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棉铃虫(Helicoverpa armigera)是东半球的农业重要害虫之一.拟除虫菊酯杀虫剂的靶标部位是在昆虫神经膜上钠离子通道,而目前对棉铃虫抗此类杀虫剂的分子生物学研究报道较少.Taylor(1993)发表了美国烟芽夜蛾对拟除虫菊酯抗性与神经钠离子通道基因连锁的研究结果.这是国际上首篇有关农业害虫抗药性与杀虫剂靶标部位基因变异的报道,为农业害虫抗药性的分子生物学研究提供了重要的理论依据.该研究针对中国棉译拟除虫菊酯的高抗性问题,以室内用溴制表菊酯汰选的高抗性种群、室内饲养的敏感种群以及新疆北疆棉铃虫为基本试虫,通过抗性遗传研究模型、生理生化技术和分子生物学技术,初步研究了棉铃虫对溴制表菊酯抗性遗传特点、抗性生化机理和钠离子通道分子水平变异.并用Bt预处理棉幼虫,探索了生物杀虫缓解棉铃虫高抗性机理.获得以下重要的结论:1).经测定,供试的棉铃虫神经系统的钠离子通道para同源基因与已报道的其它昆虫相类似,其基因的相似度达90﹪以上.2).通过分析已知昆虫钠离子通道para同源基因的保守区,设计引物并进行PCR扩增,获得了para同源基因在IIIS5-IVS4区域1.257kb的钠离子通道片段.3).抗性种群的神经突触体提取液比敏感种群的神经突触体提取液多一条酯酶同功酶带,可能与棉铃虫对溴制表菊酯的抗性有关.4).抗性遗传模型模拟计算表明,河南地区棉铃虫对溴制表菊酯的抗性特点为常染色体、不完全显性,至少由三个以上位点的等位基因控制的遗传;新疆地区棉铃对溴制表菊酯的生特点为常染色体、不完全显性,一个位点的等位基因控制的遗传.5).以1.250kb的IIIS5-IVS4片段基因作为探针,将棉铃虫成虫染色体DNA经EcoRI完全酶切,再经Southern blot测定;抗性种群含有3条EcoRI酶切片段,其中一条的量与敏感种群的相同(5.1kb);另外两条的分子量分别为2.6和3.4kb.使用相同的探针(IIIS5-IVS4片段)和Sorthern blot的技术,对第三和抗性种群的杂交和回交后代成虫染色体DNA进行检测.6).用Bt杀虫剂亚致死剂量预处理棉铃虫2龄幼虫,其幼虫生长、发育发生改变.7).Bt预处理的棉铃虫幼虫乙酰胆碱酯酶的动力学参数与未处理对照比较,差异显著,证实乙酰胆碱酯酶参与了棉译溴制表菊酯产生的高抗性.8).乙酰胆碱酯酶可能也是棉铃虫对溴制表菊酯杀虫抗性的重要靶标酶之一.综上所述,在这个研究中所测试的棉铃虫对溴氰菊酯产生高抗性的主要原因之一是溴氰菊酯在棉铃虫体内的靶标部位--神经钠离子通道上的para同源基因部分碱基序列发生变异,可能导致神经膜细胞中的蛋白多肽酶的质与量发生改变,从而阴滞了由于溴氰菊酯的作用,棉铃虫神经膜上的离子通道通透性被改变,干扰正常的正负离子流的运动.IIIS5-IVS4片段的基因变异与棉铃虫对溴氰菊酯的抗性紧密连锁,变异的基因可以遗传后代.Bt预处理缓解抗药性的试验证实,某些生物杀虫剂与化学杀虫剂联合使用,可以缓解棉铃虫对化学杀虫剂的抗性,可能是一条治理棉铃虫抗药性的新途径.