SUPERVISOR
Jahangir Khajehali,Amir Massah
جهانگیر خواجه علی (استاد راهنما) امیر مساح (استاد مشاور)
STUDENT
Fariborz Rameshgar
فریبرز رامشگر
FACULTY - DEPARTMENT
دانشکده کشاورزی
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1394
TITLE
Evaluation of acaricide resistance in the European red mite, Panonychus ulmi Koch (Acari: Tetranychidae) to abamectin and fenpropathrin
The European red mite, Panonychus ulmi is one of the most important pests in the apple orchards. This species was introduced to Iran by apple seedlings from Europe. Apple growers often use several acaricides for the P. ulmi control. Abamectin and Fenpropathrin are an insecticide/acaricide which have been used extensively against P.ulmi in apple orchards. The aim of the present study was to study the evolution of abamectin and fenpropathrin resistance in field-collected populations of P. ulmi . Twelve strains of the ERMs were collected from commercial apple orchards of East Azarbaijan, West Azarbaijan, and Isfahan provinces in 2016 and 2017. Sequences of a part of the mitochondrial cytochrome oxidase subunit I (COI) gene were analyzed in seven Iranian P. ulmi populations. Comparison with available COI sequences in public databases (NCBI) identified all strains as P. ulmi. The acaricide toxicities on P. ulmi were determined by a leaf disc spray method using Potter spray tower.The LC 50 values to abamectin ranged from 1.39 mg a.i/l to 5.50 mg a.i/l, and field dose of abamectin is 3.6 mg a.i/L. Thus it seems that all sampled populations were possibly resistant to abamectin. The cytochrome P450 monooxygenase inhibitor PBO synergised abamectin toxicity in Shahin Dej (SR =2), Urmia (SR= 14), Mianeh1 (SR=15), Ahar (SR= 16) and Mahabad (SR=64). Pretreatment of TPP resulted in synergistic effects on abamectin toxicity in the Shahin Dej (SR=4.79) and Mahabad (SR=8.91) populations. The Glutathione S-transferase inhibitor DEM synergised abamectin in Shahin Dej population (SR= 2.33) and in Mahabad population (SR= 22.13). Therefore, resistance to abamectin is possibly polyfactorial in P.ulmi and the undertaken biochemical studies suggested the involvement of increased metabolic detoxication as major mechanism of resistance to abamectin. Toxicities of fenpropathrin and fenvalerate in different European red mite populations were also investigated. The Marnd (RR= 149), Maraqeh (RR=90) and Mianeh2 (RR=71) populations exhibited high levels of resistance to fenpropathrin, compared to the susceptible population (Shahin Dej). The Marand (RR= 21), Maraqeh (RR= 20), and Mianeh2 (RR= 19) was less sensitive to fenvalerate than the Shahin Dej Population. A positive cross resistance was observed between fenpropathrin and fenvalerate. Combined bioassays, synergistic and biochemical data indicated that target site insensitivity, mutations in voltage-gated sodium channels (VGSC), could be the major resistance component. By comparing partial VGSC sequences of field fenpropathrin-resistant (Marand, Maraqeh, and Mianeh2) and susceptible (Shahin Dej) populations, two point mutations, L1024V and F1538I were detected, which has been known to confer strong resistance to pyrethroids in mites. Keywords: European red mite,Resistance, Abamectin,Fenpropathrin,Mutation,F1538I, L1024V
کنه قرمز اروپایی ( Panonychus ulmi ) یکی از مهمترین آفات باغات سیب میباشد که همراه با نهالهای سیب از اروپا وارد ایران شد. در حال حاضر در اکثر مناطق کشت، روی درختان میوه دانهدار و نیز هستهدار خسارت میزند. برای کنترل کنه قرمز اروپایی، باغداران از کنهکشهای مختلفی استفاده میکنند که در بین آنها آبامکتین و فنپروپاترین رایجترین کنهکشهایی هستند که در باغات سیب علیه کنه قرمز اروپایی استفاده میشوند. کابرد مکررکنه کشها منجربه بروز مقاومت میشود، از مشکلات مقاومت به کنهکشها، استفاده از کنه کشها با دوز بالاتر از دوز توصیه شده، افزایش تعداد دفعات سمپاشی و از بینرفتن دشمنان طبیعی را می توان نام برد. هدف از این مطالعه ارزیابی مقاومت جمعیتهای مختلف کنه قرمز اروپایی در باغات سیب کشور نسبت به آبامکتین و فنپروپاترین بود. طی سال های 1395-1396 دوازده استرین کنه قرمز اروپایی از باغات سیب استانهای اصفهان، آذربایجان شرقی و آذربایجان غربی جمعآوری شد و توالی بخشی از ژن میتوکندریایی سیتوکروم اکسیداز I در جمعتهای آنها بررسی گردید. طی مقایسه توالی نوکلئوتیدی استرینهای نامبرده با توالیهای موجود در بانک ژن (NCBI)، همه استرین های جمعآوری شده کنه قرمز اروپایی شناسایی شدند. میزان سمیت کنهکشها روی کنه قرمز اروپایی به روش اسپری برگی با کمک برج پاشش پاتر تعیین شد. میزان LC 50 آبامکتین روی جمعیت PSR-TK حدود 11/0 میلیگرم ماده موثره بر لیتر تعیین شد، جمعیت مهاباد با LC 50 50/5 میلیگرم ماده موثره بر لیتر در مقایسه با جمعیت حساس 46 برابر مقاومت بود. سایر جمعیتها بین 11تا 25 برابر نسبت به آبامکتین مقاومت بودند. پیشتیمار جمعیتهای شاهیندژ، ارومیه، میانه1، اهر و مهاباد با سینرژیست PBO، سمیت آبامکتین را به ترتیب 2، 14، 15، 16 و 64 برابر افزایش داد، اما تفاوت معنیداری بین میانگین فعالیت آنزیمهای سمزدا دیده نشد. احتمالا در این جمعیتها منواکسیژنازها نقش اصلی را در مقاومت به آبامکتین دارند. جمعیت شاهیندژ حساسترین جمعیت در برابر فنپروپاترین بود و جمعیتهای مرند، مراغه و میانه2 به ترتیب با نسبت مقاومت 149، 90 و 71 برابری، مقاومترین جمعیتها بودند. همچنین، جمعیتهای مرند، میانه2 و مراغه به ترتیب با نسبت مقاومت 61/21، 87/19 و بیشتر از 20 برابری، مقاومترین جمعیتها نسبت به فنوالریت ارزیابی شدند. آزمایشهای زیستسنجی فنپروپاترین همراه با سینرژیستها و مقایسه فعالیت آنزیمهای سمزدا نشان داد، آنزیمهای سمزدا نقشی در مقاومت به فنپروپاترین ندارند و احتمالا مکانیسم اصلی مقاومت به فنپروپاترین غیر حساس شدن اندام هدف یعنی کانال سدیم وابسته به ولتاژ است. در این مطالعه توالی بخشی از ژن کانال سدیم جمعیتهای حساس و مقاوم به فنپرپاترین مقایسه شد و جهش نقطه ای F1538I و L1024V در ارتباط با مقاومت به فنپروپاترین در کنه قرمز اروپایی شناسایی شد. این مطالعه مشخص نمود که آنزیم های سم زدا به خصوص منواکسیژنازهادر مقاومت کنه قرمز اروپایی نسبت به آبامکتین نقش دارند، همچنین جمعیتهای مرند، میانه2 و مراغه که به ترتیب 149، 71 و90 برابر به فن پروپاترین مقاومت نشان دادند، وقوع جهش نقطه ای F1538I و L1024V در ژن کانال سدیم وابسته به ولتاژ در ارتباط با مقاومت به فنپروپاترین شناسایی شدند. کلمات کلیدی: کنه قرمز اروپایی، مقاومت، آبامکتین، فن پروپاترین، جهش، F1538I، L1024V