吡虫啉(Imidacloprid)是近20年来发展最快、使用最多的新烟碱类杀虫剂,其作用机制为有选择性地作用于昆虫神经系统中的乙酰胆碱受体,破坏昆虫中枢神经的正常传导,扰乱昆虫的正常神经活动使其处于极度兴奋状态,逐渐麻痹直至死亡。自从吡虫啉作为新烟碱类第一种杀虫剂在1991年被投入市场,由于其很好的效果和持效性,很快就成为了防治褐飞虱Nilaparvata lugens (Stal)最主要的杀虫剂之一。但是,亚洲多个国家的田间褐飞虱种群调查显示,自2006年以来,褐飞虱对吡虫啉的田间抗性,不论在抗性强度还是在地理分布上都产生了相当大的增加。2009年以来,我国农业部门建议暂停使用吡虫啉单剂防治褐飞虱。但是鉴于吡虫啉较低的防治成本和对与褐飞虱混合发生的白背飞虱和灰飞虱具有较好的防效,吡虫啉还不可避免地与褐飞虱的防治联系在一起,部分地区仍然是重要的药剂品种。国内外很多学者在褐飞虱对吡虫啉抗性机制方面进行了深入研究。靶标不敏感性方面,本课题组在室内筛选的抗吡虫啉褐飞虱品系中,在吡虫啉作用靶标烟碱型乙酰胆碱受体(Nicotinic Acetylcholine Receptors)两个α亚基中发现了Y151S点突变,与褐飞虱对吡虫啉的抗性密切相关。代谢抗性方面,无论是室内抗性品系还是田间种群,都发现细胞色素P450酶系活性的上升是褐飞虱对吡虫啉抗性的主要生化机制,虽然具体的P450基因还未能鉴定出来。本文首次从1mRNA表达水平研究了不同P450基因在褐飞虱对吡虫啉抗性产生中的作用,发现了吡虫啉代谢的关键基因。另外为了充分发挥吡虫啉的防治效果、减少田间用药量,将吡虫啉与吡蚜酮复配,筛选出了两个吡虫啉的高效复配配比,并通过田间药效试验验证了增效效果。呋虫胺是吡虫啉未来的替代药剂,同样属于新烟碱类杀虫剂,在褐飞虱防治中,是吡虫啉的最佳替换品种,为此本文还筛选了呋虫胺与吡蚜酮的高效复配,增效效果显著。一、P450酶系在褐飞虱对吡虫啉抗性中的作用本文使用qRT-PCR技术比较了14条P450基因／片段在吡虫啉敏感(Sus)和抗性品系(Res)褐飞虱中的：mRNA水平,发现了抗性品系中有6个P450基因在表达量上显著高于敏感品系。其中,CYP6AY1基因的表达量差异最显著,抗性品系是敏感品系的17.9倍。通过大肠杆菌原核表达CYP6AY1蛋白,发现CYP6AY1可以高效代谢吡虫啉(峰值活性为37.6μg/mg蛋白/min)。采用RNAi对抗性品系褐飞虱的CYP6AY1基因进行干扰,降低其mRNA水平时,该品系对吡虫啉的抗性下降。进一步的研究表明,褐飞虱不同田间种群中CYP6AY1的表达水平均有不同程度的上升,而且抗性倍数越高,CYP6AY1表达水平上升的倍数越大。CYP6AY1基因是第一个从褐飞虱中发现对吡虫啉抗性起重要作用的P450家族成员。二、吡虫啉-吡蚜酮增效复配剂的筛选由于吡蚜酮独特的杀虫机理,击倒活性弱,持效期长,对其生物测定需要较长的处理时间,传统的稻苗浸渍法不能满足吡蚜酮生物测定的需求。本文为了满足后续复配筛选的需要,对已有的稻苗浸渍法进行改进以以满足吡蚜酮生物测定的需求,设计了一套吡蚜酮生物测定的流程,能够非常稳定、准确地测定吡蚜酮的毒力。在建立了标准生物测定方法的基础上,筛选了吡虫啉和吡蚜酮复配的最佳增效配比,得到了两个增效作用显著的复配比例,吡虫啉与吡蚜酮含量之比分别为3：2和1：3,共毒系数分别达到了410.38和616.17。通过田间药效试验验证了这两个增效复配在田间使用中的增效效果,两个复配比例在田间对稻飞虱成虫和若虫的防治效果均好于等剂量的两种单剂,并且实现了速效性和持效性的统一。三、呋虫胺增效复配剂的筛选呋虫胺是一种新的新烟碱类杀虫剂,目前已经在世界多个国家推向市场并获得了很好的效果,对稻飞虱等半翅目害虫表现出良好的防效。虽然目前还没有引入国内市场,但不久的将来肯定会在国内登记使用,将在褐飞虱的防治中起十分重要的作用,成为吡虫啉的高效代替品种。本文通过生物测定,将呋虫胺与吡蚜酮复配筛选,得到了2个增效复配比例,呋虫胺：吡蚜酮分别是1：7和4：175,共毒系数分别达到了3712.62和3206.61,体现出极高水平的增效作用。本增效复配剂的发明不仅可以充分发挥呋虫胺的药效,减少药量、节约成本,还能够延缓害虫对呋虫胺抗性的产生和发展,符合农药科学使用的要求。