利用进化指导的选择方案遏制农药抗性

在有性繁殖的害虫中，农药抗性的快速演化威胁着全球粮食安全，然而，用于设计持久抗性管理策略所需的进化原理仍缺乏充分的实验检验。理论预测表明，同时施用多种农药化合物应比按序轮换更有效地抑制抗性的演化，但在有性害虫种群中的实证支持始终未有定论。在此，我们利用一个遗传背景明确、必须进行交配的秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）系统，直接检验选择制度如何塑造抗性演化。我们以一个携带两个大效应抗性等位基因的近等基因祖先为起点，在对比鲜明的农药施用制度下进化了大型雌雄异体种群。我们表明，将化合物混配与较大比例的庇护区相结合，能够持续对抗性演化产生最强约束，即使在抗性等位基因既非隐性也不罕见的情况下，仍能显著减缓抗性的扩散。与物种无关的计算模拟再现了总体进化动力学，提示该结论具有广泛适用性。总体而言，我们的结果提供了直接的实验依据，表明通过调控选择制度，可以以可预测的方式约束农药抗性的演化。

在有性生殖害虫中，农药抗药性的快速演化威胁着全球粮食安全，然而，设计持久抗药性管理策略所需的进化原则仍然缺乏充分的实验检验。理论预测表明，同时施用多种农药化合物应当比按顺序轮换施用更有效地抑制抗药性的演化，但在有性害虫种群中，这一观点的实证支持始终未有定论。本文利用一个遗传背景明确、必须进行交配的秀丽隐杆线虫（Caenorhabditis elegans）系统，直接检验了选择制度如何塑造抗药性演化。我们以一个携带两个主效抗药性等位基因的近等基因祖先为起点，在对比鲜明的农药施用制度下演化了大型雌雄异体种群。结果表明，将农药混合施用与较大比例的避难所相结合，能够最稳定地产生对抗药性演化的最强约束，即使在抗药性等位基因既非隐性也不罕见的情况下，也能显著减缓其扩散。与物种无关的计算模拟重现了总体进化动态，表明该结果具有广泛适用性。总体而言，我们的研究为通过操控选择制度以可预测地限制农药抗药性演化提供了直接的实验证据。

📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.06.02.729543v1?rss=1

🏷️ 农药抗性 抗性进化 选择制度 庇护区策略 秀丽隐杆线虫 计算模拟