将体外杀虫剂选择压力应用于一种易感的羊蝇菌株，发现其抗性发展速度和交叉抗性模式存在差异

《Veterinary Parasitology》：Application of in vitro insecticide selection pressure to a susceptible strain of the sheep blowfly reveals different rates of resistance development and cross-resistance patterns

羊 blowfly 对 dicyclanil 和 imidacloprid 的抗药性发展及交叉抗药性研究。实验室施压显示 imidacloprid 抗药性在第4轮出现，9轮达10倍，dicyclanil 第13轮出现，15轮达3.5倍。两化合物选育菌株均产生交叉抗药性，其中 imidacloprid 选育株对 dicyclanil 抗性（4.8倍）高于自身（3.5倍），验证了共同机制。研究强调抗药性快速演化及化学轮换策略的重要性。

　　

安德鲁·C·科茨（Andrew C. Kotze）| 尼尔·H·巴格纳尔（Neil H. Bagnall）| 安吉拉·P·拉弗尔（Angela P. Ruffell）| 尼古拉斯·M·罗尔斯（Nicholas M. Rolls）

摘要

本研究旨在调查绵羊丽蝇（Lucilia cuprina）对嘧啶衍生物二环酰菌素（dicyclanil）和新烟碱类杀虫剂吡虫啉（imidacloprid）的抗性发展情况。我们对一个易感菌株施加了实验室条件下的杀虫剂选择压力，并测量了其对抗所有现有杀蝇化学品所产生的抗性模式。两种化合物的抗性出现动态存在显著差异：吡虫啉的抗性在经过4轮选择后开始出现，随后在第9轮时增加至近10倍，并在实验结束前的第15轮保持相对稳定；而二环酰菌素的抗性直到第13轮选择时才出现，到第15轮时增加到约3.5倍。这种吡虫啉抗性的快速发展与过去25年中野外丽蝇种群中的抗性出现情况一致。经过吡虫啉选择的菌株也对二环酰菌素产生了抗性（3.1倍），同样，经过二环酰菌素选择的菌株也对吡虫啉产生了抗性（4.8倍）。这种对吡虫啉的抗性水平略高于其对二环酰菌素本身的抗性水平（3.5倍）。本研究揭示了绵羊丽蝇对不同化合物抗性出现的动态，并描述了交叉抗性模式，这对制定杀虫剂轮换策略具有重要意义。通过展示在接触单一类别杀虫剂后对两类杀虫剂产生抗性的现象，本研究强调了在设计寄生虫控制杀虫剂使用策略时需要考虑可能跨越多种杀虫剂类别的抗性机制的潜在影响。

引言

绵羊丽蝇侵扰是世界上许多地区绵羊养殖业面临的重要经济和福利问题。在澳大利亚，大多数丽蝇侵扰是由Lucilia cuprina引起的（Kotze和James 2022）。控制丽蝇侵扰主要依赖于杀虫剂的使用，通常是在预期丽蝇活动之前对绵羊进行预防性处理。然而，这种寄生虫已经表现出对有机磷类（如敌敌畏）、苯甲酰苯脲类（如氟氯氰菊酯）和三嗪类（如赛罗嗪）杀虫剂的抗性（Sandeman等人，2014年），最近的报告还表明它对另外两类杀虫剂也产生了抗性：即嘧啶衍生物二环酰菌素和新烟碱类吡虫啉（Sales等人，2020年；Kotze等人，2022年；Kotze等人，2024a年）。对于澳大利亚的绵羊产业来说，二环酰菌素的抗性尤其令人担忧，因为它是目前使用最广泛的杀蝇剂（Colvin等人，2022b年），主要是由于其能够提供更长的保护期（长达29周），而其他现有杀虫剂的保护期仅为14周（https://www.wool.com/globalassets/wool/on-farm-research/flystrike/flystrike-prevention-treatment-chemical-guide-v4.pdf，访问日期：2024年12月1日）。

澳大利亚当前的绵羊产业指南建议在实际可行的情况下轮换使用杀蝇剂，以延缓野外种群抗性的发展速度（https://www.wool.com/on-farm-research/flystrike-chemicals/，访问日期：2024年12月1日）。杀虫剂轮换包括五种药物：二环酰菌素和赛罗嗪（由于结构相似性而归为一组，Madoc等人，2005年）、吡虫啉、氯氰菊酯、斯皮诺沙德（spinosad）和伊维菌素。如上所述，最近的报告指出野外采集的丽蝇菌株已经对二环酰菌素和吡虫啉产生了抗性。体外实验表明，这两种杀虫剂的抗性与细胞色素P450酶有关（Kotze等人，2022年；Kotze等人，2024a年；Kotze等人，2024b年），这提示这两种化合物的抗性可能是由于共同机制导致的交叉抗性。实验室研究也证实了这种交叉抗性的存在，即对其中任何一种杀虫剂的选择压力都会导致丽蝇对这两种化合物的抗性增加（Kotze等人，2024b年）。

上述杀虫剂选择研究使用的丽蝇菌株是从野外采集的，在选择过程开始时就已经对这两种杀虫剂表现出显著的抗性（Kotze等人，2024b年）。因此，该研究代表了抗性在野外种群中建立后的进一步发展。本研究通过使用二环酰菌素和吡虫啉对易感菌株施加选择压力，来探讨抗性的初始阶段。通过这种方式，我们旨在研究这两种杀虫剂抗性出现的动态以及单类杀虫剂选择后产生的交叉抗性模式。

部分内容摘要

化学物质

二环酰菌素、吡虫啉、斯皮诺沙德和伊维菌素购自Sigma-Aldrich公司。赛罗嗪购自Chem Service公司。所有化学物质均以10毫克/毫升的浓度溶解在乙醇中，并储存在-20°C下。随后通过乙醇系列稀释制备了多种溶液。

用于生物测定实验的幼虫营养培养基包含绵羊血清（Life Technologies）、80毫克/升的酵母提取物（Millipore）、35毫摩尔的KH2PO4、250微克/毫升的青霉素（Life Technologies）和250微克的链霉素（Life Technologies）。

结果

表1描述了使用二环酰菌素或吡虫啉对LS菌株施加选择压力的情况。两种菌株分别接受了15轮的选择压力，二环酰菌素选择的菌株共经历了25代，吡虫啉选择的菌株共经历了26代。在此期间，二环酰菌素的选择剂量从0.0625微克增加到了0.36微克，吡虫啉的选择剂量从1.25微克增加到了20微克。

讨论

本研究通过实验室条件下的药物选择压力，对易感菌株进行了研究，以考察其对两种杀虫剂的抗性发展情况。结果表明，这两种化合物的抗性发展速度不同，并且在单类杀虫剂选择后出现了不同化学类别之间的交叉抗性模式。

使用二环酰菌素或吡虫啉进行选择均导致了抗性的产生

利益声明

其中一位作者（NR）是Elanco Australasia Pty Limited的在职员工，该公司为这项研究提供了资金支持。其他作者均声明没有利益冲突。

作者贡献声明

安德鲁·C·科茨（Andrew C. Kotze）：概念构思、数据分析、资金获取、研究实施、方法论制定、项目管理、监督及初稿撰写。安吉拉·P·拉弗尔（Angela P. Ruffell）：研究实施。尼尔·H·巴格纳尔（Neil H. Bagnall）：研究实施、撰写及审稿编辑。尼古拉斯·M·罗尔斯（Nicholas M. Rolls）：概念构思、资金获取、撰写及审稿编辑。

利益冲突

其中一位作者（NR）是Elanco Australasia Pty Limited的在职员工，该公司为这项研究提供了资金支持。其他作者均声明没有利益冲突。

致谢

本研究的资金由Elanco Australasia和CSIRO提供。