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基于DYMEX模型的小菜蛾种群动态分析及P-糖蛋白功能研究

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小菜蛾Plutella xylostella (L.)是一种危害十字花科作物的世界性害虫。自上世纪80年代开始，阿维菌素由于被大量用于农业害虫防治（包括小菜蛾）而导致高水平抗性的产生。小菜蛾具有迁飞的特性，尽管已有大量的研究阐述了其在我国北方的抗药性现状和部分抗性机制，但是对于持续的种群动态研究还很少。本研究采用性诱剂对我国北方四个地区（北京昌平区和海淀区，河北宣化县和张北县）小菜蛾进行了长期种群监测，实地调研掌握了上述地区十字花科蔬菜种植的田间实际管理情况，然后基于DYMEX模型，对诱捕数据和田间种植模式进行了季节性物候和种群趋势丰度模拟分析，旨在明确我国北方地区小菜蛾种群的来源和相关影响因素。为了进一步明确小菜蛾对阿维菌素的抗性机制，在前期研究基础上，采用RNA干扰技术研究了P-糖蛋白（P-glycoprotein, Pgp）基因在小菜蛾对阿维菌素抗性中的作用，旨在阐明小菜蛾对阿维菌素的抗性机制，延缓阿维菌素类药剂的使用寿命，为农产品安全生产提供技术参考。 采用性信息素诱捕技术对北京海淀区和昌平地区（2009年-2015年）、河北宣化县和张北县（2009年-2014年）田间小菜蛾的种群动态进行了持续监测。结果发现在海淀地区小菜蛾从出现到结束的平均时长为204天、昌平地区为202天、宣化县为170天、张北县为146天。北京地区小菜蛾的成虫高峰在5-6月，张家口地区的成虫高峰期6-7月。2009年小菜蛾的种群数量最大，其中昌平区诱捕的总数（四个盆）为 8823头，海淀区为14664 头， 宣化为 14370头，张北县为27648头。2014年种群量最小，在昌平区诱捕的总数（四个盆）为1568头，海淀区为3379头，宣化县为1652头，张北县为1432头。总体上，春季发生严重，秋季发生较轻。 基于DYMEX模型进行物候学和总体种群丰度趋势分析。结果显示在昌平区和海淀区的2010、2012和2015年；宣化2011年和2013年；张北2013年的气候很适合小菜蛾生长。对预测值和观察值的对数值进行回归分析发现，在25个预测结果中有18个是显著。防治阈值预测结果显示喷施次数在1-5次之间变化。此外，还能看出基于防治阈值的模拟与实际观察值具有较高的吻合度（基于防治阈值模拟与实际观察值显著回归数为13个，农民实际喷施模拟值与实际观察值显著回归数为10个）。 通过持续汰选获得了小菜蛾对阿维菌素抗性约73倍的抗性种群。采用RNA干扰技术对3龄初期幼虫进行dsRNA显微注射。结果显示该基因在干扰后36 h表达量开始下降，48 h下降到最低，72 h以后恢复；相对于对照组表达量分别下降42.45%、53.63%和27.60%。对注射后24 h、48 h和72 h的小菜蛾进行了对阿维菌素敏感性测定，测定浓度分别为0.768μg/mL（相当于LC20）和2.724μg/mL （相当于LC50）。发现在LC20浓度下处理组的死亡率分别为23.4%（24 h）、36.70%（48 h）和15%（72 h），而对照组死亡率分别为5%、12.5%和12.5%。在LC50浓度下处理组死亡率分别为17.5%（24 h）、62.5%（48 h）和17.5%（72 h），对照组死亡率分别为12.5%、35%和7.5%。对PxPgp1基因干扰后小菜蛾对阿维菌素的敏感性显著升高，说明PxPgp1基因在小菜蛾对阿维菌素抗性中起一定作用。

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