农药毒理学：第五章 -1 抗药性原理
杀菌剂抗药性
生抗药性的机制，还需要更进一步的研究。
甾醇生物合成抑制剂（SBIs）
作用于病原菌甾醇生物合成过程中的C-14脱甲基酶，称为 甾 醇 C-14 脱 甲 基 抑 制 剂 ， 简 称 DMI 类 （ demethylation
inhibitors ） 药 剂 。 包 括 三 唑 类 (triazoles) 、 咪 唑 类
使用时间延长
施用量加大 杀菌谱广
真菌对该类杀菌剂的抗药机制，还没有得到确切的结果。 目前，研究者们普遍认为是这些病原真菌细胞内的双组分组 氨酸蛋白激酶N端的6个90氨基酸重复区的突变介导着对该类 杀菌剂的抗药性。
双组分组氨酸蛋白激酶结构示意图
根据抗药菌株同时具有对渗透压敏感的特征，研究者们克 隆了很多真菌的双组分组氨酸蛋白激酶基因，并且发现：抗 药菌的N端6个90氨基酸重复区中存在着碱基的突变或缺失， 从而造成氨基酸或开放阅读框的改变，所以该氨基酸重复区 的突变可能是抗药性产生的原因。但植物病原真菌对DCFs产
甾醇生物合
成抑制剂类
发生点突变或表达水平的上升；③ △8～△7异构酶及△14还原酶抑制 抑制△8～△7异构化酶或△14还原
剂：吗啉类和哌啶类 酶的活性 △14还原酶的过量生成或对药物亲和 性的降低；④ 菌体通过代谢解除 DMIs杀菌剂的毒性
甲氧基丙 烯酸酯类
嘧菌酯、醚菌酯、苯氧菌胺和 肟菌酯
干扰病原菌能量的合成
物病害化学防治上具有里程碑式的意义。
苯并咪唑类化合物的母体结构中都具有一个苯并咪唑的 活性基团 ，只要品种有多菌灵（carbendazim）、苯菌灵 （ benomyl ） 、 噻 唑 灵 （ thiabendazole ） 、 麦 穗 宁 （ fuberidazole ） 等 ， 另 外 由 于 甲 基 托 布 津 （ thiopanate-
抗药性的名词解释药理学
抗药性的名词解释药理学抗药性的名词解释与药理学抗药性（antibiotic resistance）是指细菌、病毒或其他微生物对抗生素或其他药物产生的抗性。
随着抗生素的广泛使用，抗药性已成为全球性的公共卫生问题。
本文将通过解释抗药性的定义、原因、机制以及其在药理学中的重要性，来探讨这一现象在医学领域中的意义。
一、抗药性的定义抗药性的定义是指病原微生物（如细菌、病毒等）通过遗传变异或获得新基因，导致对抗生素或其他治疗药物产生不敏感或不反应的现象。
当人们使用抗生素等药物进行治疗时，微生物对于药物的效果逐渐减弱或完全失效，从而使感染无法被抑制，导致疾病加重。
二、抗药性的原因1. 过度和滥用使用抗生素：抗生素广泛应用于临床治疗中，包括感染性疾病、手术预防性以及农业中的动物饲养等领域。
过度和滥用使用抗生素导致微生物在面临药物选择压力时逐渐失去敏感性，从而培养出抗药性菌株。
2. 缺乏适当的抗菌药物使用指导：医疗机构和医生对抗生素使用指导不够严格，缺乏规范的治疗方案和合理的用药原则，容易导致滥用和过度使用。
3. 不完全的药物疗程：患者未按照医嘱完成完整的药物疗程，导致微生物仍然存活并演化出抗药性。
三、抗药性的机制抗药性的机制多样，主要包括以下几种：1. 基础性的机制：微生物通过遗传变异产生先天性抗药性基因。
这些基因可能来自同一种微生物的其他菌株，也可能来自于其他种类的微生物。
通过基因转移，这些抗药基因能够在微生物群落中传递并扩散。
2. 突变：微生物通过自身的DNA复制错误或其他突变方式产生新的抗药性变异体。
3. 利用外源基因：微生物通过质粒、嗜神经体或其他方法获取其他微生物中的抗药性基因。
这种基因交换通过水平基因转移来实现。
四、抗药性的药理学意义抗药性的出现使得临床治疗中的常规药物逐渐失去效果，从而导致严重的临床挑战。
抗药性与药理学有着密切的关系，以下为几点药理学中抗药性的意义：1. 药物的设计与开发：了解微生物中产生抗药性的机制，可以为药物的设计与开发提供更多的信息。
抗药性概论
24
椐统计，1954～1985年，抗性害虫已由10种猛 增到432种。自1963年首次报道我国淡色库蚊对氯化 烃类杀虫剂产生抗性以来，至今我国已有45种害虫 产生了抗性，其中农业害虫36种，卫生害虫9种（唐 振华，2000）。抗性突出的害虫有棉蚜、棉铃虫、 二化螟、小菜蛾、家蝇、淡色库蚊、德国小蠊等， 这些害虫对不同类型的多种杀虫剂产生了抗性，并 且抗性水平较高。
3
快速和自由的旅行 现在有更多的人进行国际 间旅行，而且每年还在增加，这好象有些矛 盾，我们的世界在缩小，而世界上的人口在 增加，飞机旅行数目的增加导致了所谓的 “机场疟疾”。如：1997年英国发现了2000 多例疟疾患者，都是由于旅行而得病的。
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抗性 长期使用、不正确使用、缺乏防治计划， 会降低害虫防治工作的有效性。 据报道，世界各地疟疾媒介蚊虫有87种，其中 产生抗性的蚊种占66.7％，有些地区高达80 ％～90％。蚊类的抗药性对防治疟疾的影响最 大，已成为消灭疟疾的最大障碍。
近年来，复旦大学等单位，研究合成了 家蝇信息素；武汉大学研究开发了蟑螂细小 病毒；这些其应用前景十分广阔。
微生物杀虫剂产品在发展，如：苏云金 杆菌、球形芽孢杆菌、金龟子绿僵菌等已作 为卫生产品获得登记。
14
目前，我国卫生杀虫剂登记有效状态的农药 有效成分共计95个。其中：拟除虫菊酯类50个， 有机磷类8个，氨基甲酸酯类5个，无机物类5个， 微生物类4个，有机氯类1个，其它类型22个 （表1）。
12
氨基甲酸酯类以残杀威、仲丁威用量较大。 但据有关资料表明，仲丁威其分解产物异氰酸甲 酯有毒性问题。该产品未被列入世界卫生组织 1997年公布的家用卫生杀虫剂产品名单，且除我 国外，世界上尚无其它国家将该产品用于家用卫 生杀虫剂产品。
抗药性
杀虫剂抗药性：昆虫种群能忍受杀死其大部分个体的杀虫药剂药量的能力，并在种群中逐渐发展。
抗性治理。
昆虫对化学农药的抗性机制1 表皮穿透性的降低。
昆虫表皮对药剂穿透性降低, 可延缓杀虫剂到达靶标部位的时间, 使昆虫有更多的机会来降解杀虫剂。
虽然表皮穿透下降只表现低水平抗性, 但作为其它抗性因子的修饰者则很重要, 如与解毒作用相结合, 就可大大影响死亡率而增加抗性。
2解毒酶活力的增强。
与杀虫剂代谢相关的解毒酶的解毒作用增强是抗性产生的主要原因之一。
这些解毒酶主要包括细胞色素P450 介导的多功能氧化酶、谷胱甘肽转移酶( GST ) 、水解酯酶等。
3神经系统敏感性的下降。
靶标不敏感性是昆虫对杀虫剂产生抗药性的一个极为重要的生化机制, 已在多种昆虫对多种杀虫剂的抗性中发现。
杀虫剂轮用是害虫抗性治理的主要策略之一。
这种措施能否阻止或延缓害虫抗性的产生, 起决于杀虫剂停用时害虫抗性能否下降, 即害虫的抗性是否具不稳定特性。
高剂量杀死策略是害虫抗性治理的另一重要措施。
该措施成功的前提是抗性以隐性方式遗传, 杂合子个体在高剂量杀虫剂作用下被全部杀死。
建立简便、可靠、迅速的抗性监测方法,是治理抗性的前提条件杀菌剂抗性是指病原菌长期在单一药剂选择作用下，通过遗传、变异，对此获得的适应性病原菌抗药性机制1.植物病原菌抗药性的遗传机制植物病原菌的抗药性有两种，即核基因控制的抗药性和胞质基因控制的抗药性，分别是由染色体基因或胞质遗传基因的突变产生。
其中核基因控制的抗药性多发生在病原真菌上，而胞质基因控制的抗药性在病原细菌上较为常见。
对于核基因控制的抗药性，又可以分为主效基因抗药性和微效多基因抗药性。
主效基因控制的抗药性。
由主效基因控制的抗药性，田间病原群体或敏感性不同的菌株杂交后代对药剂的敏感性都呈明显的不连续性分布，表现为质量性状，很容易识别出抗药性群体微效多基因控制的抗药性。
微效多基因抗药性由多个微效基因控制，区别于主效基因所控制的抗药性的基本特征是田间病原群体或敏感性不同的菌株的杂交后代对药剂的敏感性呈连续性分布，表现数量性状。
抗药性概论
世界卫生组织（WHO）1957年对害虫抗药性的 定义是：“昆虫具有耐受杀死正常种群大部分个体 的药量的能力并在其种群中发展起来的现象”。这 个定义指出的抗性是种群的特性，而不是个体昆虫 改变的结果，我们通常所指的害虫抗药性是指使用
过一段农药后，用同样的剂量防治害虫效果明显的
下降，可以说害虫对此药产生了抗性。不能一次见
昆虫生长调节剂类研究者甚多，品种也 不少，如灭幼脲、除虫脲、氟铃脲、吡虫啉 等，一些地区用于防治蚊、蝇和蟑螂等，取 得良好效果，正在逐步推广应用。 近年来，复旦大学等单位，研究合成了 家蝇信息素；武汉大学研究开发了蟑螂细小 病毒；这些其应用前景十分广阔。
微生物杀虫剂产品在发展，如：苏云金 杆菌、球形芽孢杆菌、金龟子绿僵菌等已作 为卫生产品获得登记。
氨基甲酸酯类（5个） 噁虫威 甲萘威 仲丁威 残杀威 噁虫酮 微生物类（4个） 苏云金杆菌 球形芽孢杆菌 蟑螂病毒 金龟子绿僵菌
有机氯类（1个） 三氯杀虫酯
无机物类（5个） 硅藻土 全氟辛基磺酸锂 钼酸钠 钨酸钠 硼酸
其它类（22个）
灭幼脲 避蚊胺 除虫脲 避蚊酯 d-柠檬烯 氟虫腈 氟蚁腙 氟铃脲 驱蚊酯 氟磺酰胺
除虫菊酯以及其他一些新的杀虫剂的应用，有抗性的
种类不断发生。在世界范围内，对家蝇抗性的连续试
验表明，一般只要经过两年就会对 DDT 产生抗性。环
戊二烯只要1年，有机磷4-5年，这种抗性往往兼有对
氨基甲酸酯类的多种抗性，而且在有些种群中，对拟
除虫菊酯和类保幼素年WHO定义抗药性为:“昆虫在正常群
氟虫胺 对二氯苯 百部碱 桉叶油 吡丙醚 吡虫啉 硫酰氟 环氧乙烷 邻苯苯酚 樟脑
3、卫生杀虫剂剂型的情况
规定严，结构复杂，机率低，研制时间长，
抗药性原理
抗药性原理
抗药性原理是指细菌、病毒、寄生虫或肿瘤细胞等对抗生素、抗病毒药物、抗寄生虫药物或抗肿瘤药物等的抗药现象。
抗药性的产生主要有以下几个机制：
1. 靶位变异：药物通常通过与细菌、病毒、寄生虫或肿瘤细胞中的特定分子或酶发生相互作用来发挥药效。
然而，当这些靶位发生突变时，药物与其结合的能力就会降低或完全丧失，从而失去药物治疗的效果。
2. 药物降解或排出增加：细菌、病毒、寄生虫或肿瘤细胞可以通过增加药物降解酶的产生或增加药物外排泵的活性来降解或排出药物。
这使得药物暴露于细胞内的时间减少，降低了药物对其的杀灭作用。
3. 细胞膜透性改变：细菌、病毒、寄生虫或肿瘤细胞可以改变其细胞膜的透性，使得药物更难进入细胞内部，降低了药物的治疗效果。
4. 修饰药物的酶产生：一些细菌、病毒、寄生虫或肿瘤细胞具有修饰药物的能力，通过产生修饰酶来改变药物的结构，从而减少药物的结合能力或增加药物的代谢速率。
为了应对抗药性的问题，科研人员和医生们通常会采取一系列的措施。
其中，合理使用抗生素是最为重要的一项措施，避免滥用和过度使用抗生素可以减缓抗药性的发展；此外，研发新的药物和探索新的治疗策略也是关键。
对于患者而言，遵医嘱
正确使用药物、坚持完成整个疗程以及定期复查也是至关重要的。
农药与抗药性管理与研究
开发新型农药和生物农药
开发新型农药和生物农药是抗药性管理的重要手段之一。新型农药和生 物农药具有不同的作用机制，可以针对已经产生抗药性的害虫或病菌。
新型农药和生物农药的使用可以减少化学农药的使用量，降低抗药性产 生的风险，并且对生态环境友好。
教训
该案例表明，长期使用同一种农药会导致抗药性的产生，必须采取科学 合理的用药策略，避免单一用药，加强抗药性监测和管理。
新型农药研发的成功案例
要点一
案例概述
某科研机构成功研发出一种新型农药 ，具有高效、低毒、低残留等特点， 对抗药性病虫害有很好的防治效果。
要点二
研发过程
该科研机构在新型农药的研发过程中 ，进行了大量的实验和研究，针对抗 药性病虫害的特点，筛选出有效的化 合物，经过多次试验和改进，最终成 功研发出这种新型农药。
生物农药
利用生物资源开发的农药，如微生物农药、植物 源农药等。
农药的作用机制
01
02
03
抑制生物代谢
某些农药可以抑制生物体 内的酶活性，干扰正常的 代谢过程。
破坏生物结构
某些农药能够破坏生物体 的细胞壁、蛋白质结构等 ，导致生物死亡。
干扰生物行为
某些农药能够干扰生物的 行为，使生物无法正常觅 食、繁殖等。
04
抗药性
生物体在连续暴露于某物质时 ，对该物质逐渐产生耐受或抵
抗的能力。
抗药性分类
根据产生方式，抗药性可分为 天然抗药性和获得抗药性。
天然抗药性
生物体天生就具备的对某些物 质的抗性。
获得抗药性
生物体在连续暴露于某物质时 ，逐渐发展出的对该物质的抗
防止病虫产生抗药性
抗药性一旦产生，就会导致防 治药剂的防治效果下降，甚至
完全失效。
抗药性的类别
先天性抗药性
生物体在接触防治药剂之前就具有的抗药性。
获得性抗药性
生物体在接触防治药剂之后产生的抗药性。
抗药性的发展历程
19世纪末至20世纪初
随着有机化学的发展，人们开始使用化学药剂防治病虫害。此时 ，抗药性问题开始出现。
政策与法规在防止抗药性中的作用
政府应制定相关政策和法规，规范农药的使用行为，推动农业生产的可持续发展。例如， 制定农药使用标准、推广绿色农业等。这些政策和法规对于防止病虫产生抗药性具有重要 作用。
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2023
《防止病虫产生抗药性》
目录
• 抗药性概述 • 抗药性的产生机制 • 防止病虫产生抗药性的策略 • 抗药性治理的实践与挑战 • 结论与展望
01
抗药性概述
抗药性的定义
抗药性是指生物体（包括病菌 、害虫等）对防治药剂产生不
敏感或耐受性的现象。
抗药性的产生是生物体与防治 药剂之间长期相互作用的结果
缺乏政策支持
在一些地区，缺乏对抗药 性治理的政策支持和投入 ，影响了实践工作的开展 和效果。
缺乏公众意识
抗药性治理需要全社会的 参与和支持，但公众对此 问题的认知和重视程度还 有待提高。
未来抗药性治理的趋势
1 2
加强科学研究
加强抗药性机理、检测方法、治理技术等方面 的研究，为抗药性治理提供更加科学和有效的 技术支持。
药变得无效，给农业生产带来了巨大挑战。
02 03
抗药性产生的原因
抗药性的产生主要是由于病虫基因的变异以及农药的不合理使用。基 因变异使得病虫对农药产生了抵抗力，而农药的不合理使用则加速了 这种变异。
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E. 选择性：指不同昆虫对药剂敏感性的差异。
F. 抗性倍数（R/S）：R的LD50（LC50）/ S的
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
LD50（LC50），如果＞5，轻度抗性；＞10，明
显抗药性。
R – Resistance
S - Sensitive
二、害虫抗药性的发展概况
• 1908年Melander首先在美国加利福尼亚州发
现梨园蚧Quadraspidiotus Pernicious （
• 世界卫生组织（WHO）：昆虫具有耐受杀死 正常种群大部分个体的药量的能力在其种群中发 展起来的现象。
• 抗药性是指害虫能够降低田间防效的一种反应， 这是对毒物选择作出的一种遗传上的改变。
一、害虫抗药性的概念和定义
2. 特点：
1）抗药性是对有害生物群体而言的（种群性）； 2）是针对某种特定的药剂而作出的反应（特定 性）； 3）是药剂选择的结果（选择性）； 4）是可以在群体中遗传的（可遗传性）； 5）是相对于敏感种群或正常种群而言的（相对 性）。
Number of reported cases of neonicotinoid (新烟碱类）resistance up to 2014
Bass, et al, 2015, Pesticide Biochem. Physiol. 121: 78–87
三、我国农业害虫抗药性现状
抗性已遍及粮、棉、茶、菜、果。 我国蔬菜上抗性水平较高的害虫主要有：小菜蛾、甜菜 夜蛾、菜青虫、斜纹夜蛾、菜蚜、棉铃虫、烟青虫、盲 蝽蟓、温室白粉虱等。 小菜蛾：有机氯、有机磷、拟除菊酯类。
1995年，速灭杀丁 1646.8倍；亚胺硫磷 512.2倍 1992年， BT 35倍；抑太保70.9倍；阿维菌素30.3倍
温室白粉虱：1988年，敌杀死6289.1 , 速灭杀丁1941.7 ；马拉
硫磷66.2倍；
斜纹夜蛾：有机氯、有机磷、拟除菊酯类、BT等
1998年，菊酯类100－2700倍 对BT的抗性比家蚕高2500倍
二、害虫抗药性的发展概况
447种抗性节肢动物中，59%是重要的农业害虫 (264种)，38%是重要的卫生害虫(171种)，3%是 寄生性或捕食性天敌(12种)。
二、害虫抗药性的发展概况
二、害虫抗药性的发展概况
Cumulative number of arthropod species with neonicotinoid resistance
lomstork）对石硫合剂产生抗性。 • 1946年仅发现11种害虫及螨产生抗药性。 • 我国1963年首次发现棉蚜、棉红蜘蛛对内吸
磷产生抗药性。
二、害虫抗药性的发展概况
• 1989年抗性害虫已达504种，其中农业害虫283 种，卫生害虫198种，有益昆虫及螨23种。
• 目前我国发现30多种农林害虫及螨类产生抗药 性，主要分布鳞翅目、鞘翅目及蜱螨目。
第五章 抗药性原理
第一部分 害虫抗药性 第二部分 病原菌抗药性 第三部分 杂草抗药性
第一部分 害虫抗药性
Outline
一、害虫抗药性的概念和定义 二、害虫抗药性的发展概况 三、我国农业害虫抗药性现状 四、害虫抗药性的形成 五、影响抗性发展的因子 六、害虫抗药性治理
一、害虫抗药性的概念和定义
1. 定义
四、害虫抗药性的形成
杀虫剂 昆虫 选择
生理抗性
穿透作用 降低
靶标部位敏 感度降低
行为抗性
惰性部位 贮存
代谢抗性
加速代谢 （解毒酶）
活化
Na+通道敏 感度降低
AchE 敏感 度降低
G神AB经A敏受感体 敏感度度降低降低
加速排泄
昆虫抗药性机理
水解
四、害虫抗药性的形成 1. 抗药性的形成
1) 选择学说: 认为抗药性是一种前适应现象 （preadaptive phenomenon），完全取决于杀 虫剂的选择作用。
• 抗性是杀虫剂选择的结果。
• 产生抗性的原因有多种，按其由遗传引起的 种群特征的变化，或形态、生理生化特性的 变化，可分为行为抗性和生理生化抗性。
四、害虫抗药性的形成 2. 抗药性形成的机制
2.1 生理生化抗性
a. 生理抗性：包括表皮和神经膜穿透作用降低，脂
肪体等惰性部位贮存杀虫剂的能力增强、排泄作用增 强，围食膜特别发达，或能引起呕吐、或分泌大量水 分而引起水泻，加速将药剂排出体外等。
2) 诱导变异学说: 认为昆虫种群中原来不存在抗 性基因。而是由于杀虫剂的直接作用，使昆虫 种群内某些个体发生突变，产生了抗性基因。 药剂不是选择者而是诱导者。后适应现象。
四、害虫抗药性的形成 1. 抗药性的形成
3) 基因重复学说：即基因复增学说gene duplication
theory。它与一般的选择学说不同，虽然它承认本来 就有抗性基因的存在，但它认为某些因子（如杀虫剂 等）引起了基因重复，即一个抗性基因拷贝为多个抗 性基因，这是抗性进化中的一种普遍现象。
4) 染色体重组学说：因染色体易位和倒位产生改变
的酶或蛋白质，引起抗性的进化。
四、害虫抗药性的形成 1. 抗药性的形成
5) 抗性的形成实际上是一种进化现象，至少包 括3个因素：
（1）变异; （2）遗传;（3）选择
选择起了定向的作用，即使基因频率向一个方 向发展，逐代累加。
四、害虫抗药性的形成 2. 抗药性形成的机制
C. 负交互抗性(negative resistance)：指昆虫对一 种杀虫剂产生抗性后，反而对另一种药剂变的更 为敏感的现象。
一、害虫抗药性的概念和定义
D. 多抗性(multiple resistance)：昆虫的一个品 系由于存在多种不同的抗性基因或等位基因，能 对几种或几类药剂都产生抗性。
一、害虫抗药性的概念和定义
3. 几个基本概念
A. 自然耐药性(natural resistance)：指一种昆虫 在不同发育阶段、不同生理状态及所处的环境条 件的变化对药剂产生不同的耐药力。也叫自然抗 性。
一、害虫抗药性的概念和定义
3. 几个基本概念
B. 交互抗性（cross resistance）：昆虫的一个品 系由于相同抗性机理，或相似作用机理、或类似 化学结构，对于选择药剂以外的其他从未使用过 的一种药剂或一类药剂也产生抗药性的现象。
b. 生化抗性：主要是指由解毒作用增强、代谢加速