原标题：螺环季酮类杀螨剂抗性研究进展
叶螨（如柑橘全爪螨Panonychus citri、二斑叶螨Tetranychus urticae、朱砂叶螨Tetranychus cinnabarinus等）具有繁殖速度快、世代周期短、寄主范围广等特点，是全球农业生产中危害最严重的有害生物类群之一，每年给农业生产造成巨大经济损失。当前，化学防治仍是叶螨防控的主要手段，但长期、单一、高频率使用杀螨剂，导致叶螨抗性问题日益突出，不仅降低药剂田间防效，还增加了生产成本，加剧了农药残留与环境污染风险，严重威胁农业生产安全与生态环境稳定。
螺环季酮类（spirocyclic tetronic acids）杀螨剂是最早由拜耳公司于20世纪90年代末研发的新型杀螨剂，目前代表品种包括螺螨酯（spirodiclofen）、螺甲螨酯（spiromesifen）、螺虫乙酯（spirotetramat），以及我国自主研发的螺螨双酯（spirobudifen）等。该类药剂凭借独特的作用机制、对卵及幼（若）螨高效的杀灭活性、较长的持效期，以及与传统杀螨剂无交互抗性等优势，自推广应用以来迅速成为全球叶螨防控的主流药剂。螺螨酯自2004年开始在我国批准登记，目前已广泛应用于柑橘、苹果、葡萄、蔬菜等多种作物，为保障我国水果、蔬菜等经济作物安全生产发挥了重要作用。
随着长期过量使用，柑橘全爪螨、二斑叶螨等叶螨对螺环季酮类杀螨剂的抗性在全球多地相继报道。螺环季酮类杀螨剂抗性机制也引起国内外学者的广泛关注，螺螨酯等杀螨剂抗性分子机制相继被报道。以下基于国内外最新研究成果，系统综述螺环季酮类杀螨剂的登记应用现状、作用机制及抗性相关研究进展，为我国农业生产中该类药剂的科学使用与叶螨抗性治理提供参考。
1 登记与应用现状
农业农村部批准登记的有效期内的螺环季酮类杀螨剂主要包括螺螨酯、螺甲螨酯、螺虫乙酯及螺螨双酯4个品种。其中，螺螨酯登记应用最早，自2004年首次登记至今，国内有效期内的登记产品已达217个，包括原药27个、单剂79个、混配制剂111个，剂型以悬浮剂（SC）为主，复配产品中其他有效成分主要包括阿维菌素、乙唑螨腈、联苯肼酯等常用杀螨剂，登记作物覆盖柑橘、苹果、梨、葡萄、茄子、辣椒等，防治对象以柑橘全爪螨、二斑叶螨、朱砂叶螨等主要叶螨为主。螺甲螨酯于2022年在我国获批登记，目前国内原药登记企业仅1家，仅供境外使用。螺虫乙酯于2009年获批登记，该品种兼具杀螨与防治刺吸式口器害虫活性，登记产品达98个，登记作物为柑橘、蔬菜、大豆、棉花等；除了柑橘全爪螨，还登记用于防治柑橘木虱、蚜虫、粉虱、介壳虫等多种害虫。螺螨双酯是我国自主研发的螺环季酮类杀螨剂品种，于2019年首次登记，目前登记产品2个，登记作物为柑橘，登记对象为柑橘全爪螨。
螺环季酮类杀螨剂之所以能在我国广泛应用并成为叶螨防控的核心药剂，与其独特的应用特点密切相关。该类药剂防治谱广，对叶螨卵、幼螨、若螨均具有高效杀灭活性，同时可抑制雌成螨产卵与孵化，持效期长达40～50 d，能够显著减少施药次数。其作用机制与有机磷、拟除虫菊酯、阿维菌素等传统杀螨剂完全不同，不存在交互抗性，是治理抗性叶螨的关键药剂。此外，该类药剂具有低毒、低残留的特点，对寄生蜂、瓢虫、捕食螨等天敌昆虫安全性较高，适配当前农业绿色防控技术体系，符合农产品质量安全与生态环境保护的发展需求。在市场应用中，螺环季酮类杀螨剂在我国柑橘、苹果主产区已成为叶螨防控的重要药剂，其在保障水果、蔬菜等经济作物安全生产中的重要性日益凸显。
2 作用机制及研究进展
螺环季酮类杀螨剂的作用机制具有独特性和专一性，经过多年的国内外研究，其核心作用路径已明确，相关分子机制的研究也不断深入，为理解其杀螨活性与抗性形成奠定了基础。该类杀螨剂的核心作用机制是抑制叶螨体内乙酰辅酶A羧化酶（ACCase，EC6.4.1.2）的活性，进而阻断脂肪酸生物合成途径，导致叶螨体内脂质合成受阻、能量代谢紊乱，最终引起叶螨死亡。ACCase作为脂肪酸生物合成的限速酶，主要催化乙酰辅酶A生成丙二酰辅酶A，该反应是长链脂肪酸合成的起始步骤。而脂肪酸是叶螨细胞膜合成、能量供应及生长发育所需的关键物质，一旦合成受阻，将直接影响叶螨的正常生理代谢与生命活动。
随着分子生物学技术的发展，螺环季酮类杀螨剂的分子作用机制研究取得了诸多突破。早期研究已证实，螺环季酮类化合物主要通过结合ACCase的羧基转移酶（CT）结构域，抑制酶的催化活性，从而阻断脂肪酸合成通路。随着叶螨ACCase基因克隆与晶体结构解析技术的成熟，科研人员进一步明确了其分子作用细节：螺螨酯、螺甲螨酯等品种可特异性结合ACCase的CT结构域活性口袋，通过空间位阻效应阻断乙酰辅酶A与腺嘌呤核苷三磷酸（ATP）的结合，进而抑制丙二酰辅酶A的生成，最终干扰脂肪酸合成。不同品种的螺环季酮类杀螨剂在结合位点上存在一定差异，例如螺螨酯的结合口袋主要由苯丙氨酸（Phe）、异亮氨酸（Ile）、亮氨酸（Leu）等疏水氨基酸构成，而螺甲螨酯除与疏水氨基酸结合外，还可与天冬氨酸（Asp）残基形成氢键，这种结合差异导致不同品种的杀螨活性与选择性存在区别。此外，研究发现螺环季酮类杀螨剂均为前体农药，需在叶螨体内经酯酶水解活化生成烯醇式活性代谢物后，才能有效结合ACCase并发挥杀螨作用，其活化效率直接决定杀螨活性的高低。例如，螺螨酯在叶螨体内可水解为螺螨酯烯醇，螺甲螨酯可水解为螺甲螨酯烯醇，这些活性代谢物对ACCase的抑制活性显著高于母体化合物。
从作用方式来看，螺环季酮类杀螨剂以触杀作用为主，多数品种无内吸性，仅螺虫乙酯具有双向内吸传导特性，可通过作物木质部和韧皮部传导至植株各部位，实现对隐蔽性叶螨的防控。该类药剂的显著特点是对卵、幼（若）螨活性极高，对成螨的致死活性较低，但可通过抑制成螨产卵能力实现绝育效果，从而从源头控制叶螨种群数量。与传统杀螨剂相比，螺环季酮类杀螨剂的药效发挥相对缓慢，通常在施药后3～7 d达到防效高峰，这与其作用机制密切相关，需经过一定时间才能显现出脂质合成受阻的累积效应。
3 国内外抗性状况
随着螺环季酮类杀螨剂在全球农业生产中的大面积持续应用，田间叶螨种群对其抗性已普遍发生且呈快速上升态势，全球多地监测数据均证实抗性问题日趋严峻。我国作为螺螨酯使用大国，抗性演化速度尤为迅速，该药剂上市仅4年，福建福州、浙江临海两地即首次报道柑橘全爪螨对螺螨酯产生可检测抗性；2013年江西赣南柑橘产区监测显示，柑橘全爪螨抗性倍数已升至10～40倍；截至2024年最新监测结果，云南、河北等多地二斑叶螨种群对螺螨酯抗性倍数已突破10,000倍，抗性水平达到极值。国外螺螨酯抗性也极其普遍。2013年，在土耳其率先监测到叶螨对螺螨酯产生抗性；2013年和2015年，在巴西、美国棉花种植区和啤酒花上均发现稳定抗性种群，田间防效持续下降；2020年，伊朗的柑橘与果树产区叶螨抗性问题同样突出，高抗个体比例逐年上升。
螺虫乙酯、螺甲螨酯、螺螨双酯在登记上兼具杀虫剂与杀螨剂用途，然而当前抗药性研究多聚焦于昆虫，针对叶螨的相关研究仍较为匮乏。2009年，螺虫乙酯在我国获得临时登记之际，国内学者已对多地柑橘全爪螨种群开展抗性监测，结果显示其抗性倍数仅为1.7～22.4倍，整体处于中低抗性水平。螺环季酮类杀螨剂抗性演化还呈现明显的阶段式加速特征：2013年，田间种群抗性多处于10～40倍的中低水平；近年多地种群抗性已跃升至10,000倍以上，防控基本失效。这一现象与药剂作用靶标单一、连年高频使用、轮用不足等因素直接相关。不同区域、不同作物系统螺环季酮类杀螨剂抗性水平差异显著，这与各地用药历史、施药频次、气候条件及叶螨自身生物学特性密切关联。
4 抗性机制研究进展
叶螨对螺环季酮类杀螨剂的抗性机制复杂多样，经过国内外科研人员的多年研究，目前已明确代谢抗性是主导抗性机制，靶标抗性为次要机制。最常用的螺环季酮类杀螨剂抗性在遗传上表现为多基因控制的特性，且抗性表型在选择压力移除后可能出现衰退，这一动态特征表明其抗性不依赖稳定的靶标突变。
4.1 代谢抗性
代谢抗性是叶螨对螺环季酮类杀螨剂的主导抗性机制，其核心是叶螨体内解毒酶系的过表达或活性增强，从而加速药剂在体内的代谢解毒，降低药剂对靶标的作用浓度。参与该类药剂代谢解毒的主要酶系包括细胞色素P450单加氧酶（P450s）、羧酸酯酶（CCEs）和谷胱甘肽S-转移酶（GSTs）等。P450s是叶螨体内最重要的解毒酶系之一，在螺环季酮类杀螨剂的代谢抗性中发挥核心作用。研究表明，抗性品系二斑叶螨体内P450s的活性显著升高，升高幅度在5.8～11倍之间，而P450s抑制剂（PBO）可显著提高螺螨酯等药剂对叶螨的毒力，增效倍数在3.5倍左右，证实P450s的过表达是代谢抗性的关键因素。通过基因筛选与功能验证，科研人员明确了多个与抗性相关的P450s基因，例如二斑叶螨中的CYP392E10、CYP392E7，柑橘全爪螨中的CYP385C10、CYP392A12等，这些基因在抗性品系中呈现特异性高表达。进一步的功能验证表明，CYP392E10可直接对螺螨酯进行羟化修饰，生成无活性的代谢产物，从而降低药剂的毒力；而通过RNAi技术沉默CYP385C10基因后，螺螨酯对柑橘全爪螨的致死率显著上升，证实了该基因在抗性形成中的关键作用。
CCEs在螺环季酮类杀螨剂的代谢抗性中同样发挥关键作用，该家族酶不仅参与药剂的代谢解毒，还与药剂分子的活化与降解过程密切相关。已有研究显示，抗性品系二斑叶螨体内CCEs总活性为敏感品系的1.3～2倍，添加羧酸酯酶特异性抑制剂（DEF）后可显著增强药剂对高抗种群的毒力，增效倍数达3.3倍，直接证实CCEs参与抗性形成。在基因层面，二斑叶螨中TuCCE04、柑橘全爪螨中PcCCE3、PcCCE5、PcCCE6等多个CCEs基因在抗性品系中持续高表达，并可被螺螨酯显著诱导上调。功能验证研究进一步明确，PcCCE3能够通过水解螺螨酯的酯键生成螺螨酯烯醇，实现对药剂的直接解毒代谢；PcCCE5虽不具备直接水解能力，但可通过与螺螨酯高效结合、螯合隔离降低药剂有效浓度，进而参与抗性表型的形成。
谷胱甘肽S-转移酶（GSTs）作为Ⅱ相代谢解毒酶，在螺环季酮类杀螨剂抗性形成中的作用整体较为有限。目前研究显示，仅在少数对螺环季酮类药剂表现高水平抗性的叶螨种群中，可检测到GSTs活性出现小幅上升，与敏感品系相比未达到统计学显著水平；进一步通过特异性抑制剂（DEM）抑制GSTs活性后，抗性种群对相关药剂的LC50值亦未出现显著下降，充分说明GSTs并非介导螺环季酮类杀螨剂代谢抗性的关键Ⅱ相代谢酶。与之相对，在抗性品系与敏感品系的比较转录组分析中，多个尿苷二磷酸-葡萄糖基转移酶（UGT）基因呈现显著上调表达，结合Ⅱ相代谢的功能特征推测，UGT家族更可能在螺环季酮类杀螨剂的Ⅱ相代谢解毒与抗性形成中发挥主导作用，而GSTs仅扮演次要或辅助角色。
近年来，随着分子生物学技术的发展，调控因子介导的抗性通路在螺环季酮类杀螨剂抗性形成过程中受到广泛关注，核受体HR96家族及同源异型框转录因子PcDfd等调控因子被证实参与代谢抗性调控。已有研究表明，HR96与PcDfd在螺环季酮类药剂抗性品系中表达上调，并可影响下游解毒代谢基因的表达，提示其在抗性调控网络中具有一定功能。
4.2 靶标抗性
靶标抗性是指药剂作用靶标发生改变，导致药剂结合能力下降、叶螨对药剂敏感性降低，是许多农药抗性的主要机制之一。但在螺环季酮类杀螨剂的抗性研究中，靶标抗性并未表现为主要作用。目前，国内外多项研究对柑橘全爪螨、二斑叶螨等靶标叶螨的敏感品系与抗性品系ACCase基因进行全长测序与比对分析，均未发现与抗性相关的共同非同义突变，这是螺环季酮类杀螨剂抗性机制的独特特征。此外，部分研究发现，二斑叶螨抗螺螨酯品系中ACCase基因表达量仅出现1.84倍左右的轻微上调，尽管显著高于敏感品系，但上调幅度始终处于低水平。迄今为止，全球尚未发现因ACCase表达量上调而引发叶螨对螺环季酮类杀螨剂产生高抗性的实例，且表达量变化与抗性水平无明确关联，因此靶标基因表达量改变并非叶螨对该类药剂产生抗性的主要机制。
5 结论
综上，现有研究已在螺环季酮类杀螨剂的作用机理、抗性发生规律及解毒代谢通路等方面取得重要进展，明确了P450s、CCEs等关键解毒酶及相关调控因子在抗性形成中的重要作用，为该类药剂的合理使用与抗性风险防控奠定了坚实理论基础。但当前研究以候选基因功能验证为主，在主效基因定位、关键遗传突变鉴定及完整调控网络解析等方面仍有较大拓展空间。未来可依托正向遗传学、基因组定位与基因编辑等前沿技术，系统挖掘调控螺环季酮类药剂抗性的主效基因与分子标记，建立田间快速监测体系与精准治理策略。
田间应用时，应严格遵循预防为主的防控原则，重点抓好冬季清园，彻底消灭越冬虫源，压低田间虫口基数；在春、秋两季叶螨达到防治指标时及时精准施药，避免延误至发生高峰期再用药。同时，严格控制螺环季酮类药剂的年使用次数，禁止连续、高频率、单一施用；优先推行与不同作用机理杀螨剂交替使用，科学搭配复配制剂，降低抗性选择压力。此外，结合农业防治、生物防治等绿色防控措施，保护利用捕食螨、瓢虫等自然天敌，推进叶螨综合防控。深入阐明抗性演化机制、延缓抗性发展、延长药剂使用寿命，对保障我国叶螨绿色可持续防控具有重要的理论价值与广阔的应用前景。
