4種植物源殺蟲劑對葡萄薊馬的致毒作用

沈登榮, 何 超, 張 睿, 袁盛勇, 田學軍, 張宏瑞

(1. 紅河學院 生命科學與技術(shù)學院, 云南省高校農(nóng)作物優(yōu)質(zhì)高效栽培與安全控制重點實驗室,云南蒙自 661199; 2. 云南農(nóng)業(yè)大學 植物保護學院, 昆明 650201)

葡萄是中國重要的水果之一，近年隨著全國葡萄種植面積的不斷擴大以及溫室葡萄種植模式的出現(xiàn)，葡萄薊馬逐漸成為危害葡萄的重要害蟲之一[1-4]。該類害蟲通過若蟲和成蟲的銼吸式口器吸取葡萄的幼嫩組織(心葉、花蕾和幼果)的汁液，造成葉片出現(xiàn)斑點、卷曲和畸形；新梢生長受抑制；果穗和幼果表面出現(xiàn)黑斑，嚴重影響葡萄的產(chǎn)量和品質(zhì)[1-2]。研究發(fā)現(xiàn)中國大多數(shù)地區(qū)的葡萄薊馬的優(yōu)勢種為煙薊馬TripstabaciLindeman[1-4]。該蟲具有個體小、食性雜、群集性和繁殖力強等特點，并能傳播煙草條紋病毒(TSV)、鳶尾花黃斑病毒(IYSV)和番茄斑萎病毒(TSWV)等多種植物病毒[5-6]，當前在農(nóng)業(yè)上主要采用化學藥劑對其進行防治。由于煙薊馬廣泛危害洋蔥、棉花、葡萄、百合等150余種植物，受到各類藥劑的選擇壓力較大[7]，研究證實該蟲已對有機磷類[8]、擬除蟲菊酯類[9]、氨基甲酸酯類[10]、多殺菌素[10]等多種化學殺蟲劑產(chǎn)生抗藥性，因此評價和篩選新的殺蟲劑種類對于煙薊馬的抗性治理和保障葡萄的安全生產(chǎn)具有重要的意義。

植物源殺蟲劑是從具有殺蟲活性植物中提取的有效成分，具有廣譜高效、低毒易降解、無殘留等特點，是有害生物綜合治理策略的理想藥劑[11]。目前國內(nèi)已有植物源殺蟲劑控制薊馬類害蟲的研究報道，如沈登榮等[12]研究發(fā)現(xiàn)印楝素和苦參堿對石榴上的西花薊馬Frankliniellaoccidentalis、黃胸薊馬Thripshawaiiensis的若蟲和成蟲有良好的毒力作用。柴建萍等[13]研究發(fā)現(xiàn)魚藤酮對桑薊馬Pseudodendrothripsmori的成蟲有良好的毒力和防效作用。穆常青等[14]研究發(fā)現(xiàn)印楝素、苦參堿、除蟲菊素對溫室的西花薊馬表現(xiàn)出較好的速效防治效果，藥效也具有較好的持效性。國內(nèi)目前尚無植物源殺蟲劑對葡萄薊馬致毒作用系統(tǒng)的研究報道。

鑒于植物源殺蟲劑已在部分植物(石榴、桑樹、辣椒)上對薊馬類害蟲取得良好的防治效果，本研究采用浸葉法評價4種植物源殺蟲劑對煙薊馬的若蟲和成蟲的毒力作用，以及植物源殺蟲劑亞致死濃度對若蟲存活率、化蛹率、羽化率和雌蟲繁殖力的影響，旨在進一步綜合評價植物源殺蟲劑對煙薊馬的致毒作用，為煙薊馬的田間抗藥性治理提供新的思路，為保障葡萄的無公害生產(chǎn)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試昆蟲

煙薊馬于2018年4月采自云南省蒙自市草壩鎮(zhèn)的葡萄上，采用飼養(yǎng)瓶(直徑8.5 cm，高11 cm)進行室內(nèi)飼養(yǎng)，以幼嫩的葡萄葉片作為食物，2～3 d更換1次食物，在室內(nèi)連續(xù)飼養(yǎng)3代，選取齡期一致的2齡若蟲和雌成蟲用于毒力測定試驗。試蟲飼養(yǎng)和試驗處理條件為：溫度(25±1)℃，相對濕度(70±5)%，光周期L∶D= 16 h∶8 h。

1.2 供試藥劑

1%印楝素水分散粒劑(成都綠金生物科技有限責任公司)、1.5%除蟲菊素水乳劑(內(nèi)蒙古清源保生物科技有限公司)、1.3%苦參堿水劑(天津市恒源偉業(yè)生物科技發(fā)展有限公司)、2.5%魚藤酮乳油(江蘇省南通神雨綠色藥業(yè)有限公司)。

1.3 試驗方法

1.3.1 植物源殺蟲劑對煙薊馬不同蟲態(tài)的毒力 采用陳雪林等[15]的浸葉法，略做調(diào)整。將4種供試藥劑用無菌水稀釋成5～6個系列質(zhì)量濃度，取新鮮幼嫩的葡萄葉片洗凈晾干，用打孔器(直徑為2 cm)打取葉碟，將葉碟放入各藥液中浸泡 10 s后取出，待葉碟晾干后放入玻璃管(直徑4 cm，高7 cm)中，每管3片，在葉碟底部放置濾紙加水保濕。采用吸蟲管將2齡若蟲或成蟲接入玻璃管中，每管28～30頭，用Parafilm封口膜封口。設(shè)無菌水為對照，每處理重復(fù)3次，48 h后統(tǒng)計死亡數(shù)。

1.3.2 植物源殺蟲劑對2齡若蟲生長發(fā)育的影響 根據(jù)“1.3.1”毒力回歸方程的測定結(jié)果，將各藥劑稀釋成亞致死濃度LC10、LC40，對煙薊馬的2齡若蟲進行處理，處理方法同“1.3.1”若蟲毒力的測定方法。各藥劑按相同方法處理80～100頭2齡若蟲，用于后續(xù)各處理的蟲源補充。每天 8：00、20：00各觀察1次，統(tǒng)計若蟲存活率，連續(xù)觀察統(tǒng)計若蟲的化蛹時間、羽化時間，統(tǒng)計2齡若蟲的發(fā)育歷期、預(yù)蛹期、蛹期、化蛹率和羽化率。

1.3.3 植物源殺蟲劑對成蟲繁殖力的影響 由于煙薊馬在中國主要以孤雌產(chǎn)雌生殖方式為主，雄蟲極為罕見，本試驗主要收集亞致死濃度處理的羽化雌成蟲，每個處理選取20頭雌成蟲進行產(chǎn)卵量(單頭飼養(yǎng))的測定，單雌產(chǎn)卵量統(tǒng)計采用沈登榮等[16]的花粉-生物膜法，每天8：00、20：00各觀察1次，統(tǒng)計每天雌蟲的產(chǎn)卵數(shù)，直至成蟲全部死亡，并記錄雌蟲的產(chǎn)卵前期、產(chǎn)卵期、單雌產(chǎn)卵量、孵化率和雌蟲壽命。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 17.0軟件進行統(tǒng)計分析，采用單因素和Duncan’s法進行方差分析和多重比較，用概率單位回歸法計算毒力回歸直線方程、致死中濃度(LC50)和95%置信區(qū)間。

2 結(jié)果與分析

2.1 植物源殺蟲劑對煙薊馬不同蟲態(tài)的毒力

表1表明，4種殺蟲劑對不同蟲態(tài)的毒力結(jié)果一致，毒力大小依次為：印楝素> 苦參堿> 除蟲菊素> 魚藤酮；4種殺蟲劑對2齡若蟲的LC50均低于成蟲。印楝素和苦參堿對2齡若蟲的毒力相對較高，LC50分別為6.983 mg/L和9.571 mg/L；表明印楝素和苦參堿對煙薊馬2齡若蟲均有較好的毒力作用，成蟲對4種植物源殺蟲劑的耐藥性明顯好于2齡若蟲。

表1 植物源殺蟲劑對煙薊馬不同蟲態(tài)的毒力Table 1 Toxicity of botanical insecticide to Trips tabaci at different stages

2.2 植物源殺蟲劑亞致死濃度對2齡若蟲生長發(fā)育的影響

從表2可知，印楝素、苦參堿和魚藤酮3種藥劑的亞致死濃度LC40對煙薊馬的2齡若蟲期、預(yù)蛹期和蛹期均有顯著的延長作用(若蟲期：F=66.68，P<0.05；預(yù)蛹期：F=10.64，P<0.05；蛹期：F=71.39，P<0.05)。印楝素LC40對2齡若蟲期、預(yù)蛹期和蛹期的發(fā)育抑制作用最強，處理后的2齡若蟲期、預(yù)蛹期和蛹期分別比對照延長 0.80 d、0.30 d和0.97 d，苦參堿和魚藤酮的LC40對3個蟲態(tài)的發(fā)育也有明顯的抑制作用。

表2 植物源殺蟲劑對2齡若蟲生長發(fā)育的影響Table 2 2nd nymph growth of Trips tabaci

2.3 植物源殺蟲劑亞致死濃度對2齡幼蟲化蛹率和羽化率的影響

從表3可看出，印楝素、苦參堿和魚藤酮3種藥劑的亞致死濃度LC40對煙薊馬的化蛹率和羽化率具有明顯的抑制作用(化蛹率：F=39.29，P<0.05；羽化率：F=45.23，P<0.05)。印楝素LC40對化蛹率和羽化率的抑制作用最強，處理后的化蛹率為61.37%，與對照相比抑制率為 23.64%；處理后的羽化率為56.67%，與對照相比抑制率為17.60%。苦參堿和魚藤酮的LC40對化蛹率和羽化率也有顯著的抑制作用。

表3 植物源殺蟲劑對2齡若蟲化蛹率和羽化率的影響Table 3 2nd nymph pupation rate and eclosion rate of Trips tabaci

2.4 植物源殺蟲劑亞致死濃度對成蟲壽命的影響

從表4可看出，4種植物源殺蟲劑亞致死濃度LC40均引起雌蟲產(chǎn)卵前期的顯著延長和產(chǎn)卵期的顯著縮短(產(chǎn)卵前期：F=26.04，P<0.05；產(chǎn)卵期：F=15.27，P<0.05)。印楝素LC40處理下的產(chǎn)卵前期最長，為3.87 d，與對照相比延長1.14 d；印楝素LC40處理下的產(chǎn)卵期最短，為 11.47 d，與對照相比縮短4.33 d。苦參堿和魚藤酮的LC40也引起產(chǎn)卵前期的顯著延長和產(chǎn)卵期的顯著縮短，各處理對雌蟲的壽命無顯著影響。

表4 植物源殺蟲劑對成蟲壽命的影響Table 4 Adult longevity of Trips tabaci

2.5 植物源殺蟲劑亞致死濃度對煙薊馬產(chǎn)卵量和孵化率的影響

從圖1、圖2可看出，印楝素、苦參堿和魚藤酮3種藥劑的亞致死濃度LC40均引起煙薊馬單雌產(chǎn)卵量和卵孵化率的顯著降低(單雌產(chǎn)卵量：F=29.07，P<0.05；卵孵化率：F=16.95，P< 0.05)。印楝素LC40處理下的單雌產(chǎn)卵量最低，僅為66.67粒，與對照相比抑制率為18.37%；印楝素LC40處理下的卵孵化率最低，為70.03%，與對照相比抑制率為12.54%。苦參堿和魚藤酮的LC40對單雌產(chǎn)卵量和卵孵化率也有顯著的抑制作用。

Y1. 印楝素(LC10)；Y2. 印楝素(LC40)；C1. 除蟲菊素(LC10)；C2. 除蟲菊素(LC40)；K1. 苦參堿(LC10)；K2. 苦參堿(LC40)；YU1. 魚藤酮(L10)；YU2. 魚藤酮(L40)；CK. 對照。不同字母表示處理間存在差異顯著(P<0.05)，下同

3 討 論

本研究表明，印楝素和苦參堿對煙薊馬的2齡若蟲和成蟲有較好的生物活性，3種植物源殺蟲劑(印楝素、苦參堿和魚藤酮)亞致死濃度LC40均可導致若蟲發(fā)育歷期和蛹期的延長，化蛹率和羽化率的顯著下降，這與沈登榮等[12]對西花薊馬Frankliniellaoccidentalis、黃胸薊馬Thripshawaiiensis的研究結(jié)果類似。3種植物源殺蟲劑中印楝素的毒力明顯好于其他2種藥劑，這與楊廣明等[17]對西花薊馬F.occidentalis、文吉輝等[18]對煙粉虱Bemisiatabaci、戴建青等[19]對斜紋夜蛾Spodopteralitura的研究結(jié)果基本一致。推測3種植物源殺蟲劑的毒力強弱可能與藥劑的作用機理有關(guān)，印楝素對昆蟲有較強的拒食作用，作用的靶標位點是腦部的前胸腺、心側(cè)體等，可降低前胸腺對促前胸腺激素的敏感性，從而抑制昆蟲的生長發(fā)育[11]。有研究也發(fā)現(xiàn)昆蟲生長調(diào)節(jié)劑(虱螨脲、氟鈴脲和氟啶脲等)對棉鈴蟲Helicoverpaarmigera[20]、韭菜遲眼蕈蚊Bradysiaodoriphaga[21]的生長發(fā)育具有明顯的延緩作用。魚藤酮主要通過影響昆蟲呼吸電子傳遞鏈，抑制細胞中紡錘體微管的形成[11]。有苦參堿的作用機理還未完全明確，劉暢等[22]研究表明苦參堿通過干擾花薊馬Frankliniellaintonsa的蛋白質(zhì)合成與相對含量，達到抑制昆蟲的生長發(fā)育的作用。說明印楝素可能通過拒食作用和調(diào)節(jié)昆蟲內(nèi)激素對煙薊馬生長發(fā)育造成雙重影響，而魚藤酮和苦參堿可能通過抑制能量生成和生物合成的方式對煙薊馬的生長發(fā)育造成影響。

圖2 植物源殺蟲劑處理后煙薊馬卵的孵化率Fig.2 Egg hatch rate of Trips tabaci

此外，印楝素亞致死濃度還表現(xiàn)出對煙薊馬生殖力的持續(xù)抑制作用，印楝素LC40處理后2齡若蟲后，可導致煙薊馬雌蟲產(chǎn)卵前期的延長和產(chǎn)卵期的縮短，單雌產(chǎn)卵量和卵孵化率的顯著下降。這在其他昆蟲中也有類似的研究結(jié)果，如印楝素亞致死濃度可引起西花薊馬、煙粉虱的單雌產(chǎn)卵量顯著下降，后代世代周期延長，種群內(nèi)稟增長率和周限增長率下降，但對子代的發(fā)育影響不明顯[17-18]；印楝素亞致死劑量還引起西花薊馬產(chǎn)卵期延長，其單雌產(chǎn)卵量下降的程度與生殖方式有關(guān)[17]。關(guān)于印楝素亞致死濃度對煙薊馬繁殖力的影響可能是由于昆蟲吸收藥劑后，體內(nèi)需要消耗能量物質(zhì)用于代謝有毒化合物，導致昆蟲產(chǎn)卵量的下降[18]，另外印楝素的拒食作用也可引起煙薊馬若蟲期和成蟲期取食量的下降，從而導致其繁殖力的顯著下降。

本研究雖然發(fā)現(xiàn)印楝素和苦參堿對煙薊馬具有良好的致毒作用，但試驗僅研究印楝素和苦參堿對煙薊馬2齡若蟲生長發(fā)育和繁殖的影響，而2種藥劑對卵、1齡若蟲和蛹期的致毒能力；印楝素對煙薊馬若蟲、成蟲的拒食作用和對煙薊馬體內(nèi)激素水平的調(diào)節(jié)作用；苦參堿對煙薊馬的生物合成的抑制作用；以及2種植物源殺蟲劑對煙薊馬后代種群的持續(xù)影響等問題還不清楚。鑒于植物源殺蟲劑速效性較差，施藥前期對害蟲控制效果不理想等問題，后續(xù)還需要深入開展植物源殺蟲劑亞致死劑量對煙薊馬的致毒作用方式和繁殖發(fā)育的相關(guān)機制的研究，才可能為科學合理的施用植物源殺蟲劑防治煙薊馬提供理論指導。