Toxicological and mechanistic studies on neonicotinoid cross resistance in Q‐type Bemisia tabaci (Hemiptera: Aleyrodidae)

Abstract

The tobacco whitefly, Bemisia tabaci Gennadius (Homoptera: Aleyrodidae) is a serious pest in numerous cropping systems and has developed a high degree of resistance against several chemical classes of insecticides. One of the latest group of insecticides introduced to the market were the neonicotinoids (chloronicotinyls), acting agonistically on insect nicotinic acetylcholine receptors. Resistance to neonicotinoid insecticides has recently been shown to occur, especially in Q-type B tabaci in some places in Almeria, Spain, whereas control of B-type B tabaci in many other intense cropping systems worldwide has remained on high levels. Our study revealed that neonicotinoid-resistant Q-type strains from Almeria were often more than 100-fold less susceptible to thiamethoxam, acetamiprid and imidacloprid when tested in discontinuous systemic laboratory bioassays. The resistance factors were generally 2- to 3-fold lower in leaf-dip bioassays. In addition to the Spanish strains, we obtained two other highly neonicotinoid-cross-resistant B tabaci greenhouse populations, one from Italy (December 1999) and one from Germany (June 2001). A molecular diagnostic analysis revealed that both strains also belong to the (Spanish) subtype Q of the B tabaci species complex. The resistance levels of Q-type whitefly strains derived from Almeria greenhouses in 1999 remained stable for at least two years, even when maintained in the laboratory without any selection pressure. The biochemical mechanisms conferring resistance to neonicotinoids have not yet been elucidated in detail, but synergist studies suggested a possible involvement of microsomal monooxygenases. Furthermore, we checked two Almerian strains of B tabaci isolated in 1998 and 1999 and demonstrated that neonicotinoid resistance is not due to an altered [3H]imidacloprid binding site of nicotinic acetylcholine receptors.

Effect of tomato yellow leaf curl disease on reproduction of Bemisia tabaci Q biotype (Hemiptera: Aleyrodidae) on tomato plants

“…The Q biotype of B. tabaci transmits TYLCV with high efficiency (Sánchez-Campos et al, 1999;Matsuura and Hoshino, 2008) and exhibits resistance to pyriproxyfen and neonicotinoid insecticides (Nauen et al, 2002;Horowitz et al, 2003); therefore, a combination of various control measures, including physical, chemical, and cultural, is essential to manage whiteflies and suppress the viral disease on tomato crops, especially in the critical early period of tomato growth (Hilje et al, 2001). …”

Gene expression in plant according to RNAi treatment of the tobacco whitefly

“…담배가루이는 식물의 체관부 를 흡즙하여 직접적인 피해를 주거나 간접적으로 감로배설 로 인한 그을음병을 유발하고 100종 이상의 바이러스를 매 개하는 등 시설재배 작물의 상품성과 수량에 영향을 준다 (Byrne, 1999;Bedford et al, 1994;Jones, 2003) (Choi, 1990;Devine and Denholm, 1998;Nauen et al, 2002). 현재까지는 피레스로이드계, 네오니코티노이 드계, 곤충성장조절제(insect growth regulators, IGRs) 계 통 등의 살충제에 대한 약제저항성이 알려져 있다 (Horowitz et al, 2005;Karatolos et al, 2012;Lee et al, 2002).…”

Effect of Cyantraniliprole against of Bemisia tabaci and Prevention of Tomato Yellow Leaf Curl Virus (TYLCV)

“…600종 이상의 넓은 기주 범위를 갖고 있으며, 기주 선호성이나 매 개하는 바이러스의 종류 등에 따라 세계적으로 24가지의 생 태형(biotype)이 보고되어 있다 (Brown et al, 1995;Bedford et al, 1994;Burban et al, 1992;Perring, 2001). 또한 시설 내에 침입한 후에는 급격히 피해 밀도를 형성하고 살충제에 대한 저항도 쉽게 획득함으로 관리가 어려운 실정이다 (Choi, 1990;Nauen et al, 2002). 1998년 충북 진천군 시설 장미 단지와 경기도 고양시 포인세치아에서 처음 발견된 담 배가루이는 B biotype으로 밝혀졌으며, A biotype은 국내에 서식하고 있던 것으로 알려졌다 (Lee et al, 2000).…”

“…그러나 아직까지는 화학적 방제가 일반적으로 사용되고 있으며, 세대가 짧아 연간 발생횟수가 많으므로 살충제에 대한 저항성이 빠르게 발달할 가능성이 크다고 하였다 (Devine and Denholm, 1998). 몇몇 연구를 통해 담배가루이의 imidacloprid에 대한 저항성 및 acetamiprid 와 thiamethoxam에 대한 교차저항성이 보고된 바 있으며 (Nauen et al, 2002), biotype B와 Q 모두 카바메이트계, 피 레스로이드계, 곤충생장조절제(insect growth regulator, IGR 계), 네오니코티노이드계 등의 살충제에 대해서도 저항성이 폭넓게 발달된 것으로 보고되어 방제에 어려움을 겪고 있다 (Prabhaker et al, 1992;Ishaaya and Horowitz, 1995;Dennehy and Wiliams, 1997;Devine et al, 1999;Horowitz et al, 2005;Karatolos et al, 2011). 한편, cyantraniliprole 은 디이아마이드(diamide)계 살충제로 곤충의 ryanodine receptor에 작용하여 근육을 마비시키는 작용기구를 가지고 있고 섭식을 억제한다고 보고되었으며 (Sattelle et al, 2008), 담배가루이를 비롯하여 아메리카잎굴파리, 나무이류, 매미 충류, 총채벌레류, 나방류, 노린재류 등의 방제에 효과가 있 다고 알려져 있다 (Liu et al, 2012;Misra, 2013;Yadav et al, 2012;Jaconson and Kennedy, 2011).…”