中国农业大学

PAGEPAGE4 中国农业大学本科生“URP”立项申请书项目名称草地贪夜蛾鱼尼丁受体介导的双酰胺类杀虫剂抗性申请人张雷工作单位中国农业大学联系电子信箱zhanglei860@填表日期2019.11.29中国农业大学教务处制项目名称草地贪夜蛾鱼尼丁受体介导的双酰胺类杀虫剂抗性项目起止时间2020.04-2021.04项目申请人情况姓名张雷性别女出生日期1986.08最后学历与学位博士专业技术职务讲师从事专业农业昆虫与害虫防治项目概况草地贪夜蛾Spodopterafrugiperda(J.E.Smith)，鳞翅目，夜蛾科，是美洲最重要的夜蛾科害虫之一，也是世界性的农业重要迁飞害虫（Murúaetal.,2009；李永平等，2019；吴秋琳等，2019）。在美国和巴西，主要是通过喷洒化学农药以及种植Bt玉米控制草地贪夜蛾的危害（Adamczyketal.,1999;Gutiérrez-Morenoetal.,2018）。与其他防治方法相比，化学防治具有成本低、效果快、效果好、使用方法简便以及防治对象广等优势，是世界各国防治草地贪夜蛾的主要手段。自从2019年1月份草地贪夜蛾入侵我国云南地区后（杨普云等，2019），我国农业农村部推荐了多种化学杀虫剂单剂，根据靶标位点的不同，可以分为作用于神经系统的药剂（钠离子通道、氯离子通道、乙酰胆碱酯酶、乙酰胆碱受体、章鱼胺受体等）、作用于呼吸系统的药剂、昆虫生长调节剂和鱼尼丁受体激动剂等。氯虫苯甲酰胺是一种对鳞翅目害虫毒杀作用强且与其他杀虫剂无交互抗性的环境友好型杀虫剂，主要作用靶标为昆虫的鱼尼丁受体(\o"Cordova,2006#62"Cordovaetal.,2006)。当害虫取食含有氯虫苯甲酰胺的作物后会快速停止取食(\o"Hannig,2009#64"Hannigetal.,2009)，肌肉瘫痪最终导致死亡(\o"Lahm,2005#59"Lahmetal.,2005)。氯虫苯甲酰胺是一种具有高选择性的杀虫剂，主要用于防治鳞翅目害虫。由于不会与其他类型的杀虫剂产生交互抗性，氯虫苯甲酰胺对其他类型杀虫剂已产生抗性的鳞翅目害虫同样具有较好的毒杀效果(\o"Tohnishi,2005#57"Tohnishietal.,2005)。自草地贪夜蛾入侵我国之后，这些双酰胺类杀虫剂被广泛的用于防治草地贪夜蛾，必将导致草地贪夜蛾抗药性的产生。根据前期我们对我国不同地理种群草地贪夜蛾对双酰胺类杀虫剂的抗性检测数据来看，已发现相对抗性的地理种群与相对敏感的地理种群相比，抗性倍数已经达到27倍，并且发现与抗药性相关的鱼尼丁受体突变位点已经出现了低频率的突变（未发表）。为进一步验证草地贪夜蛾鱼尼丁受体的突变与双酰胺类杀虫剂抗性的关系，草地贪夜蛾的鱼尼丁受体的克隆和功能验证必不可少。因此本研究拟开展我国不同省份田间种群草地贪夜蛾对双酰胺类杀虫剂的抗性监测工作，以及探明鱼尼丁受体基因在双酰胺类杀虫剂抗性产生过程中的功能。二、实施计划及方案(明确各个环节对培养学生创新能力的具体思路及考核办法)1.开展我国不同地理种群草地贪夜蛾对双酰胺类杀虫剂的抗性检测。本项目拟对不同地理种群草地贪夜蛾进行双酰胺类杀虫剂（氯虫苯甲酰胺和四氯虫酰胺）的生物测定，明确我国不同地理种群草地贪夜蛾对不同双酰胺类杀虫剂的抗性水平。结合实验操作和相关文献的阅读，了解我国草地贪夜蛾抗药性现状。本环节主要培养学生掌握基本的昆虫毒理学中的生物测定方法，以及学会用PoloPuls软件对数据进行处理。2.克隆鱼尼丁受体基因的全长序列提取草地贪夜蛾全虫的总RNA，反转录为cDNA后作为模板，设计特异性引物分段克隆出草地贪夜蛾鱼尼丁受体基因的全长序列，测序并对序列进行分析。本环节主要培养学生基本的分子生物学实验技术以及相关分子生物学软件的使用，使学生熟练掌握基因克隆相关技术。3.草地贪夜蛾鱼尼丁受体突变与双酰胺类杀虫剂抗性分子机制根据前期已经发现的草地贪夜蛾鱼尼丁受体突变位点，运用RNAi技术研究草地贪夜蛾鱼尼丁受体基因的表达量在草地贪夜蛾对双酰胺类杀虫剂耐受性的变化中的作用，以及基因敲除技术构建草地贪夜蛾鱼尼丁受体突变体，研究草地贪夜蛾鱼尼丁受体基因与双酰胺类杀虫剂抗性的关系。本环节主要培养学生对文献的阅读和理解能力，以及动手操作能力和撰写论文的能力。本项目考核办法为提交URP结题报告以及发表相关学术论文1-2篇。三、项目实施的基础和条件1）申请人基础：项目申请人一直围绕着昆虫抗药性机制相关的研究，有较好的前期研究基础和实验条件。已发表SCI论文10篇（其中第一或通讯作者3篇；），授权发明专利3项，目前主持国家自然基金青年基金1项，参与国家自然科学基金重点项目1项。2）充足的实验材料：本项目生物材料等相关仪器已经准备好。草地贪夜蛾的人工饲料饲养技术已经在本实验室成功建立；前期已经对草地贪夜蛾鱼尼丁受体基因进行了很多前期研究工作，已发现在草地贪夜蛾对双酰胺类杀虫剂相对抗性的地理种群和相对敏感的地理种群，并且发现了与抗药性相关的鱼尼丁受体突变位点已经出现了低频率的突变。3）成熟的技术保障：申请人多年来从事昆虫抗药性机制相关的研究，具有扎实的昆虫分子生物学以及数据分析技术，熟悉相关领域前沿进展。项目组成员具备扎实的昆虫分子生物学理论基础，能够协助本项目顺利完成。4）完善的仪器设备：本课题组所在的昆虫毒理与生理生化实验室，及其所隶属具备的211工程重点实验室，具备所有的开展本项研究的仪器设备。四、学生提交的成果1.详细的实验数据记录、照片和视频资料；2.关于草地贪夜蛾鱼尼丁受体突变的研究报告以及学术论文1-2篇。

五、经费预算本项目申请科研经费直接费用共计1.0万元，其中主要有：实验期间需要进行草地贪夜蛾的饲养