三种害螨对螺螨酯的抗药性研究进展

石绪根，李 娟，张纪利，郑贤贤，熊件妹

（1.江西农业大学 农学院，江西 南昌 330045；2.江西农业大学 国土资源与环境学院，江西 南昌330045）

0 引 言

螺螨酯（spirodiclofen），商品名螨危（envidor），是德国拜耳公司研制开发的第一个螺环季酮酸类杀螨剂，其作用机制独特，通过阻止乙酰辅酶A羧化酶的作用（该酶在害螨的生长过程中辅助合成重要的脂肪酸），进而抑制害螨的脂肪合成，阻断能量代谢而达到杀死害螨的目的[1]。同时，螺螨酯具有杀螨谱广、适应性强、兼杀卵和幼螨、在不同气温条件下对作物安全、对人畜低毒等优点，已在农业生产中广泛使用[2]。自2004年进入中国市场以来，螺螨酯的销售额逐年上升，至2008年，螺螨酯的销售额已在杀螨剂中占据首位，且其专利保护期已过，国内已有10余家企业登记上市了该产品，其应用范围必将进一步扩大[3]。

因螺螨酯与传统杀螨剂有着完全不同的作用机制，与其它类杀螨剂基本不存在交互抗性，且持效期长，目前广泛用于控制柑桔、葡萄等果树和茄子、辣椒、番茄等茄科作物上的害螨。此外，螺螨酯对梨木虱、榆蛎盾蚧以及叶蝉类等害虫有很好的兼治效果[4]。然而随着螺螨酯应用范围的不断扩大和使用频率的不断增加，势必会因为高选择压而使害虫产生抗药性问题。目前已有很多室内试验证明，害螨可对螺螨酯产生极高水平抗性，同时国内外田间抗药性监测发现，柑橘全爪螨已对螺螨酯产生了较高水平的抗性。笔者对近年来二斑叶螨、柑橘全爪螨及苹果全爪螨对螺螨酯的抗药性现状及发展趋势、抗药性机理研究现状等进行了概述。

1对螺螨酯的抗药性现状

1.1 二斑叶螨

拜耳作物科学公司的Rauch等[5]在室内对采自意大利的二斑叶螨（Tetranychus urticae）田间种群进行了连续37代，时间超过21个月的抗性选育，结果该种群对螺螨酯的抗性仅发展至13倍，抗性发展速度缓慢。比利时的Van Pottelberge[6]于至少10年未用过杀虫剂的根特大学附近的一个花园采集了大约5 000头二斑叶螨幼虫作为敏感种群开始进行抗性汰选，并保持每代的存活率在10%~20%，经过连续12个月的选育，该种群对螺螨酯的抗性水平上升为敏感种群的274倍；而后，Demaeght等[7]对该抗性种群继续进行室内抗性选育，最终获得了对螺螨酯抗性超过680倍的二斑叶螨品系。周玉书[8]在室内用螺螨酯对采自甘肃天水的二斑叶螨相对敏感种群进行了30代的抗性汰选，抗性仅发展至6.59倍，发展速度缓慢。张志刚[9]以采自甘肃兰州国家自然保护区兴隆山的二斑叶螨作为敏感种群，用螺螨酯对该种群进行了连续26代的抗性汰选。筛选过程中发现：前期抗性培育中，抗性发展极为缓慢，中期渐趋稳定，后期逐渐加快；筛选至26代时，其抗性指数达到58.83。目前，尚未发现有关二斑叶螨田间种群对螺螨酯产生抗药性的报道。

1.2 柑橘全爪螨

Yu等[10]采用螺螨酯对自1998年起未接触过任何药剂的实验室饲养柑橘全爪螨品系进行了连续42代的抗性汰选，获得了抗性达103倍的高抗品系。汰选过程中发现：前27代抗性发展趋势较为平缓，而30代以后抗性发展速度明显加快。Hu等[11]持续监测了中国南方四个省份的六个柑橘全爪螨高发地区的柑橘全爪螨种群对螺螨酯的抗性发展速度，结果发现：2006年采回的所有种群对螺螨酯均处于敏感水平，而螺螨酯对2009年采集的各种群的LC50值最低为3.29mg/L，最高为418.24mg/L，已经存在127倍的敏感性差异；其中福建省福州、平和地区的柑橘全爪螨种群对螺螨酯的抗性水平与敏感种群相比分别达到了90.8倍和50倍。2012年，DÖKER等[12]在土耳其进行抗性调查时发现，采自Karadut市的柑橘全爪螨雌成虫对螺螨酯的抗性已达70.3倍，而该种群的卵对螺螨酯的抗性仅为19倍。本项目组2013年对江西省赣南个别地区柑橘全爪螨种群进行了初步的抗药性调查，结果显示该螨已对螺螨酯产生了较高的抗性（10~40倍）。

1.3 苹果全爪螨

Kramer等[13]对采自欧洲各地区的苹果全爪螨种群进行了抗性测定后发现，虽然大部分苹果全爪螨种群已对螺螨酯产生了中等水平的抗性，但它们的卵却均对螺螨酯敏感；选取一抗性较高的田间种群进行了室内选育，最终获得了对螺螨酯抗性大于7 000倍的抗性种群，但该品系的卵对螺螨酯却只产生了56倍的抗性。

2 和其他类型杀螨剂交互抗性关系

与传统杀螨剂不同，螺螨酯的作用机制新颖，故与其它类杀螨剂基本不存在交互抗性。Rauch等[5]通过室内测定发现螺螨酯在二斑叶螨上与有机磷类、线粒体电子传递抑制剂、噻螨酮和阿维菌素均不存在交互抗性。张志刚以二斑叶螨为实验对象，进行了螺螨酯与其他几种药剂的交互抗性测定实验，结果表明：二斑叶螨抗螺螨酯种群对甲氰菊酯、氯氰菊酯存在明显的交互抗性；对苯丁锡、四螨嗪、苦皮藤生物碱、阿维菌素、三氟氯氰菊酯、哒螨·四螨嗪、哒·水胺硫磷、三唑锡、三氯杀螨醇、哒螨灵、氧乐果无交互抗性；对浏阳霉素、毒死蜱、噻螨酮、唑螨酯、柴油·哒螨灵可能存在负交互抗性[9]。尽管对其他种类的杀螨剂基本不存在交互抗性，但螺甲螨酯和螺虫乙酯与螺螨酯同属季酮酸类杀虫杀螨剂，具有相同的作用机制，因此，螺甲螨酯和螺虫乙酯也存在较大的抗性风险。Hu等[11]人发现，福州地区对螺螨酯抗性达90.8倍的柑橘全爪螨种群，对螺虫乙酯的交互抗性达22倍，但该地区从未将螺虫乙酯用于柑橘全爪螨的防治。Yu等[10]通过柑橘全爪螨敏感品系室内选育获得了对螺螨酯抗性为103倍的抗性品系，室内交互抗性试验发现，该品系对螺虫乙酯的交互抗性已达29倍。Kramer等[13]通过对抗性达7 000倍的苹果全爪螨品系进行交互抗性测定后发现，该品系对螺甲螨酯的交互抗性达到了4倍，同时对螺虫乙酯产生了3倍的交互抗性。

3 抗性机理

目前，相关领域的学者普遍认为，害螨对季酮酸类药剂的抗性机理是细胞色素P450单加氧酶（P450s）、酯酶（EST）和谷胱甘肽-S-转移酶（GSTs）活性的提高，其中大多数学者认为P450s在抗性产生中发挥了最为重要的作用。Rauch等[14]发现，对螺螨酯抗性为13倍的室内选育二斑叶螨品系体内的P450s（2.1倍）、EST（1.2倍）和GSTs（1.2倍）活性相对敏感品系均有一定程度的升高，同时同位素示踪试验发现，酯键断裂和氧化代谢是C14螺螨酯降解的主要途径，且抗性品系体内代谢速度明显加快，这一结果证实解毒酶活性增强确为该抗性产生的原因。Van Pottelberge等[6]通过对螺螨酯抗性达274倍的二斑叶螨抗性品系进行了增效实验和酶活性测定后发现：多功能氧化酶（MFO）、酯酶和谷胱甘肽-S-转移酶（GST）均参与了螺螨酯的代谢解毒，但MFO应该发挥了最重要的作用；而在测定了螺螨酯对二斑叶螨卵的毒性后发现，该抗药性显著下降，表明靶标抗性在该种群中几乎是不可能存在的。Yu等[10]通过对抗性为103倍的柑橘全爪螨抗性品系进行增效实验后发现，抗性品系的MFO、酯酶和GST均参与了螺螨酯的代谢，而该现象在敏感品系中则未发现。Kramer等[13]对抗性大于7 000倍的苹果全爪螨品系进行了增效实验，结果发现MFO抑制剂PBO将螺螨酯对抗性种群的毒力提高了3倍，而DEF和DEM则未能提高螺螨酯对抗性种群的毒力，因此作者推断，MFO应该在柑橘全爪螨对螺螨酯的抗性产生中发挥了重要作用。

目前已有许多文献[15-16]证明，对杀虫剂产生抗性的柑橘全爪螨种群体内解毒酶活性的上升与相关基因的过量表达有直接关系，而P450蛋白的表达量与众多CYP基因转录水平的提高更是密不可分[17]。Ding等[18]以亚致死剂量的螺螨酯处理柑橘全爪螨24h后发现，该品系体内P450单加氧酶活性相比对照提高了2.23倍；提取其总RNA并克隆获得了两个P450单加氧酶基因（CYP4CF1和CYP4CL2），荧光定量分析发现，螺螨酯能够显著的诱导CYP4CL2基因过量表达；据此，作者推测CYP4CL2基因很可能与螺螨酯在柑橘全爪螨体内的代谢有关。Demaeght等[7]为检测对螺螨酯抗性超过680倍的二斑叶螨品系是否出现了靶标突变，克隆并测序了敏感与抗性品系的ACCase基因，比对后并未发现非同义突变，且两品系ACCase基因的表达量经测定后同样未发现明显差异；而测定了细胞色素单加氧酶（P450s）基因在两品系中的表达水平后发现，CYP392E7和CYP392E10基因的表达量在抗性品系体内过量表达，尤其是CYP392E10基因的表达水平可被螺螨酯强烈诱导；进一步的基因功能表达研究证明，CYP392E10基因的确可以代谢螺螨酯，同时还可以降解螺甲螨酯，但对螺虫乙酯没有作用，而CYP392E7基因则没有此功能；因此作者推断，CYP392E10基因的过量表达很可能是二斑叶螨对螺螨酯产生抗性的机制。

同时，也有学者认为，GSTs在害螨对螺螨酯的抗药性产生过程中发挥了更为重要的作用。段辛乐等[19]对抗性达77.92倍的二斑叶螨品系进行了增效实验，结果显示DEM对二斑叶螨抗性品系的抗敏增效比大于TPP和PBO，故推测二斑叶螨对螺螨酯抗性的产生与GSTs和EST活性增强有关。吕娟娟等[20]近期研究表明，抗螺螨酯二斑叶螨种群体内的GST基因TuGSTd1和TuGSTd2相比敏感品系分别高出了5.60和3.75倍，该结果表明GST基因的过量表达可能与二斑叶螨对螺螨酯抗药性的增加有关。

4 对螺螨酯抗性的发展趋势及治理对策

就现有报道来看，二斑叶螨、苹果全爪螨田间种群对螺螨酯的抗药性发展较为缓慢，但室内抗性选育试验发现，二斑叶螨和苹果全爪螨均能对螺螨酯产生成百上千倍的极高抗性；而我国已有柑橘全爪螨田间种群对螺螨酯产生了90倍以上的抗药性，室内也选育也使其获得了超过100倍的抗性。因此，如果持续的无限制的使用螺螨酯防治上述三种害螨，势必会对其抗药性的形成产生了很大的选择压力。为保证螺螨酯等季酮酸类杀虫杀螨剂的防治效果，延长其使用寿命，必须采取行之有效的措施来延缓抗药性的产生。建议在1个生长季节内最好只施用1次螺螨酯，并注意与其他杀螨剂轮换使用，降低产生抗性的风险；同时还可以将其与不同杀虫机制的农药混合施用，或再加入少量增效剂，既能提高农药的防治效果，又能克服或延缓抗药性的产生；另外还需采取正确的施药技术，选用技术人员推荐的施用浓度及方法等，这提高防效、延缓抗药性产生也有一定的效果。

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