胡瓜新小绥螨抗阿维菌素品系基因表达谱分析及抗药性机理研究

The predacious mite Neoseiulus cucumeris is an effective natural enemy of pest mites. However, the strong sensitivity of this predator on pesticides has been seriously restricting the scope and effectiveness of its use. There is an urgent need to conduct in-depth study of its resistance mechanism. We have been breeding pesticide-resistant strains of Neoseiulus cucumeris. The purpose of this project is to systematically study the resistance mechanism of Neoseiulus cucumeris from physiological, biochemical and molecular angles. The potency detoxification enzyme activity will be measured to reveal the biochemical mechanism of Neoseiulus cucumeris to abamectin. We will study the mechanism of reproductive and ecological adaptation by using sensitive and resistant strains to reveal the physiological mechanism of its anti-abamectin resistance by means of transcriptome sequencing and analysis of the related resistance function genes. We will also systematically and comprehensively study the molecular mechanism of the resistance generated to reduce from a single enzyme (genes). These studies will provide some insights into the rational and efficient use of predatory mites and improve the effectiveness of biological control, coordination of chemical control and biological control. It will also give references to the research of resistance mechanism of biological control agents.

胡瓜新小绥螨是多种害虫（螨）的有效天敌，但该螨对农药的强敏感性严重制约了它使用的范围和效果，因此迫切需要对其抗药性机理进行深入研究。本项目在已选育出胡瓜新小绥螨抗阿维菌素品系的基础上，首次从胡瓜新小绥螨抗性生理、生化及分子机理等多层次、多角度对抗性机理进行系统研究：通过害虫药性相关解毒酶系的活性测定，揭示胡瓜新小绥螨对阿维菌素的抗药性生化机理；通过敏感与抗性品系生殖适应与生态适应研究，明确胡瓜新小绥螨对阿维菌素的抗药性生理机理；通过转录组测序与组装，联合数字基因表达谱，筛选相关抗性功能基因进行序列分析，系统全面地研究抗性产生的分子机理，有效地减少了从单一酶(基因)进行研究的盲目性和局限性。这些研究为合理有效利用天敌捕食螨、提高生物防治效能，协调化学防治与生物防治的矛盾，为胡瓜新小绥螨的生物防治开辟新途径提供更有利的科学依据，亦为其它天敌捕食螨的抗药性机理研究提供可借鉴的方法和思路。

胡瓜新绥螨是多种害虫（螨）的有效天敌，但该螨对农药的强敏感性严重制约了它使用的范围和效果，因此迫切需要对其抗药性机理进行深入研究。本项目在已选育出胡瓜新小绥螨抗阿维菌素品系的基础上，(1)研究了抗阿维菌素品系对生殖适应等方面的适合度代价，通过组建相对敏感品系和抗阿维菌素品系的生命表,比较了不同品系的发育历期、生殖力、内禀增长率等种群特征参数,结果表明抗性品系总产卵量提高并有显著差异，抗性品系生殖力较敏感品系有所上升，抗性品系的相对适合度(rm 值表示)大于敏感品系,明确了抗性品系在生殖适应方面存在抗性适合度优势；（2）采用两侧吸引作用试验测定了胡瓜新小绥螨抗阿维菌系品系与敏感品系在田间对二斑叶螨的搜索能力，通过功能反应试验，测定了胡瓜新小绥螨不同品系对二斑叶螨的捕食能力，结果表明敏感品系与抗性品系胡瓜新小绥螨均具有自动搜索并捕食二斑叶螨的能力，差异不显著，明确了抗性品系在生态适应性方面的不存在适合度代价；（3）测定了不同品系害虫药性相关解毒酶系的活性，结果表明抗阿维菌素品系胡瓜新小绥螨体内的羧酸酯酶与谷胱甘肽-S-转移酶活性分别是敏感品系的1.52倍和1.07倍；羧酸酯酶活性在不同品系中差异显著，胡瓜新小绥螨抗阿维菌素品系体内多功能氧化酶活性是敏感品系的1.35倍，差异显著，乙酰胆碱酯酶活性比敏感品系降低1.40倍，说明阿维菌素对羧酸酯酶和多功能氧化酶产生一定的诱导效应，羧酸酯酶和多功能氧化酶活性的增强是胡瓜新小绥螨对阿维菌素产生抗性的原因之一，明确了抗性产生的生化机理；（4）通过转录组测序联合数字基因表达谱，寻找出了两品系间的差异基因，揭示胡瓜新小绥螨对阿维菌素的抗药性分子机理。研究结果为合理有效利用天敌捕食螨、提高生物防治效能，协调化学防治与生物防治的矛盾，为胡瓜新小绥螨的生物防治开辟新途径提供科学依据，亦为其它天敌捕食螨的抗药性机理研究提供可借鉴的方法和思路。