中国农业大学高希武教授多年来一直从事害虫抗药性、农药环境毒理学、化学防治与生物防治协调、化学防治与作物抗虫品种协调以及农药新靶标和新剂型等相关研究。创新性构建了生物靶标导向的农药高效减量使用技术体系；提出了不同潜在抗性机制组合达到多分子靶标位点治理和延缓害虫抗药性的理论；利用多分子靶标理论研发治理重大抗性害虫的新药剂；揭示了重要害虫的抗药性机制，丰富了害虫抗药性理论；揭示了棉铃虫和棉蚜对植物次生性物质代谢适应性的分子机制，发现这种代谢适应和抗药性分享相同的解毒代谢基因，丰富了害虫寄主植物扩张和抗药性形成的理论。

高希武教授（左三）

构建生物靶标导向的农药高效减量使用技术体系

       他针对有害生物防治化学农药用量过多、抗药性普遍发生等重大难题，依据害虫对农药解毒代谢、分子靶标互作原理，建立了以抑制解毒代谢为主的克抗性药剂高通量筛选技术平台；明确了重要害虫抗药性分子机制。他以生物靶标对农药敏感度变异、抗药性演化为导向，对主要有害生物化学防治的农药高效减量使用关键技术进行系统研究，明确了小菜蛾等多种害虫对不同类型农药的抗性遗传方式、抗性风险，为抗药性治理以及构建生物靶标导向的农药高效减量使用技术体系提供了遗传学信息；通过揭示农作物重要害虫抗药性的分子机制，筛选出细胞色素P450等克抗性药剂的分子靶标，解决了抗药性导致的用药量大幅度增加问题；创建了克抗性药剂高通量筛选技术平台，解决了传统生物测定利用“共毒系数”效率低的问题；结合制定的抗药性风险评估、监测技术等行业标准，以生物靶标敏感度变异为导向，集成了“对症下药”、剂量调控、克抗性治理等关键技术，创新性地构建了生物靶标导向的农药减量使用技术体系，并大面积示范推广，取得了显著的经济效益、社会效益和生态效益。

利用多分子靶标理论研发治理重大抗性害虫新药剂

       依据害虫抗药性种群遗传学原理，针对单一农药分子不能作用于害虫体内多个靶标分子的缺陷，通过对小菜蛾、棉铃虫、蚜虫等害虫抗药性机制、遗传特性的研究，以家蝇为模式材料进行验证，高教授创新性地提出了依据不同潜在抗药性机制农药组合的多分子靶标药剂治理抗性的理论，有效指导了新制剂的创制，丰富了药剂组合控制或延缓害虫抗药性形成的理论。

揭示重要害虫的抗药性机制

       在重要害虫的抗药性机制研究方面，高教授通过研究揭示了棉蚜、棉铃虫、小菜蛾等重要害虫抗药性的分子机制，解析了棉蚜田间种群抗性发展迅速，具有多种抗药性分子机制的原因，丰富了害虫抗药性形成理论。他凭借35年对棉蚜抗药性监测、分子机制的研究，揭示了我国棉蚜田间种群具有多种抗药性的分子机制，其包括乙酰胆碱受体等各种药剂分子靶标的突变、细胞色素P450等药剂解毒代谢酶系基因扩增、表达量提高以及突变等几乎所有抗药性因子。通过在实验室构建棉蚜对新烟碱等多种不同类型药剂的抗性单克隆品系，证明了棉蚜对不同类型的农药具有不同的主导抗性机制和调控模式。明确了目前棉蚜田间种群存在的多种抗药性机制是由于不断的药剂品种更换累加选育造成的。高教授的相关研究结果对丰富害虫田间种群产生多种抗药性机制理论具有重要贡献。

       在对小菜蛾抗药性20余年的系统研究中，明确了细胞色素P450等解毒酶活性增强是小菜蛾对阿维菌素产生抗性的主要机制；证明了小菜蛾蜕皮激素受体是呋喃虫酰肼的主要作用靶标；从靶标抗性和代谢抗性两方面明确了鱼尼丁受体基因点突变（I4790M）是其对新型双酰胺类杀虫剂产生抗性的主导机制；从表观遗传学角度证明了microRNAs通过对靶标基因表达的负调控参与了小菜蛾对呋喃虫酰肼和氯虫苯甲酰胺抗性的调控；研发出小菜蛾抗药性相关基因的单基因快速检测技术及多基因高通量检测技术。

丰富害虫寄主植物扩张和抗药性形成理论

       植物次生性代谢产物是制约害虫扩大寄主范围最重要的因子之一。高教授发现以代谢为主的适应性机制中许多解毒代谢酶系与杀虫药剂解毒酶系具有重叠性。他以危害棉花的棉铃虫和棉蚜为对象，系统研究了棉铃虫和棉蚜对寄主及其次生性物质适应的分子机制。发现了棉铃虫体内细胞色素P450 CYP6B6等能够被植物次生性物质显著诱导表达，增加棉铃虫对植物次生性物质的代谢能力。敲出其启动子序列上的Nrf2和AhR转录因子结合位点序列后，植物次生物质不能够诱导其启动子活性。在昆虫中证实Nrf2和AhR信号通路参与植物次生物质诱导P450基因的表达方式。研究明确了细胞色素P450 CYP4CJ1基因过表达是棉蚜对棉酚和单宁适应的重要分子机制，对理解棉蚜如何适应植物次生性物质以及为什么具有广泛的寄主范围具有重要的意义。