易(yi)科泰呼吸(xi)代(dai)謝(xie)測量技(ji)術：昆蟲對殺(sha)蟲劑(ji)的(de)響(xiang)應(ying)

昆蟲與(yu)殺(sha)蟲劑(ji)，是壹(yi)場人(ren)類與(yu)昆蟲的(de)戰(zhan)爭。長期(qi)使(shi)用殺(sha)蟲劑(ji)易使(shi)昆蟲產生不同程(cheng)度的(de)抗(kang)藥性、甚至產生交互抗(kang)性，從(cong)而不利於生(sheng)態(tai)環(huan)境的(de)保(bao)護(hu)和(he)農業生產成本的(de)降低。目(mu)前(qian)已知昆蟲對殺(sha)蟲劑(ji)的(de)響(xiang)應(ying)包(bao)括(kuo)生(sheng)態(tai)行(xing)為、發育、生(sheng)理(li)代(dai)謝(xie)、基因表達、神(shen)經系(xi)統(tong)、表型適(shi)應(ying)等方(fang)面(mian)，但(dan)昆蟲響(xiang)應(ying)殺(sha)蟲劑(ji)更(geng)深(shen)入(ru)的(de)機(ji)制(zhi)目(mu)前(qian)仍(reng)不清(qing)楚。易科泰昆蟲呼吸(xi)代(dai)謝(xie)和行(xing)為監測技(ji)術是(shi)深(shen)入(ru)評(ping)估(gu)殺(sha)蟲劑(ji)對昆蟲新陳(chen)代(dai)謝(xie)研究(jiu)的(de)創新型(xing)方(fang)案(an)。      

案(an)例(li)壹(yi)：玉(yu)米(mi)象(xiang)甲(jia)蟲抗藥(yao)性與(yu)適(shi)應(ying)性代(dai)價(jia)

殺(sha)蟲劑(ji)抗藥(yao)性研究(jiu)不僅在害(hai)蟲管理(li)方(fang)案(an)中具有實際重要性，而且作為害(hai)蟲新適(shi)應(ying)的(de)表型及其(qi)相關(guan)的(de)生(sheng)理(li)（和遺傳(chuan)）變化的(de)進(jin)化模(mo)型也(ye)很(hen)重要。壹(yi)般(ban)假設(she)認(ren)為，昆蟲具備(bei)了(le)抗藥性，往(wang)往(wang)是以(yi)其(qi)生理(li)適(shi)合(he)度(du)（fitness）降低為代(dai)價(jia)的(de)，壹(yi)旦具備(bei)了(le)對殺(sha)蟲劑(ji)的(de)抗(kang)藥性，其(qi)對環(huan)境適(shi)合(he)度(du)往(wang)往(wang)會降低。

氧氣攝入(ru)代(dai)表了昆蟲生理(li)過程能(neng)量需(xu)求(qiu)，可(ke)通過昆蟲的(de)呼吸(xi)速率（單位時(shi)間(jian)二氧化碳產生量VCO₂或(huo)氧氣消(xiao)耗量VO₂）來評估(gu)昆蟲種群對不同環(huan)境條件的(de)適(shi)應(ying)性。昆蟲呼吸(xi)速率的(de)變化有助於檢(jian)測與(yu)無(wu)殺(sha)蟲劑(ji)環境中的(de)殺(sha)蟲劑(ji)抗藥(yao)性相(xiang)關(guan)的(de)可(ke)能適(shi)應(ying)性代(dai)價(jia)，而脂(zhi)肪(fang)體(ti)形態(tai)的(de)改(gai)變表明在接(jie)觸有毒化合(he)物(wu)時(shi)，生(sheng)物體(ti)脂(zhi)肪(fang)體(ti)形態(tai)能(neng)量儲備(bei)的(de)可(ke)用性和(he)動員(yuan)力。

巴(ba)西(xi)維(wei)索(suo)薩(sa)聯(lian)邦(bang)大(da)學(xue)Raul Narciso C. Guedes教(jiao)授團隊研究(jiu)了(le)殺(sha)蟲劑(ji)敏(min)感的(de)（來自Sete Lagoas）和(he)抗(kang)藥(yao)性種群（來自Jacarezinho和(he)Juiz de Fora）成體(ti)玉(yu)米(mi)象(xiang)發(fa)育(yu)速率、呼吸(xi)速率和脂(zhi)肪體(ti)細(xi)胞(bao)形態(tai)學(xue)等指標(biao)。實驗中的(de)呼吸(xi)速率測試使(shi)用了SSI昆蟲呼吸(xi)代(dai)謝(xie)系統(tong)，結(jie)果顯(xian)示（上圖右(you)），來自Jacarezinho的(de)玉(yu)米(mi)象(xiang)呼吸(xi)速率顯(xian)著高於其(qi)它兩個(ge)種群。來自Jacarezinho和(he)Juiz de Fora的(de)殺(sha)蟲劑(ji)抗性種群之間(jian)的(de)適(shi)應(ying)性差異可(ke)能是由(you)於其(qi)抗藥(yao)性的(de)遺傳(chuan)起源差異。

研究(jiu)認(ren)為，當前(qian)研究(jiu)結(jie)果證(zheng)實殺(sha)蟲劑(ji)抗性與(yu)脂(zhi)肪(fang)體(ti)細(xi)胞(bao)形態(tai)和(he)呼吸(xi)速率之間(jian)存(cun)在關(guan)聯，導(dao)致更(geng)高的(de)儲存能(neng)量，可(ke)以很(hen)容(rong)易(yi)地動員(yuan)起來用於殺(sha)蟲劑(ji)抗性。此(ci)外(wai)，對(dui)抗性殺(sha)蟲劑(ji)的(de)高(gao)能量需(xu)求(qiu)可(ke)能會帶來額外(wai)的(de)能(neng)量代(dai)價(jia)，即在沒有殺(sha)蟲劑(ji)的(de)情況(kuang)下阻(zu)止(zhi)抗(kang)性表型的(de)固(gu)化，除(chu)非其(qi)儲存能(neng)量儲備(bei)和(he)動員(yuan)能量儲備(bei)的(de)能(neng)力足以(yi)滿足潛(qian)在的(de)相(xiang)互沖(chong)突(tu)的(de)生(sheng)理(li)過程（例(li)如(ru)抗性和(he)發(fa)育）。

案(an)例(li)二：大(da)豆夜蛾(e)毒殺(sha)後的(de)運(yun)動行(xing)為、呼吸(xi)代(dai)謝(xie)、食物(wu)消(xiao)耗等研究(jiu)

毒死(si)蜱(pi)（Chlorpyrifos）是(shi)壹(yi)種中等毒性和(he)廣(guang)譜(pu)有機磷殺(sha)蟲劑(ji)，已被用於控(kong)制(zhi)谷物(wu)、棉(mian)花(hua)、水果、蔬(shu)菜、谷(gu)物(wu)和觀賞(shang)植(zhi)物的(de)害(hai)蟲。毒死(si)蜱(pi)抑(yi)制(zhi)乙(yi)酰(xian)膽(dan)堿(jian)酯(zhi)酶(mei)，神(shen)經元(yuan)突觸中乙(yi)酰(xian)膽(dan)堿(jian)的(de)增加(jia)。毒死(si)蜱(pi)還影響(xiang)其(qi)他神(shen)經遞質(zhi)、酶(mei)和細(xi)胞信(xin)號(hao)通路，其(qi)劑(ji)量低於抑(yi)制(zhi)乙(yi)酰(xian)膽(dan)堿(jian)酯(zhi)酶(mei)的(de)劑(ji)量。

巴(ba)西(xi)維(wei)索(suo)薩(sa)聯(lian)邦(bang)大(da)學(xue)Angelica Plata-Rueda博(bo)士(shi)等科研人(ren)員(yuan)評估(gu)了(le)攝入(ru)暴露(lu)於毒死(si)蜱(pi)後大(da)豆夜蛾(e)的(de)毒性、存(cun)活率和副(fu)作用（運(yun)動行(xing)為、呼吸(xi)速率、食物(wu)消(xiao)耗和(he)中腸組(zu)織病理(li)學(xue)）。 研究(jiu)中使(shi)用SSI昆蟲呼吸(xi)代(dai)謝(xie)測量技(ji)術、VISIR動物(wu)視(shi)頻(pin)行(xing)為分析(xi)技(ji)術進(jin)行(xing)大(da)豆夜蛾(e)的(de)呼吸(xi)速率、運(yun)動行(xing)為狀態(tai)監(jian)測分析(xi)。    

     毒死(si)蜱(pi)（LC50=0.58g L^-1和(he)LC90=0.85g L^-1，LC50為半致死(si)濃(nong)度，LC90為90%致死(si)濃(nong)度）對大(da)豆夜蛾(e)有毒殺(sha)效(xiao)應(ying)，並(bing)且LC50毒死(si)蜱(pi)下夜蛾(e)存(cun)活率從(cong)對(dui)照99%降低到(dao)30%。研究(jiu)認(ren)為，該殺(sha)蟲劑(ji)降低了大(da)豆夜蛾(e)的(de)呼吸(xi)速率、 食物(wu)消(xiao)耗量，改(gai)變了(le)行(xing)為反應(ying)以(yi)及中腸組(zu)織病變損(sun)傷(shang)。

北(bei)京易(yi)科泰生態(tai)技(ji)術有限公(gong)司與(yu)美(mei)國(guo)Sable能(neng)量代(dai)謝(xie)技術公(gong)司(si)等合(he)作提供專業的(de)能(neng)量代(dai)謝(xie)與(yu)行(xing)為監測分(fen)析(xi)技(ji)術方(fang)案(an)，如(ru)SSI昆蟲呼吸(xi)代(dai)謝(xie)測量系(xi)統(tong)、VISIR動物(wu)視(shi)頻(pin)行(xing)為監測分(fen)析(xi)系(xi)統(tong)。 

參考文獻

1.Angelica Plata-Rueda, Carlos Henrique Martins de Menezes, et al., Side-effects caused by chlorpyrifos in the velvetbean caterpillar Anticarsia gemmatalis (Lepidoptera: Noctuidae), Chemosphere,Volume 259,2020.

2.Eugênio E.Oliveira,R N C.Guedes, Marcos R.Tótola, PauloDe MarcoJr. Competition between insecticide-susceptible and -resistant populations of the maize weevil, Sitophilus zeamais. Chemosphere,Volume 69, Issue1, August 2007, Pages 17-24.

3.Guedes R N C, Oliveira E E, Guedes N M P, et al. Cost and mitigation of insecticide resistance in the maize weevil, Sitophilus zeamais[J]. Physiological Entomology, 2006, 31(1):30-38.