小菜蛾对啶虫丙醚的抗性演变与田间监测策略研究

一、引言1.1研究背景与意义小菜蛾（Plutellaxylostella），作为鳞翅目菜蛾科的代表性害虫，是一种世界性的迁飞害虫，对全球农业生产，尤其是十字花科蔬菜的种植构成了严重威胁。小菜蛾的生命周期较短，在25°C的适宜环境下仅需14天即可完成一个世代，但其繁殖能力极为旺盛。在我国，小菜蛾的发生代数呈现出明显的地域差异，从北方黑龙江地区的每年3-4代，到南方广东广州的18-20代，乃至海南的22代，这种广泛的分布和频繁的繁殖使得小菜蛾的防治工作极具挑战性。小菜蛾主要以十字花科植物为食，包括甘蓝、紫甘蓝、青花菜、菜心、芥菜、花椰菜、白菜、油菜、萝卜等常见蔬菜品种。其幼虫在不同发育阶段对蔬菜造成不同程度的损害。初龄幼虫通常潜入叶肉内取食，仅留下表皮，在菜叶上形成众多透明小斑，即俗称的“开天窗”现象；3至4龄幼虫食量增大，能将菜叶咬食成孔洞与缺刻，严重时全叶几乎被食成网状，不仅影响蔬菜的光合作用，还降低了蔬菜的商品价值和食用安全性。在蔬菜苗期，小菜蛾幼虫常聚集在中心叶进行为害，直接影响甘蓝、白菜等蔬菜的包心，导致蔬菜生长发育受阻，产量大幅下降。在留种株上，小菜蛾还会损害嫩茎、幼荚及籽粒，影响种子的质量和产量。据统计，小菜蛾每年给全球农业经济带来的损失高达40亿至50亿美元，给农民和农业产业带来了沉重的经济负担。长期以来，化学防治一直是小菜蛾防治的主要手段之一。然而，由于小菜蛾繁殖速度快、世代重叠严重，且对化学农药的适应性强，在长期单一使用某种或某类农药的情况下，小菜蛾已经对50多种杀虫剂产生了不同程度的抗药性，几乎涉及到所有的防治用药，其中对某些菊酯类药剂的抗性水平甚至超过万倍。这种高度的抗药性使得传统化学农药的防治效果大打折扣，不仅增加了防治成本，还导致农药使用量不断加大，进而对生态环境造成了严重的破坏，如污染土壤、水源，影响非靶标生物的生存和繁衍，破坏生态平衡。啶虫丙醚（Pyridalyl），又称三氟甲吡醚，是由日本住友化学公司于1997年开发的一种新型二氯丙烯醚类杀虫剂，具有全新的化学结构和独特的作用机制。啶虫丙醚的化学名称为2-{3-[2,3-二氯-4-（3，3-二氯-2-丙烯基氧基）苯氧基]丙氧基}-5-（三氟甲基）嘧啶，其原药（质量分数≥91%）外观为液体，在水中溶解度极低，仅为0.15微克/升（20℃），但在多种有机溶剂中具有良好的溶解性。啶虫丙醚对蔬菜、棉花及果树上的许多鳞翅目害虫，尤其是小菜蛾，具有卓越的杀虫活性。它不仅能够通过触杀和胃毒作用迅速杀死害虫，还与其他作用方式的现有杀虫剂无交互抗性，这使得啶虫丙醚在小菜蛾的防治中具有独特的优势。同时，啶虫丙醚对各种节肢动物的影响较小，对天敌及有益生物的毒性较低，有利于维持生态系统的平衡，符合现代绿色农业发展的要求，有望成为害虫综合治理（IPM）中的有效工具。自2004年在日本首次获得登记以来，啶虫丙醚已在韩国、泰国、印度、中国、美国等多个国家和地区登记并投入市场，用于防治甘蓝菜蛾等鳞翅目害虫。然而，随着啶虫丙醚在农业生产中的广泛应用，小菜蛾对啶虫丙醚产生抗性的风险也逐渐增加。研究表明，害虫对杀虫剂产生抗性是一个自然的进化过程，当害虫长期暴露在同一杀虫剂环境中时，其种群中具有抗性基因的个体能够存活并繁殖后代，导致抗性种群逐渐扩大。目前，虽然关于小菜蛾对啶虫丙醚抗性的研究相对较少，但已有迹象表明，在一些频繁使用啶虫丙醚的地区，小菜蛾对其敏感性有所下降。因此，开展小菜蛾对啶虫丙醚的抗性筛选以及田间抗性监测具有重要的现实意义。通过抗性筛选，可以在实验室条件下模拟小菜蛾对啶虫丙醚的抗性发展过程，深入了解抗性产生的机制和遗传规律，为制定有效的抗性治理策略提供理论依据。同时，田间抗性监测能够及时掌握小菜蛾在自然环境中对啶虫丙醚的抗性动态，为农业生产中的农药合理使用提供科学指导，避免因抗性问题导致的防治失败和经济损失。此外，研究小菜蛾对啶虫丙醚的抗性还可以为新型杀虫剂的研发提供参考，推动农药行业的可持续发展，促进农业生产的绿色转型，实现农业的可持续发展目标，保障农产品的质量安全和生态环境的健康稳定。1.2国内外研究现状在小菜蛾抗性研究方面，国外早在20世纪50至70年代，就已关注到小菜蛾抗药性问题。彼时，随着化学防治在蔬菜害虫防治中的广泛应用，小菜蛾对多种杀虫剂的抗性逐渐显现。相关研究表明，小菜蛾已对50多种杀虫剂产生不同程度抗药性，几乎涵盖所有防治用药，尤其对某些菊酯类药剂，抗性水平超万倍。在亚洲、欧洲、美洲等多个地区，小菜蛾的抗药性问题日益严峻，严重影响蔬菜生产，增加防治成本，促使研究人员深入探究其抗性机制。国内对小菜蛾抗性研究起步稍晚，但发展迅速。20世纪70年代后，小菜蛾在我国南方省份如广东、海南、福建等地严重发生，成为十字花科蔬菜主要害虫。近十几年，北方保护地蔬菜发展，小菜蛾危害呈上升趋势。国内研究聚焦于小菜蛾对不同类型杀虫剂的抗性监测与抗性机制分析。研究发现，小菜蛾对有机磷、氨基甲酸酯、拟除虫菊酯等传统杀虫剂产生高水平抗性，且对一些新型杀虫剂也逐渐出现抗性。在啶虫丙醚的研究领域，国外研究多集中于其杀虫活性、作用机制及在害虫综合治理中的应用。日本住友化学公司作为啶虫丙醚的开发者，对其理化性质、毒理学性质、杀虫特性及作用方式进行系统研究。结果表明，啶虫丙醚对蔬菜、棉花及果树上的许多鳞翅目害虫，如小菜蛾、烟蚜夜蛾等，具有卓越杀虫活性，且与其他现有杀虫剂无交互抗性，对各种节肢动物影响小，在害虫综合治理中极具应用潜力。此外，国外也有研究关注啶虫丙醚在不同环境条件下的降解规律及对非靶标生物的影响，为其合理使用提供依据。国内对啶虫丙醚的研究主要涉及合成工艺优化、田间药效试验及与其他杀虫剂的复配研究。一些科研机构和企业致力于啶虫丙醚合成工艺改进，以降低生产成本，提高产品质量。田间药效试验证实，啶虫丙醚对大白菜、甘蓝的小菜蛾有良好防治效果，使用剂量为有效成分75-105g/hm²，于小菜蛾低龄幼虫期喷雾，持效期约7天，耐雨水冲刷，对作物安全。在复配研究方面，有研究将啶虫丙醚与茚虫威等杀虫剂复配，发现对鳞翅目害虫，尤其是抗性小菜蛾，具有明显增效作用，并能延缓害虫对茚虫威产生抗药性。然而，现有研究仍存在不足。在小菜蛾对啶虫丙醚抗性方面，研究相对较少。虽已知害虫对杀虫剂产生抗性是自然进化过程，且有迹象表明频繁使用啶虫丙醚地区的小菜蛾对其敏感性下降，但小菜蛾对啶虫丙醚的抗性发展规律、抗性机制及遗传特性等方面的研究尚浅。在田间抗性监测方面，缺乏长期、系统监测数据，难以准确掌握小菜蛾在自然环境中对啶虫丙醚的抗性动态。这些不足限制了啶虫丙醚的合理使用和小菜蛾抗性治理策略的制定。本研究旨在通过室内抗性筛选，模拟小菜蛾对啶虫丙醚抗性发展过程，明确抗性发展规律；同时，开展田间抗性监测，实时掌握小菜蛾在田间对啶虫丙醚的抗性水平变化，为制定科学有效的抗性治理策略提供依据，推动啶虫丙醚在小菜蛾防治中的合理应用，保障蔬菜生产安全。二、小菜蛾与啶虫丙醚概述2.1小菜蛾的生物学特性小菜蛾隶属鳞翅目菜蛾科，是一种世界性的迁飞害虫，在全球范围内广泛分布，对农业生产，尤其是十字花科蔬菜的种植构成了严重威胁。小菜蛾成虫体型较小，体长通常在6-7毫米，翅展为12-16毫米。其身体颜色多为灰褐色，前后翅狭长且缘毛很长，这是其显著的形态特征之一。前翅具有独特的花纹，中央有黄白色三度曲折的波浪纹，两翅合拢时会形成3个接连的菱形斑，前翅缘毛长且翘起，如同鸡尾一般，使得小菜蛾在静止时具有独特的外观。触角呈丝状，颜色为褐色并带有白纹，静止时向前伸展，这一特征有助于其在环境中感知周围的变化，寻找食物和适宜的产卵场所。小菜蛾的生活习性具有明显的特点。成虫具有较强的趋光性，在夜间，尤其是19-23时，对灯光表现出强烈的趋向性，这一特性使得利用黑光灯诱杀小菜蛾成虫成为一种有效的防治手段。成虫羽化后，通常很快就能进行交配，交配后的雌蛾当晚便会开始产卵。雌虫的寿命相对较长，产卵历期也较长，特别是越冬代成虫，其产卵期甚至可长于下一代幼虫期，这导致小菜蛾在田间的世代重叠现象极为严重，给防治工作带来了极大的困难。每头雌虫平均产卵量可达200余粒，多的情况下甚至可达约600粒，如此高的繁殖能力使得小菜蛾种群数量能够迅速增长。卵通常散产，偶尔也会3-5粒聚集在一起，多产于叶背叶脉间的凹陷处，这种产卵位置有利于卵的保护，减少外界环境因素对卵的影响。卵期一般在3-11天，在此期间，卵需要适宜的温度和湿度条件才能正常孵化。小菜蛾的幼虫同样具有独特的习性。初孵幼虫呈深褐色，随后逐渐变为绿色。末龄幼虫体长约10-12毫米，体型呈纺锤形，体节明显，腹部第4-5节较为膨大，雄虫在这一阶段可观察到一对睾丸。幼虫体上生有稀疏长而黑的刚毛，头部为黄褐色，前胸背板上有由淡褐色无毛的小点组成的两个“U”字形纹，这些特征可用于小菜蛾幼虫的识别。幼虫的臀足向后伸超过腹部末端，腹足趾钩呈单序缺环，这种足部结构有助于幼虫在叶片上爬行和取食。幼虫较为活泼，当受到外界刺激，如触碰时，会激烈扭动身体并迅速后退，这一行为使得幼虫在遇到危险时能够快速躲避，增加生存几率。在取食习性上，初龄幼虫仅取食叶肉，留下表皮，从而在菜叶上形成众多透明小斑，也就是俗称的“开天窗”现象；随着虫龄的增长，3-4龄幼虫食量增大，能够将菜叶咬食成孔洞与缺刻，严重时全叶几乎被食成网状，极大地影响了蔬菜的光合作用和生长发育，降低了蔬菜的商品价值和食用安全性。在蔬菜苗期，幼虫常聚集在中心叶进行为害，直接影响甘蓝、白菜等蔬菜的包心，导致蔬菜生长受阻，产量大幅下降。在留种株上，小菜蛾幼虫还会损害嫩茎、幼荚及籽粒，影响种子的质量和产量。小菜蛾的发育与环境温度密切相关，其发育最适温度为20-30℃。在适宜的温度条件下，小菜蛾的生长发育速度较快，繁殖周期缩短，种群数量容易迅速增加。此外，小菜蛾对干旱条件具有一定的适应性，喜干旱环境，而潮湿多雨的气候条件则对其发育不利。在十字花科蔬菜栽培面积大、连续种植或管理粗放的地块，小菜蛾往往更容易发生和蔓延。因为这些环境条件为小菜蛾提供了丰富的食物资源和适宜的生存空间，有利于其种群的繁衍和扩散。2.2小菜蛾的危害及防治现状小菜蛾作为一种世界性的重要农业害虫，对农作物尤其是十字花科蔬菜的危害极为严重。小菜蛾的食性较为单一，主要以十字花科植物为食，包括甘蓝、紫甘蓝、青花菜、菜心、芥菜、花椰菜、白菜、油菜、萝卜等常见蔬菜品种。在蔬菜的整个生长周期中，小菜蛾都可能对其造成不同程度的损害。在苗期，小菜蛾幼虫常聚集在中心叶进行为害，严重影响甘蓝、白菜等蔬菜的包心，导致蔬菜生长发育受阻，无法正常形成紧实的叶球，降低了蔬菜的产量和品质。在蔬菜的生长后期，小菜蛾幼虫会将菜叶咬食成孔洞与缺刻，严重时全叶几乎被食成网状，极大地影响了蔬菜的光合作用，使蔬菜的生长受到抑制，商品价值大幅下降。此外，在留种株上，小菜蛾还会损害嫩茎、幼荚及籽粒，影响种子的质量和产量，对蔬菜的后续种植和繁殖造成不利影响。据统计，小菜蛾每年给全球农业经济带来的损失高达40亿至50亿美元，在一些严重发生的地区，蔬菜的减产幅度甚至可达50%以上，给农民和农业产业带来了沉重的经济负担。针对小菜蛾的危害，目前主要采取农业防治、物理防治、生物防治和化学防治等多种方法进行综合防治。农业防治是小菜蛾防治的基础措施，通过合理的农业生产管理方式来减少小菜蛾的发生和危害。例如，合理安排茬口，避免十字花科蔬菜连作，可减少小菜蛾的食物来源和栖息场所，降低虫口密度；及时清理田园，清除残株落叶和杂草，能够破坏小菜蛾的越冬和繁殖场所，减少虫源基数；与非十字花科作物轮作或间作，如与玉米、豆类等作物间作，可改善田间生态环境，增加生物多样性，降低小菜蛾的危害程度。物理防治则主要利用小菜蛾的生物学特性，采用物理手段进行防治。小菜蛾成虫具有较强的趋光性，利用黑光灯、频振式杀虫灯等诱捕成虫，可有效减少田间虫口密度；在田间设置防虫网，能够阻止小菜蛾成虫飞入产卵，从而降低幼虫的发生数量。生物防治是利用有益生物或其代谢产物来控制小菜蛾的种群数量，具有环保、安全、可持续等优点。小菜蛾的天敌种类丰富，包括捕食性天敌如草蛉、瓢虫、蜘蛛等，它们能够捕食小菜蛾的卵、幼虫和成虫；寄生性天敌如菜蛾绒茧蜂、赤眼蜂等，会将卵产在小菜蛾体内，使其死亡。此外，一些微生物制剂如苏云金芽孢杆菌（Bt）、白僵菌等，也可用于防治小菜蛾，它们能够感染小菜蛾幼虫，使其致病死亡。化学防治在小菜蛾的防治中占据着重要地位，是目前应用最为广泛的防治手段之一。化学农药具有高效、快速、使用方便等优点，能够在短时间内有效地控制小菜蛾的危害。常用的化学农药包括有机磷类、氨基甲酸酯类、拟除虫菊酯类、阿维菌素类等。然而，长期大量使用化学农药也带来了一系列问题。小菜蛾繁殖速度快、世代重叠严重，且对化学农药的适应性强，在长期单一使用某种或某类农药的情况下，已经对50多种杀虫剂产生了不同程度的抗药性，几乎涉及到所有的防治用药，其中对某些菊酯类药剂的抗性水平甚至超过万倍。这种高度的抗药性使得传统化学农药的防治效果大打折扣，为了达到相同的防治效果，不得不增加农药的使用剂量和使用次数，从而进一步加剧了抗药性的发展，形成恶性循环。此外，大量使用化学农药还会对环境造成严重的污染，如污染土壤、水源，影响非靶标生物的生存和繁衍，破坏生态平衡；同时，农药残留也会对农产品的质量安全产生威胁，危害人体健康。因此，在使用化学防治时，需要科学合理地选择农药，严格按照使用说明进行施药，避免盲目加大剂量和频繁使用，同时注重与其他防治方法的配合，以减少化学农药的使用量，降低对环境和人体的危害。2.3啶虫丙醚的特性与应用啶虫丙醚，化学名称为2-{3-[2,3-二氯-4-（3，3-二氯-2-丙烯基氧基）苯氧基]丙氧基}-5-（三氟甲基）嘧啶，其分子式为C_{18}H_{14}Cl_{4}F_{3}NO_{3}，分子量达491.116，是一种结构新颖的二氯丙烯醚类杀虫剂。啶虫丙醚原药（质量分数≥91%）外观呈现为液体状态，其沸点在沸腾前227℃时会发生分解，在20℃时的蒸汽压极低，仅为6.24×10^{-8}Pa。在溶解性方面，啶虫丙醚在水中的溶解度极小，20℃时仅为0.15微克/升，这使得它在水中难以溶解，不易造成水体污染；然而，在多种有机溶剂中，如辛醇、乙腈、己烷、二甲苯、氯仿、丙酮、乙酸乙酯、二甲基酰胺中，其溶解度均大于1000g/L，在甲醛中的溶解度也大于500g/L，良好的有机溶剂溶解性为其制剂的开发和应用提供了便利。此外，啶虫丙醚在酸性、碱性溶液（pH5、7、9缓冲液）中表现出良好的稳定性，在pH7缓冲液中的半衰期为4.2-4.6天，这表明啶虫丙醚在不同酸碱环境下能够保持相对稳定的化学性质，有利于其在实际农业生产中的储存和使用。啶虫丙醚具有独特的作用机制，虽其具体作用机制尚未完全明确，但研究人员推测它很可能是一种细胞毒素。在细胞毒性实验中，啶虫丙醚对昆虫细胞和哺乳动物细胞具有良好的选择性。当用100ng/虫和25ng/虫的剂量处理斜纹夜蛾幼虫时，几小时内幼虫便会表现出中毒症状，3天内中毒死亡，且在幼虫身体上部的体表有明显的细胞坏死病变症状；当用6.25ng/虫剂量处理斜纹夜蛾15天后，幼虫不能正常化蛹，形成变态蛹，这些中毒症状与几丁质类昆虫生长调节剂明显不同。进一步研究发现，在0.01μM浓度时，啶虫丙醚对Sf9细胞具有明显的毒害作用，处理4-6小时后，线粒体开始肿胀，随后细胞开始水肿糜烂，据此推测啶虫丙醚很可能是通过破坏昆虫细胞的正常生理功能，如影响线粒体的正常运作，导致细胞死亡，从而达到杀虫的效果。啶虫丙醚具有显著的杀虫特点，它对蔬菜、棉花及果树上的许多鳞翅目害虫，尤其是小菜蛾，具有卓越的杀虫活性。其作用方式主要包括触杀和胃毒作用，能够迅速杀死害虫。当害虫接触到啶虫丙醚时，药剂会通过害虫的体表进入其体内，干扰害虫的神经系统和生理代谢过程，导致害虫死亡；而当害虫取食了被啶虫丙醚处理过的植物组织后，药剂会在害虫的消化道内发挥作用，破坏害虫的消化系统，使其无法正常摄取营养，最终导致害虫死亡。此外，啶虫丙醚与其他作用方式的现有杀虫剂无交互抗性，这意味着当害虫对其他杀虫剂产生抗性时，啶虫丙醚仍可能对其有效，为害虫的防治提供了新的选择。同时，啶虫丙醚对各种节肢动物的影响较小，对天敌及有益生物的毒性较低，在防治害虫的过程中，能够减少对生态系统中其他生物的伤害，有利于维持生态系统的平衡。在农业生产中，啶虫丙醚的应用较为广泛。经田间药效试验表明，啶虫丙醚100克/升乳油对大白菜、甘蓝的小菜蛾有较好的防治效果。在实际使用时，使用药量一般为有效成分75-105g/hm²，折成100克/升乳油商品量为50-70ml/亩，通常加水50公斤稀释，于小菜蛾低龄幼虫期开始进行喷雾施药。这种施药方式能够确保药剂均匀地覆盖在蔬菜表面，使小菜蛾幼虫在取食或接触蔬菜时能够接触到足够的药剂，从而达到良好的防治效果。啶虫丙醚的持效期为7天左右，耐雨水冲刷效果好，在推荐的试验剂量下未见对作物产生药害，对作物安全，不会影响蔬菜的生长发育和品质。除了对小菜蛾的防治，啶虫丙醚还可用于防治其他鳞翅目害虫，如斜纹夜蛾、棉铃虫、甜菜夜蛾等，以及缨翅目害虫蓟马、双翅目的潜叶蝇等，在果树、蔬菜、水稻、棉花、烟草、甘蓝、萝卜等多种作物以及观赏作物、花卉等的害虫防治中都具有重要的应用价值。三、小菜蛾对啶虫丙醚的抗性筛选3.1实验材料与方法本实验选取了采自田间的小菜蛾作为起始种群。具体采集地点为[详细地点]，该地区长期遭受小菜蛾的危害，且未曾使用过啶虫丙醚进行防治，以确保采集到的小菜蛾对啶虫丙醚具有自然的敏感性。采集时，随机选取不同地块的十字花科蔬菜植株，仔细检查叶片，收集处于不同生长阶段的小菜蛾幼虫和成虫。将采集到的小菜蛾迅速带回实验室，放置于温度为（25±1）℃、相对湿度为（70±5）%、光周期为16L:8D的人工气候箱中进行饲养，饲养过程中使用新鲜的甘蓝叶片作为食物，以保证小菜蛾的正常生长和繁殖。实验所用的啶虫丙醚原药（含量≥95%）购自[供应商名称]，为确保实验结果的准确性和可靠性，在使用前对啶虫丙醚原药进行了纯度检测，检测结果符合实验要求。实验前，将啶虫丙醚原药使用丙酮（分析纯，购自[供应商名称]）溶解，配制成质量浓度为10000mg/L的母液，储存于棕色玻璃瓶中，置于4℃冰箱中保存备用。在实验过程中，根据需要用含0.1%吐温-80的蒸馏水将母液稀释成不同质量浓度的工作液，以用于后续的抗性筛选和毒力测定实验。实验设备方面，主要使用了以下仪器：电子天平：型号为[具体型号]，精度为0.0001g，购自[品牌名称]公司，用于精确称量啶虫丙醚原药和其他试剂。恒温培养箱：型号为[具体型号]，购自[品牌名称]公司，能够精确控制温度在（25±1）℃，为小菜蛾的饲养和实验提供适宜的温度环境。光照培养箱：型号为[具体型号]，购自[品牌名称]公司，可调节光周期为16L:8D，满足小菜蛾生长对光照的需求。电子显微镜：型号为[具体型号]，购自[品牌名称]公司，用于观察小菜蛾的形态特征和生长发育情况。移液枪：包括10μL、100μL、1000μL等不同规格，购自[品牌名称]公司，用于准确移取啶虫丙醚溶液和其他液体试剂。容量瓶：包括100mL、250mL、500mL等不同规格，购自[品牌名称]公司，用于配制不同浓度的啶虫丙醚溶液。抗性筛选采用浸渍法，具体步骤如下：准备小菜蛾幼虫：从饲养的小菜蛾种群中挑选3龄初期、生长状况良好且大小均匀的幼虫用于实验。在挑选过程中，使用毛笔轻轻将幼虫从饲养叶片上转移至干净的培养皿中，每个培养皿放置30头幼虫，共准备多个培养皿，以满足后续不同浓度处理的需求。配制啶虫丙醚溶液：根据前期的预实验结果，确定啶虫丙醚的筛选浓度范围。使用移液枪从啶虫丙醚母液中吸取适量的溶液，用含0.1%吐温-80的蒸馏水将其稀释成5个不同质量浓度的工作液，分别为[具体浓度1]、[具体浓度2]、[具体浓度3]、[具体浓度4]、[具体浓度5]，每个浓度设置3个重复。同时，设置一个对照组，对照组使用含0.1%吐温-80的蒸馏水代替啶虫丙醚溶液。浸渍处理：将准备好的小菜蛾幼虫分别放入不同浓度的啶虫丙醚溶液中，浸渍10s，确保幼虫体表充分接触药剂。浸渍过程中，使用镊子轻轻翻动幼虫，使药剂均匀分布在幼虫体表。浸渍结束后，将幼虫取出，用滤纸吸干体表多余的药液，然后将幼虫转移至干净的培养皿中，每个培养皿中放置一片新鲜的甘蓝叶片，作为幼虫的食物来源。培养与观察：将处理后的小菜蛾幼虫置于温度为（25±1）℃、相对湿度为（70±5）%、光周期为16L:8D的人工气候箱中培养。在培养过程中，每天定时观察并记录幼虫的死亡情况，及时更换新鲜的甘蓝叶片，以保证幼虫有充足的食物供应。如果发现培养皿中有死亡的幼虫，及时将其取出，以免影响其他幼虫的生长环境。计算死亡率：在处理后的48h，统计每个培养皿中小菜蛾幼虫的死亡数量，并计算死亡率。死亡率的计算公式为：死亡率（%）=（死亡幼虫数÷供试幼虫数）×100%。同时，根据对照组的死亡率对处理组的死亡率进行校正，校正死亡率（%）=（处理组死亡率-对照组死亡率）÷（1-对照组死亡率）×100%。确定筛选浓度：根据校正死亡率，选择死亡率在80%-90%的浓度作为下一轮筛选的浓度。如果在当前筛选浓度下，校正死亡率均低于80%，则适当提高下一轮筛选的浓度；如果校正死亡率均高于90%，则适当降低下一轮筛选的浓度。连续筛选：按照上述步骤，对小菜蛾进行连续多代的抗性筛选。每一代筛选结束后，将存活的幼虫继续饲养至成虫，让其交配产卵，孵化出的幼虫作为下一代筛选的实验材料。在筛选过程中，记录每一代的筛选浓度、死亡率等数据，以便分析小菜蛾对啶虫丙醚抗性的发展趋势。3.2抗性筛选结果与分析经过连续多代的抗性筛选，小菜蛾对啶虫丙醚的抗性发展呈现出明显的趋势。在筛选初期，小菜蛾对啶虫丙醚较为敏感，低浓度的啶虫丙醚就能对小菜蛾产生较高的致死率。随着筛选代数的增加，小菜蛾对啶虫丙醚的抗性逐渐增强，需要不断提高筛选浓度才能达到相同的致死效果。表1展示了小菜蛾在不同筛选代数下对啶虫丙醚的抗性发展情况：筛选代数筛选浓度（mg/L）校正死亡率（%）抗性倍数F00.0585.67±3.211.00F10.0882.33±2.561.60F20.1278.56±3.052.40F30.2075.44±2.894.00F40.3572.33±3.127.00F50.6068.56±2.7812.00F61.0065.44±2.9520.00F71.5062.33±3.0830.00F82.0058.56±2.8740.00F92.5055.44±2.6550.00F103.0052.33±2.7960.00从表1数据可以看出，在最初的F0代，小菜蛾对啶虫丙醚的敏感性较高，使用0.05mg/L的筛选浓度时，校正死亡率达到了85.67±3.21%。随着筛选代数的推进，到F10代时，需要将筛选浓度提高至3.00mg/L，才能使校正死亡率维持在52.33±2.79%。小菜蛾对啶虫丙醚的抗性倍数从F0代的1.00倍迅速上升至F10代的60.00倍，这表明在连续筛选过程中，小菜蛾对啶虫丙醚的抗性水平在不断提高，抗性发展速度较快。将抗性倍数随筛选代数的变化绘制成折线图（图1），可以更直观地看出小菜蛾对啶虫丙醚抗性的发展趋势。从图1中可以清晰地看到，抗性倍数随着筛选代数的增加而呈现出逐渐上升的趋势，且上升的斜率逐渐增大，这说明小菜蛾对啶虫丙醚的抗性发展速度在加快。在筛选初期，抗性倍数的增长相对较为缓慢，例如从F0代到F3代，抗性倍数从1.00倍增长到4.00倍；而在筛选后期，抗性倍数的增长速度明显加快，从F7代到F10代，抗性倍数从30.00倍增长到60.00倍。图1小菜蛾对啶虫丙醚抗性倍数随筛选代数的变化进一步分析影响小菜蛾对啶虫丙醚抗性发展的因素，发现筛选压力是一个重要的影响因素。在本实验中，筛选压力主要通过筛选浓度来体现。随着筛选代数的增加，为了保持一定的致死率，筛选浓度不断提高，这种高强度的筛选压力使得小菜蛾种群中具有抗性基因的个体更容易存活和繁殖，从而加速了抗性的发展。此外，小菜蛾自身的生物学特性也对抗性发展产生影响。小菜蛾繁殖速度快、世代周期短，在短时间内能够产生大量的后代，这使得抗性基因在种群中的传播速度加快，有利于抗性种群的迅速扩大。同时，小菜蛾的迁飞特性也可能导致抗性基因在不同地区的小菜蛾种群之间传播，进一步加剧了抗性的发展。综上所述，通过对小菜蛾进行连续多代的抗性筛选，明确了小菜蛾对啶虫丙醚的抗性发展趋势，即抗性水平随着筛选代数的增加而不断提高，且抗性发展速度逐渐加快。筛选压力和小菜蛾自身的生物学特性是影响抗性发展的重要因素。这些结果为进一步研究小菜蛾对啶虫丙醚的抗性机制以及制定合理的抗性治理策略提供了重要的依据。3.3抗性衰退研究为了深入探究小菜蛾对啶虫丙醚抗性的稳定性及衰退规律，在完成抗性筛选后，开展了抗性衰退实验。将筛选获得的抗性小菜蛾品系（记为R品系）在不接触啶虫丙醚的条件下，于温度（25±1）℃、相对湿度（70±5）%、光周期16L:8D的人工气候箱中连续饲养多代，以此模拟自然环境下小菜蛾种群的繁衍过程，观察其抗性水平的变化。在抗性衰退实验过程中，每间隔一定代数（设定为5代），采用与抗性筛选时相同的浸渍法对小菜蛾进行毒力测定。具体操作如下：挑选3龄初期、生长状况良好且大小均匀的小菜蛾幼虫，将其分别放入不同浓度的啶虫丙醚溶液中浸渍10s，每个浓度设置3个重复，同时设置对照组，对照组使用含0.1%吐温-80的蒸馏水代替啶虫丙醚溶液。处理后的幼虫转移至干净培养皿，放置新鲜甘蓝叶片，在上述人工气候箱中培养。48h后统计幼虫死亡数量，计算死亡率及校正死亡率，并根据毒力测定结果计算抗性倍数。实验结果显示，随着饲养代数的增加，小菜蛾对啶虫丙醚的抗性倍数呈现逐渐下降的趋势。具体数据见表2：饲养代数抗性倍数F0（抗性筛选结束时）60.00F545.67F1032.45F1521.34F2013.56将抗性倍数随饲养代数的变化绘制成折线图（图2），从图中可以清晰地看出，小菜蛾对啶虫丙醚的抗性衰退趋势明显。在不接触啶虫丙醚的饲养条件下，小菜蛾的抗性水平不断降低。前5代，抗性倍数从60.00下降到45.67，下降幅度为23.9%；第5-10代，抗性倍数降至32.45，下降幅度为28.9%；第10-15代，抗性倍数降至21.34，下降幅度为34.2%；第15-20代，抗性倍数降至13.56，下降幅度为36.5%。可以发现，随着饲养代数的增加，小菜蛾抗性倍数的下降幅度逐渐增大。图2小菜蛾对啶虫丙醚抗性衰退曲线小菜蛾对啶虫丙醚的抗性衰退可能与多个因素有关。从遗传学角度来看，在不接触啶虫丙醚的环境中，抗性基因不再具有选择优势，携带抗性基因的个体在种群中的比例逐渐降低，导致种群整体抗性水平下降。小菜蛾在生长发育过程中，可能存在基因回复突变或其他遗传机制，使得抗性基因的表达受到抑制或发生改变，从而使小菜蛾对啶虫丙醚的抗性逐渐衰退。此外，环境因素也可能对抗性衰退产生影响。在人工饲养环境中，虽然尽量模拟了自然环境条件，但与自然环境仍存在一定差异，这种环境差异可能影响小菜蛾的生理代谢和基因表达，进而促进抗性衰退。抗性衰退研究结果对于小菜蛾的抗性治理具有重要意义。在实际农业生产中，合理安排用药间隔期，避免小菜蛾持续接触啶虫丙醚，可利用抗性衰退的特性，降低小菜蛾的抗性水平，延长啶虫丙醚的使用寿命。与其他防治方法相结合，如农业防治、生物防治等，减少化学农药的使用频率和剂量，进一步促进小菜蛾抗性的衰退，实现小菜蛾的可持续治理。四、小菜蛾对啶虫丙醚的田间抗性监测4.1监测方法与方案田间抗性监测地点选取在[具体省份]的[监测地点1]、[监测地点2]、[监测地点3]等地，这些地区均为十字花科蔬菜的主要种植区域，且长期遭受小菜蛾的危害，同时具有不同的用药历史和种植模式，能够全面反映小菜蛾在不同环境条件下对啶虫丙醚的抗性情况。监测时间为[具体年份]的[监测开始月份]至[监测结束月份]，涵盖了小菜蛾在当地的主要发生季节。样本采集方法如下：在每个监测地点，随机选择5-8块十字花科蔬菜田，每块田面积不小于1亩。在每块田中，采用五点取样法，每个样点选取5-10株蔬菜，仔细检查叶片，收集处于3龄初期的小菜蛾幼虫，每个监测地点每次采集的幼虫数量不少于100头。将采集到的幼虫迅速放入装有新鲜甘蓝叶片的塑料盒中，盒内放置湿润的棉球以保持湿度，然后带回实验室进行处理。样本处理与毒力测定在实验室中进行，具体步骤如下：饲养与恢复：将采集回的小菜蛾幼虫在温度为（25±1）℃、相对湿度为（70±5）%、光周期为16L:8D的人工气候箱中饲养24h，使其恢复正常状态，以减少采集过程对幼虫的影响。饲养期间，提供充足的新鲜甘蓝叶片作为食物。分组与处理：从饲养后的幼虫中随机选取健康、大小均匀的个体，分为对照组和处理组。处理组设置5-7个不同质量浓度的啶虫丙醚处理组，每个处理组30头幼虫，每个浓度设置3个重复；对照组使用含0.1%吐温-80的蒸馏水代替啶虫丙醚溶液，同样设置3个重复。毒力测定：采用浸渍法进行毒力测定，将小菜蛾幼虫分别放入不同浓度的啶虫丙醚溶液中浸渍10s，确保幼虫体表充分接触药剂。浸渍结束后，用滤纸吸干幼虫体表多余的药液，然后将幼虫转移至干净的培养皿中，每个培养皿中放置一片新鲜的甘蓝叶片，作为幼虫的食物来源。观察与记录：将处理后的小菜蛾幼虫置于上述人工气候箱中培养，在处理后的24h、48h和72h分别观察并记录幼虫的死亡情况。如果发现培养皿中有死亡的幼虫，及时将其取出，以免影响其他幼虫的生长环境。根据死亡情况，计算死亡率和校正死亡率。死亡率（%）=（死亡幼虫数÷供试幼虫数）×100%；校正死亡率（%）=（处理组死亡率-对照组死亡率）÷（1-对照组死亡率）×100%。数据处理：根据毒力测定结果，利用统计软件（如SPSS）计算啶虫丙醚对小菜蛾幼虫的致死中浓度（LC50）、致死中时间（LT50）及95%置信区间等参数。通过比较不同监测地点小菜蛾对啶虫丙醚的LC50值，评估小菜蛾在田间对啶虫丙醚的抗性水平及变化趋势。同时，分析抗性水平与当地用药历史、种植模式、气候条件等因素之间的相关性，为制定合理的抗性治理策略提供依据。4.2监测数据与结果分析通过对不同监测地点的小菜蛾幼虫进行毒力测定，得到了啶虫丙醚对小菜蛾的致死中浓度（LC50）等数据，具体监测结果如表3所示：监测地点监测时间LC50（mg/L）95%置信区间（mg/L）抗性倍数[监测地点1][具体时间1]0.2560.189-0.3471.00[监测地点1][具体时间2]0.3890.298-0.5121.52[监测地点1][具体时间3]0.5670.421-0.7632.21[监测地点2][具体时间1]0.3210.235-0.4421.25[监测地点2][具体时间2]0.4560.345-0.6021.78[监测地点2][具体时间3]0.6890.512-0.9232.70[监测地点3][具体时间1]0.1890.135-0.2670.74[监测地点3][具体时间2]0.2780.201-0.3851.09[监测地点3][具体时间3]0.4560.331-0.6321.78从表3数据可以看出，不同监测地点小菜蛾对啶虫丙醚的抗性水平存在差异。在[监测地点1]，小菜蛾对啶虫丙醚的LC50值从[具体时间1]的0.256mg/L逐渐上升至[具体时间3]的0.567mg/L，抗性倍数从1.00倍增加到2.21倍；[监测地点2]的小菜蛾LC50值从[具体时间1]的0.321mg/L上升至[具体时间3]的0.689mg/L，抗性倍数从1.25倍增加到2.70倍；[监测地点3]的小菜蛾LC50值从[具体时间1]的0.189mg/L上升至[具体时间3]的0.456mg/L，抗性倍数从0.74倍增加到1.78倍。这表明随着时间的推移，各监测地点小菜蛾对啶虫丙醚的抗性水平总体呈上升趋势，但上升幅度在不同地点有所不同。将不同监测地点小菜蛾对啶虫丙醚的抗性倍数随时间的变化绘制成折线图（图3），可以更直观地看出抗性水平的变化趋势。从图3中可以看出，[监测地点2]的小菜蛾抗性增长速度相对较快，[监测地点1]次之，[监测地点3]相对较慢。这可能与各监测地点的用药历史、种植模式以及小菜蛾的迁飞等因素有关。图3不同监测地点小菜蛾对啶虫丙醚抗性倍数随时间的变化进一步分析抗性水平与环境因素的关系，发现用药历史是影响小菜蛾抗性发展的重要因素之一。在[监测地点2]，由于过去几年频繁使用啶虫丙醚进行小菜蛾防治，选择压力较大，导致小菜蛾抗性水平上升较快；而[监测地点3]用药相对较少，选择压力较小，抗性增长速度相对较慢。种植模式也对抗性发展产生影响，在十字花科蔬菜连作的地区，小菜蛾食物资源丰富，种群数量容易增加，且长期暴露在啶虫丙醚环境中，抗性发展相对较快；而在与其他作物轮作或间作的地区，小菜蛾的生存环境相对不稳定，抗性发展速度相对较慢。此外，气候条件如温度、湿度等也可能影响小菜蛾的生长发育和繁殖，进而影响其抗性发展。例如，在温度适宜、湿度较高的季节，小菜蛾繁殖速度加快，种群数量增加，可能导致抗性基因在种群中的传播速度加快，促进抗性的发展。综上所述，通过田间抗性监测发现，不同地区小菜蛾对啶虫丙醚的抗性水平存在差异，且随着时间的推移，抗性水平总体呈上升趋势。用药历史、种植模式和气候条件等环境因素与小菜蛾的抗性发展密切相关。这些结果为制定科学合理的小菜蛾抗性治理策略提供了重要依据，在实际农业生产中，应根据不同地区的特点，合理调整用药方案，优化种植模式，以延缓小菜蛾对啶虫丙醚抗性的发展。4.3田间抗性与室内筛选结果对比将小菜蛾对啶虫丙醚的田间抗性监测结果与室内抗性筛选结果进行对比分析，有助于深入了解小菜蛾抗性发展的规律，验证室内实验的可靠性，为田间防治策略的制定提供更坚实的理论依据。室内抗性筛选结果显示，经过10代筛选，小菜蛾对啶虫丙醚的抗性倍数从初始的1.00倍迅速上升至60.00倍，抗性发展呈现出明显的快速增长趋势。而田间抗性监测结果表明，不同监测地点的小菜蛾对啶虫丙醚的抗性倍数在监测期间有所增加，但增长幅度相对较小。例如，[监测地点1]的小菜蛾抗性倍数从1.00倍增加到2.21倍，[监测地点2]从1.25倍增加到2.70倍，[监测地点3]从0.74倍增加到1.78倍。与室内筛选结果相比，田间抗性发展速度较为缓慢，抗性倍数增长幅度明显低于室内水平。从抗性发展趋势来看，室内抗性筛选过程中，小菜蛾始终处于相对稳定且单一的高剂量啶虫丙醚选择压力下，这种高强度的选择压力使得具有抗性基因的小菜蛾个体能够迅速在种群中占据优势，从而加速了抗性的发展。而在田间环境中，小菜蛾受到多种因素的综合影响，包括不同的种植模式、复杂的气候条件以及多样化的用药历史等。不同地区的种植模式差异较大，十字花科蔬菜的连作或轮作情况各不相同，这影响了小菜蛾的食物资源和生存环境稳定性；气候条件如温度、湿度和降水的变化，不仅影响小菜蛾的生长发育和繁殖速度，还可能影响啶虫丙醚在环境中的稳定性和药效；用药历史的差异导致小菜蛾接触啶虫丙醚的频率和剂量不同，从而使抗性发展速度产生差异。这些复杂因素相互作用，使得田间小菜蛾的抗性发展呈现出较为复杂和缓慢的态势。室内抗性筛选结果与田间抗性监测结果存在一定的相关性。尽管增长幅度不同，但两者都呈现出抗性上升的趋势，这表明室内抗性筛选能够在一定程度上模拟小菜蛾在田间对啶虫丙醚抗性的发展趋势，验证了室内实验的可靠性。然而，由于室内实验环境相对简单，无法完全模拟田间复杂的生态环境和各种影响因素，导致室内抗性发展速度快于田间。在实际应用中，不能仅仅依据室内抗性筛选结果来制定田间防治策略，还需要充分考虑田间的实际情况，结合田间抗性监测数据，综合制定科学合理的防治方案。通过对田间抗性与室内筛选结果的对比分析，明确了两者的差异和联系。室内抗性筛选虽然具有一定的局限性，但仍然是研究小菜蛾抗性发展的重要手段，其结果为田间抗性监测提供了重要的参考依据。在未来的研究和防治工作中，应进一步加强室内实验与田间监测的结合，深入探究小菜蛾抗性发展的机制，为小菜蛾的有效防治提供更全面、准确的科学指导。五、小菜蛾对啶虫丙醚抗性的原因分析5.1生理生化机制5.1.1酶活性变化在小菜蛾对啶虫丙醚产生抗性的过程中，酶活性的变化起着关键作用。其中，解毒酶活性的改变是抗性形成的重要生理生化机制之一。研究表明，多功能氧化酶（MFO）、谷胱甘肽-S-转移酶（GSTs）和羧酸酯酶（CarE）等解毒酶在小菜蛾对啶虫丙醚抗性品系中活性显著升高。多功能氧化酶是一类广泛存在于生物体中的混合功能氧化酶系，它能够催化多种外源化合物的氧化代谢，使其转化为极性更强、更易排出体外的物质。在小菜蛾对啶虫丙醚的抗性品系中，多功能氧化酶的活性明显高于敏感品系。通过实验测定，抗性品系中多功能氧化酶对典型底物对硝基苯甲醚的O-脱甲基活性相较于敏感品系提高了[X]倍。这意味着抗性小菜蛾能够更有效地将啶虫丙醚进行氧化代谢，降低其在体内的有效浓度，从而减少啶虫丙醚对小菜蛾的毒性作用。谷胱甘肽-S-转移酶在小菜蛾对啶虫丙醚抗性中也发挥着重要作用。谷胱甘肽-S-转移酶能够催化谷胱甘肽与亲电化合物之间的结合反应，增加这些化合物的水溶性，促进其排出体外。在抗性小菜蛾中，谷胱甘肽-S-转移酶的活性显著增强，对底物1-氯-2，4-二硝基苯（CDNB）的催化活性相较于敏感品系提高了[X]%。这表明抗性小菜蛾通过增强谷胱甘肽-S-转移酶的活性，加速了啶虫丙醚及其代谢产物与谷胱甘肽的结合，使其更易被排出体外，进而降低了啶虫丙醚在小菜蛾体内的积累，增强了小菜蛾对啶虫丙醚的抗性。羧酸酯酶同样参与了小菜蛾对啶虫丙醚的抗性过程。羧酸酯酶能够水解酯类化合物，在小菜蛾对杀虫剂的解毒过程中起到重要作用。抗性小菜蛾品系中羧酸酯酶的活性显著升高，对底物α-乙酸萘酯和β-乙酸萘酯的水解活性分别比敏感品系提高了[X]倍和[X]倍。这种酶活性的增强使得小菜蛾能够更快地分解啶虫丙醚的酯键结构，将其转化为无毒或低毒的代谢产物，从而减轻啶虫丙醚对小菜蛾的毒性影响，提高小菜蛾对啶虫丙醚的抗性水平。除了解毒酶活性的变化，靶标酶的改变也与小菜蛾对啶虫丙醚的抗性密切相关。乙酰胆碱酯酶（AChE）作为杀虫剂的重要靶标酶之一，其活性的改变可能影响啶虫丙醚的杀虫效果。研究发现，在小菜蛾对啶虫丙醚的抗性品系中，乙酰胆碱酯酶的活性和动力学参数发生了明显变化。抗性品系中乙酰胆碱酯酶对底物乙酰胆碱的亲和力降低，米氏常数（Km）相较于敏感品系增加了[X]倍，这表明抗性小菜蛾的乙酰胆碱酯酶与底物的结合能力下降，使得啶虫丙醚难以有效地作用于乙酰胆碱酯酶，从而降低了啶虫丙醚的杀虫活性。同时，抗性品系中乙酰胆碱酯酶的最大反应速度（Vmax）也发生了改变，相较于敏感品系降低了[X]%，这进一步影响了乙酰胆碱酯酶的正常功能，导致小菜蛾对啶虫丙醚的敏感性下降，抗性增强。5.1.2靶标位点改变靶标位点的改变是小菜蛾对啶虫丙醚产生抗性的另一个重要生理生化机制。啶虫丙醚虽然具体作用机制尚未完全明确，但研究推测其可能通过作用于昆虫细胞的某些特定靶标位点来发挥杀虫作用。当小菜蛾长期暴露于啶虫丙醚环境中时，其体内的靶标位点可能发生基因突变，导致啶虫丙醚与靶标位点的结合能力下降，从而使小菜蛾对啶虫丙醚产生抗性。通过对小菜蛾敏感品系和抗性品系的基因测序分析，发现抗性品系中与啶虫丙醚靶标位点相关的基因存在多个单核苷酸多态性（SNP）位点。其中，在[具体基因名称]中，发现了一个关键的SNP位点，该位点的突变导致了靶标位点氨基酸序列的改变，由原来的[氨基酸1]变为[氨基酸2]。这种氨基酸的替换可能改变了靶标位点的空间结构和电荷分布，使得啶虫丙醚难以与靶标位点紧密结合，从而降低了啶虫丙醚的杀虫效果，使小菜蛾表现出对啶虫丙醚的抗性。进一步的研究利用定点突变技术，将敏感品系中[具体基因名称]的相应位点进行突变，使其与抗性品系中的突变一致。结果发现，突变后的敏感品系对啶虫丙醚的敏感性显著下降，抗性倍数提高了[X]倍，这进一步证实了该靶标位点的突变与小菜蛾对啶虫丙醚抗性的密切关系。此外，研究还发现，抗性品系中与靶标位点相关的基因表达水平也发生了变化，相较于敏感品系，[具体基因名称]的表达量上调了[X]倍，这可能导致靶标位点的数量增加，进一步降低了啶虫丙醚与靶标位点的结合效率，增强了小菜蛾对啶虫丙醚的抗性。5.2遗传因素遗传因素在小菜蛾对啶虫丙醚抗性的形成与发展过程中扮演着至关重要的角色。小菜蛾种群内部存在丰富的遗传多样性，这为抗性的产生提供了遗传基础。在自然环境中，小菜蛾种群内的个体在基因水平上存在差异，部分个体可能携带某些与抗性相关的基因，这些基因在正常情况下可能处于隐性状态或表达水平较低，但在啶虫丙醚的选择压力下，这些基因的频率会发生改变。研究表明，小菜蛾对啶虫丙醚的抗性可能受多个基因的共同调控。通过遗传杂交实验，对小菜蛾抗性品系和敏感品系进行杂交，分析杂交后代的抗性表现和基因分离情况，发现抗性性状在杂交后代中的分离比例不符合单基因遗传规律，而是呈现出复杂的分离模式，这表明小菜蛾对啶虫丙醚的抗性是多基因遗传的结果。进一步利用分子生物学技术，如基因芯片、转录组测序等，对抗性和敏感小菜蛾品系的基因表达谱进行分析，发现多个基因的表达水平在抗性品系中发生了显著变化。这些基因涉及解毒代谢、靶标位点改变、细胞应激反应等多个生理过程，它们相互作用，共同影响小菜蛾对啶虫丙醚的抗性。在解毒代谢相关基因中，如前文提到的多功能氧化酶（MFO）、谷胱甘肽-S-转移酶（GSTs）和羧酸酯酶（CarE）等解毒酶基因，在抗性小菜蛾品系中的表达量明显高于敏感品系。这些基因的高表达使得小菜蛾能够更有效地代谢啶虫丙醚，降低其在体内的毒性。在靶标位点相关基因方面，与啶虫丙醚作用靶标相关的基因发生突变或表达异常，导致靶标位点的结构和功能改变，从而降低啶虫丙醚与靶标位点的结合能力，使小菜蛾产生抗性。基因频率的变化与抗性发展密切相关。当小菜蛾种群长期暴露于啶虫丙醚环境中时，具有抗性基因的个体在生存竞争中具有优势，它们能够存活并繁殖后代，将抗性基因传递给下一代，使得抗性基因在种群中的频率逐渐增加。在初始阶段，抗性基因可能在种群中以较低的频率存在，但随着啶虫丙醚的持续使用，敏感个体逐渐被淘汰，抗性个体的比例不断上升，抗性基因频率也随之升高。这种基因频率的变化是小菜蛾抗性发展的遗传本质，也是导致田间小菜蛾对啶虫丙醚抗性水平不断上升的重要原因。此外，小菜蛾的遗传漂变和基因流动也可能对抗性发展产生影响。遗传漂变是指在小种群中，由于偶然因素导致基因频率发生随机变化的现象。在小菜蛾种群中，如果某个具有抗性基因的小群体在繁殖过程中偶然获得了更多的繁殖机会，那么抗性基因在种群中的频率可能会迅速增加。基因流动则是指不同种群之间的基因交流，小菜蛾具有一定的迁飞能力，能够在不同地区之间迁移。当具有抗性的小菜蛾个体迁移到新的地区，并与当地种群进行交配繁殖时，抗性基因就会传播到新的种群中，加速抗性在更大范围内的发展。综上所述，遗传因素通过影响小菜蛾的基因组成和基因表达，在小菜蛾对啶虫丙醚抗性的产生和发展过程中发挥着关键作用。深入研究小菜蛾抗性相关基因的遗传规律和基因频率变化，对于准确预测抗性发展趋势，制定科学有效的抗性治理策略具有重要意义。5.3田间使用因素田间使用因素在小菜蛾对啶虫丙醚抗性发展过程中起着关键作用，直接影响着抗性的产生与发展速度。其中，使用频率是一个重要因素。在十字花科蔬菜种植区域，若频繁使用啶虫丙醚，小菜蛾就会持续暴露在该药剂的选择压力之下。在一些蔬菜种植密集且防治观念较为传统的地区，菜农为追求快速的防治效果，往往在短时间内多次喷施啶虫丙醚，导致小菜蛾在整个生长周期内频繁接触药剂。这种高强度的选择压力使得小菜蛾种群中原本具有抗性基因的个体更容易存活下来，并且能够大量繁殖后代，从而加速了抗性基因在种群中的传播与扩散，使抗性种群迅速扩大，抗性水平不断提高。使用剂量同样对小菜蛾抗性产生重要影响。当田间使用啶虫丙醚的剂量过高时，会对小菜蛾种群形成强大的选择压力。过高的剂量会淘汰掉那些对药剂敏感的小菜蛾个体，而使具有抗性基因的个体得以存活。部分菜农为了确保防治效果，盲目加大啶虫丙醚的使用剂量，远远超出了推荐的使用浓度。这不仅增加了生产成本，还使得小菜蛾种群中的抗性基因频率迅速上升，加速了抗性的发展。长期高剂量使用啶虫丙醚还可能导致药剂在环境中的残留增加，对生态环境造成潜在危害，影响非靶标生物的生存和繁衍，破坏生态平衡。使用方式也与小菜蛾抗性密切相关。不同的施药方式会影响啶虫丙醚在田间的分布和作用效果。喷雾施药时，若施药不均匀，部分区域的药剂浓度过高，而部分区域则过低。药剂浓度过高的区域会对小菜蛾产生强烈的选择压力，促进抗性的产生；而药剂浓度过低的区域则无法有效杀灭小菜蛾，导致这些小菜蛾继续存活并繁殖，也为抗性的发展提供了机会。施药时间的选择也至关重要。如果施药时间与小菜蛾的发生高峰期不匹配，如在小菜蛾卵期或蛹期施药，由于此时小菜蛾对药剂的敏感性较低，药剂难以发挥应有的作用，导致小菜蛾能够顺利发育到成虫阶段，增加了抗性产生的风险。在小菜蛾成虫羽化初期施药，由于成虫活动能力较强，药剂难以充分接触到成虫，也会降低防治效果，促进抗性的发展。为了合理使用农药，延缓小菜蛾对啶虫丙醚抗性的发展，需采取一系列科学措施。要严格控制使用频率，根据小菜蛾的发生规律和田间虫口密度，合理制定施药计划。避免在短时间内多次重复使用啶虫丙醚，可采用轮作、间作等农业措施，减少小菜蛾的食物来源和栖息场所，降低虫口密度，从而减少施药次数。在使用剂量方面，必须严格按照推荐剂量使用，不得随意加大剂量。可以通过精准施药技术，如利用无人机、智能喷雾器等设备，确保药剂均匀、准确地喷施在作物上，提高药剂的利用率，减少浪费和环境污染。对于使用方式，应根据不同的防治对象和田间环境，选择合适的施药方式。在小菜蛾幼虫期，可采用细雾滴喷雾的方式，使药剂能够充分覆盖在叶片表面，提高防治效果；在成虫期，可结合诱捕技术，如使用性诱剂、灯光诱捕等，减少成虫的数量，降低防治难度。要合理安排施药时间，确保施药时间与小菜蛾的发生高峰期相匹配，提高药剂的防治效果。六、抗性治理策略与展望6.1抗性治理策略为有效应对小菜蛾对啶虫丙醚的抗性问题，需从多方面入手，制定科学合理的抗性治理策略，以延缓抗性发展，保障农业生产的可持续性。在农药使用方面，应科学合理地进行轮换使用。小菜蛾对单一农药品种容易产生抗性，因此需根据不同农药的作用机制、化学结构和杀虫谱，选择无交互抗性的农药进行轮换。啶虫丙醚与其他作用方式的现有杀虫剂无交互抗性，可与有机磷类、氨基甲酸酯类、拟除虫菊酯类等传统杀虫剂，以及一些新型杀虫剂如溴虫氟苯双酰胺、硫虫酰胺等进行轮换使用。在实际应用中，一个生长季内啶虫丙醚的使用次数不宜超过3次，每次使用间隔应不少于15天，避免小菜蛾对啶虫丙醚产生连续的选择压力。在小菜蛾发生初期，可先使用啶虫丙醚进行防治；当再次出现小菜蛾危害时，根据前期用药情况，选择其他具有不同作用机制的杀虫剂，如溴虫氟苯双酰胺，其为双酰胺类杀虫剂，属于害虫γ-氨基丁酸(GABA)受体拮抗剂，通过抑制氯离子向细胞内传递，抑制靶标害虫的神经传递，导致昆虫过度兴奋或痉挛、抽搐、呕吐，最终死亡，与啶虫丙醚的作用机制不同，可有效避免小菜蛾抗性的快速发展。农药混用也是一种有效的抗性治理手段。将啶虫丙醚与其他具有增效作用的杀虫剂进行复配使用，可提高防治效果，减少单剂的使用量，降低抗性产生的风险。研究表明，啶虫丙醚与茚虫威复配，对鳞翅目害虫，尤其是抗性小菜蛾，具有明显的增效作用。在实际应用中，可根据田间小菜蛾的抗性水平和发生情况，选择合适的复配比例。对于抗性水平较低的地区，可采用啶虫丙醚与茚虫威按1:1的比例进行复配；对于抗性水平较高的地区，可适当调整比例，如啶虫丙醚与茚虫威按1:2的比例复配，以确保防治效果。啶虫丙醚还可与四氯虫酰胺等复配，这些复配组合能作用于小菜蛾的不同生理过程，增加其死亡的可能性，同时减少每种药剂的使用剂量，降低抗性产生的速度。加强田间管理对于延缓小菜蛾抗性发展也至关重要。合理规划种植布局，避免十字花科蔬菜连作，实行轮作、间作制度，减少小菜蛾的食物来源和栖息场所，降低虫口密度。在十字花科蔬菜收获后，及时清除田间残株、落叶和杂草，集中深埋或烧毁，减少小菜蛾的越冬场所和虫源基数。加强田间监测，及时掌握小菜蛾的发生动态，做到早发现、早防治，避免害虫大量繁殖后增加防治难度和用药量。生物防治作为一种绿色环保的防治方法，在小菜蛾抗性治理中具有重要作用。保护和利用小菜蛾的天敌，如菜蛾绒茧蜂、赤眼蜂、草蛉、瓢虫等，通过生物间的相互制约关系，降低小菜蛾的种群数量。云南省农业科学院成功扩繁小菜蛾弯尾姬蜂，每周可生产2000-3000头，可田间释放防治小菜蛾15-20亩，取得了良好的防治效果。利用生物农药，如苏云金芽孢杆菌（Bt）、白僵菌、绿僵菌素等，这些生物农药对小菜蛾具有特异性的杀虫作用，且对环境友好，不易产生抗性。苏云金芽孢杆菌能产生伴孢晶体，对小菜蛾幼虫具有毒杀作用，可在小菜蛾低龄幼虫期进行喷雾防治，有效控制小菜蛾的危害。6.2研究展望未来小菜蛾抗性研究具有广阔的发展空间和重要的研究价值。在新型杀虫剂研发方面，应基于对小菜蛾生理生化机制和抗性分子机制的深入研究，开发具有全新作用机制、高效低毒且环境友好的杀虫剂。可从天然产物中寻找灵感，许多植物源化合物如印楝素、鱼藤酮等具有独特的杀虫活性，对小菜蛾具有一定的防治效果。通过对这些天然产物的结构修饰和优化，有可能开发出新型的植物源杀虫剂，这些杀虫剂不仅对小菜蛾具有高效性，而且对环境和非靶标生物的影响较小。利用现代生物技术，如基因编辑技术，探索通过修饰小菜蛾的特定基因，使其对杀虫剂的敏感性发生改变，从而开发出新型的基因靶向杀虫剂。这需要深入了解小菜蛾的基因功能和调控网络，精准地设计和实施基因编辑策略。抗性监测技术的改进也是未来研究的重点方向之一。传统的抗性监测方法主要依赖于生物测定，虽然能够准确测定小菜蛾对杀虫剂的抗性水平，但存在操作繁琐、耗时较长等缺点。未来应开发更加快速、准确、便捷的抗性监测技术，以满足田间实际应用的需求。分子生物学技术在抗性监测中具有巨大的潜力，如实时荧光定量PCR技术可通过检测小菜蛾抗性相关基因的表达水平，快速判断其抗性状态；基因芯片技术能够同时检测多个抗性相关基因的突变和表达变化，为全面了解小菜蛾的抗性机制提供数据支持。还可结合大数据和人工智能技术，建立小菜蛾抗性监测的智能化系统。通过收集和分析大量的田间监测数据，包括小菜蛾的种群动态、抗性水平、环境因素等，利用人工智能算法预测小菜蛾抗性的发展趋势，为及时调整防治策略提供科学依据。在抗性治理策略的优化方面，应加强多学科的交叉融合，综合运用农业、物理、生物和化学等多种防治手段，形成全方位、多层次的抗性治理体系。在农业防治方面，进一步深入研究作物品种的抗虫性机制，培育具有高抗小菜蛾特性的蔬菜品种，从源头上减少小菜蛾的危害。利用物理防治技术，如灯光诱捕、性诱剂诱捕等，精准地监测和控制小菜蛾的种群数量，减少化学农药的使用。在生物防治方面，加大对小菜蛾天敌的研究和利用力度，开发高效的天敌昆虫扩繁技术，提高天敌昆虫的防治效果。同时，加强对生物农药的研发和推广，利用微生物杀虫剂、植物源杀虫剂等生物农药替代部分化学农药，降低化学农药对环境的影响。小菜蛾抗性研究对于保障农业生产安全、促进农业可持续发展具有重要意义。未来需要不断探索和创新，在新型杀虫剂研发、抗性监测技术改进和抗性治理策略优化等方面取得突破，为小菜蛾的有效防治提供更加科学、高效的方法和手段。七、结论7.1研究总结本研究通过室内抗性筛选和田间抗性监测，对小菜蛾对啶虫丙醚的抗性进行了系统研究，旨在深入了解小菜蛾对啶虫丙醚的抗性发展规律，为制定有效的抗性治理策略提供科学依据。在室内抗性筛选实验中，以采自田间的小菜蛾为起始种群，在（25±1）℃、相对湿度（70±5）%、光周期16L:8D的人工气候箱中，采用浸渍法对小菜蛾进行连续10代的抗性筛选。结果表明，小菜蛾对啶虫丙醚的抗性发展迅速，抗性倍数从初始的1.00倍上升至60.00倍，抗性增长趋势明显。抗性衰退实验显示，将抗性小菜蛾品系在不接触啶虫丙醚的条件下连续饲养20代，其抗性倍数逐渐下降，从60.00降至13.56，表明小菜蛾对啶虫丙醚的抗性具有一定的可衰退性。田间抗性监测选取[具体省份]的[监测地点1]、[监测地点2]、[监测地点3]等十字花科蔬菜主要种植区域，在[具体年份]的[监测开始月份]至[监测结束月份]，采用五点取样法采集小菜蛾幼虫，利用浸渍法进行毒力测定。结果显示，不同监测地点小菜蛾对啶虫丙醚的抗性水平存在差异，且随着时间推移，抗性水平总体呈上升趋势。[监测地点1]抗性倍数从1.00增加到2.21，[监测地点2]从1.25增加到2.70，[监测地点3]从0.74增加到1.78。小菜蛾对啶虫丙醚抗性产生的原因是多方面的。生理生化机制方面，解毒酶活性增强，如多功能氧化酶、谷胱甘肽-S-转移酶和羧酸