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单词 害虫抗药性遗传
释义

【害虫抗药性遗传】
 

拼译:genetics of insect resistance to chemicals
 

害虫对杀虫剂产生抗药性是一种基本的生物进化过程,本质上讲是一个种群遗传学问题。抗药性的产生,实际上是在农药的选择压力下,种群中抗药性基因频率递增或基因组成改变的过程。害虫抗药性遗传研究则是解决害虫严重抗药性问题的一项重要基础工作。

1941年,迪克森(R.D.Dickson)首次报道了美国加利福尼亚红园蚧对熏蒸剂氢氰酸的抗药性遗传特性是性连锁、不完全显性。20世纪80年代以前,国外在这个领域的主要研究对象集中在黄猩猩果蝇、家蝇、疟蚊属、伊蚊属、库蚊属等卫生害虫,这个领域的研究已达到抗药性基因定位的水平。

害虫抗药性遗传主要有两种研究方法:1963年塚本增久介绍了剂量对数——死亡机率值曲线法。该法是应用遗传上没有形态标记的敏感和抗性品系,根据其杂交后代(F2)的剂量对数——死亡机率值回归线的形状来判别抗性遗传的方式。该方法可获得判别单因子遗传的显(隐)性,以及少数特殊的双、多因子遗传特性。由于所得结果是简接地从毒理学资料推理得来,因此有时会引出错误的结论。第2种方法是可见突变标记的抗药性遗传分析法。50年代,这种方法最早用于果蝇的抗性因子遗传分析,随后应用于家蝇、蚊类等害虫。但对大多数农业害虫来说,因染色体对数较多,而培育具有突变标记的品系是其难点。

1968年斯通(B.F.Stone)提出测定单因子抗性遗传显(隐)性程度公式: D=2X2-X1-X3/X1-X3

当D=1,为完全显性;0<D<1,为不完全显性;

D=-1,为完全隐性;-1<D<0,为不完全隐性。

其中X1,X2,X3分别为抗性品系、杂合子(F1)及敏感品系LD50的对数值。由此可用数字来划分抗性因子的显隐性程度。

1983年塚本增久对第2种方法作了系统阐述。主要包括:(1)正反交试验(可不用具突变标记品系)得到抗性因子的遗传学特性、显隐性程度、染色体细胞质的影响、常染色体或性染色体遗传。(2)抗性基因连锁分析,以确定抗性基因在哪一对染色体上。(3)用3点交换率法等确定抗性基因在染色体图上的位置。用这个方法得到的单个或多个抗性因子的遗传特性更为正确。

80年代以来,某些卫生害虫抗性遗传研究已达到抗性基因结构的分子遗传水平。如1990年莫切斯(C.Mouches)等报道了引起一种库蚊对有机磷杀虫剂产生抗性的酯酶B1基因结构的扩增。国外重要农作物害虫及螨抗药性遗传研究报道开始逐渐增多。如小菜蛾对氰戊菊酯、棉烟芽夜蛾对甲基对硫磷、灭多威及氮菊酯、榆(苹)全爪螨对三环锡和三氯杀螨醇、太平洋红叶螨对三环锡、螨完锡及克螨特的抗性遗传等。国内有关农业害虫抗性遗传研究甚少。农业害虫抗性遗传研究仅限于判别抗性是单因子或多因子及其显隐性程度。

由于计算机技术的发展,按照哈迪-温伯格(HardyWeinberg)定律的种群遗传学公式,输入特定害虫种群中抗性和敏感基因的起始频率、种群大小、繁殖率、选择压力的强度、世代数、抗性和敏感基因的适合度等各种参数来预报抗性基因频率或抗性水平的变化规律。

1990年,普赖斯勒(H.K.Preisler)等提出在害虫抗性遗传方式研究中将修改的X2统计测验公式应用于具有额外变异源(如抗性为多基因或具修饰基因)的生测资料分析,并以太平洋红螨对三环锡和克螨特抗性资料为例,说明公式应用的条件及步骤,从而避免由于应用标准X2统计测验(适用于单基因抗性的生测资料分析)而可能出现的错误推理结论。

随着现代分析技术及设备的改进,特别是各种电泳及高速液相色谱法的应用,一些生化突变如同功酶的遗传多形性,有可能作为生化标记用于抗性因子的遗传分析。抗性基因结构的分子遗传水平的研究有可能通过遗传方法寻找克服害虫抗性的新途径。

【参考文献】:

1 Tsukamoto M.防虫科学,1963,28(4):91~98

2 Stone B F,Bull W H O,1968,38:325~326

3 Plapp F W JR,T C Wang Pest Resistance to Pesticides,New York:Georghiou,G P,1983.47~70

4 Tsukamoto M.Pest Resistance to Pesticides,New York:Georghiou,G P,1983.71~98

5 张宗炳.植物保护,1987,13(3):40~42

6 Mouches C,et al.Proc Natl Acad Sci.,1990,87(7):2574~2578

7 Preisler H K,et al.J Econ Entomol,1990,83(5):1649~1655

8 Jinliang shen,F W plapp,JR J Econ.Entomol.,1990,83(5):1689~1697

(南京农业大学沈晋良副教授撰)

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