Determination of resistance of Spodoptera frugiperda population in Sichuan to beta cypermethrin and metabolic pathway analysis
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摘要:目的
探究四川地区草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda种群对高效氯氰菊酯的抗药性及代谢途径。
方法采用点滴法测定四川地区草地贪夜蛾米易(MY)、德昌(DC)、苍溪(CX)、会东(HD)和仁和(RH)种群对高效氯氰菊酯的抗药性水平，采用光电比色法和RT-qPCR测定细胞色素P450酶(Cytochrome P450 enzymes，P450s)、羧酸酯酶(Carboxylesterases，CarE)、谷胱甘肽转移酶(Glutathione S-transferase，GST)3种解毒代谢酶的酶活性及基因表达量，采用皮尔森相关性系数分析高效氯氰菊酯抗药性与酶活性、基因表达的相关性，并通过液相色谱-质谱(Liquid chromatography-mass spectrometry，LC-MS)分析高效氯氰菊酯代谢产物差异。
结果MY种群对高效氯氰菊酯的相对抗性倍数(Resistant ratio, RR)最高，为4.02倍，其LD50为84.201 μg/g。CarE、GST、P450s活性均随抗性升高而升高，CES12、GST epsilon9、CYP6B50基因表达量显著上调且与高效氯氰菊酯抗药性显著相关。对照组(MY)和试验组(MY+LD50高效氯氰菊酯)代谢差异产物有3−苯氧基苯甲酸(3-PBA)、邻苯二酚、癸酸、甲基−2,3−二氢−3,5−二羟基−2−氧代−3−吲哚乙酸。其中，3−苯氧基苯甲酸(3-PBA)只在试验组(MY+LD50高效氯氰菊酯)中检出，在对照组(MY)中未被检出，推断高效氯氰菊酯通过草地贪夜蛾体内酶将高效氯氰菊酯代谢为3−苯氧基苯甲酸(3-PBA)，后经过氧化和水解作用最后生成邻苯二酚。[结论]草地贪夜蛾可能通过上调解毒代谢酶相关基因的表达，提高酶活性，从而增强对高效氯氰菊酯的解毒代谢能力，降低农药的毒效。
Abstract:ObjectiveTo investigate the resistance and metabolic pathways of beta cypermethrin in fall armyworm Spodoptera frugiperda populations in Sichuan.
MethodThe resistance levels of fall armyworm to beta cypermethrin in MY, DC, CX, HD and RH populations in Sichuan were determined by drip method. The activities and gene expressions of three kinds of detoxification metabolic enzymes, such as cytochrome P450 enzymes (P450s), carboxylesterases (CarE) and glutathione S-transferase (GST), were determined by photoelectric colorimetric method and RT-qPCR. The Pearson correlation coefficient was used to analyze the correlation of beta cypermethrin resistance with enzyme activity and gene expressions, and the differences in beta cypermethrin metabolites were analyzed by liquid chromatography-mass spectrometry (LC-MS).
ResultThe MY population showed the highest relative resistance ratio (RR) to beta cypermethrin, which was 4.02 times, and the LD50 value was 84.201 μg/g. The activities of CarE, GST and P450s increased with the increase of beta cypermethrin resistance, and the expression levels of CES12, GST epsilon9 and CYP6B50 genes were significantly up-regulated and significantly correlated with beta cypermethrin resistance. The metabolism differential products in the control group (MY) and the experimental group (MY + LD50 beta cypermethrin) were 3-phenoxybenzoic acid (3-PBA), pyro catechol, capric acid, methyl-2, 3-dihydro-3, 5-dihydroxy-2-oxo-3-indoleacetic acid. Among them, 3-PBA was only detected in the experimental group (MY + LD50 beta cypermethrin) and not in the control group (MY). It was inferred that beta cypermethrin was metabolized into 3-PBA through the enzyme activity of fall armyworm, and then pyro catechol was finally generated through oxidation and hydrolysis.
ConclusionSpodoptera frugiperda Fall armyworm may upregulate the expression of genes associated with detoxification enzymes, leading to increased enzyme activity. This enhanced detoxification capacity accelerates the metabolic degradation of lamb da-cyhalo thrin, therely reducing the pesticide’s efficacy.
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Keywords:
- Spodoptera frugiperda /
- beta cypermethrin /
- Detoxification enzyme /
- LC-MS /
- Metabolic pathway
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草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda，又称秋黏虫(Fall Armyworm，FAW)，是鳞翅目Lepidoptera夜蛾科Noctuidae灰翅夜蛾属的1种迁飞性害虫，原产于美洲热带和亚热带地区[1]。草地贪夜蛾自2019入侵我国以来，因其繁殖速度快、迁飞性强、适应范围广，在一年内入侵我国26个省份[2]。目前，在我国西南、华南地区草地贪夜蛾为害严重，对我国农作物安全生产构成了严峻的挑战。化学杀虫剂被认为是防控草地贪夜蛾最有效的方法之一，由于各种农药的广泛使用，草地贪夜蛾已对多种杀虫剂产生了抗性[3]。尹艳琼等[4]研究表明，2.5%高效氯氟氰菊酯对草地贪夜蛾3龄初幼虫的抗性倍数约为8.14~11.68；赵胜园等[5]研究提出国内外传统的有机磷类、拟除虫菊酯类以及氨基甲酸酯类农药已经不能对草地贪夜蛾进行有效防治；Gutiérrez-moreno等[6]试验结果显示，包括波多黎各在内的几个州的草地贪夜蛾对拟除虫菊酯类杀虫剂的抗性倍数约为20~48。在同等有效成分含量下，高效氯氰菊酯杀虫效力高于Zeta-氯氰菊酯1倍左右，表明入侵中国的草地贪夜蛾对高效氯氰菊酯的实际抗性较高[7]，相对敏感基线高，导致抗性倍数相对较低。抗性上升可能与昆虫体内解毒代谢酶活性升高有关，Li等[8]研究表明草地贪夜蛾SfABCB1敲除品系对高效氯氰菊酯敏感性显著相关。Carvalho等[9]研究草地贪夜蛾对拟除虫菊酯类杀虫剂的代谢抗性，发现酯酶和多功能酶发挥重要作用，且草地贪夜蛾对高效氯氰菊酯产生抗性时，昆虫体内3种解毒代谢酶羧酸酯酶(Carboxylesterases，CarE)、谷胱甘肽转移酶(Glutathione S-transferase，GST)、细胞色素P450s基因表达量也随着抗性升高而升高。随着基因组、转录组以及蛋白质组学等新技术的发展及应用，代谢抗性研究也取得了新进展。Wang等[10]发现高效氯氰菊酯的最终代谢物之一为3−苯氧基苯甲酸(3-PBA)，是在氯氰菊酯被水解为3−苯氧基苯甲醇(3-PBAlc)后，再由醇脱氢酶催化形成3−苯氧基苯甲醛(3-PBAld)，最后由醛脱氢酶催化氧化成3-PBA。
国内外研究表明，草地贪夜蛾对除虫菊酯类的杀虫剂已产生了不同程度的抗性，抗性上升可能与昆虫体内解毒代谢酶活性升高有关，但并未对高效氯氰菊酯在草地贪夜蛾体内的解毒代谢机制及代谢途径进行系统的研究与论述。因此，为分析高效氯氰菊酯的代谢差异及代谢途径，本文研究四川不同地理种群的草地贪夜蛾对高效氯氰菊酯的抗药性水平，测定米易(MY)、苍溪(CX)、德昌(DC)、会东(HD)、仁和(RH)和敏感品系SUS的P450s、GST、CarE活性，以及代谢抗性相关基因的相对表达量，对抗性与酶活性、基因表达量进行相关性分析，通过液质联用(High performance liquid chromatography-mass spectrometry，HPLC-MS)分析MY和MY+LD50高效氯氰菊酯的代谢差异并推测出草地贪夜蛾代谢高效氯氰菊酯的大致途径，为制订草地贪夜蛾高效、绿色、可持续的防治策略提供新思路，为指导和改善草地贪夜蛾的化学防治提供信息资源。
1. 材料与方法
1.1 供试昆虫与药剂
室内草地贪夜蛾敏感品系SUS来源于中国农业大学昆虫毒理试验室。其他为2022年从四川各地玉米地虫害发生区域采集的草地贪夜蛾种群，包括德昌(DC)、米易(MY)、苍溪(CX)、会东(HD)和仁和(RH)。孵化出的幼虫在人工气候室内用人工饲料饲养繁殖，条件为温度(25 ± 1) ℃，相对湿度(70 ± 5)%，光照周期为16 h光∶8 h暗，成虫用100 g/L的蜂蜜水提供营养[11]。
97%(w)高效氯氰菊酯原药，购自江苏常隆农化有限公司。
1.2 田间种群毒力测定
点滴法测定高效氯氰菊酯草地贪夜蛾对田间的毒力。将氯氰菊酯原药溶解于丙酮中，将其作为母液，并用丙酮稀释成一系列浓度梯度溶液，并将丙酮作为对照。将适量的饲料添加到12孔板中，然后将12头健康的3龄幼虫(每头约5~7 mg)放入其中，使用Hamilton PB600-1重复分配器在每条试虫的前胸背板处滴1 µL不同浓度的高效氯氰菊酯溶液。每个处理进行3次重复，观察24 h后幼虫的死亡率，记录试验结果，计算95%置信区间和半致死量(Median lethal dose, LD50)。若幼虫对轻触无反应、无协调运动、未发育或体长缩短至对照组的一半长度，则视为死亡[12]。
1.3 解毒代谢酶活性测定
准备MY、CX、SUS草地贪夜蛾种群与经过LD50高效氯氰菊酯处理24 h后的MY、CX、SUS草地贪夜蛾种群，每个样本取10头质量在5~7 mg的3龄幼虫，放入匀浆器中，并添加1.2 L的匀浆缓冲液。在匀浆之前，将600 µL的0.1 mol/L pH 7.6的匀浆液加入匀浆器中，进行匀浆。匀浆完成后，添加600 µL匀浆缓冲液以清洁匀浆器。最后，将全部匀浆液移到1.5 L离心管，进行标记，即为酶液。
参考Aitio等[13]的方法测定细胞色素P450s的活性。使用7−羟基香豆素(ECOD)为底物，在黑色酶标仪中加入120 μL 0.5 mmol/L的ECOD和10 μL酶液，在30 ℃振荡温育3 min后，振荡混匀后加入10 μL 9.6 mmol/L的NADPH开始反应，酶标仪(SectraMax i3x，美谷分子仪器(上海)有限公司)在发射波长460 nm、激发波长380 nm的条件下反应15 min，每45 s记录1次数据。试验设置3次重复，每次重复进行3次平行测定，结合反应时间和酶液的蛋白含量，最后计算其比活力，以每mg蛋白计。
谷胱甘肽S−转移酶活性的测定参考Habig等[14]方法，并稍作修改。在96孔酶标板中加入一定体积的粗酶液，1.2 mmol/LCDNB和 6 mmol/L GSH，在30 ℃，340 nm波长下，反应时间为20 min，每隔10 s记录数据1次，设3次重复，每次重复进行3次平行测定。最后计算GST的比活力，以每mg蛋白计。
参考Wen等[15]描述的方法测定CarE活性，将0.2 mol/L PBS(pH=6.0)，固蓝RR盐和100 mmol/L α-NA乙醇溶液按1∶2∶0.01比例配置成底物与显色剂的混合液，在透明酶标板中加入20 μL粗酶液和205 μL底物和显色剂混合液开始反应，于27 ℃、450 nm的波长下反应10 min，每隔30 s记录1次数据，试验各处理设3次生物重复，每次机械重复测定3次。最后用酶液的蛋白质含量和α−萘酚的标准曲线计算出CarE的比活力，以每mg蛋白计。
酶溶液的总蛋白含量以牛血清白蛋白BSA溶液为标准，参照Bradford等[16]的方法，制备一定浓度的BSA溶液，然后在3 mL的试验体系中添加2.5 mL考马斯亮蓝，测定D595 nm，以建立标准曲线。(BSA)溶液在96孔酶标板中，每孔加5 μL不同浓度的蛋白或酶溶液，再加入270 μL考马斯亮蓝，静置5 min后，测定D595 nm。根据标准曲线计算蛋白质浓度。
1.4 抗性相关基因的荧光定量分析
根据Shu等[17]的方法，收集SUS、CX、MY种群3龄幼虫10头进行组成型表达，使用上海宇博生物科技有限公司的TRIzol试剂盒提取总RNA，用Agilent 2100仪器检测RNA的完整性。利用近岸蛋白质科技有限公司的NovoScript cDNA Synthesis SuperMix试剂盒对RNA进行逆转录，生成cDNA，然后采用近岸蛋白质科技有限公司的NovoStart SYBR qPCR SuperMix Plus试剂盒对cDNA进行定量分析。根据表1中引物设计，每个处理3次重复，采用双内参基因[18]得到CarE、GST和P450s相关代谢基因的相对表达量。
表 1 差异表达基因qPCR引物信息Table 1. qPCR primer information of differentially expressed genes基因
Gene引物名称
Prime name引物序列(5’→3’)
Prime sequence片段长度/bp
Fragment lengthU20139.1 EF1α-F TGGGCGTCAACAAAATGGA 148 EF1α-R TCTCCGTGCCAGCCAGAAAT NC_058085.1 GADPH-F CGGTGTCTTCACAACCACAG 140 GADPH-R TTGACACCCAACGACGAACAT NC_064218.1 GST epsilon11-F GGTTGCTGGTGACCAACCTA 81 GST epsilon11-R ATGTCCCAACCAACAGCCAG NC_064231.1 GST epsilon9-F CTTTGGACATGAGTCCGCCT 91 GST epsilon9-R GCCGGTACGTTGACGATGAT NC_036208.1 GST3-F CACAAAAGGAGTTGCCGGTG 133 GST3-R ATGGCCCTTGCTTTAGGGTC NC_064241.1 GST delA1-F AACAACAGCCTGTACCCGAG 124 GST delA1-R CCCCACCGAAGATTTGTGGA NC_064218.1 GST delA3-F TTTCCTATCAGCGGGCCTTC 91 GST delA3-R GCAATAGCACGACTCTCCCA NC_064238.1 CYP4G75-F ATGAGCTACACGACTGCAG 148 CYP4G75-R GTTTGGCCGCGAGTTCATAT NC_064233.1 CYP6AB12-F ATGCAGTCTTTAGCCGGTCT 114 CYP6AB12-R AATGCACTGAACCACGGAAC ULR85595.1 CYP6AN4-F CATAAGTTCGCGTACCTGCC 96 CYP6AN4-R AACTGCTGCTAACCCTGCTA NC_064214.1 CYP6B50-F ACAATCTTTTCCACGCCGAC 111 CYP6B50-R CTCGGTTGGCAAGCATGTAA AGO62005.1 CYP321A7-F AAGTGCTCAAGACTTCGTGC 116 CYP321A7-R TGCCGAAGATAGCTCCACAA XM_035579984.1 CESFS8-F TGGCGCAGCTGCTATAGATT 136 CESFS8-R TCCAAGCTTGAACGCTCTGT XM_035584193.1 CESFS9-F GCTACCCTGGAATGGTCCTC 95 CESFS9-R TTTGGGAGTTCCGGTGGTTG XM_035596781.2 CESFS2-F TGCTCCACAGAAGGATGGTG 123 CESFS2-R TGCCAGATGTGGTACAATCCA XM_035578942.1 CESFS5-F ACGATCCTGTTGGATACGCC 120 CESFS5-R TCAGTGCAGTGTGCAAAACG XM_035586904.1 CESFS12-F GGCGGATATACCGGACGAAG 133 CESFS12-R GCCTACCGGTGGTTTAGCAT 1.5 高效氯氰菊酯及其代谢产物测定
经LD50高效氯氰菊酯点滴法处理24 h后的MY(抗性)种群作为本次试验的试验组，未做处理的为对照组。选取存活的草地贪夜蛾5龄幼虫置于冰上，沿着背部中线将其剖开，使用镊子取脂肪体，然后将其置于预先配置的0.04 mol/L磷酸缓冲液中洗涤。用液氮研磨，称取粉碎后样品5 g(精确到0.01 g)于50 mL的离心管中，加入20 mL乙腈，涡旋振荡2 min，再加入2 g NaCl，再涡旋振荡2 min，离心，取离心好的上清液2 mL加入150 mg MgSO4，25 mg N−丙基乙二胺(PSA)，涡旋离心，上清液过0.22 μm滤膜待LC-MS/MS检测，方法参考文献[19]。
液相色谱：色谱柱为Agilent EC-C18(2.1 mm×100 mm, 2.7 μm)；柱温30 ℃；进样体积5 μL；流动相A为甲醇溶液，流动相B为含5 mmol/L乙酸铵水溶液(含体积分数0.1%甲酸)；流速0.3 mL/min。采用梯度洗脱模式。
质谱条件：离子源：带鞘气电喷雾离子源(AJS-ESI)；扫描方式：正离子扫描；检测方式：多反应监测(MRM)；干燥气流速9 L/min，干燥气温度300 ℃，雾化气压力40 psi，离子喷雾电压
3500 V。在以上质谱条件下，以正模式进行全扫描，得到母离子、相对分子质量。母离子确定后，进行子离子模式，母离子在特定的电压下产生碎片离子，选择响应较高的碎片离子作为定量和定性离子。1.6 数据处理
采用SPSS 17.0统计软件分析CarEs、GSTs、P450s酶活性相关数据，对CarEs、GSTs、P450s酶基因的相对表达量进行ANOVA单因素方差分析，采用OriginPro2019对基因表达量作图，用软件Progenesis QI (Waters Corporation)处理代谢物数据。
2. 结果与分析
2.1 草地贪夜蛾对高效氯氰菊酯的敏感性测定
结果表明(表2)，高效氯氰菊酯对草地贪夜蛾SUS、HD、CX、RH、DC、MY种群的半致死量LD50分别为20.950、41.166、42.622、71.889、72.263、84.201 μg/g，其中MY种群抗性水平最高，LD50为84.201 μg/g，相对抗性倍数不高，但实际抗性较高。Gutiérrez-moreno等[6]研究表明草地贪夜蛾对Zeta−氯氰菊酯的敏感基线为0.02 μg/头；同有效成分含量下，高效氯氰菊酯杀虫效力高于Zeta−氯氰菊酯1倍左右，表明迁飞入国内的虫对高效氯氰菊酯的实际抗性较高[7]。HD种群抗性水平最低，LD50为41.166 μg/g。采用室内草地贪夜蛾敏感品系(SUS)作为相对敏感基线，HD、CX、RH、DC、MY种群抗性倍数分别为1.96、 2.03、 3.43、 3.45和4.02倍。
表 2 高效氯氰菊酯对草地贪夜蛾田间种群毒力测定Table 2. Determination of the virulence of beta cypermethrin on field populations of Spodoptera frugiperda种群1)
Population斜率±标准误
Slope±SELD50/(μg·g−1) 95%置信限/(μg·g−1)
95% CI卡方(自由度)
X²(df)P 抗性倍数
Resistant ratio米易 MY 2.250±0.350 84.201 68.161~109.453 5.741(13) 0.924 4.02 德昌 DC 3.583±0.468 72.263 58.973~90.387 8.789(13) 0.762 3.45 仁和 RH 3.949±0.768 71.889 57.164~86.001 14.214(13) 0.966 3.43 苍溪 CX 2.751±0.367 42.622 34.667~51.013 7.831(13) 0.923 2.03 会东 HD 3.042±0.452 41.166 32.939~49.345 5.433(13) 0.952 1.96 敏感品系 SUS
Sensitive strain SUS2.704±0.565 20.950 17.763~24.094 7.409(13) 0.876 1.00 1) 敏感品系SUS为室内草地贪夜蛾敏感品系，来源于中国农业大学昆虫毒理实验室，在室内饲养，不接触农药。
1) SUS is an indoor susceptible strain of Spodoptera frugiperda from the Insect Toxicology Laboratory of China Agricultural University, which is raised indoors without contact with pesticides.2.2 高效氯氰菊酯对草地贪夜蛾解毒代谢酶活性的影响
3个种群GST、P450s、CarE酶活性随着抗性的升高而升高，酶活性随着高效氯氰菊酯的LD50升高而升高，推测这3种酶与草地贪夜蛾对高效氯氰菊酯的解毒代谢有关。结果(表3)发现MY、CX种群的P450s以每mg蛋白计的酶活力分别为1.462、0.880 nmol/min，显著高于SUS品系的0.510 nmol/min(P<0.05)。MY、CX种群的GST以每mg蛋白计的酶活力为1.316、0.808 mmol/min，显著高于SUS种群的0.419 mmol/min(P<0.05)。MY、CX种群的CarE以每mg蛋白计的酶活力为0.654、0.305 mmol/min，显著高于SUS种群的0.225 mmol/min。且经LD50高效氯氰菊酯诱导处理后，SUS、MY、CX种群CarE、GST酶活性均显著高于未经诱导的处理(P<0.05)。MY、CX种群P450s酶经LD50高效氯氰菊酯诱导处理后活性明显高于未经诱导的处理组(P<0.05)，SUS品系P450s酶经LD50高效氯氰菊酯诱导处理后活性与未经诱导的处理无显著性差异(表3)。
表 3 高效氯氰菊酯对草地贪夜蛾3龄幼虫解毒酶活性的影响1)Table 3. Effects of beta cypermethrin on detoxification enzyme activities for 3rd instar larvae of Spodoptera frugiperda组别
GroupCarE/
(mmol·min−1)GST/
(mmol·min−1)P450s/
(mmol·min−1)SUS 0.225±0.02f 0.419±0.02f 0.510±0.04e SUS+LD50 0.409±0.03c 0.525±0.09e 0.544±0.02e CX 0.305±0.03e 0.808±0.02d 0.880±0.07d CX+LD50 0.472±0.07b 0.919±0.04c 0.948±0.04c MY 0.341±0.09d 0.961±0.09b 1.115±0.06b MY+LD50 0.654±0.11a 1.316±0.05a 1.462±0.13a 1) 同列数据后的不同小写字母表示处理间差异显著(P<0.05，单因素方差分析)。
1) Different lowercase letters after the same column data indicate significant differences among treatments (P<0.05, one-way ANOVA).2.3 草地贪夜蛾解毒代谢酶基因的相对表达量
在MY、CX、SUS种群中进行与抗药性有关的CarE 5个基因的RT-qPCR验证试验，结果(图1)表明CESFS12在MY、CX种群显著上调，上调倍数分别为12.07和7.58倍，且CESFS12基因相对表达量随着抗性倍数升高而升高。其中，MY种群中CESFS2、CESFS12基因相对表达量最高。
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图 1 SUS、CX、MY种群CarE基因的相对表达量相同基因不同种群柱子上方的不同小写字母表示种群间差异显著(P<0.05，单因素方差分析)。Figure 1. Relative expression of CarE genes in SUS, CX and MY populationsDifferent lowercase letters on the columns of the same gene and different populations indicate significant differences anmong populations (P<0.05, one-way ANOVA).在MY、CX、SUS种群中进行与抗药性有关的GST 5个基因的RT-qPCR验证试验，结果(图2)表明GST epsilon9在MY种群显著上调，上调倍数为8.54倍，且GST epsilon9与GST delTA3基因相对表达量随着抗性倍数的增高而上升。
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图 2 SUS、CX、MY种群GST基因的相对表达量相同基因不同种群柱子上方的不同小写字母表示种群间差异显著(P<0.05，单因素方差分析)。Figure 2. Relative expression of GST genes in SUS, CX and MY populationsDifferent lowercase letters on the columns of the same gene and different populations indicate significant differences anmong populations (P<0.05, one-way ANOVA).在MY、CX、SUS种群中进行与抗药性有关的P450s 5个基因的RT-qPCR验证试验，结果(图3)表明CYP6AB12与CYP6B50显著上调，在MY种群中上调倍数分别为17.46和14.79倍，且基因相对表达量随着抗性倍数的增高而上升。CYP321A7也出现显著上调，在CX种群中上调倍数为20.52倍。
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图 3 SUS、CX、MY种群中P450s基因的相对表达量相同基因不同种群柱子上方的不同小写字母表示种群间差异显著(P<0.05，单因素方差分析)。Figure 3. Relative expression of P450s genes in SUS, CX and MY populationsDifferent lowercase letters on the columns of the same gene and different populations indicate significant differences anmong populations (P<0.05, one-way ANOVA).2.4 相关性分析
为了进一步验证高效氯氰菊酯抗性与酶活、基因表达之间的关系，我们对SUS、CX、MY种群进行相关性分析。如表4所示，CarE活性、CESFS9、CESFS12基因表达量与高效氯氰菊酯抗性显著相关且相关性强，相关系数分别为0.922，−0.948和0.948，其中，CESFS9为负相关，CESFS12基因表达量与CarE酶活显著相关且相关性强，相关系数为0.997(P < 0.05)。如表5所示，细胞色素P450酶活、CYP4G75、CYP6B50基因表达量与高效氯氰菊酯抗性显著相关且相关性强，相关系数分别为0.953、0.94和0.995。如表6所示，GSTepsilon9、GSTdelA3基因表达量与高效氯氰菊酯抗性显著相关且相关性强，相关系数分别为0.959和0.996；CarE酶活与高效氯氰菊酯抗性相关性强，相关系数为0.911，但其在0.05级别(双尾)相关性不显著。
表 4 高效氯氰菊酯抗性倍数与羧酸酯酶活性及其基因表达量的相关性分析1)Table 4. Correlation analysis of beta cypermethrin resistance ratios with carboxylesterase activity and its gene expressions标目 Item 抗性倍数 RR CESFS8 CESFS9 CESFS2 CESFS5 CESFS12 CarE 抗性倍数 RR 1 0.39 −0.948* 0.622 −0.056 0.948* 0.922* CESFS8 0.39 1 −0.076 −0.478 0.897 0.663 0.716 CESFS9 −0.948* −0.076 1 −0.839 0.371 −0.797 −0.751 CESFS2 0.622 −0.478 −0.839 1 −0.817 0.34 0.27 CESFS5 −0.056 0.897 0.371 −0.817 1 0.264 0.335 CESFS12 0.948* 0.663 −0.797 0.34 0.264 1 0.997* CarE 0.922* 0.716 −0.751 0.27 0.335 0.997* 1 1) 当皮尔逊相关系数>−1和<1时，越接近−1或1表示2个变量之间的相关性越强，越接近0表示越弱；一般在0.7以上或者0.7以下表示相关性较强。*表示在0.05水平(双尾)相关性显著。
1) When Pearson correlation coefficien >−1 and <1, the closer to −1 or 1 means the stronger the correlation between the two variables, and the closer to 0 means weaker; In general, the correlation coefficient above 0.7 or below −0.7 indicates the correlation is strong. * indicates a significant correlation at 0.05 level (two-tailed).表 5 高效氯氰菊酯抗性倍数与细胞色素P450s活性及其基因表达量的相关性分析1)Table 5. Correlation analysis of beta cypermethrin resistance ratios with cytochrome P450s activity and its gene expressions标目 Item 抗性倍数 RR CYP4G75 CYP4G75 CYP6AN4 CYP6B50 CYP321A7 P450s 抗性倍数 RR 1 0.588 0.94* 0.54 0.995* 0.308 0.953* CYP4G75 0.588 1 0.829 −0.363 0.666 −0.588 0.316 CYP4G75 0.94* 0.829 1 0.22 0.969* −0.035 0.793 CYP6AN4 0.54 −0.363 0.22 1 0.453 0.967* 0.769 CYP6B50 0.995* 0.666 0.969* 0.453 1 0.211 0.918 CYP321A7 0.308 −0.588 −0.035 0.967* 0.211 1 0.582 P450 0.953* 0.316 0.793 0.769 0.918 0.582 1 1) 当皮尔逊相关系数>−1和<1时，越接近−1或1表示2个变量之间的相关性越强，越接近0表示越弱；一般在0.7以上或者0.7以下表示相关性较强。*表示在0.05水平(双尾)相关性显著。
1) When Pearson correlation coefficien >−1 and <1, the closer to −1 or 1 means the stronger the correlation between the two variables, and the closer to 0 means weaker; In general, the correlation coefficient above 0.7 or below −0.7 indicates the correlation is strong. * indicates a significant correlation at 0.05 level (two-tailed).表 6 高效氯氰菊酯抗性倍数与谷胱甘肽转移酶活性及其基因表达量的相关性分析1)Table 6. Correlation analysis of beta cypermethrin resistance ratios with glutathione S-transferase and its gene exressions标目 Item 抗性倍数 RR GST epsilon11 GST epsilon9 GST3 GST delA1 GSTdel A3 GST 抗性倍数 RR 1 0.252 0.959* 0.707 0.094 0.996* 0.911 GST epsilon11 0.252 1 0.515 0.863 −0.94* 0.338 −0.17 GST epsilon9 0.959* 0.515 1 0.878 −0.191 0.981 0.757 GST3 0.707 0.863 0.878 1 −0.638 0.767 0.351 GST delA1 0.094 −0.94* −0.191 −0.638 1 0.005 0.497 GST delA3 0.996* 0.338 0.981 0.767 0.005 1 0.87 GST 0.911 −0.17 0.757 0.351 0.497 0.87 1 1) 当皮尔逊相关系数>−1和<1时，越接近−1或1表示2个变量之间的相关性越强，越接近0表示越弱；一般在0.7以上或者0.7以下表示相关性较强。*表示在0.05水平(双尾)相关性显著。
1) When Pearson correlation coefficien >−1 and <1, the closer to −1 or 1 means the stronger the correlation between the two variables, and the closer to 0 means weaker; In general, the correlation coefficient above 0.7 or below −0.7 indicates the correlation is strong. * indicates a significant correlation at 0.05 level (two-tailed).2.5 草地贪夜蛾代谢差异产物分析与代谢途径预测
经色谱分离流出的组分不断进入质谱，质谱连续扫描进行数据采集，每一次扫描得到1张质谱图，将每一张质谱图中所有离子强度相加，得到1个总的离子流强度。然后以离子强度为纵坐标，时间为横坐标绘制总离子色谱图(图4)。
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图 4 草地贪夜蛾中肠代谢物质总离子色谱图S1、S2为ESI+离子模式总离子图，S3、S4为ESI−离子模式总离子图；S1、S3为对照组MY，S2、S4为试验组MY+LD50高效氯氰菊酯，扫描范围为“Full ms”。Figure 4. Total ion chromatogram of intestinal metabolites in Spodoptera frugiperdaS1 and S2 are the total ion plots of ESI+ ion mode, S3 and S4 are the total ion plots of ESI− ion mode. S1 and S3 are control group MY, S2 and S4 are experimental group MY+LD50 beta cypermethrin , the scanning range is “Full ms”.通过评分筛选代谢物进行定性分析，分数越高认定代谢物准确性越高，最终将筛选出来的代谢物进行数据分析。对照组为MY、试验组MY+LD50高效氯氰菊酯，LC-MS结果均未发现高效氯氰菊酯，可能由于虫中肠中高效氯氰菊酯浓度过低或已被降解故未测出；未发现二氯菊酸(DV菊酸)，可能是由于该物质是拟除虫菊酯中间体，浓度过低或已被降解故未测出。打开化合物EIC或XIC图，结果表明在MY，MY+LD50中发现4种代谢产物，2种为已报道的代谢产物为3−苯氧基苯甲酸(3-PBA)和邻苯二酚。MY+LD50高效氯氰菊酯代谢产物含量远高于MY种群，3-PBA相对丰度为0，只在试验组中测出了3-PBA，证明了3−苯氧基苯甲酸可能是高效氯氰菊酯解毒代谢的产物(表7)。检测出的代谢产物有：3−苯氧基苯甲酸(3-PBA) (保留时间为9.42 min)、癸酸(保留时间为8.58 min)、邻苯二酚(保留时间为3.92 min)、甲基−2,3−二氢−3,5−二羟基−2−氧代−3−吲哚乙酸(保留时间为1.71 min)。已知代谢物中包括3−苯氧基苯甲酸(3-PBA)和邻苯二酚，其中3−苯氧基苯甲酸(3-PBA)在对照组中未被检出。
表 7 高效氯氰菊酯解毒代谢产物分析Table 7. Analysis of detoxification metabolites of beta cypermethrin代谢物
Metabolite碎片化分数Fragmentation score 化学式
Formulam/z 保留时间/min
Retention time加合物
Adduct质量误差/(mg·kg−1)
Mass error试验组1)
Experimental group对照组2)
Control group3−苯氧基苯甲酸
3-Phenoxybenzoic acid89.7 C13H10O3 213.1 9.42 M-H 1.4 355 223.2 0 癸酸
Capric acid64.4 C11H22O2 186.3 8.58 M+FA−H 1.6 85 599.3 9 933.8 邻苯二酚
PyrocaTechol55.8 C6H6O2 109.0 3.92 M-H 0.1 286293.8 332595.0 甲基−2,3−二氢−3,5−二羟基-
2−氧代−3−吲哚乙酸
Methyl 2,3-dihydro- 3,5-dihydroxy- 2-oxo-3-indoleacetic acid51.9 C11H11NO5 236.1 1.71 M-H 0.8 95 283.6 6 806.4 1) 试验组为使用LD50高效氯氰菊酯处理的草地贪夜蛾MY种群；2) 对照组为未处理的草地贪夜蛾MY种群。
1) The experimental group is the MY population of Spodoptera frugiperda treated with LD50 beta cypermethrin; 2) The control group was the MY population untreated with LD50 beta cypermethrin.3−苯氧基苯甲酸、癸酸、邻苯二酚、甲基−2,3−二氢−3,5−二羟基−2−氧代−3−吲哚乙酸查找对比标准质谱库，得出结论，3−苯氧基苯甲酸分子式为：C13H10O3，精确分子量为214.063(M+应为m/z 214.063，标准质谱库M+为m/z 214.22)。实测分子离子峰m/z
214.148 (M+)存在(理论值 214.063)，可能由仪器校准误差或低分辨率质谱的峰宽导致。而m/z 213.056为[M-H]+(丢失1个H，理论值213.063)，偏差−0.007 D，可能是仪器误差或校准偏差。特征碎片分析：负离子模式下，常见碎片可能包括m/z171.028 [M-H-CO2]−羧基丢失；m/z93.0347 C6H5O−苯氧基负离子(常见于酚醚类化合物)。癸酸分子式为：C11H22O2。实测分子离子峰187.0978 ，M+峰可能较弱，易碎裂。特征碎片分析：[M-OH]+(失去羟基)为m/z 155.000(C10H19O+)；烷基链断裂为m/z 71.000(C5H11+)。邻苯二酚分子式为：C6H6O2。实测分子离子峰109.0295 。特征碎片分析：m/z 109.030 [M-H]−丢失H2O生成m/z 91.0184(C6H3O−)。甲基−2,3−二氢−3,5−二羟基−2−氧代−3−吲哚乙酸分子式为：C11H11NO5，精确分子量为237.063(负离子模式，去质子化分子：237.063−1.0078 =236.0056 )，实测分子离子峰236.0566 ，偏差−0.051 D，可能是仪器误差或校准偏差。特征碎片分析：常见碎片可能包括m/z195.051 (负离子模式下实际为[M-H-CO2]−，丢失羧基)；m/z173.046 可能为[M-H2O-CO2](接近但略高)，也可能是吲哚环开裂或脱羧后进一步碎裂的产物(如[C9H7NO2]−。进而推测出高效氯氰菊酯在草地贪夜蛾体内的代谢路径(图5)。试验结果已知代谢物中包括3−苯氧基苯甲酸(3-PBA)和邻苯二酚，其中，3−苯氧基苯甲酸(3-PBA)在对照组中未被检出，只在试验组中检出，同时查阅文献可知高效氯氰菊酯主要在CarE的水解或P450s的氧化作用下，酯键被破坏，生成顺式或反式二氯菊酸以及3−苯氧基苯甲醇(3-PBAlc)，且3−苯氧基苯甲醇被醇脱氢酶催化生成3−苯氧基苯甲醛(3-PBAld)，最后3−苯甲醛被醛脱氢酶氧化生成3-PBA。3−苯氧基苯甲醛氧化生成2,2−二甲基−1−(4−苯氧基苯基)丙酸，2,2−二甲基−1−(4−苯氧基苯基)丙酸醚键断裂生成苯酚，苯酚通过加甲基生成邻苯二酚。故推测高效氯氰菊酯可能通过草地贪夜蛾体内P450s、羧酸酯酶将高效氯氰菊酯代谢为3−苯氧基苯甲酸(3-PBA)，后经过氧化和水解作用最后生成邻苯二酚。![]()
图 5 草地贪夜蛾体内代谢高效氯氰菊酯的预测途径Figure 5. Prediction of in vivo metabolism pathway of beta cypermethrin in Spodoptera frugiperda3. 讨论与结论
高效氯氰菊酯是防治鳞翅目害虫的传统药剂，国内外研究表明，在入侵我国之前，草地贪夜蛾对拟除虫菊酯等各种杀虫剂已产生不同程度的抗性[10]。Gutiérrez-moreno等[6]研究表明草地贪夜蛾对Zeta−氯氰菊酯的敏感基线为0.02 µg/头，而高效氯氰菊酯毒力较Zeta−氯氰菊酯高1倍左右，表明迁飞入国内的虫对高效氯氰菊酯的实际抗性水平较高[7]，而在本研究中，因草地贪夜蛾迁入我国的年限短，室内构建的相对敏感品系LD50较高，因此得到的相对抗性倍数较低，与赵胜园等[5]研究结果一致，但四川草地贪夜蛾田间种群对高效氯氰菊酯实际抗性水平并不低，故作为抗性研究材料。同时，本研究中发现，在高效氯氰菊酯的选择压力下，SUS、CX、MY种群经高效氯氰菊酯处理后，其CarE活性显著增强，这与Li等[8]发现在拟除虫菊酯药剂处理下，草地贪夜蛾的CarE活性显著提升的结果相符合。Carvalho等[9]的研究指出，酯酶和多功能氧化酶在草地贪夜蛾对高效氯氰菊酯的抗性中扮演了关键性角色，对拟除虫菊酯类杀虫剂的代谢具有重要影响。3个种群GST、P450s、CarE活性随着抗性的升高而升高，说明这3种酶可能参与草地贪夜蛾对高效氯氰菊酯的解毒代谢。GST、P450s、CarE活性随着高效氯氰菊酯的LD50升高而增强，可能是由于药剂能够诱导昆虫解毒代谢酶活性的增加[20]，说明草地贪夜蛾可能通过调节解毒酶在体内的活性和相关基因的表达，从而增强其对杀虫剂的解毒代谢[21-22]。随着分子测序技术的发展，大量解毒代谢酶基因被发掘，研究发现，酶活试验结果表明CarE、GST、P450s活性上升，且草地贪夜蛾3个种群的CarE、GST、P450s基因的表达量明显上调，与Guo等[23]结果相符。GST epsilon9、CESFS12、CYP6AB12和CYP321A7基因的表达量显著上调，上调倍数分别为8.54、12.07、16.45和20.52倍，基本与Zhang等[24]结论相符。且CESFS12、GSTepsilon9、CYP6B50基因表达量与高效氯氰菊酯抗性显著相关，说明GST、P450s、CarE均可能参与高效氯氰菊酯代谢。
研究结果表明，高效氯氰菊酯在降解过程中存在4种差异代谢物：3−苯氧基苯甲酸(3-PBA)、癸酸、邻苯二酚、甲基−2, 3−二氢−3, 5−二羟基−2−氧代−3−吲哚乙酸。其中3−苯氧基苯甲酸(3-PBA)、邻苯二酚为高效氯氰菊酯已知代谢产物。同时高效氯氰菊酯酯键主要在CarE的水解或P450s的氧化作用下被破坏，生成顺式或反式二氯菊酸以及3−苯氧基苯甲醇(3- PBAlc)。推断出3−苯氧基苯甲醇被醇脱氢酶催化生成3−苯氧基苯甲醛(3-PBA)，最后3−苯甲醛被醛脱氢酶氧化生成3-PBA，与陈澄宇等[25]结果相同。3−苯氧基苯甲醛氧化生成2, 2−二甲基−1−(4−苯氧基苯基)丙酸，2, 2−二甲基−1−(4−苯氧基苯基)丙酸醚键断裂生成苯酚，苯酚通过加甲基生成邻苯二酚。氯氰菊酯的代谢涉及由P450s、醇脱氢酶及醛脱氢酶参与的氧化，以及羧酸酯酶参与的水解[25]。拟除虫菊酯代谢产物的结构鉴定发现高效氯氰菊酯在棉铃虫体内的代谢产物有二氯菊酸(DCCA)和3−苯氧基苯甲酸(3-PBA)[26]，与本文结果基本一致。Vontas等[27]研究表明拟除虫菊酯类药剂可作为GST的底物或抑制剂，但拟除虫菊酯类药剂不能直接被GST降解。故表明高效氯氰菊酯可能通过草地贪夜蛾体内P450s、羧酸酯酶将高效氯氰菊酯代谢为3−苯氧基苯甲酸(3-PBA)，后经过氧化和水解作用最后生成邻苯二酚。
本研究表明，3个种群GST、P450s、CarE活性随着抗性的升高而升高，且LD50的高效氯氰菊酯能够诱导昆虫解毒代谢酶活性的增加。与Prapanthadara等[28]研究结果一致。故推测草地贪夜蛾可能通过调节解毒酶在体内的活性和相关基因的表达，增强其对杀虫剂的解毒代谢，与Yang等[29]结论一致。在高效氯氰菊酯致死中量的作用下，存在已报道的代谢差异产物：3−苯氧基苯甲酸(3-PBA)、癸酸、邻苯二酚、甲基−2,3−二氢−3,5−二羟基−2−氧代−3−吲哚乙酸4种物质，研究结果为探究高效氯氰菊酯机理研究提供了基础理论参考，对草地贪夜蛾综合防治及农药科学应用于田间防治具有重要意义。
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图 1 SUS、CX、MY种群CarE基因的相对表达量
相同基因不同种群柱子上方的不同小写字母表示种群间差异显著(P<0.05，单因素方差分析)。
Figure 1. Relative expression of CarE genes in SUS, CX and MY populations
Different lowercase letters on the columns of the same gene and different populations indicate significant differences anmong populations (P<0.05, one-way ANOVA).
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图 2 SUS、CX、MY种群GST基因的相对表达量
相同基因不同种群柱子上方的不同小写字母表示种群间差异显著(P<0.05，单因素方差分析)。
Figure 2. Relative expression of GST genes in SUS, CX and MY populations
Different lowercase letters on the columns of the same gene and different populations indicate significant differences anmong populations (P<0.05, one-way ANOVA).
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图 3 SUS、CX、MY种群中P450s基因的相对表达量
相同基因不同种群柱子上方的不同小写字母表示种群间差异显著(P<0.05，单因素方差分析)。
Figure 3. Relative expression of P450s genes in SUS, CX and MY populations
Different lowercase letters on the columns of the same gene and different populations indicate significant differences anmong populations (P<0.05, one-way ANOVA).
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图 4 草地贪夜蛾中肠代谢物质总离子色谱图
S1、S2为ESI+离子模式总离子图，S3、S4为ESI−离子模式总离子图；S1、S3为对照组MY，S2、S4为试验组MY+LD50高效氯氰菊酯，扫描范围为“Full ms”。
Figure 4. Total ion chromatogram of intestinal metabolites in Spodoptera frugiperda
S1 and S2 are the total ion plots of ESI+ ion mode, S3 and S4 are the total ion plots of ESI− ion mode. S1 and S3 are control group MY, S2 and S4 are experimental group MY+LD50 beta cypermethrin , the scanning range is “Full ms”.
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图 5 草地贪夜蛾体内代谢高效氯氰菊酯的预测途径
Figure 5. Prediction of in vivo metabolism pathway of beta cypermethrin in Spodoptera frugiperda
表 1 差异表达基因qPCR引物信息
Table 1 qPCR primer information of differentially expressed genes
基因
Gene引物名称
Prime name引物序列(5’→3’)
Prime sequence片段长度/bp
Fragment lengthU20139.1 EF1α-F TGGGCGTCAACAAAATGGA 148 EF1α-R TCTCCGTGCCAGCCAGAAAT NC_058085.1 GADPH-F CGGTGTCTTCACAACCACAG 140 GADPH-R TTGACACCCAACGACGAACAT NC_064218.1 GST epsilon11-F GGTTGCTGGTGACCAACCTA 81 GST epsilon11-R ATGTCCCAACCAACAGCCAG NC_064231.1 GST epsilon9-F CTTTGGACATGAGTCCGCCT 91 GST epsilon9-R GCCGGTACGTTGACGATGAT NC_036208.1 GST3-F CACAAAAGGAGTTGCCGGTG 133 GST3-R ATGGCCCTTGCTTTAGGGTC NC_064241.1 GST delA1-F AACAACAGCCTGTACCCGAG 124 GST delA1-R CCCCACCGAAGATTTGTGGA NC_064218.1 GST delA3-F TTTCCTATCAGCGGGCCTTC 91 GST delA3-R GCAATAGCACGACTCTCCCA NC_064238.1 CYP4G75-F ATGAGCTACACGACTGCAG 148 CYP4G75-R GTTTGGCCGCGAGTTCATAT NC_064233.1 CYP6AB12-F ATGCAGTCTTTAGCCGGTCT 114 CYP6AB12-R AATGCACTGAACCACGGAAC ULR85595.1 CYP6AN4-F CATAAGTTCGCGTACCTGCC 96 CYP6AN4-R AACTGCTGCTAACCCTGCTA NC_064214.1 CYP6B50-F ACAATCTTTTCCACGCCGAC 111 CYP6B50-R CTCGGTTGGCAAGCATGTAA AGO62005.1 CYP321A7-F AAGTGCTCAAGACTTCGTGC 116 CYP321A7-R TGCCGAAGATAGCTCCACAA XM_035579984.1 CESFS8-F TGGCGCAGCTGCTATAGATT 136 CESFS8-R TCCAAGCTTGAACGCTCTGT XM_035584193.1 CESFS9-F GCTACCCTGGAATGGTCCTC 95 CESFS9-R TTTGGGAGTTCCGGTGGTTG XM_035596781.2 CESFS2-F TGCTCCACAGAAGGATGGTG 123 CESFS2-R TGCCAGATGTGGTACAATCCA XM_035578942.1 CESFS5-F ACGATCCTGTTGGATACGCC 120 CESFS5-R TCAGTGCAGTGTGCAAAACG XM_035586904.1 CESFS12-F GGCGGATATACCGGACGAAG 133 CESFS12-R GCCTACCGGTGGTTTAGCAT 
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表 2 高效氯氰菊酯对草地贪夜蛾田间种群毒力测定
Table 2 Determination of the virulence of beta cypermethrin on field populations of Spodoptera frugiperda
种群1)
Population斜率±标准误
Slope±SELD50/(μg·g−1) 95%置信限/(μg·g−1)
95% CI卡方(自由度)
X²(df)P 抗性倍数
Resistant ratio米易 MY 2.250±0.350 84.201 68.161~109.453 5.741(13) 0.924 4.02 德昌 DC 3.583±0.468 72.263 58.973~90.387 8.789(13) 0.762 3.45 仁和 RH 3.949±0.768 71.889 57.164~86.001 14.214(13) 0.966 3.43 苍溪 CX 2.751±0.367 42.622 34.667~51.013 7.831(13) 0.923 2.03 会东 HD 3.042±0.452 41.166 32.939~49.345 5.433(13) 0.952 1.96 敏感品系 SUS
Sensitive strain SUS2.704±0.565 20.950 17.763~24.094 7.409(13) 0.876 1.00 1) 敏感品系SUS为室内草地贪夜蛾敏感品系，来源于中国农业大学昆虫毒理实验室，在室内饲养，不接触农药。
1) SUS is an indoor susceptible strain of Spodoptera frugiperda from the Insect Toxicology Laboratory of China Agricultural University, which is raised indoors without contact with pesticides.
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表 3 高效氯氰菊酯对草地贪夜蛾3龄幼虫解毒酶活性的影响1)
Table 3 Effects of beta cypermethrin on detoxification enzyme activities for 3rd instar larvae of Spodoptera frugiperda
组别
GroupCarE/
(mmol·min−1)GST/
(mmol·min−1)P450s/
(mmol·min−1)SUS 0.225±0.02f 0.419±0.02f 0.510±0.04e SUS+LD50 0.409±0.03c 0.525±0.09e 0.544±0.02e CX 0.305±0.03e 0.808±0.02d 0.880±0.07d CX+LD50 0.472±0.07b 0.919±0.04c 0.948±0.04c MY 0.341±0.09d 0.961±0.09b 1.115±0.06b MY+LD50 0.654±0.11a 1.316±0.05a 1.462±0.13a 1) 同列数据后的不同小写字母表示处理间差异显著(P<0.05，单因素方差分析)。
1) Different lowercase letters after the same column data indicate significant differences among treatments (P<0.05, one-way ANOVA).
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表 4 高效氯氰菊酯抗性倍数与羧酸酯酶活性及其基因表达量的相关性分析1)
Table 4 Correlation analysis of beta cypermethrin resistance ratios with carboxylesterase activity and its gene expressions
标目 Item 抗性倍数 RR CESFS8 CESFS9 CESFS2 CESFS5 CESFS12 CarE 抗性倍数 RR 1 0.39 −0.948* 0.622 −0.056 0.948* 0.922* CESFS8 0.39 1 −0.076 −0.478 0.897 0.663 0.716 CESFS9 −0.948* −0.076 1 −0.839 0.371 −0.797 −0.751 CESFS2 0.622 −0.478 −0.839 1 −0.817 0.34 0.27 CESFS5 −0.056 0.897 0.371 −0.817 1 0.264 0.335 CESFS12 0.948* 0.663 −0.797 0.34 0.264 1 0.997* CarE 0.922* 0.716 −0.751 0.27 0.335 0.997* 1 1) 当皮尔逊相关系数>−1和<1时，越接近−1或1表示2个变量之间的相关性越强，越接近0表示越弱；一般在0.7以上或者0.7以下表示相关性较强。*表示在0.05水平(双尾)相关性显著。
1) When Pearson correlation coefficien >−1 and <1, the closer to −1 or 1 means the stronger the correlation between the two variables, and the closer to 0 means weaker; In general, the correlation coefficient above 0.7 or below −0.7 indicates the correlation is strong. * indicates a significant correlation at 0.05 level (two-tailed).
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表 5 高效氯氰菊酯抗性倍数与细胞色素P450s活性及其基因表达量的相关性分析1)
Table 5 Correlation analysis of beta cypermethrin resistance ratios with cytochrome P450s activity and its gene expressions
标目 Item 抗性倍数 RR CYP4G75 CYP4G75 CYP6AN4 CYP6B50 CYP321A7 P450s 抗性倍数 RR 1 0.588 0.94* 0.54 0.995* 0.308 0.953* CYP4G75 0.588 1 0.829 −0.363 0.666 −0.588 0.316 CYP4G75 0.94* 0.829 1 0.22 0.969* −0.035 0.793 CYP6AN4 0.54 −0.363 0.22 1 0.453 0.967* 0.769 CYP6B50 0.995* 0.666 0.969* 0.453 1 0.211 0.918 CYP321A7 0.308 −0.588 −0.035 0.967* 0.211 1 0.582 P450 0.953* 0.316 0.793 0.769 0.918 0.582 1 1) 当皮尔逊相关系数>−1和<1时，越接近−1或1表示2个变量之间的相关性越强，越接近0表示越弱；一般在0.7以上或者0.7以下表示相关性较强。*表示在0.05水平(双尾)相关性显著。
1) When Pearson correlation coefficien >−1 and <1, the closer to −1 or 1 means the stronger the correlation between the two variables, and the closer to 0 means weaker; In general, the correlation coefficient above 0.7 or below −0.7 indicates the correlation is strong. * indicates a significant correlation at 0.05 level (two-tailed).
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表 6 高效氯氰菊酯抗性倍数与谷胱甘肽转移酶活性及其基因表达量的相关性分析1)
Table 6 Correlation analysis of beta cypermethrin resistance ratios with glutathione S-transferase and its gene exressions
标目 Item 抗性倍数 RR GST epsilon11 GST epsilon9 GST3 GST delA1 GSTdel A3 GST 抗性倍数 RR 1 0.252 0.959* 0.707 0.094 0.996* 0.911 GST epsilon11 0.252 1 0.515 0.863 −0.94* 0.338 −0.17 GST epsilon9 0.959* 0.515 1 0.878 −0.191 0.981 0.757 GST3 0.707 0.863 0.878 1 −0.638 0.767 0.351 GST delA1 0.094 −0.94* −0.191 −0.638 1 0.005 0.497 GST delA3 0.996* 0.338 0.981 0.767 0.005 1 0.87 GST 0.911 −0.17 0.757 0.351 0.497 0.87 1 1) 当皮尔逊相关系数>−1和<1时，越接近−1或1表示2个变量之间的相关性越强，越接近0表示越弱；一般在0.7以上或者0.7以下表示相关性较强。*表示在0.05水平(双尾)相关性显著。
1) When Pearson correlation coefficien >−1 and <1, the closer to −1 or 1 means the stronger the correlation between the two variables, and the closer to 0 means weaker; In general, the correlation coefficient above 0.7 or below −0.7 indicates the correlation is strong. * indicates a significant correlation at 0.05 level (two-tailed).
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表 7 高效氯氰菊酯解毒代谢产物分析
Table 7 Analysis of detoxification metabolites of beta cypermethrin
代谢物
Metabolite碎片化分数Fragmentation score 化学式
Formulam/z 保留时间/min
Retention time加合物
Adduct质量误差/(mg·kg−1)
Mass error试验组1)
Experimental group对照组2)
Control group3−苯氧基苯甲酸
3-Phenoxybenzoic acid89.7 C13H10O3 213.1 9.42 M-H 1.4 355 223.2 0 癸酸
Capric acid64.4 C11H22O2 186.3 8.58 M+FA−H 1.6 85 599.3 9 933.8 邻苯二酚
PyrocaTechol55.8 C6H6O2 109.0 3.92 M-H 0.1 286293.8 332595.0 甲基−2,3−二氢−3,5−二羟基-
2−氧代−3−吲哚乙酸
Methyl 2,3-dihydro- 3,5-dihydroxy- 2-oxo-3-indoleacetic acid51.9 C11H11NO5 236.1 1.71 M-H 0.8 95 283.6 6 806.4 1) 试验组为使用LD50高效氯氰菊酯处理的草地贪夜蛾MY种群；2) 对照组为未处理的草地贪夜蛾MY种群。
1) The experimental group is the MY population of Spodoptera frugiperda treated with LD50 beta cypermethrin; 2) The control group was the MY population untreated with LD50 beta cypermethrin.
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