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新烟碱杀虫剂具有高效、对哺乳动物低毒、环境兼容性好等优点,广泛用于防治刺吸式口器害虫,以及部分鳞翅目、鞘翅目害虫。因长期频繁使用,面临严重抗性问题。环氧虫啶是由华东理工大学最新研制的新烟碱杀虫剂,相比经典商品化新烟碱杀虫剂,具有独特的桥环顺硝烯结构,杀虫活性高,可以有效防治刺吸式口器害虫,对吡虫啉抗性害虫高效。本论文针对环氧虫啶等桥环新烟碱化合物,开展其在昆虫体内的解毒机制及植物体内降解研究,为桥环新烟碱杀虫剂的后续应用开发提供参考。 本文首先选取苜蓿蚜研究体系,针对昆虫解毒机制常涉及的P450酶(cytochromeP450)、谷胱甘肽-S-转移酶(glutathione S-transferases,GSTs)和酯酶(esterases,ESTs),利用三类酶的广谱抑制剂,研究环氧虫啶等桥环新烟碱化合物在苜蓿蚜体内的解毒机制。结果表明,桥环新烟碱化合物在苜蓿蚜体内的解毒机制与吡虫啉不同。苜蓿蚜对吡虫啉的解毒代谢过程中,P450酶发挥主导作用;而在对环氧虫啶等桥环化合物的解毒代谢过程中,GSTs的作用相比P450酶更为重要。进一步比较不同解毒酶对桥环新烟碱化合物的解毒代谢能力,发现苜蓿蚜体内的解毒酶对该类化合物的解毒代谢能力与桥环新烟碱化合物的结构有关。同时,环氧虫啶对苜蓿蚜不同解毒酶的诱导能力也存在差异。不同亚致死剂量环氧虫啶均可以诱导提升苜蓿蚜体内P450酶和GSTs的酶活力,其中对P450酶的诱导能力随环氧虫啶浓度的降低而降低。此外,利用UPLC方法研究了昆虫和植物对环氧虫啶的降解情况,发现GSTs有助于环氧虫啶降解并转化为高活性化合物NTN32692,从而影响该杀虫剂的杀虫效果。研究还发现,相比NTN32692,环氧虫啶可以在水稻体内保留较长时间。因此,环氧虫啶可以在植物体内较稳定存在的特点,有利于延长环氧虫啶对作物的保护时间。