第五章-1-抗药性原理

第一部分害虫抗药性第二部分病原菌抗药性第三部分杂草抗药性第五章抗药性原理第一部分害虫抗药性一、害虫抗药性的概念和定义二、害虫抗药性的发展概况三、我国农业害虫抗药性现状四、害虫抗药性的形成五、影响抗性发展的因子六、害虫抗药性治理Outline一、害虫抗药性的概念和定义1.定义世界卫生组织（WHO）：昆虫具有耐受杀死正常种群大部分个体的药量的能力在其种群中发展起来的现象。

抗药性是指害虫能够降低田间防效的一种反应，这是对毒物选择作出的一种遗传上的改变。一、害虫抗药性的概念和定义2.特点：1）抗药性是对有害生物群体而言的（种群性）；2）是针对某种特定的药剂而作出的反应（特定性）；3）是药剂选择的结果（选择性）；4）是可以在群体中遗传的（可遗传性）；5）是相对于敏感种群或正常种群而言的（相对性）。3.几个基本概念自然耐药性(naturalresistance)：指一种昆虫在不同发育阶段、不同生理状态及所处的环境条件的变化对药剂产生不同的耐药力。也叫自然抗性。一、害虫抗药性的概念和定义3.几个基本概念交互抗性（crossresistance）：昆虫的一个品系由于相同抗性机理，或相似作用机理、或类似化学结构，对于选择药剂以外的其他从未使用过的一种药剂或一类药剂也产生抗药性的现象。负交互抗性(negativeresistance)：指昆虫对一种杀虫剂产生抗性后，反而对另一种药剂变的更为敏感的现象。一、害虫抗药性的概念和定义D.多抗性(multipleresistance)：昆虫的一个品系由于存在多种不同的抗性基因或等位基因，能对几种或几类药剂都产生抗性。E.选择性：指不同昆虫对药剂敏感性的差异。F.抗性倍数（R/S）：R的LD50（LC50）/S的LD50（LC50），如果＞5，轻度抗性；＞10，明显抗药性。一、害虫抗药性的概念和定义R–ResistanceS-Sensitive二、害虫抗药性的发展概况1908年Melander首先在美国加利福尼亚州发现梨园蚧QuadraspidiotusPernicious

（lomstork）对石硫合剂产生抗性。1946年仅发现11种害虫及螨产生抗药性。

我国1963年首次发现棉蚜、棉红蜘蛛对内吸磷产生抗药性。二、害虫抗药性的发展概况1989年抗性害虫已达504种，其中农业害虫283种，卫生害虫198种，有益昆虫及螨23种。目前我国发现30多种农林害虫及螨类产生抗药性，主要分布鳞翅目、鞘翅目及蜱螨目。二、害虫抗药性的发展概况二、害虫抗药性的发展概况447种抗性节肢动物中，59%是重要的农业害虫(264种)，38%是重要的卫生害虫(171种)，3%是寄生性或捕食性天敌(12种)。

二、害虫抗药性的发展概况二、害虫抗药性的发展概况CumulativenumberofarthropodspecieswithneonicotinoidresistanceNumberofreportedcasesofneonicotinoid(新烟碱类）resistanceupto2014Bass,etal,2015,PesticideBiochem.Physiol.121:78–87

三、我国农业害虫抗药性现状抗性已遍及粮、棉、茶、菜、果。我国蔬菜上抗性水平较高的害虫主要有：小菜蛾、甜菜夜蛾、菜青虫、斜纹夜蛾、菜蚜、棉铃虫、烟青虫、盲蝽蟓、温室白粉虱等。

小菜蛾：有机氯、有机磷、拟除菊酯类。1995年，速灭杀丁1646.8倍；亚胺硫磷512.2倍1992年，BT35倍；抑太保70.9倍；阿维菌素30.3倍温室白粉虱：1988年，敌杀死6289.1,速灭杀丁1941.7；马拉硫磷66.2倍；斜纹夜蛾：有机氯、有机磷、拟除菊酯类、BT等1998年，菊酯类100－2700倍对BT的抗性比家蚕高2500倍Na+通道敏感度降低GABA受体敏感度降低四、害虫抗药性的形成四、害虫抗药性的形成1.抗药性的形成

选择学说:认为抗药性是一种前适应现象（preadaptivephenomenon），完全取决于杀虫剂的选择作用。诱导变异学说:认为昆虫种群中原来不存在抗性基因。而是由于杀虫剂的直接作用，使昆虫种群内某些个体发生突变，产生了抗性基因。药剂不是选择者而是诱导者。后适应现象。3)基因重复学说：即基因复增学说geneduplicationtheory。它与一般的选择学说不同，虽然它承认本来就有抗性基因的存在，但它认为某些因子（如杀虫剂等）引起了基因重复，即一个抗性基因拷贝为多个抗性基因，这是抗性进化中的一种普遍现象。4)染色体重组学说：因染色体易位和倒位产生改变的酶或蛋白质，引起抗性的进化。四、害虫抗药性的形成1.抗药性的形成5)抗性的形成实际上是一种进化现象，至少包括3个因素：（1）变异;（2）遗传;（3）选择选择起了定向的作用，即使基因频率向一个方向发展，逐代累加。四、害虫抗药性的形成1.抗药性的形成抗性是杀虫剂选择的结果。产生抗性的原因有多种，按其由遗传引起的种群特征的变化，或形态、生理生化特性的变化，可分为行为抗性和生理生化抗性。四、害虫抗药性的形成2.抗药性形成的机制2.1生理生化抗性

a.生理抗性：包括表皮和神经膜穿透作用降低，脂肪体等惰性部位贮存杀虫剂的能力增强、排泄作用增强，围食膜特别发达，或能引起呕吐、或分泌大量水分而引起水泻，加速将药剂排出体外等。

b.生化抗性：主要是指由解毒作用增强、代谢加速而引起的，故又称为代谢抗性。四、害虫抗药性的形成2.抗药性形成的机制主要生理生化抗性机理有以下几个方面：（1）穿透速率降低。包括两种类型：一是杀虫剂穿透昆虫表皮的速率降低，二是杀虫剂对神经系统穿透作用降低；（2）代谢抗性：涉及到的酶有，细胞色素P450酶系、水解酶（主要是酯酶）、谷胱甘肽转移酶、DDT-脱氯化氢酶等；（3）靶标部位敏感度降低等。四、害虫抗药性的形成2.抗药性形成的机制Forgash等（1962）首先提出，一个多抗性的家蝇品系对二嗪农的穿透率降低。狄氏剂和DDT在抗性家蝇中的穿透作用降低。并命名为ORGANOTIN-r，其突变基因命名为tin(或pen)。

表皮穿透降低实际上是穿透常数降低，即杀虫剂穿透昆虫表皮的速率降低，而延缓杀虫剂到达靶标部位的时间。在这一时期内使抗性昆虫有更多的机会来降解这这些化合物。表皮穿透降低对杀虫剂无专一性，已报道的杀虫剂有DDT、狄氏剂、对硫磷、西维因、二嗪农、马拉硫鳞、敌百虫、氯硫磷和其它杀虫剂。

2.1.1穿透作用降低

（1）表皮穿透作用降低2.1生理生化抗性2.1.1穿透作用降低

（2）神经系统穿透作用降低2.1生理生化抗性

tin基因，是一个修饰基因，也就是说单独起作用时，对抗性影响不大，但与其它因子，特别是各种代谢基因一起作用时，抗性就会显著加强，所以又称pen基因为强化基因或增效基因。

穿透作用降低，作为一个抗性因子单独起作用时对抗性影响较小。但若与其他抗性因子，比如解毒代谢因子互做时，抗性就会大大加强。例如，在抗DDT的家蝇中发现，由于MFO活性增高，产生50倍的抗性，表皮穿透作用降低，产生2倍的抗性，那么这2个因子共同起作用时，其抗性水平可达900倍。2.1.1穿透作用降低

2.1生理生化抗性

有机磷和氨基甲酸酯类杀虫剂的靶标乙酰胆碱酯酶

DDT和拟除虫菊酯类杀虫剂的主要靶标钠通道环戊二烯类杀虫剂的靶标GABA受体。2.1.2作用靶标部位敏感性降低2.1生理生化抗性四、害虫抗药性的形成2.抗药性形成的机制e.g.钠通道钠通道的改变，引起对杀虫剂敏感度下降，结果产生击倒抗性（Knockdownresistance，简称Kdr）。Kdr型的分子机理：神经膜磷脂双分子层的变异；钠通道数量的改变；钠通道质的改变。

（1）穿透速率降低e.g.AChE:

AChE的不敏感性主要由AchE变构引起，而AchE的变构则是结构基因的点突变造成的。果蝇中的AChE是由一个独特的位点Ace编码的。Ace中的一个T突变为A将导致AChE的苯丙氨酸（368）突变为酪氨酸后改变了AChE的催化特性，结果降低了对杀虫剂的敏感性。点突变可以发生在不同的部位，从而导致不同的抗性型。从果蝇的田间品系中发现了4种突变型：苯丙氨酸（115）变为丝氨酸；异亮氨酸（199）变为缬氨酸或苏氨酸；甘氨酸（303）变为丙氨酸。（2）靶标部位敏感度降低e.g.AChE:一个突变型的AChE中几个点突变的组合不但会导致产生不同的抗性型，而且对抗性有明显的增强作用，即高抗性有可能来自几个低抗性点突变的组合。AChE敏感性下降，除了AChE质的改变，即上述变构AChE外，AChE量的增加即AChE基因表达调控也可能对抗性产生影响。（2）靶标部位敏感度降低钠通道钠通道的改变，引起对杀虫剂敏感度下降，结果产生击倒抗性（Knockdownresistance，简称Kdr）Kdr型抗性通常具有如下的特点：（1）Kdr基因是隐性基因，即只有在纯合子状态下才表现抗性，杂合子状态并不表现抗性；（2）Kdr基因对DDT和拟除虫菊酯杀虫剂引起神经敏感度降低；（3）对所有拟除虫菊酯和DDT都有交互抗性；（4）对拟除虫菊酯产生很高的抗性，特别是在有超Kdr基因存在时，可产生数千倍的抗性。Kdr型的分子机理：神经膜磷脂双分子层的变异；钠通道数量的改变；钠通道质的改变。

膜上的脂对膜蛋白和酶的结构与功能起重要作用，如果神经膜脂蛋白或脂类组成发生变化，或由于脂诱导而造酶的构型发生变化，最后都会导致神经敏感性下降。昆虫对拟除虫菊酯的毒性反应有很大差异的原因可能是由于不同昆虫的神经膜中的脂质比例不同而引起的。钠通道数量的改变与产生击倒抗性有或无关.

钠通道Kdr的本质是钠通道的变异。通过对敏感和抗性品系中位于第二染色体上的果蝇钠通道Sch等位基因克隆化和测序，发现位于同源结构阈Ⅲ的S5和S6连接片段的一个位点发生了突变，导致敏感品系Sch序列中1172位的天冬氨酸残基在抗性品系中被天冬酰胺取代，使连接片段失去一个负电荷，此负电荷的丧失是产生Kdr机制的原因。在拟除虫菊酯抗性烟草夜蛾体内是单个碱基发生了突变（T到A），而该突变基因能将亮氨酸改变为组氨酸，从而引起钠通道蛋白改变造成击倒抗性。Kdr型的分子机理：γ-氨基丁酸（GABA）受体果蝇对环戊二烯类的抗性是由位于第Ⅱ染色体臂的单个主要基因（Rdl）控制的。在家蝇中Rdl基因位于第Ⅳ染色体。环戊二烯抗药性是由GABAA受体-氯离子通道复合体上环戊二烯和木防己苦毒宁（PTX）结合部位敏感度下降所致。

Ffrench-Constant等首先从野生型对环戊二烯类杀虫剂有高抗性的果蝇品系中克隆了环戊二烯抗性基因Rdl。在Rdl基因中，仅发现在302位的丙氨酸变为丝氨酸，正是这一突变与环戊二烯/PTX结合部位的不敏感度有关。

昆虫在杀虫剂的选择压力下，通过增强体内解毒酶的活力和提高酶蛋白与杀虫剂分子的亲和性以及加强各种形式的酶促结合等方式，加速对进入昆虫体内的杀虫剂的解毒代谢作用而使昆虫表现出的抗药性，就是代谢抗性，简单地说就是解毒能力增强。参与代谢作用并与抗性有关的酶系主要有细胞色素P450酶系、谷胱甘肽转移酶和水解酶（主要是脂族酯酶、DDT-脱氯化氢酶等）等。2.1.3代谢作用增强2.1生理生化抗性四、害虫抗药性的形成2.抗药性形成的机制细胞色素P450酶系与抗药性P450酶系也叫多功能氧化酶、细胞色素P450酶系、加单氧酶系、芳香烃羟化酶和药物代谢酶等。细胞色素P450的化学本质是蛋白质，它不是一种蛋白而是分子质量在46-60Kda（黄俊勇和冷欣夫，1991）的结构类似而又不尽相同，性质类似而又有差异的一族蛋白质（唐振华，1990a）。主要包括两类细胞色素：细胞色素P450和细胞色素b5；二种黄素蛋白，即NADPH-细胞P450还原酶和NADH-细胞色素b5还原酶；还含有磷脂等。

P450蛋白种类的多样性及其底物的重叠性使P450酶系可以催化多种类型的反应，不仅对许多外来物质如杀虫剂及其它环境有毒化合物具有代谢作用，还参与一些重要的生理功能内源性物质如激素、脂肪酸的代谢，在生物体中起十分重要的作用。

细胞色素P450酶系与抗药性

P450酶系对杀虫剂代谢作用的增强是大多数重要害虫对杀虫剂产生高水平抗性和交互抗性的主要原因（Scott,1996）。直接证据来自MFO的离体测定，主要是通过：

a杀虫剂氧化代谢的直接测定；

b模型底物氧化代谢的测定；

c对MFO酶系中P450水平的测定；

dP450光谱特征的变化。混合功能氧化酶（MFO）mixed-functionaloxidase（3）代谢抗性b)间接证据:是通过研究一些增效剂的作用发现的。增效醚（pbo）是MFO的专一性抑制剂，并对抗性品系的增效作用大于敏感品系。利用pbo的增效作用来判断MFO是否参与害虫抗药性形成，是研究抗药性性生理生化机制的常用工具之一。昆虫抗药性除与MFO中的细胞色素P450水平有关外，还和其他组分，特别是P450还原酶和细胞色素b5水平有关。MFO解毒能力增强：P450量的增加，P450质的改变。MFO活性增强可能也是造成交互抗性的原因之一。细胞色素P450酶系与抗药性氨基甲酸酯类杀虫剂的抗性主要是MFO的作用（3）代谢抗性酯酶与昆虫抗药性

酯酶是能够水解酯键的一类水解代谢酶。昆虫中的酯酶主要是B类酯酶，包括胆碱酯酶、磷酸酯酶和羧酸酯酶。与抗性有关的主要是羧酸酯酶。羧酸酯酶实际上是由许多同功酶组成的。例如棉铃虫幼虫体内有10个羧酸酯酶同功酶。羧酸酯酶解毒能力的增强在某些昆虫对有机磷杀虫剂的抗性中起重要作用，对拟除虫菊酯类杀虫剂的抗性中起一定的作用，对氨基甲酸酯类杀虫剂的抗性，羧酸酯酶的作用很小。（3）代谢抗性

酯酶活力增强主要有两个方面的原因：一是质的改变，即某一个或某一些同功酶发生了变构；二是量的改变，即酶量的增加。酯酶量的增加又有三种途径：一是基因扩增；二是基因表达调控的改变；三是这两个途径兼而有之。酯酶在昆虫对杀虫剂的抗药性机制中起两方面的作用：一方面是催化杀虫剂酯键断裂，代谢解毒；另一方面是作为结合蛋白和进入体内的杀虫剂结合，从而减少到达作用靶标的量。酯酶与昆虫抗药性谷胱甘肽转移酶（GSTs）与昆虫抗药性催化亲电子物质与内源的还原性谷胱甘肽（GSH）反应（主要是将底物中的某个基团转移到GSH的硫原子上）的一类酶称为谷胱甘肽S转移酶，简称GSTs。依所转移的基团种类将GSTs分为5类：烷基转移酶、芳基转移酶、芳烷基转移酶、链烯转移酶和环氧化物转移酶。

在昆虫抗性机制中主要涉及到烷基转移酶和芳基转移酶。研究表明，GSTs代谢能力增强是家蝇对有机磷的抗性机制之一。如抗二嗪农的家蝇品系较敏感酶系的GSTs代谢强度高5.2倍。此外，谷胱甘肽（GSH）是GSTs催化结合反应的辅助因子，GSH的含量对GSTs的催化有很大影响。已有实验证明某些昆虫的抗性与GSH含量增加有关。

GSTs结合杀虫剂后，增强了杀虫剂分子的水溶性，因此有利于被害虫排出体外，从而使杀虫剂解毒。DDT-脱氯化氢酶及硝基还原酶

昆虫体内的DDT在DDT-脱氯化氢酶的作用下，将DDT转化为无毒的DDE。DDT-脱氯化氢酶有称为DDT酶，存在于各种组织，包括化感器，保护神经系统免受积累过多的DDT。大量的研究表明昆虫对DDT的抗性程度由于DDT酶活性存在正相关性。

有机磷杀虫剂中有硝基结构的化合物如对硫磷、杀螟硫磷及苯硫磷等，可以被硝基还原酶代谢为无毒化合物。

总之，代谢抗性的化学本质是杀虫剂代谢活性的增强，归因于相关酶在数量或质量上的改变，可能涉及的机制包括基因扩增、酶基因突变以及基因转录的增强等。2.2行为抗性

行为抗性就是指在药剂的选择压力下，那些有利于昆虫生存的行为得以保存和发展，从而使昆虫种群中具有这些行为的个体增多。四、害虫抗药性的形成2.抗药性形成的机制Na+通道敏感度降低GABA受体敏感度降低2.2行为抗性四、害虫抗药性的形成2.抗药性形成的机制Effectofnanochitinonaphidbehaviorandactivityafter4htreatment.2.2行为抗性四、害虫抗药性的形成2.抗药性形成的机制TransferringofFITC-Nanochitin(0.3%)inbodyfluid24h48hComplexity:某一种群对某一杀虫剂的抗性:其机制往往不是单一的，酶活性提高，也不一定就是某种酶活性提高，可能是几种解毒酶活性都提高的结果。

四、害虫抗药性的形成2.2行为抗性2.抗药性形成的机制五、影响抗性发展的因子遗传学因子生物学因子操作因子5.1遗传学因子Hypothesis:即对某种杀虫剂的抗性基因频率在停止使用该药剂后将会迅速下降。这种下降可由以下三个因素所致：（1）敏感个体的迁入而使抗性基因得到稀释；（2）携带抗性基因的个体具有繁殖劣势而被淘汰；（3）上述两个因素同时起作用5.1遗传学因子

(1)原始抗性基因频率

(2)抗性基因是显性还是隐性(3)抗性基因的相对适合度与抗性的稳定性

(4)抗性基因的共适应

(5)过去使用的杀虫剂的选择作用(6)抗性基因之间的互相作用

5.1遗传学因子

(1)原始抗性基因频率：决定抗性速度的主要因素。

频率越高，在同样的选择压力下，形成抗性种群的形成速度越快。目前还无法测定野外种群的起始抗性基因频率，而抗性表现型通常只有在产生抗性后才能测得出来。5.1遗传学因子

(2)抗性基因是显性还是隐性一是涉及到抗性形成的速度问题；二是涉及到抗性种群的纯度。如果抗性基因在功能上是显性，就容易被选择下来，抗性发展快；如果抗性基因在功能上是隐性，其表现型在杂合子时依然敏感，就不会被选择，只有纯合子的抗性基因才会被选择，因此形成抗性较慢。但因抗性个体都是纯合子，一旦抗性形成，如无其他敏感个体的杂交，将维持抗性而不消退。抗性的表达也可取决于所用的杀虫剂剂量。5.1遗传学因子

(2)抗性基因是显性还是隐性根据田间用药的情况可分为四种情况：不杀死任何基因型，即为无选择作用；仅杀死敏感型（SS），即抗性为显性；杀死SS和抗性（RS），即抗性为隐性；杀死RR、RS、和SS，即为无选择作用。在第b)种情况下，即抗性基因在功能上显性时抗性发展快。反之，抗性基因在功能上隐性时抗性发展慢。唐振华，2000，我国昆虫抗药性研究的现状及展望，昆虫知识，37（2）：97-103纯合子(Homozygote,纯合体,同型综合子,同型结合体):是指同一位点(locus)上的两个等位基因相同的基因型个体，即遗传因子组成相同如:AA和aa两种基因型的个体。相同的纯合子间交配所生后代不出现性状分离。杂合子

(杂合体,异型结合子,异型结合体):是指同一位点上的两个等位基因不相同的基因型个体(Aa,AABbCCDD基因型的个体都是杂合体)。杂合子间交配所生后代会出现性状的分离；而相同的纯合子间交配所生后代不出现性状的分离。5.1遗传学因子（3）抗性基因的相对适合度与抗性的稳定性适合度:指一个生物能生存并把它的基因传给下一代的相对能力。当害虫对某种杀虫剂产生抗性后，往往是换用另一种无交互抗性的杀虫剂。5.1遗传学因子（3）抗性基因的相对适合度与抗性的稳定性Hypothesis:即对某种杀虫剂的抗性基因频率在停止使用该药剂后将会迅速下降。这种下降可由以下三个因素所致：（1）敏感个体的迁入而使抗性基因得到稀释；（2）携带抗性基因的个体具有繁殖劣势而被淘汰；（3）上述两个因素同时起作用。5.1遗传学因子（3）抗性基因的相对适合度与抗性的稳定性长时间阻止抗性的发展就必须依赖于（2），即抗性基因型在停止用药后必须处于适合度劣势。确定抗性基因型的适合度是否低到可用于实际治理，这是很重要的。5.1遗传学因子（3）抗性基因的相对适合度与抗性的稳定性测定抗性遗传型适合度的方法有两种：一是测定不同基因型的适合度组分，诸如产卵力、发育时间、生育力和交配竞争等。另一个方法是所谓的群体笼子法（populationcage）即测定复合种群几代后基因型频率的变化。相比之下，群体笼子法更合适一些。5.1遗传学因子

(4)抗性基因的共适应

共适应（coadaptation）是指选择作用和抗性基因同改善抗性有害作用的其它基因的整合作用（integration）。在抗性形成的早期，抗性不是上升而是下降，如做进一步选择，则抗性会更为稳定，即停止药剂选择后仍较稳定，这就是共适应的结果。5.1遗传学因子

(4)抗性基因的共适应

某些修饰基因在抗性基因与适合度因子的整合过程中可帮助把抗性基因整合到基因组的其余基因中去，从而产生一个“协调的共适应基因组（harmonieuslyCoadaptedgenome）”。在抗性的早期阶段，抗性群体的适合度比敏感的低，但若继续筛选，通过抗性基因组的共适应，可提高它们的适合度，使抗性更稳定。5.1遗传学因子

(5)过去使用的杀虫剂的选择作用过去广泛使用的杀虫剂可使群体内集聚了与这些杀虫剂有关的抗性因子，因此往往容易对新的杀虫剂产生交互抗性而加速抗性水平的发展。如由于早期连续大量使用DDT选择了kdr基因，因而对拟除虫菊酯类产生了交互抗性。5.1遗传学因子

(6)抗性基因之间的互相作用

抗性基因若是单基因，则难以形成高抗性。大多数抗性昆虫种群都是由多基因（2-5个）支配的。多个抗性基因还可能存在相互作用问题。二个抗性基因结合时对抗性的影响是倍增作用，而不是简单的相加作用。5.1遗传学因子例如：DDT-脱氯化氢酶基因单独作用时，家蝇对DDT的抗性为100倍，而Kdr（抗击倒基因）单独作用时，抗性为200倍，当这两个抗性基因相结合时，对DDT的抗性可增至2500倍。5.1遗传学因子例如：特别是家蝇中的抗穿透基因（pen基因），本身是功能隐性，即在杂合子时并不表现抗性，只有在纯合子时才表现抗性。其抗性程度很低，通常仅1.5-3倍，但当它和其他抗性基因同时作用时，可使抗性提高到数百倍。5.2生物学因子昆虫世代周期繁殖方式昆虫行为种群增长率5.1遗传学因子

(2)抗性基因是显性还是隐性根据田间用药的情况可分为四种情况：不杀死任何基因型，即为无选择作用；仅杀死敏感型（SS），即抗性为显性；杀死SS和抗性（RS），即抗性为隐性；杀死RR、RS、和SS，即为无选择作用。在第b)种情况下，即抗性基因在功能上显性时抗性发展快。反之，抗性基因在功能上隐性时抗性发展慢。唐振华，2000，我国昆虫抗药性研究的现状及展望，昆虫知识，37（2）：97-103纯合子(Homozygote,纯合体,同型综合子,同型结合体):是指同一位点(locus)上的两个等位基因相同的基因型个体，即遗传因子组成相同如:AA和aa两种基因型的个体。相同的纯合子间交配所生后代不出现性状分离。杂合子

(杂合体,异型结合子,异型结合体):是指同一位点上的两个等位基因不相同的基因型个体(Aa,AABbCCDD基因型的个体都是杂合体)。杂合子间交配所生后代会出现性状的分离；而相同的纯合子间交配所生后代不出现性状的分离。5.2生物学因子

(1)昆虫世代周期如果昆虫每个世代都经受杀虫剂选择，每年世代数越多的昆虫其抗性发展越快。许多植食性螨类及蚜虫等，世代周期短，一年发生数十代，因而抗性发展很快。许多地下害虫世代周期长，每年仅发生1-2代，甚至2年才1代，因此抗性发展十分缓慢。如长角叶甲（diabroticalongicornis）每年只发生1代，对环戊二烯类杀虫剂发生抗药性需8-10年。5.2生物学因子

(2)繁殖方式孤雌生殖和两性生殖的昆虫种群，其抗性发展是有差别的。两性生殖的昆虫由于有交配，抗性可以通过交配而增加，也可以通过交配而减低。孤雌生殖的昆虫的抗性发展问题，尚未完全搞清楚。从理论上讲，由于没有交配，抗性不易增长。但对于单基因抗性，而抗性又是显性的情况下，一旦由于选择作用形成了抗药性，则不易消失。5.2生物学因子

(3)昆虫行为有迁飞习性的昆虫不容易产生抗药性。如飞蝗、粘虫等。昆虫栖息的场所的多样性、食物的多样性也会影响抗性的发展。如果一个种群是植食性的，而且有迁移到未施药寄主上取食的习性，或有在植物组织中取食的习性等，那么这个种群仅是部分个体受到药剂选择，在这种情况下抗性发展就慢。5.2生物学因子

(4)种群增长率昆虫的种群增长率也是影响抗性发展的一个因素。一个种群被杀虫剂杀死大多数个体后，第二代的种群数量会有三种情况：（1）第二代恢复后的种群数比原来的种群数量小；（2）第二代恢复后的种群数接近原来的种群数量；（3）第二代恢复后的种群数超过了原来的种群数量。这三种情况在昆虫有扩散习性的情况下对抗性的发展有不同的影响。5.2生物学因子

(4)种群增长率在第一种情况下，迁入的敏感个体稀释作用就大些，因而抗性发展慢。在第三种情况下，迁入的敏感个体的稀释作用就小，对抗性的发展没有明显的阻遏作用。5.3操作因子

(1)施药剂量(2)施药次数

(3)杀虫剂的性质和残效期的长短5.3操作因子

(1)施药剂量在没有敏感个体（SS个体）迁入时，抗性发展的随剂量增高而加快。在有敏感个体迁入时，抗性发展则有两种情况：在低剂量时（即不杀死RS杂合子个体的剂量），抗性发展与无敏感个体迁入时一样，抗性随着剂量的增加而加快；在高剂量时（即可以杀死RS杂合子个体的剂量），抗性发展随剂量增加而减慢。5.3操作因子

(2)施药次数施药次数越多，抗性发展速度就越快。全面施药，如无敏感个体迁入，则抗性发展快；相反，采用局部施药，这就在未施药区保留了相当数量的敏感个体，这些敏感个体和施药区的抗性个体交流，起了稀释作用。5.3操作因子

(3)杀虫剂的性质和残效期的长短土壤害虫对各类杀虫剂发生抗性强：

在田间防治过程中，直接黏附在作物上的药量大约只有10%，其余绝大多数降落于土壤中。

残效期短的很快被分解，而残效期长的，如有些有机氯杀虫剂的残效期长达几年，以致土壤中大量积累，对土壤害虫形成很高的药剂选择压。如甘蓝种蝇（hylemyabrassicae）对艾氏剂的抗性高达1127倍。长期使用作用机理相近的或结构相近的药剂容易产生抗药性；对同一种药剂，使用面积大或空间范围大的也容易产生抗药性；防治指标低的较防治指标高的容易产生抗药性；5.3操作因子

(3)杀虫剂的性质和残效期的长短在田间施药时，要求的防效偏高而致使用药量大的易产生抗药性；长期单一使用的药剂也易产生抗药性。这些操作因子均是延长药剂对害虫的选择时间，从而增大了选择压，造成抗药性的产生。5.3操作因子

(3)杀虫剂的性质和残效期的长短五、影响抗性发展的因子遗传学因子生物学因子操作因子上述三种因子并不是独立起作用的，而是相互影响的。在操作因子中，剂量、用药频率、用药时的虫期等增加，在无SS个体迁入时（无论是低剂量还是高剂量）和有迁入而用低剂量处理时，都会增加抗性的发展。与此相反，若有迁入和高剂量处理时，抗性发展则延缓。有些生物学因子，如产卵力、存活力和起始种群大小等在无SS迁入时影响很小，但在有迁入的情况下，这些因子的增加可加速抗性的发展。每年的世代数和迁飞这两个生物学因子在上述四种情况中具有同样的作用。六、害虫抗药性治理

杀虫剂抗性治理（InsecticideResistanceManagement,IRM）：根据群体遗传学的原理，综合影响目标昆虫抗性变化的遗传学及生物学因子，使用杀虫剂不同的选择压，将目标昆虫的为害损失控制在经济阈值之下，同时保持该种群对杀虫剂的敏感性。六、害虫抗药性治理抗性治理可分为：预防性治理和治疗性治理。前者指预防抗性的发生发展，后者指恢复已产生抗性药剂的敏感性。抗药性治理的目标：避免害虫种群中的抗药性发展；减缓抗药性发展的速度；使抗性种群向较低敏感水平恢复，并使抗药性保持在某种阈值之下。（一）害虫抗药性治理的基本原则和策略

1.害虫抗药性治理的基本原则尽可能将目标害虫种群的抗性基因频率控制在最低水平，以利于防止或延缓抗药性的形成和发展；选择最佳药剂配套使用方案，包括各类药剂、混剂及增效剂间的搭配使用，避免长期连续单一使用某一种药剂；选择每种药剂最佳使用时间、和方法，严格控制药剂使用次数，尽可能获得对目标害虫最好的防治效果和最低的选择压力；尽可能减少对非目标生物的影响，避免破坏生态平衡而造成害虫（主要是次要害虫）达到再猖獗。实行综合防治，即综合应用农业的、物理的、生物的、遗传的及化学的各项措施，尽可能降低种群中抗性纯合子和杂合子个体的比率及其适合度（即繁殖率和生存率）；（一）害虫抗药性治理的基本原则和策略

1.害虫抗药性治理的基本原则（一）害虫抗药性治理的基本原则和策略

2.抗药性治理策略（1）适度治理（managementbymoderation）；（2）饱和治理（managementbysaturation）；（3）复合攻击治理（managementbymultipleattack）。（1）适度治理降低药剂的选择压力来保持害虫的敏感性，充分利用种群中有价值的敏感性资源。1）采用低剂量的杀虫剂；2）减少施药次数，在某些世代不施药或使用持效期短的杀虫剂；3）只在害虫的某一阶段用药；4）局部施药，在大片、农田，只对害虫严重发生的地域药；5）对敏感性个体提供一定的“避难场所”；（1）适度治理适度治理策略虽然可以延缓抗性发展，但有些措施往往与生产实践相矛盾，所以在采用这一策略时必须要有强有力的非化学防治手段配合才能达到预期的效果。（2）饱和治理饱和治理策略即高杀死策略，其出发点是应用高剂量杀死敏感纯合子及抗性杂合子个体，使抗性基因成为功能隐性，达到延缓抗性发展的目的。这一策略主要是对付未经药剂选择过的种群或抗性发展正处于杂合子阶段的种群。

饱和治理取得成功的另一个必备条件是种群内部要有一部分敏感个体可以逃避杀虫剂选择，或有一部分敏感个体（SS）从未施药区迁入施药区，使的选择后的抗性个体得以稀释。（3）复合攻击治理采用化学结构和作用靶标不同的两种以上的杀虫剂来防治害虫，使其受到或长或短的多种选择方向的化学选择压，并使得其中任何一个药剂的选择压都低于抗性发展所需的选择压力，通过多种靶标的攻击达到延缓抗性的目的。复合攻击策略的主要措施有两种或两种以上杀虫剂的混用、轮用和镶嵌式用药。（3）复合攻击治理杀虫剂混用1）混剂中的每个单剂的作用是独立的，即各自具有不同的作用机制，用杀虫剂A处理后存活下来的个体可被杀虫剂B杀死，无交互抗性，即两种杀虫剂的抗性是由不同的R基因控制的。2）假设杀虫剂A和B的抗性基因分别是AR和BR，它们在种群中的起始基因频率很低，而对混剂两个成分都有抗性的个体，即具有ARBR基因的个体则更为稀少。（3）复合攻击治理杀虫剂混用3）混剂中的每个成分都应以杀死抗性杂合子的剂量使用。4）混剂一定要增效，这样才能杀死产生各自抗性个体和双抗性个体，削弱抗性个体的选择优势，增加成功的几率，还可因增效作用降低杀虫剂使用剂量，产生明显的经济效益和环境效益。（3）复合攻击治理杀虫剂轮用

轮换使用是将几种作用机制不同的杀虫剂在时间上交替使用。

轮用的理论基础：是大多数杀虫剂在停止使用后，由于抗性个体存在适合度劣势或田间有敏感个体迁入，因而反选择作用在一定程度上就会发生；但这个反选择作用很弱，不可能很快将使用杀虫剂时的选择作用抵消，如果许多世代都不使用这一杀虫剂，则这一杀虫剂的抗性就会因反选择而抵消。（3）复合攻击治理镶嵌式用药

将一片农田如棋盘一样划分为许多小区，在不同的小区内交替使用两种或两种以上作用机制不同的杀虫剂，其实质就是两种或两种以上作用机制不同的杀虫剂在空间上的轮用。

镶嵌式用药主要利用的邻近小区的敏感性基因的稀释作用。（3）复合攻击治理镶嵌式用药

要使用镶嵌式用药达到延缓抗性的目的必须满足下述3个条件：1）害虫种群对所使用的杀虫剂必须是敏感的；2）所采用的杀虫剂必须是具有不同的作用机制；3）害虫种群在小区之间应具有相当程度的迁移扩散能力，否则，如蚜的功能扩散能力弱的害虫需要采用镶嵌式交替施药。镶嵌式施药在实际应用中比较麻烦。（二）抗性监测在抗性治理中的作用设计抗性治理方案的依据通过监测可及时、正确测出抗性水平及其分布，尤其使早期抗性监测，对及时实施抗性治理可争取时间是主动。通过监测还可明确重点应治理保护的药剂类别及品种。（二）抗性监测在抗性治理中的作用设计抗性治理方案的依据抗性治理可分为两大类：一类是保护性治理，即对具有产生抗性风险的药剂，在害虫产生抗性以前久实施抗性治理；另一类为治疗性抗性治理，即在监测到害虫已产生抗药性和大田防治效果下降，为了保护这类药剂不被淘汰所采用的抗性治理。2.评估抗性治理的时间效果通过监测抗性水平的变化，对整个治理方案和不同阶段抗性治理的效果提供评评估，也未抗性治理方案的修订补充提供依据。（二