的亲和力也有所提高。这使得小菜蛾能够更快地将啶虫丙醚代谢掉，减少其在体内的积累，从而产生抗性。通过对谷胱甘肽S-转移酶基因的表达分析发现，在抗药性品系中，该基因的表达量显著上调，进一步证实了其在抗性产生中的作用。羧酸酯酶同样参与了小菜蛾对啶虫丙醚的抗性过程。羧酸酯酶可以水解啶虫丙醚分子中的酯键，使其失去杀虫活性。在小菜蛾抗啶虫丙醚品系中，羧酸酯酶的活性升高，对啶虫丙醚的水解能力增强。研究人员通过体外酶活性测定实验，发现抗药性品系的羧酸酯酶对啶虫丙醚的水解速率明显高于敏感品系。羧酸酯酶的活性升高可能是由于基因表达上调或酶蛋白结构的改变导致的，这使得小菜蛾能够更有效地代谢啶虫丙醚，从而产生抗性。靶标位点的改变也是小菜蛾对啶虫丙醚产生抗性的重要生理生化因素。虽然啶虫丙醚的具体作用靶标尚未完全明确，但研究推测其可能作用于小菜蛾细胞内的某些关键位点。当这些靶标位点发生改变时，啶虫丙醚与靶标位点的亲和力可能会降低，导致其无法有效地发挥杀虫作用。类似于小菜蛾对拟除虫菊酯类杀虫剂的抗性机制，钠离子通道基因的突变会导致钠离子通道的结构和功能发生改变，使得拟除虫菊酯类杀虫剂难以与靶标位点结合，从而产生抗性。对于啶虫丙醚，虽然其作用靶标与钠离子通道不同，但可能存在类似的靶标位点改变机制。通过对小菜蛾抗啶虫丙醚品系的细胞生物学研究，发现其细胞内某些可能的靶标位点的结构和功能发生了变化，这可能是导致抗性产生的原因之一。这些变化可能是由于基因水平的突变引起的，进一步深入研究这些靶标位点的变化机制，对于揭示小菜蛾对啶虫丙醚的抗性机制具有重要意义。小菜蛾表皮穿透性的变化也可能影响其对啶虫丙醚的抗性。表皮是昆虫与外界环境接触的第一道屏障，杀虫剂需要穿透表皮才能进入昆虫体内发挥作用。在小菜蛾对啶虫丙醚产生抗性的过程中，其表皮的结构和组成可能发生改变，从而影响啶虫丙醚的穿透性。研究发现，小菜蛾抗啶虫丙醚品系的表皮厚度增加，表皮中几丁质和蛋白质的含量和结构也发生了变化。这些变化可能使得表皮更加致密，阻碍了啶虫丙醚的穿透，降低了其进入虫体的速度和量，从而使小菜蛾对啶虫丙醚产生抗性。通过表皮穿透实验，发现啶虫丙醚在抗药性品系表皮中的穿透速率明显低于敏感品系，这进一步证实了表皮穿透性变化在抗性产生中的作用。6.3田间使用因素田间使用因素对小菜蛾对啶虫丙醚抗性的产生和发展具有重要影响。施药频率是一个关键因素，频繁施药会使小菜蛾持续暴露在啶虫丙醚的选择压力下，加速抗性的产生。在一些蔬菜种植区，由于菜农担心小菜蛾危害，每隔3-5天就喷施一次啶虫丙醚，导致小菜蛾在短时间内多次接触药剂。在这种高强度的选择压力下，小菜蛾种群中原本存在的少量抗性个体得以存活并繁殖，抗性基因在种群中的频率迅速增加，从而加速了抗性的发展。研究表明，施药频率与小菜蛾抗性发展呈正相关，施药频率越高，抗性增长速度越快。施药剂量也对小菜蛾抗性有显著影响。高剂量施药虽然在短期内可能会取得较好的防治效果，但会给小菜蛾带来更强的选择压力，促使抗性快速发展。当施药剂量过高时，只有那些具有较强抗性的小菜蛾个体才能存活下来，这些抗性个体的后代也会继承抗性基因，使得抗性种群不断扩大。在一些实验中，将施药剂量提高1-2倍，小菜蛾在经过几代繁殖后，抗性倍数明显增加。相反，合理降低施药剂量，在保证防治效果的前提下，能够减少对小菜蛾的选择压力，延缓抗性的产生。但如果施药剂量过低，无法有效控制小菜蛾的危害，反而会导致小菜蛾种群数量迅速增长，同样不利于抗性治理。施药方式也会影响小菜蛾对啶虫丙醚的抗性。不同的施药方式会导致药剂在田间的分布和残留情况不同，进而影响小菜蛾接触药剂的剂量和频率。喷雾施药是常见的施药方式，喷雾的均匀度和覆盖范围会影响药剂的防治效果和抗性发展。如果喷雾不均匀，部分小菜蛾可能无法接触到足够剂量的药剂，这些个体容易存活下来并产生抗性。在一些蔬菜种植田，由于喷雾设备老化或操作不当，导致药剂在叶片上分布不均匀，使得小菜蛾对啶虫丙醚的抗性在局部区域快速发展。相比之下，采用精准施药技术，如无人机低空喷雾、静电喷雾等，能够提高药剂的均匀度和覆盖范围，减少药剂的浪费和对环境的污染，同时也能更有效地控制小菜蛾的危害，降低抗性产生的风险。土壤施药、种子处理等施药方式也会对小菜蛾抗性产生影响。土壤施药可以使药剂在土壤中残留，对土壤中的小菜蛾幼虫和蛹产生作用。但如果长期采用土壤施药方式，可能会导致土壤中药剂残留量过高，对小菜蛾产生持续的选择压力，从而促进抗性的发展。种子处理可以使药剂在种子发芽和幼苗生长过程中缓慢释放，保护幼苗免受小菜蛾的侵害。但如果种子处理剂的使用不当，如剂量过高或处理时间过长，也可能会对小菜蛾产生选择压力，导致抗性的产生。七、结论与展望7.1研究总结本研究通过室内抗性筛选、田间抗性监测、交互抗性研究以及抗性原因分析等一系列实验，对小菜蛾对啶虫丙醚的抗性情况进行了全面而深入的探究，取得了一系列具有重要理论和实践意义的研究成果。在室内抗性筛选方面，通过累代筛选法，成功建立了对啶虫丙醚具有较高抗性的小菜蛾品系。经过连续[X]代的筛选，小菜蛾对啶虫丙醚的抗性倍数从最初的1增长到了[最终的抗性倍数]，抗性水平呈现出逐渐上升的趋势，