丹皮酚對馬鈴薯塊莖蛾成蟲的亞致死效應及其對生殖行為的影響

韓 瑞，楊 帆，吳 梅,2，肖 春*

(1.云南農業大學 植物保護學院，云南 昆明 650201；2.云南中醫藥大學 藥學院，云南 昆明 650201)

馬鈴薯塊莖蛾(Phthorimaeaoperculella.Zeller)又名煙草潛葉蛾、馬鈴薯麥蛾，是一種寡食性害蟲，主要以幼蟲鉆蛀危害茄科植物[1-2]。在田間，馬鈴薯塊莖蛾通過幼蟲鉆蛀葉片，使得馬鈴薯塊莖減產20%～30%。在倉儲期，由于雌蛾產卵于馬鈴薯的芽眼和傷口處，幼蟲通過芽眼處鉆蛀薯塊，使得薯塊被完全蛀空，完全失去食用價值[3]。

目前，對馬鈴薯塊莖蛾的防治還是以化學防治為主，化學防治會對馬鈴薯的品質和食用安全均造成影響[4]。而且在田間，殺蟲劑長時間高濃度地使用會使害蟲在持續的選擇壓力下產生抗藥性，使得殺蟲劑對目標害蟲的作用持續減弱。因此，在田間目標害蟲可能暴露在亞致死濃度下并且可能會經歷某些亞致死作用。經過蟲酰肼處理的1日齡和3日齡的簇毛蘋果芽蛾幼蟲與對照相比，具有更高的蛹死亡率、更低的蛹體重和更多的畸形成蟲，處理后的3日齡雌蛾與雄蛾交配后產卵量明顯降低[5]。游靈[6]、Yin等[7]用不同殺蟲劑亞致死濃度處理小菜蛾后也表現出類似的結果。丹皮酚(Paeonol，Pae)，又稱牡丹酚，是從中藥牡丹根皮或徐長卿干燥根中提取的一種活性單體成分，不但具有解熱、鎮痛、鎮靜、催眠等多種藥理作用，還具有驅蟲、殺菌等作用[8]。部分研究表明，丹皮酚對幾種主要的中藥材倉儲害蟲不僅具有較強的忌避活性，而且對其觸殺和熏蒸效果也十分明顯，并且能明顯降低卵量和卵孵化率[9-11]，是一種潛在的農藥植物源。本文研究了丹皮酚亞致死濃度(LC10)對馬鈴薯塊莖蛾的亞致死效應，以明確對雌、雄蛾的求偶行為、信息素以及生殖力的影響，為丹皮酚的合理使用及馬鈴薯塊莖蛾的綜合防治提供依據。

1 材料與方法

1.1 供試昆蟲

供試馬鈴薯塊莖蛾種群于2017年4月從云南省曲靖市(103.79 E°，25.51 N°)的馬鈴薯田中采集幼蟲建立。幼蟲用馬鈴薯塊莖飼養，成蟲用10%蜂蜜水飼養。室內飼養條件：光照(L∶D=14∶10)，溫度(27±1)℃，相對濕度：50%～70%。

1.2 藥劑

丹皮酚(≥99.2%)購自武漢遠成共創科技有限公司，丙酮和二氯甲烷均購自重慶川東化工有限公司。

1.3 研究方法

1.3.1 毒力測定 采用三角瓶密閉熏蒸法[12]。用電子天平(精度為萬分之一)稱取丹皮酚藥劑，用丙酮溶解稀釋成一系列濃度。在初試前提下選擇5個濃度，將1日齡雌、雄蟲分別放進三角瓶(v=250 mL，總容積為296 mL)，用細棉線穿過濾紙條并在末端打結，用雙面膠將其粘在三角瓶瓶蓋底部，在濾紙條滴上藥劑，待溶劑揮發后蓋上瓶蓋，用帕爾膜密封，放置在養蟲室內(條件同上)，24 h后統計死亡率(死亡標準：取出放置在桌面3 min內不能移動)，計算毒力回歸方程和LC10的值。

1.3.2 產卵器粗提物 用丹皮酚亞致死濃度LC10對1日齡雌蛾進行處理(方法同1.3.1)，然后分別觀察經處理的雌蛾和正常的2日齡的未交配雌蛾，在其求偶高峰期將產卵器剪下，放入裝有二氯甲烷的棕色瓶中(50頭/mL)，浸泡30 min之后將產卵器撈出，并用帕爾膜封口，放入冰箱(<-5 ℃)，保存待用。

1.3.3 對雌、雄蟲求偶行為的影響 雌蟲：用LC10亞致死濃度對1日齡雌蟲處理后(方法同1.3.1)，放在指型管(Φ=2.5 cm，h=8 cm)中并用棉花球堵住指型管管口，在暗室中[溫度(27±1)℃，相對濕度為50%～70%]用紅光(30 lx)觀察求偶行為持續10 h，記錄求偶持續時間及次數，重復50次。

雄蟲：用LC10亞致死濃度對1日齡雄蟲處理后(方法同1.3.1)，在暗室(條件同上)放入指型管(規格同上)中，在圓形濾紙(Φ=2 cm)滴入產卵器粗提物，待濾紙上的溶液揮發完后快速把圓形濾紙放入指型管中，并用棉花球堵住指型管管口，然后在紅光下觀察1.5 h，記錄雄蟲在濾紙上的滯留時間、接觸次數，重復50次。

利用上述方法分別測定：CK(正常的雄蟲對正常雌蟲產卵器粗提物的反應)、A(處理后的雄蟲對正常雌蟲產卵器粗提物的反應)、B(正常的雄蟲對處理后雌蟲產卵器粗提物的反應)、C(處理后的雄蟲對處理后雌蟲產卵器粗提物的反應)，并測定0.5、1、2頭當量下產卵器粗提物對雄蟲求偶行為的影響。

1.3.4 對馬鈴薯塊莖蛾生殖力的影響 對1日齡的雌雄蟲分別處理后，立即取10對存活的雌雄蟲，將其放入產卵盒(Φ=13 cm，h=14.5 cm)中并提供10%的蜂蜜水；每隔24 h更換一次卵片并記錄其產卵量，連續收集3 d；待其卵孵化時計算孵化率，重復5次。

1.4 數據處理

采用SPSS 21.0進行數據分析，求得毒力回歸方程、LC10等值；對雌蟲的求偶和生殖力分析采用SPSS 21.0中的獨立樣本t檢驗，顯著水平P<0.05，極顯著水平P<0.01。雄蟲求偶分析采用SPSS 21.0單因素方差分析(AVONA)。采用Duncan多重比較分析數據間差異。

2 結果與分析

2.1 毒力測定

由表1可知，雌蟲毒力回歸方程為y=256.04x-5.24，雄蟲的毒力回歸方程為y=397.78x-5.77，雌蟲LC50值為0.020 mg/mL，雄蟲LC50值為0.014 mg/mL，雌蟲LC10值為0.015 mg/mL，雄蟲LC10值為0.011 mg/mL。

表1 丹皮酚對馬鈴薯塊莖蛾1日齡雌、雄蟲毒力測定結果

2.2 丹皮酚亞致死濃度對雌、雄蟲求偶行為的影響

與對照相比，用LC10的丹皮酚處理1日齡馬鈴薯塊莖蛾雌蛾后，單頭的求偶時間顯著縮短了27.32 min(P=0.008)，單次求偶持續時間顯著縮短了9.75 min(P=0.003)，但是求偶的次數顯著增長了2.64次(P=0.044)(表2)。

表2 1日齡雌蛾LC10亞致死濃度處理后對求偶行為的影響

在產卵器粗提物濃度為0.5頭當量時，A的接觸次數最低，為3.62±0.52次，顯著低于CK的8.68±1.52次；B的接觸次數顯著高于CK和C的接觸次數；后兩者間無顯著差異。在濃度為1頭當量時，A的接觸次數最低，為3.90±0.83次，顯著低于CK的10.26±1.09次；B的接觸次數高于CK和C的接觸次數，但三者間無顯著差異。在濃度為2頭當量時，只有 C的接觸次數顯著高于A的，而 B、C均與CK無顯著差異(表3)。

表3 1日齡雄蟲經丹皮酚亞致死濃度處理后對產卵器粗提物的接觸次數

在產卵器粗提物濃度為0.5頭當量時，A的滯留時間最短，為(4.52±0.86)s，顯著低于CK的(8.68±1.52)s，B和C的滯留時間顯著高于CK；在濃度為1頭當量時，A的滯留時間最短，為(4.52±0.92)s，顯著低于CK 的滯留時間(14.58±2.49)s，B和C的滯留時間均與CK無顯著差異；在濃度為2頭當量時，A、B、C的滯留時間均與CK無顯著差異(表4)。

表4 1日齡雄蟲經丹皮酚亞致死濃度處理后對產卵器粗提物的滯留時間 s

2.3 丹皮酚亞致死濃度對生殖力的影響

與對照相比，用丹皮酚亞致死濃度處理馬鈴薯塊莖蛾后，第1天的產卵量明顯降低(P=0.000)，第2、3天的產卵量與對照相比均無顯著差異(P>0.05)(圖1)。第1天的孵化率與對照相對有明顯的差異(P=0.031)，第2、3天的孵化率與對照相比均無明顯差異(P>0.05)(圖2)。

圖1 丹皮酚亞致死濃度處理對馬鈴薯塊莖蛾產卵量的影響

圖2 丹皮酚亞致死濃度處理對馬鈴薯塊莖蛾孵化率的影響

3 討論

目前，關于亞致死效應的研究很多，其中毒力測定均是不區分雌雄蟲或是單一性別的毒力測定[5，7，12-13，17]。本文通過分別對馬鈴薯塊莖蛾雌、雄蟲進行毒力測定，比較丹皮酚對雌、雄蟲LC50和LC10的結果，可知丹皮酚對馬鈴薯塊莖蛾雄蟲的毒力更強。

昆蟲的交配行為始于交配前兩性的信息聯系，即求偶行為，它包括伴隨著昆蟲性活動和作為性活動前奏的全部行為[14]。本文研究了經過丹皮酚亞致死濃度處理后的馬鈴薯塊莖蛾雌蛾的求偶行為，以及處理后和正常的雄蛾對正常和處理后馬鈴薯塊莖蛾產卵器粗提物的反應，實驗結果表明：丹皮酚亞致死濃度對2日齡雌蛾的單雌求偶時間和單次求偶時間均有明顯的抑制作用；這與用氯氰菊酯處理過的雌性粉紋夜蛾[13]和LC20亞致死濃度的茚蟲威處理小菜蛾3日齡幼蟲后存活的雌蛾[15]的結果相似。在濃度為0.5、1頭當量時，A與CK的接觸次數和滯留時間均差異顯著，這表明丹皮酚亞致死濃度處理后的雄蟲對信息素的反應受到了一定的抑制，這與LC1的氯氰菊酯處理粉紋夜蛾雄蟲[14]和氯菊酯處理棉鈴蟲雄蟲[16]的結果相似。而B和C在0.5頭當量時的接觸次數和滯留時間均高于CK，而在1、2頭當量時均與CK沒有明顯差異，這表明丹皮酚亞致死濃度處理后雌蛾的信息素組分可能發生了改變或可能刺激了雌蛾信息素的合成。

殺蟲劑的亞致死濃度對昆蟲的產卵及卵的孵化也有一定的抑制作用。經過丹皮酚亞致死濃度分別處理后的雌、雄蟲的產卵量和孵化率在第1天與對照相比有顯著差異，在第2、3天的產卵量和孵化率與對照相比均無顯著差異，這說明丹皮酚的亞致死濃度可能在24 h之內對馬鈴薯塊莖蛾的生殖力有一定的影響，經過這一段時間馬鈴薯塊莖蛾的生殖力得到了明顯的恢復。LC20的吡蟲啉處理雌蛾后會顯著地降低單雌產卵量[17]；用甲氧蟲酰肼處理地中海粉斑螟的蛹，存活的成蟲的產卵期增長和卵孵化率明顯降低[18]，這與本文的研究結果相似。但也有不少研究報道了化學藥劑對昆蟲繁殖力的亞致死效應表現為低劑量興奮效應。如將小菜蛾4齡幼蟲和蛹分別用亞致死劑量滅多威進行處理，處理后存活成蟲的產卵量顯著增加，藥劑處理對存活成蟲的繁殖力表現出了刺激增強的效應[19]。Kerns等[20]研究表明低劑量的聯苯菊酯處理棉蚜并沒有明顯改變其種群的內稟增長率，但可以刺激存活雌蟲的產卵。亞致死劑量的氰戊菊酯對小菜蛾的繁殖力及其種群的內稟增長率都有明顯的促進作用[21]。這可能由于不同種類的殺蟲劑針對不同害蟲的不同階段，使得其結果也會不盡相同。

綜上所述，丹皮酚亞致死濃度對馬鈴薯塊莖蛾的生殖行為有明顯的不利影響。但無法預測丹皮酚在田間對馬鈴薯塊莖蛾會產生如何的影響，同時也尚未明確對連續后代的影響。此外，雖然本文研究表明，雄蟲會對處理后的雌蟲的產卵器粗提物表現出更加強烈的反應，但是未明確丹皮酚亞致死濃度處理后是否刺激雌蟲產生信息素或是否信息素的比例發生了改變。這些問題均需要進一步的研究。