杀虫剂胁迫下白背飞虱适应性增强的生化和分子机理研究

Sogatella furcifera(WBPH) has been being a great threat of the rice in south China,even in Asian，and the control of this pest is still relying on the chemichals so far.There is unavoidably sublethal effect on WBPH when spraying insecticides in field, therefore the control results are usually affected by the sublethal effect on target and non-target insects which may be detrimental or beneficial. The present proposal will focus on that (1) biological characteristics responses，such as development，fecundity,population fitness under stress of insecticides sublethal concentration; (2) the sensibility change of S. furcifera stressed by the sublehtal concentration of a particular insecticide type to those of other insecticides, and biochemical mechanism resulting of the changes; (3) physiological and biochemical mechanism of reproductive adaption in S. furcifera under stressed by different type insecticides;（4）molecular mechanism of resistance and reproductive adaption in S. furcifera under stressed by insecticides sublehtal concentrations.The results of the studies will provide theoretical basis to explain the resurgence mechanism of S. furcifera,and also provide the suggestions for making strategies of applying insecticides to control S. furcifera in field.

白背飞虱是我国乃至亚洲水稻上的重要害虫，目前化学防治仍是控制该虫危害的主要手段。田间施用杀虫剂后不可避免对白背飞虱产生亚致死效应，因而白背飞虱对杀虫剂亚致死浓度胁迫的响应将直接影响防治效果。本项目拟从白背飞虱对杀虫剂亚致死浓度胁迫响应的角度出发，重点研究（1）白背飞虱在稻田常用杀虫剂亚致死浓度胁迫下生长发育与繁殖等生物学特性的响应；（2）白背飞虱受到杀虫剂胁迫后对其他药剂敏感性的变化及生化机制；（3）白背飞虱对杀虫剂亚致死浓度胁迫的生殖适应生理生化机理研究；（4）杀虫剂胁迫下白背飞虱抗逆性增强和生殖适合度增加的分子机理研究。研究结果可为进一步阐明杀虫剂胁迫下白背飞虱再猖獗机制打下基础，并为制定科学合理的白背飞虱的防治策略提供指导。

白背飞虱是我国乃至亚洲水稻上的重要迁飞害虫，随着白背飞虱传播南方水稻黑条矮缩病造成的损失越来越大，其再猖獗机制的研究也越来越受到重视。从杀虫剂亚致死效应的角度研究白背飞虱对杀虫剂胁迫的响应表现，并探索其适应性增强的生化和分子机理，可为进一步明确该虫的再猖獗机制打下基础和创新防控措施提供新的理论依据。本项目研究了田间常用7类9种杀虫剂胁迫对白背飞虱生物学特性的影响，及其对生殖影响的分子机制。结果表明，三唑磷和溴氰菊酯胁迫能刺激白背飞虱的产卵量增加；吡虫啉、噻虫嗪、溴氰虫酰胺、毒死蜱、噻嗪酮、阿维菌素和吡蚜酮能够抑制白背飞虱的产卵。在对白背飞虱受胁迫后转录组测序分析的基础之上，我们结合RT-PCR和RACE技术，克隆了白背飞虱的卵黄原蛋白及其受体基因、JH信号通路和TOR信号通路的关键基因，通过RNAi技术研究其在白背飞虱繁殖中的作用，并使用qPCR技术，研究了杀虫剂和繁殖相关基因之间的关系。研究结果表明，SfVg/SfVgR、JH信号通路和TOR信号通路是调节白背飞虱生殖的重要通路。杀虫剂胁迫白背飞虱后，能够调控TOR信号通路相关基因的表达，从而影响白背飞虱体内JH的合成，进而影响JH与其受体Met的结合以及下游基因Kr-h1的表达，调控Vg和VgR的表达和翻译，最终影响白背飞虱的生殖。另外，我们克隆得到了14个ABCG基因，并测定了其在杀虫剂胁迫下的转录水平，结果表明：杀虫剂胁迫能够诱导ABCG基因的转录水平，并且影响白背飞虱体内解毒酶和保护酶的活性，进而增强白背飞虱对杀虫剂胁迫的适应性。研究结果有助于了解杀虫剂胁迫下白背飞虱适应性增强的生化和分子机理，可为开发新的害虫防治策略提供参考。