第五讲 害虫抗药性治理在线视频

同学们 大家好

我是来自中国农业大学

植物保护学院的梁沛

大家好 今天我们接着看

害虫抗药性的治理

通过抗药性治理可以延缓

甚至防止抗药性的产生和发展

已经成为有害生物综合治理的

一个重要组成部分

由于现在开发一个全新的杀虫药剂

难度越来越大

周期越来越长

而杀虫药剂的不合理使用

使得害虫产生抗性的速度越来越快

新型杀虫药剂的开发速度

远远赶不上害虫产生抗药性的速度

因此 通过抗药性治理

保护现有杀虫药剂的使用寿命

就显得尤为重要

关于抗药性治理有三种策略

最早是在1983年

由Georghiou他提出来的

这三种策略

主要是从化学药剂使用角度提出来的

包括适度治理

饱和治理以及多向进攻治理

首先我们看一下适度治理

适度治理核心

就是通过降低杀虫药剂的选择压

来延缓抗性的发展

具体措施包括采用低剂量用药

减少施药的次数

选用残效期短的化合物

避免使用缓释剂

防治的时候主要针对成虫

尽量在局部用药

避免大面积大范围的施药

同时留下不处理的一些世代或者种群

作为敏感种群

还有就是人为设置一定的

庇护区

提高施药害虫种群的种群阈限等等

适度治理的理论基础

就是说昆虫对杀虫药剂的敏感基因

是一种可以耗尽的自然资源

这种有价值的资源必须加以保护

这主要通过降低药剂的选择压来实现

因为一般情况下

选择压越大

敏感基因丢失就越快

抗性的发展也就越快

通过计算机模拟

在抗性基因为一对等位基因的情况下

如果施药剂量为0.5

需要连续使用15代

抗性基因的频率才能达到0.5

而如果将剂量提高1倍

只需要4代

抗性基因频率就能达到0.5

通常田间防治所用的药剂的剂量

能够杀死敏感个体

而抗性纯合子

和部分杂合子能够保留下来

使害虫种群朝着有利于抗性的方向发展

适度治理的基本原则

就是通过降低药剂的选择压力

在田间保留一定比例的敏感基因型

从而达到延缓抗性的目的

当然

完全按适度治理的要求施药

在害虫防治实践中是行不通的

特别是卫生害虫

蚜虫

和烟粉虱等这些传播植物病毒病的媒介

还有一些危害高经济价值作物的害虫

但是呢

如果作为害虫综合治理计划中的一个环节

适度治理还是可行的

第二个策略是饱和治理

和适度治理相反

饱和治理的目的是尽可能的提高选择压

完全消除敏感基因

它的主要措施包括

通过高剂量用药

使隐性抗性基因也能充分表达

还有就是使用增效剂抑制昆虫的解毒酶

这样使它的解毒代谢能力下降

这里的饱和治理不是指农药对环境的饱和

而是用能够克服抗性的剂量

对昆虫防御机制的饱和

饱和治理的主要依据

就是用足够高的剂量

淘汰敏感的个体以及抗性杂的合子

也就是采用高剂量 高杀死的策略

采用该策略的前提条件

就是要保证每次施药后

有相当比例的敏感个体的迁入

这样才能延缓抗性的发展

否则就会导致抗性种群里面

全部都是抗性纯合子

反而会加速抗性的发展

另外饱和治理的话

需要施药地点要能允许高剂量的杀虫药剂

在短时期内存在

就像在仓库里面防治仓储害虫一样

另外要有一些突破性的施药技术

能够使足够高的剂量只作用于靶标害虫

而不会对非靶标生物造成影响

饱和治理中的另一项措施

是应用增效剂

来抑制昆虫的解毒作用

降低或者消除

具有解毒代谢抗性能力的个体

以延缓抗性的发展

常用的增效剂

有多功能氧化酶的抑制剂增效醚

也叫PBO

羧酸酯酶的抑制剂

三苯基磷酸酯

脱叶磷以及异稻瘟净

还有谷胱甘肽S-转移酶的抑制剂

马来酸二乙酯等等

有研究发现

用溴氰菊酯和PBO联合使用

可以显著的抑制

埃及伊蚊对溴氰菊酯抗性的抗性

如果单独用溴氰菊酯筛选

经过40代

它的抗性可以达到700多倍

但是如果把溴氰菊酯和PBO

按1:5的比例混合以后再去筛选

经过20代

它的抗性

比单独用溴氰菊酯筛选的要低60%

如果把用溴氰菊酯筛选了24代的幼虫

接着用溴氰菊酯和PBO联合使用

进行筛选

仅仅经过一代

它的抗性就会下降接近90%

但增效剂的使用

同时必须注意以下几个问题

一 抗性如果只是由于靶标不敏感产生的

那么使用增效剂是没有效果的

二 如果杀虫药剂在昆虫体内

要发生增毒代谢

比如硫代磷酸酯类的

它经过P450氧化以后

它的活性才会增强

才会起到真正的杀虫作用

这个时候

如果再和PBO混合使用

就会抑制杀虫药剂的增毒代谢

反而起到相反的作用

三 使用增效剂

延缓抗性发展也要注意

昆虫对增效剂的抗性问题

比如说

用杀灭菊酯和PBO

连续筛选12代以后

小菜蛾对PBO的抗性

也会增加达到22倍

所以这个是需要特别注意的

抗性治理的第三个措施就是

多向进攻治理

多向进攻治理的主要措施

是通过杀虫药剂的轮换使用

或者混合使用来延缓抗性的发展

它的主要原理就是利用

不同类型杀虫药剂的作用靶点不同

同时进攻昆虫的多个作用位点

使它不容易产生抗性

我们知道

要求一个化合物同时具备多个作用位点

这是非常困难的

但是我们可以联合使用

几个作用靶标不同的药剂

这样可以大大的降低

每一种药剂的选择压

从而达到延缓抗性发展的目的

那么多向进攻里面主要有两个措施

1.杀虫药剂的混用

这里所说的混用

和生产上的混剂不完全相同

厂家在投入市场的混剂

它的主要目的可能是扩大防治对象

或者提高药剂的速效性

在抗性治理中的药剂混用

是利用一组具有独立作用机制的化合物

形成多位点作用

其中任何一种化合物

对昆虫的选择压力

都低于抗性发展的要求

因而不会引发抗性的产生

杀虫药剂混用防治害虫的时候

一种组分不能杀死的个体

可能会被另一组分杀死

因为对所有杀虫药剂都产生抗性的个体

几乎是不存在的

杀虫药剂混用

作为克服或延缓抗性发展的措施

在具体应用的时候

需要注意以下几个方面

（1）混用的各组分的它的作用机制

应该是不一样的

比如说

菊酯类药剂

可诱导酪氨酸脱羧酶活性增加

使昆虫神经系统中

酪氨和章鱼胺

这一类单胺类物质的含量增加

而甲脒类药剂

它可以抑制单胺氧化酶的活性

阻断酪氨和章鱼胺的代谢

所以这两类药剂如果联合使用的话

可以显著增加神经系统中

单胺类物质的含量

从而引起害虫的中毒死亡

具有明显的增效作用

如果说混用的两种药剂作用机制相同

那么害虫很可能对混剂中的各组分

产生交互抗性

反而会促进抗性的发展

（2）害虫对混用的每一个组分

它的抗性机制应该是不同的

也就是说

害虫对混用的各组分

它潜在的抗性机制不同

不会产生交互抗性

如果存在相同的抗性机制

那么就可能导致交互抗性的产生

从而使混用失败

（3）混用的各组分的残效期

应该基本上相等

如果混用的组分之一

它的持效期明显的长于其它的组分

这种组分使用以后呢

会造成选择压力的不平衡

使害虫长期处于持效期比较长的

这种药剂的选择压下

从而对这种药剂产生抗性

这就是所谓的

混剂中单剂的选择压力不平衡

最终导致这种混剂失去意义

（4）混用的药剂使用应该越早越好

在害虫对混剂的每一个组分产生抗性之前

就开始使用

比如 一种新型的杀虫药剂刚刚进入市场

这个时候我们就把它

和其他药剂进行混合使用

这样抗性基因在种群中的频率非常低

引起不同抗性机制的基因

只存在于不同的个体中

还没有整合到同一个个体里面

这个时候使用混剂的效果是最好

2.杀虫药剂的轮换使用

杀虫药剂轮换使用的主要依据

就是说害虫产生抗药性

是在杀虫药剂存在条件下的一种

瞬间进化的现象

但是抗性个体

它对杀虫药剂产生抗性的同时

往往会产生适合度代价

比如说发育期延长

生殖力下降

个体变小

体重减轻等等

当产生抗性的这种瞬间进化的条件

也就是说杀虫药剂的选择压消失的时候

抗性个体因为生物学上的劣势

而逐渐被淘汰

在种群中的比率也会显著下降

最终抗性种群对药剂的敏感度恢复

比如有研究发现

对呋喃虫酰肼

产生300多倍抗性的小菜蛾品系

和敏感品系相比

它雌蛾的产卵期缩短了32%

产卵量下降了41%

卵的孵化率也下降了20%

生物适合度下降了60%

Georghiou在1980提出了

以A B C D 4种药剂为例

提出了杀虫药剂轮换使用的一个模式

在害虫的第一代到第四代

我们分别用A B C D 4种药剂进行防治

也就是说

当害虫对A产生轻度抗性的时候

那我们停止使用A

而换用B这种药剂

当害虫对B也产生轻度抗性的时候

那么我们换用C

以此类推

当害虫对D这种药剂也产生抗性的时候

由于A已经停止使用了3代

所以种群对A这种药剂的抗性

已经基本上消失

所以从第二轮开始

我们又可以

重新使用A这种药剂来进行防治

这样的话循环往复

就可以保证害虫对这4种药剂

都不会产生明显的抗药性

而且可以长期使用这几种药剂

进行杀虫药剂轮换使用时

有几个问题也需要注意

（1）和混合使用一样

轮换使用要求所用的化合物

彼此之间没有交互抗性

最好是具有负交互抗性

这样的药剂之间会形成反选择作用

有效的延缓

甚至是阻止抗性的发展

（2）应该选用作用机制不同的药剂

进行轮用

避免形成交互抗性

（3）设置合理的轮用间隔期

这个对轮用能否成功起着关键的作用

如果轮换使用太频繁

也就是说间隔期太短

那么第一轮换使用导致的抗性

还没有恢复

就又被选择

反而会加快抗性的发展

影响轮换使用的另一个因素

是药剂的持效期

如果所用的药剂的持效期过长

比如说早期的一些有机氯

有机磷的杀虫药剂

那么这样的话就会

导致在轮用间隔期内

这些药剂还在起作用

这样

那么轮换使用对延缓抗性的发展作用

也会被削弱

甚至完全不起作用

所以轮用间隔期

一定要足以使昆虫种群

对上一次所使用的药剂的抗性得到恢复

（4）杀虫药剂的轮换使用

同样也应该在药剂刚开始应用的时候

也就是在早期就开始实施

除了杀虫药剂的轮用和混用以外

3.分区施药

实际上分区施药

是杀虫药剂轮换使用概念的一个扩展

指的就是在一定的防治区域内

在不同的小区

施用不同类型的杀虫药剂

避免在一个防治区域内

筛选出抗性机制相同的种群

分区施药有镶嵌式和栅栏式两种模式

这样在一个小区未被杀死的个体

迁移到相邻的其他小区

会被另外一种作用机制不同的药剂杀死

如果昆虫在各小区之间的交换

发生在一个世代之内

分区施药的效果

就相当于药剂的混合使用

如果这种交换发生在下一个世代

那么这种作用就相当于轮换使用

也就是说

下一个世代接触的药剂

与上一个世代是不同的

分区施药

避免了杀虫药剂直接混用时的剂型

配比

以及各种类型杀虫药剂之间

化学性质的不协调等等这些问题

另外呢

分区施药作为轮换使用

也避免了间轮用隔期不好掌握的问题

因为处理后不是所有存活的个体

它的后代都会迁飞

最后我们来看一下

昆虫抗药性治理的措施

实际上前面提到的这些措施的话

都是从化学角度

从化学防治的角度来提出的

那我们把它综合起来

在目前我们进行害虫抗药性的治理

单纯的从化学防治角度来考虑的话

应该采取以下措施

（1）加强田间种群抗药性动态的监测

为制订有效的抗性治理策略

提供依据

（2）降低杀虫药剂对昆虫的选择压

延缓抗性发展

具体措施包括采用低剂量用药

保留一定比例的敏感基因型

选用残效期短的杀虫药剂

减少或者避免使用缓释剂

在一个就是只在昆虫一个世代的

某一个阶段施药

避免全程用药

尽量在局部用药

而不是大面积的统一用药

保留一定的庇护区

还有就是留下不处理的世代或者种群

适当的提高害虫的防治指标

减少施药次数

（3）合理的混用或者轮换使用杀虫药剂

（4）合理的使用增效剂

通过抑制相关解毒代谢酶

来延缓抗性发展

实际上

在当前倡导绿色植保

减少农药使用量的大背景下

大力的发展化学防治替代技术

真正执行有害生物综合治理的策略

只在必须的情况下

才施用化学杀虫药剂

才能更有效地

防止或者延缓害虫抗药性的发生 发展

主要可以从以下几个方面考虑

（1）培育和利用抗药性天敌昆虫

这样使生物防治能够

和化学防治得到协调

联合使用

（2）选育和充分利用转基因抗虫作物

除了发展表达杀虫蛋白的转基因作物

基于RNAi技术的表达杀虫双链RNA的

新型转基因抗虫植物

也将很快进入应用阶段

那么这些呢

为转基因抗虫作物的开发

开辟了新的途径

总之

昆虫抗药性的治理是一个长远的

全局性的问题

特别是有些措施所产生的效果

是逐渐累加的

在短期内可能收效不是太大

因此大规模的进行抗性治理

有一个中心协调的问题

目前 应该从长远观点考虑

不能把抗性治理的希望

完全寄托在开发杀虫药剂新品种上

要充分利用现有的多样化的害虫控制手段

充分发挥IPM的作用

逐步实现害虫抗药性的全面治理