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中华稻蝗等位酶基因型与四种农药急性致死作用关系的研究

作　者: 刘晶玉
导　师: 马恩波；李翠兰
学　校: 山西大学
专　业: 动物学
关键词: 中华稻蝗等位酶基因型农药死亡率
分类号: S433
类　型: 硕士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

中华稻蝗(Oxya chinensis Thunberg)属于直翅目(Orthoptera)、斑腿蝗科(Acridoidea)、稻蝗属(Oxya Serville),喜食水稻、谷子等禾本科作物,发生时种群密度大,对农作物造成严重为害,是中国水稻产区的重要害虫之一。本文以中华稻蝗山西太原晋源种群为研究对象,探索中华稻蝗等位酶基因型与四种常用农药(辛硫磷、毒死蜱、乙酰甲胺磷和灭多威)的急性致死性差异的相关关系,探索将这种关系作为中华稻蝗对农药的抗性生物标记物的可能性,以便监测抗性动态变化和确定抗性水平及其分布,延长对环境安全性农药的使用寿命,并为蝗虫防治中合理使用高效、低毒、低残留农药提供必要的种群遗传学资料。抗药性是生物微进化现象,是昆虫种群内部遗传结构在杀虫剂的定向选择作用下持续变化的结果。等位酶分析方法以其简单、快速、经济和高效等优点,特别是能同时对多个样品、多个基因座位和多个等位基因进行检测,从而能够快速地判断害虫种群遗传结构及其动态变化,为害虫抗药性的监测指标和评估依据提供了一个新的思路。本研究利用等位酶分析方法比较了中华稻蝗经辛硫磷、毒死蜱、乙酰甲胺磷和灭多威四种农药急性致死处理后多态基因(Ldh、Pgm、Pgi、Mdh-1、Me)各基因型个体的死亡率差异。由于中华稻蝗在Mdh-1、Ldh、Me、Pgi和Pgm基因座位上具有较高的多态性,将存活个体和死亡个体分别进行等位酶分析以确定每个个体的基因型。列联表χ~2检验结果表明辛硫磷、毒死蜱、乙酰甲胺磷和灭多威四种农药对Ldh、Pgm、Pgi、Mdh-1和Me各基因型个体的选择作用不同。用辛硫磷农药制剂按1.96 ug/g剂量点滴中华稻蝗五龄若虫共394头,24小时后平均死亡率为49.2%。经辛硫磷处理后,中华稻蝗Ldh、Pgm、Mdh-1和Me各基因型个体的选择是随机的,各基因型与死亡率未见显著的相关性(p＞0.05)。但在pgi基因座位上,各基因型个体的死亡率分别为Pgi-BB(30%)、Pgi-AA(46%)和Pgi-AB(61%),且Pgi-BB与Pgi-AB(P＜0.01)之间的基因型与死亡率存在显著的相关关系,以上结果表明本中华稻蝗种群Pgi-BB基因型很可能与辛硫磷的抗药性有关。用毒死蜱农药制剂按3.69μg/g点滴中华稻蝗五龄若虫共404头,24小时后平均死亡率为51.7%。列联表χ~2检验结果表明:毒死蜱对Ldh、Me和Pgi各基因型个体的选择是随机的,各基因型与死亡率未见显著的相关性(p＞0.05)。但在Mdh-1,Pgm基因座位上,具有不同基因型个体的死亡率存在差异,Mdh-1各基因型个体的死亡率分别为31%(Mdh-1-AB)、49%(Mdh-1-BB)和64%(Mdh-1-BC)。Mdh-1-AB与Mdh-1-BB、Mdh-1-AB与Mdh-1-BC基因型频率在存活组和死亡组之间存在显著相关关系(P＜0.05);Pgm各基因型个体的死亡率分别为63%(Pgm-AA)、38%(Pgm-AB)、51%(Pgm-BB)、62%(Pgm-BC)和60%(Pgm-CC)。且Pgm-AB与Pgm-BC基因型频率在存活组和死亡组之间存在显著关联(P＜0.05)。表明毒死蜱的致死性对Mdh-1、Pgm基因座位的不同等位基因型呈现出非随机特征。用乙酰甲胺磷(13.10μg/g)点滴中华稻蝗五龄若虫共478头,24小时后平均死亡率为47.9%。列联表χ~2检验表明:乙酰甲胺磷的致死作用对Ldh、Pgm、Mdh-1和Me各基因型个体的选择是随机的,各基因型与死亡率未见显著的相关性(p＞0.05)。但在Pgi基因座位上,各基因型个体的死亡率分别为Pgi-BB(40%)、Pgi-AA(42%)和Pgi-AB(56%)。Pgi-BB与Pgi-AB(P＜0.01)之间的基因型与死亡率存在显著的相关关系,显示乙酰甲胺磷的致死作用对Pgi基因座位的不同基因型呈现出非随机特征,由此可见,Pgi-BB基因型很可能与中华稻蝗对乙酰甲胺磷的抗药性有关。用灭多威(4.69μg/g).点滴中华稻蝗五龄若虫共367头,24小时后平均死亡率为45.0%。列联表χ~2检验表明:灭多威的致死作用对Ldh、Pgm、Mdh-1和Me各基因型个体的选择是随机的,各基因型与死亡率未见显著的相关性(p＞0.05)。但在Pgi基因座位上,各基因型个体的死亡率分别为Pgi-BB(20%)、Pgi-AA(35%)和Pgi-AB(55%)。Pgi-BB与Pgi-AB(P＜0.01)之间的基因型与死亡率存在显著的相关关系,显示灭多威的致死作用对Pgi基因座位的不同基因型呈现出非随机特征,由此可见,Pgi-BB基因型很可能与中华稻蝗对灭多威的抗药性有关。以上结果表明,等位酶基因型与农药的急性致死作用之间在统计学上存在相关关系,这种关系的进一步证实有可能使中华稻蝗等位酶基因型的动态变化成为对杀虫剂具有早期预警功能的抗性生物标记物,以判断种群的抗药性水平及其分布。

全文目录

中文摘要  9-11
英文摘要  11-14
第一章前言  14-24
  1.1 中华稻蝗概述  14-16
    1.1.1 中华稻蝗的形态特征、分布与习性  14-15
    1.1.2 中华稻蝗的为害  15
    1.1.3 中华稻蝗的防治  15-16
  1.2 害虫抗药性概述  16-18
    1.2.1 害虫抗药性的产生机制  16-17
    1.2.2 害虫抗药性的发展及其监测  17-18
  1.3 等位酶研究概况  18-23
    1.3.1 电泳的种类和原理  18-19
    1.3.2 水平切片淀粉凝胶电泳  19-20
    1.3.3 等位酶的原理及应用  20-23
  1.4 本文研究的目的、意义及主要内容  23-24
第二章中华稻蝗等位酶基因型与辛硫磷急性致死作用的关系  24-32
  2.1 辛硫磷简介  24
  2.2 材料与方法  24-25
    2.2.1 供试昆虫及农药  24
    2.2.2 辛硫磷对中华稻蝗的LD_(50)测定  24
    2.2.3 急性致死处理  24
    2.2.4 等位酶电泳技术  24-25
    2.2.5 数据处理  25
  2.3 结果  25-30
    2.3.1 等位酶酶谱分析  25-26
    2.3.2 中华稻蝗种群遗传结构分析  26-29
    2.3.3 中华稻蝗多态基因座位的各基因型与辛硫磷致死作用的关系  29-30
  2.4 讨论  30-32
第三章中华稻蝗等位酶基因型与毒死蜱急性致死作用的关系  32-38
  3.1 毒死蜱简介  32
  3.2 材料与方法  32-33
    3.2.1 供试昆虫及农药  32
    3.2.2 毒死蜱对中华稻蝗的LD_(50)测定  32-33
    3.2.3 急性致死处理  33
    3.2.4 等位酶电泳技术  33
    3.2.5 数据处理  33
  3.3 结果  33-36
    3.3.1 中华稻蝗种群遗传结构分析  33-35
    3.3.2 中华稻蝗多态基因座位的各基因型与毒死蜱致死作用的关系  35-36
  3.4 讨论  36-38
第四章中华稻蝗基因型与乙酰甲胺磷急性致死作用的关系  38-44
  4.1 乙酰甲胺磷简介  38
  4.2 材料与方法  38-39
    4.2.1 供试昆虫及农药  38
    4.2.2 乙酰甲胺磷对中华稻蝗的LD_(50)测定  38
    4.2.3 急性致死处理  38
    4.2.4 等位酶电泳技术  38
    4.2.5 数据处理  38-39
  4.3 结果  39-42
    4.3.1 中华稻蝗种群遗传结构分析  39-41
    4.3.2 中华稻蝗多态基因座位的各基因型与乙酰甲胺磷致死作用的关系  41-42
  4.4 讨论  42-44
第五章中华稻蝗基因型与灭多威急性致死作用的关系  44-50
  5.1 灭多威简介  44
  5.2 材料与方法  44-45
    5.2.1 供试昆虫及农药  44
    5.2.2 灭多威对中华稻蝗的LD_(50)测定  44
    5.2.3 急性致死处理  44-45
    5.2.4 等位酶电泳技术  45
    5.2.5 数据处理  45
  5.3 结果  45-48
    5.3.1 中华稻蝗种群遗传结构分析  45-47
    5.3.2 中华稻蝗多态基因座位的各基因型与灭多威致死作用的关系  47-48
  5.4 讨论  48-50
第六章结论  50-52
参考文献  52-60
附录: 攻读硕士研究生期间发表的学术论文  60-61
致谢  61-62
个人简况及联系方式  62-63

中华稻蝗等位酶基因型与四种农药急性致死作用关系的研究

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