白纹伊蚊的杀虫剂抗性研究

论文摘要

背景:白纹伊蚊是最具侵袭性的蚊种,近年来在世界范围内广泛扩散,其能传播登革热、寨卡病毒病、基孔肯雅热和黄热病等疾病,对公共卫生安全造成了重大影响。目前清除幼虫孳生地和使用杀虫剂进行消杀是控制白纹伊蚊的主要手段。随着杀虫剂的大量使用,白纹伊蚊是否对杀虫剂尤其是最常用的拟除虫菊酯类杀虫剂产生了抗性?白纹伊蚊杀虫剂抗性产生的规律和机制是什么?如何进行白纹伊蚊的抗性监测和管理?这些科学问题的回答对于白纹伊蚊这一重要媒介蚊虫及其传播疾病的防控具有重要的意义!目的:通过建立白纹伊蚊对溴氰菊酯的实验室抗性品系,阐明白纹伊蚊对拟除虫菊酯类杀虫剂的抗性产生规律和机制;通过对现场白纹伊蚊幼虫和成蚊种群的抗性调查和机制研究,了解野外白纹伊蚊种群对常用杀虫剂的抗性现状、变化规律和发生机制;通过对现场蚊媒控制药械的问卷调查,以及对抗性蚊虫的增效剂处理,分析白纹伊蚊抗性产生的原因和对策,为白纹伊蚊杀虫剂抗性管理提供科学指引。方法:实验室研究方面,对白纹伊蚊敏感种群施加溴氰菊酯作为筛选压力,通过幼虫浸渍法和WHO成蚊生测筒接触法测定每代种群的溴氰菊酯抗性水平,直至建立实验室溴氰菊酯抗性种群。在筛选过程中分别利用PCR技术和增效剂协同研究,对种群kdr突变和代谢酶活性在抗性发展中的作用进行测定。在筛选得到抗性种群后,通过生命表分析和种群繁殖力分析对抗性种群所伴随的适合度代价进行分析。现场研究方面,于2015到2017年间采集广州市四个区野外白纹伊蚊种群样本,并通过幼虫浸渍法和WHO成蚊生测筒接触法对常用的针对幼虫和成蚊的杀虫剂分别进行抗药性测试,以获得当地种群抗药性现状和变化情况。同时利用PCR技术和增效剂协同研究对获得的现场抗性种群进行kdr突变和代谢酶活性检测。利用问卷调查的方式,对广州市四区公共卫生领域所使用的杀虫剂进行调查,并结合当地白纹伊蚊抗药性现状进行杀虫剂抗药性的对策研究,为杀虫剂管理提供帮助。结果:经过24代筛选后获得了实验室白纹伊蚊溴氰菊酯抗性种群,种群半数致死浓度由0.002mg/L提高到0.033mg/L,成蚊生测死亡率由100%降低到81.2%,筛选过程中种群抗性水平呈现了由慢到快的发展趋势。检测到F1534S突变（TTC-TCC）,其在种群抗性出现的早期（筛选第6代）即出现,且其在种群中的频率随抗性水平的升高同步增加（由0%增加到47.06%）,二者显著相关。代谢酶活性在种群处于较低抗性水平时与溴氰菊酯抗性无显著关联,但在种群抗性升高到16.5倍抗性倍数时,P450单加氧酶系（P450s）活性与种群溴氰菊酯抗性显著相关。种群对溴氰菊酯抗性的产生伴随着适合度代价的出现,导致抗性种群的繁殖力显著低于敏感种群。筛选过程中,种群对氯菊酯和吡丙醚等杀虫剂产生了交互抗性。在2017年时,广州市白纹伊蚊野外种群除对马拉硫磷、苏云金杆菌以色列亚种（Bti）和氟铃脲仍敏感外（成蚊生测死亡率>98%,幼虫生测抗性倍数<5）,对其余常用的幼虫和成蚊杀虫剂均产生了抗性（成蚊生测死亡率<90%或幼虫生测抗性倍数>5）。从2015年到2017年广州市白纹伊蚊野外种群对拟除虫菊酯类杀虫剂的抗性迅速产生和增加,溴氰菊酯成蚊生测平均死亡率由95.3%降低到31.2%,氯菊酯成蚊生测平均死亡率由98.6%降低到55.8%。同时检测到F1534S突变（TTC-TCC）和F1534L突变（TTC-CTC）与拟除虫菊酯类杀虫剂和二氯二苯基三氯乙烷（DDT）抗性显著相关,P450s活性与溴氰菊酯抗性显著相关。在广州地区,拟除虫菊酯类杀虫剂（使用最多的为Ⅰ型的氯菊酯和Ⅱ型的高效氯氰菊酯）是最常用的成蚊杀虫剂,有机磷杀虫剂（主要为双硫磷和倍硫磷）是使用最多的杀幼虫剂。城市地区的消杀频率远高于农村地区,从化区很少进行规律的消杀,各区中进行成蚊消杀的频率一般远高于幼虫消杀。在并未发现吡丙醚使用的情况下,广州市野外白纹伊蚊种群对吡丙醚产生了抗性。结论:首次阐明了白纹伊蚊对溴氰菊酯抗性产生的规律和机制:F1534S突变与白纹伊蚊的抗性产生显著相关,且主要在抗性产生的早期起作用,其突变频率与抗性水平同步升高;F1534L突变和P450s活性与白纹伊蚊溴氰菊酯抗性的产生也显著相关,但主要在种群处于较高的抗性水平时起作用。白纹伊蚊溴氰菊酯抗性的产生伴随着以种群繁殖力降低为特点的适合度代价。揭示了广州市白纹伊蚊野外种群已对常用的大部分杀虫剂产生了抗性,且抗性水平从2015到2017年间发生了快速增长。在白纹伊蚊中首次发现溴氰菊酯和吡丙醚之间存在交互抗性。提出了采用马拉硫磷和Bti或氟铃脲的杀虫剂组合分别进行成蚊和幼虫消杀是目前较为合理的杀虫剂使用方案。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一部分 白纹伊蚊溴氰菊酯抗性进化研究
•   前言
•   第一章 实验室溴氰菊酯抗性白纹伊蚊品系的建立
•     1.1 实验室溴氰菊酯抗性白纹伊蚊品系的建立
•       1.1.1 实验材料
•       1.1.2 实验方法
•       1.1.3 实验结果
•     1.2 实验室白纹伊蚊溴氰菊酯抗性进化过程中的交互抗性研究
•       1.2.1 实验材料
•       1.2.2 实验方法
•       1.2.3 实验结果
•     1.3 讨论
•     1.4 小结
•   第二章 实验室白纹伊蚊溴氰菊酯抗药性的产生机制
•     2.1 实验室白纹伊蚊溴氰菊酯抗性进化过程中的kdr基因多态性研究
•       2.1.1 实验材料
•       2.1.2 实验方法
•       2.1.3 实验结果
•     2.2 实验室白纹伊蚊溴氰菊酯抗性进化过程中的代谢酶活性研究
•       2.2.1 实验材料
•       2.2.2 实验方法
•       2.2.3 实验结果
•     2.3 讨论
•     2.4 小结
•   第三章 实验室溴氰菊酯抗性白纹伊蚊品系的适合度代价分析
•     3.1 实验室白纹伊蚊溴氰菊酯抗性进化过程中的种群生命表分析
•       3.1.1 实验材料
•       3.1.2 实验方法
•       3.1.3 实验结果
•     3.2 实验室白纹伊蚊溴氰菊酯抗性进化过程中的种群繁殖力分析
•       3.2.1 实验材料与方法
•       3.2.2 实验结果
•     3.3 讨论
•     3.4 小结
• 第二部分 野外白蚊伊蚊抗药性研究
•   前言
•   第四章 广州市白纹伊蚊种群抗药性现状和机制研究
•     4.1 2017年白纹伊蚊野外种群抗药性现状检测
•       4.1.1 实验材料
•       4.1.2 实验方法
•       4.1.3 实验结果
•     4.2 2015-2017年间白纹伊蚊野外种群抗药性变化的比较分析
•       4.2.1 实验材料
•       4.2.2 实验方法
•       4.2.3 实验结果
•     4.3 白纹伊蚊野外种群抗药性的机制研究
•       4.3.1 实验材料
•       4.3.2 实验方法
•       4.3.3 实验结果
•     4.4 讨论
•     4.5 小结
•   第五章 广州市白纹伊蚊种群抗药性对策研究
•     5.1 广州市常用杀虫剂使用情况调查
•     5.2 调查结果
•     5.3 讨论
•     5.4 小结
• 全文总结
• 参考文献
• 缩略词
• 攻读学位期间成果
• 致谢

文章来源

类型: 博士论文

作者: 苏兴华

导师: 闫桂云,陈晓光

关键词: 白纹伊蚊,抗药性,登革热

来源: 南方医科大学

年度: 2019

分类: 基础科学,医药卫生科技

专业: 生物学,基础医学

单位: 南方医科大学

基金: 国家自然科学基金(81829004),美国国立卫生研究院基金(A1136850),广东省科技计划项目(2016A020251001),广东省自然科学基金团队项目(2014A030312016)

分类号: R384.1

DOI: 10.27003/d.cnki.gojyu.2019.000084

总页数: 114

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