氟啶蟲胺腈對中黑盲蝽發(fā)育繁殖及藥劑敏感性亞致死效應(yīng)

許 敏,楊妮娜,許 冬,叢勝波,陳利珍,萬 鵬,李文靜

(1.華中農(nóng)業(yè)大學(xué)植物科技學(xué)院, 武漢 430070; 2.農(nóng)業(yè)部華中作物有害生物綜合治理重點實驗室,湖北省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植保土肥研究所, 武漢 430064)

0 引 言

【研究意義】進入21世紀(jì)以來，隨著Bt棉花的推廣種植，棉田化學(xué)殺蟲劑使用大幅度減少，盲蝽發(fā)生為害明顯加重，上升成為主要害蟲[1-3]。中黑盲蝽Adelphocorissuturalis是盲蝽優(yōu)勢種類之一，廣泛分布于長江流域和黃河流域地區(qū)，對棉花、果樹等危害嚴重[4]。化學(xué)防治以其見效快、成本低等優(yōu)點，成為防治中黑盲蝽的常用手段[5]。研究評價新型殺蟲劑氟啶蟲胺腈對中黑盲蝽的致死和亞致死作用，對改善和提高中黑盲蝽的化學(xué)防治水平，以及減少中黑盲蝽的災(zāi)害損失有實際意義。【前人研究進展】當(dāng)前我國棉區(qū)廣泛使用防治中黑盲蝽的殺蟲劑包括機磷類、菊酯類、煙堿類等[6]。頻繁、過度、長期使用化學(xué)農(nóng)藥，會降低中黑盲蝽對常用殺蟲劑的敏感性。對中黑盲蝽進行抗性監(jiān)測時發(fā)現(xiàn)[7]，江蘇鹽城、南京和湖北荊州中黑盲蝽種群對毒死蜱、甲維鹽和氟蟲腈的敏感性下降，呈低抗水平。有研究發(fā)現(xiàn)[8]，湖北荊州地區(qū)的中黑盲蝽種群對高效氯氰菊酯已表現(xiàn)出低水平抗性，2011和2012年對高效氯氣菊酯的抗性倍數(shù)分別達到9.2和10.0倍。氟啶蟲胺腈是由美國陶氏益農(nóng)公司在2010年研發(fā)的、含有獨特化學(xué)結(jié)構(gòu)的砜亞胺類殺蟲劑[9]，通過莖葉吸收進入植物體內(nèi)，主要作用于昆蟲乙酰膽堿受體的獨特結(jié)合位點[10-12]。與以往新煙堿類殺蟲劑不同，氟啶蟲胺腈缺失胺氮，因此，被認定為第4代新煙堿類殺蟲劑，專門用于防治盲蝽蟓、蚜蟲、飛虱等刺吸式口器害蟲[13-14]。致死作用是評價殺蟲劑效果的重要指標(biāo)，但亞致死作用也對害蟲防治非常重要。在農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中，害蟲除了受到農(nóng)藥的致死劑量影響外，還會受到亞致死劑量的影響，從而產(chǎn)生亞致死效應(yīng)，造成昆蟲發(fā)育繁殖的變化、促進抗藥性的發(fā)展、影響昆蟲體內(nèi)重要的解毒代謝酶活力[15]。【本研究切入點】長期使用傳統(tǒng)農(nóng)藥來防治中黑盲蝽，易使其產(chǎn)生抗藥性。在防治中黑盲蝽時，使用新型殺蟲劑成為延緩抗性和提高防效的有效手段。研究殺蟲劑亞致死濃度對害蟲的影響。分析害蟲受藥劑亞致死濃度脅迫后發(fā)育繁殖及對其他藥劑的敏感性的變化。【擬解決的關(guān)鍵問題】以中黑盲蝽為材料，選取新型殺蟲劑氟啶蟲胺腈對其進行處理，分析3齡若蟲受亞致死濃度脅迫后，發(fā)育繁殖等生命參數(shù)的變化，以及對棉田常用殺蟲劑吡蟲啉、呋蟲胺、高效氯氟氰菊酯敏感性的變化。為田間合理使用殺蟲劑提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材 料

1.1.1 供試蟲源

中黑盲蝽于2016年采自湖北省潛江市棉田，在不接觸任何殺蟲劑情況下以四季豆在室內(nèi)連續(xù)飼養(yǎng)。養(yǎng)蟲室溫度為(26±1)℃，相對濕度為70%±5%，光周期為 16L∶8D。

1.1.2 供試藥劑

氟啶蟲胺腈97.9%原藥，美國陶氏益農(nóng)公司產(chǎn)品；吡蟲啉95.4%原藥，呋蟲胺95.8%原藥，山東聯(lián)合農(nóng)藥工業(yè)有限公司產(chǎn)品；高效氯氟氰菊酯95.85%原藥，江蘇揚農(nóng)化工集團有限公司產(chǎn)品。

1.2 方 法

1.2.1 氟啶蟲胺腈對中黑盲蝽的毒力測定

供試藥劑用丙酮配制成母液，用吐溫水稀釋至供試濃度[16]。將從田間采集的棉花葉洗凈晾干后，在藥液中浸漬10 s，取出后再次晾干，葉柄插入玻璃管(高7.5 cm，直徑3 cm)中，玻璃管預(yù)先倒入濃度5%的瓊脂凝膠，為葉片保濕。挑選健康、活潑、長勢一致的3齡若蟲接入玻璃管中，每管接入3頭，每處理重復(fù) 3 次，每重復(fù) 5 管。以吐溫水溶液為空白對照。將藥劑處理后試蟲放入光照培養(yǎng)箱內(nèi)(溫度 (25±1)℃，L：D=16 h：8 h，濕度 (65±5 )%)，48 h 后檢查各盒子內(nèi)試蟲的死亡狀況，以不能正常爬行視為死亡。

1.2.2 氟啶蟲胺腈亞致死效應(yīng)的測定

根據(jù)室內(nèi)毒力測定結(jié)果，選擇氟啶蟲胺腈亞致死濃度LC10、LC25與CK劑量分別處理中黑盲蝽3齡若蟲，每種劑量處理120頭。48 h后將存活若蟲單頭轉(zhuǎn)移到裝有新鮮四季豆的玻璃管進行飼養(yǎng)，若蟲羽化后進行配對，將單對成蟲放入玻璃燒杯中(高8.5 cm，直徑6.5 cm)進行飼養(yǎng)。每處理配對30～50對，每天更換新鮮四季豆作為食物和產(chǎn)卵場所。觀察記錄若蟲歷期及存活情況、成蟲壽命、產(chǎn)卵前期、產(chǎn)卵期、產(chǎn)卵量、卵孵化情況等參數(shù)。

1.2.3 中黑盲蝽受氟啶蟲胺腈亞致死劑量脅迫后對其它藥劑的敏感性測定

以氟啶蟲胺腈亞致死濃度LC10、LC25與CK劑量分別處理中黑盲蝽3齡若蟲，48 h后挑出存活的試蟲，測定其對吡蟲啉、呋蟲胺、高效氯氟氰菊酯3種殺蟲劑的敏感性。玻璃管底部預(yù)先倒入濃度5%的瓊脂凝膠，待凝固后插入不同藥劑濃度處理過的棉花葉片，再挑出受氟啶蟲胺腈亞致死劑量脅迫后存活的中黑盲蝽若蟲接入玻璃管中，每管接入3頭，每處理重復(fù) 3 次，每重復(fù) 5 管。

1.3 數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)處理均采用 SPSS19.0 完成。采用回歸分析中的 Probit 選項計算毒力回歸方程以及 LC10、LC25、LC50值等。采用單因素方差分析中黑盲蝽生命參數(shù)不同處理間的差異，Tukey 方法對數(shù)據(jù)進行多重比較，顯著水平設(shè)為P< 0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 氟啶蟲胺腈對中黑盲蝽的毒力及亞致死濃度

研究表明，氟啶蟲胺腈對中黑盲蝽3齡若蟲的毒力回歸方程y=2.918x-3.058，Pearson模型擬合優(yōu)度檢驗χ2 = 3.008，P= 0.699。其LC50、LC25、LC10分別為11.175(7.717～14.071)mg/L，6.562(2.973～8.993)mg/L，4.064(1.19～6.363)mg/L。

2.2 氟啶蟲胺腈亞致死濃度對中黑盲蝽發(fā)育繁殖的影響

研究表明，氟啶蟲胺腈不同亞致死濃度處理對中黑盲蝽若蟲發(fā)育歷期均有一定影響，隨著藥劑濃度的增加，若蟲發(fā)育歷期亦延長。與對照相比，LC10劑量處理后的中黑盲蝽3～5齡若蟲歷期延長2.35 d，LC25劑量處理后延長4.19 d，且三種處理間差異顯著(F= 1 361.5;df=2, 177;P=0.000 1)。氟啶蟲胺腈LC10和LC25劑量處理后，中黑盲蝽成蟲羽化率、雌/雄成蟲壽命與對照相比均略有下降，但未達顯著性差異(羽化率F= 0.176;df=2, 6;P=0.842，雌成蟲壽命F=0.327;df=2, 87;P=0.722，雄成蟲壽命F=0.033;df=2, 87;P= 0.967)。氟啶蟲胺腈不同亞致死濃度處理均延長了產(chǎn)卵前期，且三種處理間差異顯著(F=215.06;df=2, 87;P= 0.000 1)；LC10劑量處理后產(chǎn)卵前期比對照延長3.6 d，LC25劑量處理后比對照延長4 d。氟啶蟲胺腈不同亞致死濃度對中黑盲蝽雌成蟲產(chǎn)卵量有顯著影響(F=239.34;df=2, 87;P=0.000 1)。經(jīng)LC10劑量處理后，中黑盲蝽單雌產(chǎn)卵量比對照減少了11.93粒；LC25劑量處理后減少了13.23粒。氟啶蟲胺腈LC10和LC25劑量對中黑盲蝽卵孵化率影響不顯著(F=1.597;df=2, 87;P=0.208)。表1

表1 氟啶蟲胺腈不同亞致死濃度下中黑盲蝽生長發(fā)育及繁殖變化

Table 1 Effect of sublethal concentration of sulfoxaflor on biological traits of A.suturalis

藥劑濃度Concentration3^5齡若蟲歷期Developmental duration of 3rd-5th instar(d)羽化率Eclosion rate(%)雌成蟲壽命Female adult longevity(d)雄成蟲壽命Male adult longevity(d)產(chǎn)卵前期Preoviposition period(d)單雌產(chǎn)卵量Eggs laid per female孵化率Egg hatching rate(%)CK對照11.83±0.06c73.33±4.41a17.43±0.24a17.2±0.35a8.57±0.09b35.73±0.29a65.76±1.09aLC10處理14.18±0.05b71.67±1.67a17.37±0.19a17.1±0.21a12.17±0.16a23.8±0.57b64.47±2.58aLC25處理16.02±0.05a70.01±5.01a17.2±0.19a17.17±0.26a12.57±0.18a22.5±0.51b61.55±0.94a

注：同列數(shù)據(jù)后不同字母表示差異顯著(P<0.05)

Note: Different letters in the same column indicated significant difference (P<0.05)

2.3 中黑盲蝽受氟啶蟲胺腈亞致死劑量脅迫后對其它藥劑的敏感性

研究表明，受LC10亞致死劑量脅迫后，中黑盲蝽的相對毒力指數(shù)將近CK對照的1.4倍；受LC25亞致死劑量脅迫后，中黑盲蝽的相對毒力指數(shù)升高至CK對照的2倍以上。受氟啶蟲胺腈不同亞致死劑量脅迫后的中黑盲蝽對呋蟲胺的相對毒力表現(xiàn)為：LC25處理>LC10處理>CK對照，表明受氟啶蟲胺腈亞致死劑量脅迫的中黑盲蝽對呋蟲胺有較高的敏感性，且受高濃度氟啶蟲胺腈脅迫的敏感性更高。與未受脅迫的對照組相比，中黑盲蝽受氟啶蟲胺腈亞致死劑量脅迫后，對高效氯氟氰菊酯的敏感性提高，并隨氟啶蟲胺腈脅迫濃度的增加，中黑盲蝽對高效氯氟氰菊酯的敏感性增強。表2

3 討 論

氟啶蟲胺腈屬于第 4 代新煙堿類殺蟲劑[13]，具有強內(nèi)吸性，在田間施用后，毒性會隨時間的推移流失或降解到亞致死劑量水平，昆蟲接觸后對自身發(fā)育繁殖等行為產(chǎn)生亞致死作用。研究以氟啶蟲胺腈 LC10和 LC25作為亞致死濃度處理中黑盲蝽3齡若蟲，結(jié)果表明,兩種亞致死濃度對中黑盲蝽的生長、發(fā)育、繁殖均產(chǎn)生一定抑制作用。氟啶蟲胺腈 LC10和 LC25濃度處理顯著延長了中黑盲蝽3 齡若蟲至羽化的歷期；若蟲羽化后，產(chǎn)卵前期亦延長，單雌產(chǎn)卵量降低。

表2 氟啶蟲胺腈亞致死劑量脅迫下中黑盲蝽對三種藥劑的敏感性變化

Table 2 Susceptibility of sulfoxaflor-treatedA.suturalisto three insecticides

殺蟲劑Insecticide種群Population回歸方程Regression equationχ2PLC50(mg/L)95% Confidence interval相對毒力指數(shù)Relative toxicity index (RTI)吡蟲啉CK對照y=1.523x -3.4602.3780.498187.183107.845^844.793100LC10處理y=1.426x -3.0330.2170.975134.15377.169^562.86139.529LC25處理y=1.342x -2.6020.4630.92786.89951.315^251.03215.402呋蟲胺CK對照y=1.812x -4.95.1870.159506.346347.823^958.818100LC10處理y=2.297x -5.9012.6460.449370.991265.602^582.329136.484LC25處理y=1.768x -4.3021.3770.711271.148178.881^448.068186.741高效氯氟氰菊酯CK對照y=1.711x -3.7392.1110.55153.2285.684^842.479100LC10處理y=1.679x -3.4352.3010.512111.15462.973^655.165137.844LC25處理y=1.9x -3.7801.5310.67597.59560.29^341.217156.995

殺蟲劑亞致死劑量雖不能直接導(dǎo)致害蟲死亡，也會對害蟲的生長發(fā)育、種群增長、生態(tài)行為及生理生化等各方面造成影響，且因農(nóng)藥種類、濃度及害蟲種類的不同，亞致死作用對害蟲的影響會有所不同[17]。氟啶蟲胺腈對不同種類害蟲的亞致死效應(yīng)研究已取得了一系列進展。綠盲蝽被亞致死劑量的氟啶蟲胺腈處理后，其子代內(nèi)稟增長率、世代周期與對照相比顯著下降，卵黃原蛋白基因表達量下降40%以上[18]。對桃蚜的研究發(fā)現(xiàn)[19]，亞致死濃度的氟啶蟲胺腈能夠顯著降低親代和子代桃蚜成蚜的壽命、單雌產(chǎn)蚜量和產(chǎn)蚜歷期，并表現(xiàn)為隨藥劑濃度增加，成蚜壽命、產(chǎn)蚜歷期縮短，單雌產(chǎn)蚜量降低。評估亞致死濃度氟啶蟲胺腈對桑粉虱的影響發(fā)現(xiàn)[20]，氟啶蟲胺腈亞致死劑量可以抑制桑粉虱卵的孵化，延遲孵化時間。以上氟啶蟲胺腈對不同害蟲的亞致死效應(yīng)研究與試驗結(jié)果一致，不存在延長害蟲壽命，刺激生殖的影響。

田間害蟲除直接被化學(xué)藥劑殺死外，其余個體不可避免受不同種類藥劑亞致死劑量脅迫，進而存在產(chǎn)生交互抗性風(fēng)險[21]。評價氟啶蟲胺腈用于防治中黑盲蝽的有效性，研究采用浸漬法，以氟啶蟲胺腈亞致死濃度(LC10和LC25)脅迫中黑盲蝽3齡若蟲48 h后，測定其對棉田常用新煙堿類殺蟲劑吡蟲啉、呋蟲胺、及擬除蟲菊酯殺蟲劑高效氯氟氰菊酯的敏感性。其結(jié)果表明，受氟啶蟲胺腈亞致死劑量脅迫后，中黑盲蝽對吡蟲啉、呋蟲胺、高效氯氟氰菊酯的敏感性均未下降。這表明氟啶蟲胺腈與化學(xué)殺蟲劑吡蟲啉、呋蟲胺、高效氯氟氰菊酯不存在交互抗性。

殺蟲劑的亞致死劑量可以誘導(dǎo)害蟲體內(nèi)的解毒酶系，為害蟲抗藥性的快速演化提供持續(xù)的選擇壓力，使得害蟲在殺蟲劑的脅迫下得以存活[22-23]。不同類型殺蟲劑可誘導(dǎo)昆蟲不同種類解毒酶活性增強，同種類型的殺蟲劑也能誘導(dǎo)昆蟲表達不同解毒酶基因[24]，產(chǎn)生不同抗藥性。故推測，氟啶蟲胺腈亞致死濃度處理后，中黑盲蝽對吡蟲啉、呋蟲胺、高效氯氟氰菊酯的敏感性并未降低，是由于氟啶蟲胺腈和這三種藥劑可誘導(dǎo)中黑盲蝽不同種類的解毒酶活性，造成敏感度變化。

4 結(jié) 論

氟啶蟲胺腈對中黑盲蝽具有高致死毒力(LC50=11.175 mg/L)，且亞致死劑量抑制中黑盲蝽的生長、發(fā)育、繁殖；經(jīng)亞致死劑量脅迫后，中黑盲蝽對吡蟲啉、呋蟲胺、高效氯氟氰菊酯的敏感性均未下降。氟啶蟲胺腈可作為防治中黑盲蝽的有效藥劑。田間施用殺蟲劑防治中黑盲蝽時，建議氟啶蟲胺腈、吡蟲啉、呋蟲胺、高效氯氟氰菊酯輪換使用，以減少單一藥劑長期使用對害蟲產(chǎn)生選擇壓力，延長殺蟲劑的使用年限。