Die Verwendung vonPermethrin(Pyrethroid) ist ein wichtiger Bestandteil der Schädlingsbekämpfung bei Tieren, Geflügel und in städtischen Umgebungen weltweit, wahrscheinlich aufgrund seiner relativ geringen Toxizität für Säugetiere und seiner hohen Wirksamkeit gegen Schädlinge 13 . Permethrin ist ein BreitbandInsektizidDas Mittel hat sich gegen eine Vielzahl von Schadinsekten, darunter auch Stubenfliegen, als wirksam erwiesen. Pyrethroid-Insektizide wirken auf spannungsgesteuerte Natriumkanalproteine und stören die normale Aktivität der Porenkanäle. Dies führt zu wiederholter Aktivierung, Lähmung und schließlich zum Absterben der Nerven, die mit dem Insekt in Kontakt kommen. Der häufige Einsatz von Permethrin in Schädlingsbekämpfungsprogrammen hat zu einer weit verbreiteten Resistenz bei verschiedenen Insekten16,17,18,19, darunter auch Stubenfliegen20,21, geführt. Eine erhöhte Expression von metabolischen Entgiftungsenzymen wie Glutathiontransferasen oder Cytochrom P450 sowie eine Unempfindlichkeit gegenüber dem Wirkort sind die Hauptmechanismen, die zur Permethrinresistenz führen22.
Wenn einer Art durch die Entwicklung einer Insektizidresistenz Anpassungskosten entstehen, begrenzt dies das Wachstum von Resistenzallelen, wenn wir den Selektionsdruck erhöhen, indem wir den Einsatz bestimmter Insektizide vorübergehend einstellen oder durch alternative Insektizide ersetzen. Resistente Insekten gewinnen ihre Empfindlichkeit zurück. Zeigt keine Kreuzresistenz27,28. Für eine erfolgreiche Bekämpfung von Schädlingen und Insektizidresistenz ist es daher entscheidend, Insektizidresistenz, Kreuzresistenz und die Ausprägung biologischer Merkmale resistenter Insekten besser zu verstehen. Resistenz und Kreuzresistenz gegen Permethrin bei Stubenfliegen wurden bereits im Punjab (Pakistan) beobachtet7,29. Es fehlen jedoch Informationen zur Anpassungsfähigkeit biologischer Merkmale von Stubenfliegen. Ziel dieser Studie war die Untersuchung biologischer Merkmale und die Analyse von Lebenstabellen, um festzustellen, ob Unterschiede in der Fitness zwischen Permethrin-resistenten und anfälligen Stämmen bestehen. Diese Daten werden uns helfen, die Auswirkungen von Permethrinresistenz im Feld besser zu verstehen und Pläne zum Resistenzmanagement zu entwickeln.
Veränderungen der Fitness einzelner biologischer Merkmale einer Population können helfen, ihren genetischen Beitrag aufzudecken und die Zukunft der Population vorherzusagen. Insekten sind bei ihren täglichen Aktivitäten in der Umwelt zahlreichen Stressfaktoren ausgesetzt. Der Kontakt mit Agrochemikalien ist ein Stressfaktor, und Insekten wenden große Mengen Energie auf, um als Reaktion auf diese Chemikalien genetische, physiologische und Verhaltensmechanismen zu verändern, was manchmal zu Resistenzen führt, indem Mutationen an Zielstellen verursacht oder entgiftende Substanzen produziert werden. Enzym 26. Solche Aktionen sind oft kostspielig und können die Lebensfähigkeit resistenter Schädlinge beeinträchtigen27. Das Fehlen von Fitnesskosten bei insektizidresistenten Insekten kann jedoch auf das Fehlen negativ pleiotroper Effekte zurückzuführen sein, die mit Resistenzallelen verbunden sind42. Wenn keines der Resistenzgene einen schädlichen Effekt auf die Physiologie des resistenten Insekts hätte, wäre die Insektizidresistenz nicht so kostspielig und das resistente Insekt würde keine höhere Rate biologischer Ereignisse aufweisen als der anfällige Stamm. Von negativer Verzerrung 24. Darüber hinaus können Mechanismen der Hemmung von Entgiftungsenzymen43 und/oder das Vorhandensein modifizierender Gene44 bei insektizidresistenten Insekten deren Fitness verbessern.
Diese Studie zeigte, dass die Permethrin-resistenten Stämme Perm-R und Perm-F im Vergleich zum Permethrin-sensitiven Stamm Perm-S eine kürzere Lebensdauer bis zum Erwachsenenalter, eine längere Lebensdauer, einen kürzeren Zeitraum bis zur Eiablage und weniger Tage bis zur Eiablage sowie eine höhere Eiproduktivität und Überlebensrate aufwiesen. Diese Werte führten zu erhöhten terminalen, intrinsischen und Nettoreproduktionsraten sowie kürzeren durchschnittlichen Generationszeiten für die Stämme Perm-R und Perm-F im Vergleich zum Stamm Perm-S. Das frühe Auftreten hoher Peaks und vxj bei den Stämmen Perm-R und Perm-F deutet darauf hin, dass die Populationen dieser Stämme schneller wachsen werden als die des Stammes Perm-S. Im Vergleich zu den Perm-S-Stämmen zeigten die Stämme Perm-F und Perm-R eine niedrige bzw. hohe Permethrinresistenz29,30. Die beobachteten Anpassungen der biologischen Parameter Permethrin-resistenter Stämme lassen darauf schließen, dass Permethrin-Resistenz energetisch kostengünstig ist und bei der Bereitstellung physiologischer Ressourcen zur Überwindung der Insektizidresistenz und zur Durchführung biologischer Aktivitäten möglicherweise nicht vorhanden ist. Kompromiss 24.
Die biologischen Parameter oder Fitnesskosten insektizidresistenter Stämme verschiedener Insekten wurden in zahlreichen Studien untersucht, lieferten jedoch widersprüchliche Ergebnisse. Abbas et al. 45 untersuchten beispielsweise die Wirkung der Laborselektion des Insektizids Imidacloprid auf die biologischen Eigenschaften von Stubenfliegen. Imidacloprid-Resistenz verursacht Anpassungskosten für einzelne Stämme und wirkt sich negativ auf die Fruchtbarkeit der Stubenfliegen, ihr Überleben in verschiedenen Entwicklungsstadien, ihre Entwicklungszeit, ihre Generationszeit, ihr biologisches Potenzial und ihre intrinsische Wachstumsrate aus. Es wurde über Unterschiede bei den Fitnesskosten von Stubenfliegen aufgrund von Resistenz gegen Pyrethroid-Insektizide und mangelnder Insektizidexposition berichtet46. Die Laborselektion von Haushaltsbakterien mit Spinosad verursacht im Vergleich zu empfindlichen oder unselektierten Stämmen ebenfalls Fitnesskosten für eine Reihe biologischer Ereignisse27. Basit et al.24 berichteten, dass die Laborselektion von Bemisia tabaci (Gennadius) mit Acetamiprid zu geringeren Fitnesskosten führte. Auf Acetamiprid getestete Stämme zeigten höhere Reproduktionsraten, Internalisierungsraten und ein höheres biologisches Potenzial als im Labor getestete und ungetestete Feldstämme. Kürzlich berichteten Valmorbida et al. 47, dass die pyrethroidresistente Matsumura-Blattlaus eine verbesserte Reproduktionsleistung und geringere Fitnesskosten gegenüber biotischen Ereignissen aufweist.
Die Verbesserung der biologischen Eigenschaften Permethrin-resistenter Stämme ist für den Erfolg eines nachhaltigen Stubenfliegenmanagements bemerkenswert. Bestimmte biologische Eigenschaften von Stubenfliegen können, wenn sie im Freiland beobachtet werden, zur Entwicklung einer Permethrinresistenz bei stark behandelten Individuen führen. Permethrin-resistente Stämme sind nicht kreuzresistent gegen Propoxur, Imidacloprid, Profenofos, Chlorpyrifos, Spinosad und Spinosad-ethyl29,30. In diesem Fall kann der Wechsel von Insektiziden mit unterschiedlichen Wirkmechanismen die beste Option sein, um die Resistenzentwicklung zu verzögern und Stubenfliegenbefall unter Kontrolle zu bringen. Obwohl die hier präsentierten Daten auf Labordaten beruhen, gibt die Verbesserung der biologischen Eigenschaften Permethrin-resistenter Stämme Anlass zur Sorge und erfordert besondere Aufmerksamkeit bei der Stubenfliegenbekämpfung im Freiland. Ein besseres Verständnis der Verteilung von Permethrinresistenzgebieten ist erforderlich, um die Resistenzentwicklung zu verlangsamen und ihre Wirksamkeit über längere Zeiträume aufrechtzuerhalten.
Veröffentlichungszeit: 25. Oktober 2024