不同抗生素對桃蚜生長發育和繁殖的影響

楊 穎，李合霞，潘新毅，焦 婷，徐昭煥

（江西農業大學 農學院，江西 南昌 330045）

【研究意義】桃蚜（Myzus persicae）屬于半翅目，蚜科。桃蚜食性非常廣泛，主要取食十字花科植物、茄果類蔬菜、油料作物芝麻、桃、李、煙草等經濟類植物，以成蟲及若蟲刺吸植物汁液，造成植株嚴重失水和營養不良，危害部位卷縮變形，直接影響農作物的產量和品質，該蟲還能傳播多種病毒，給農業生產帶來巨大的損失。化學防治是十字花科蔬菜田防治的常用方法，但由于長期大量重復使用化學農藥，“3R”問題，即抗性(resistance)、再猖獗(resurgence)和殘留(residue)較為突出，使生物防治成為今后十字花科蔬菜綜合防治的重要途徑[1]。【前人研究進展】內共生菌廣泛存在于蚜蟲體內，與蚜蟲互惠共生，協同進化，在宿主蚜蟲的生長、生殖及傳播植物病害等方面具有重要作用[2-4]。抗生素通過抑制蚜蟲體內共生菌生長增殖影響蚜蟲的生物學特性。目前已有抗生素影響蠶豆蚜[5]，黑豆蚜[6]，麥長管蚜[7]，豌豆蚜[8]，高粱蚜[9]，蘿卜蚜[10]等多種蚜蟲生長發育和繁殖的報道。【本研究切入點】不同抗生素和不同的脫共生菌處理方式，對蚜蟲的作用效果不同。【擬解決的關鍵問題】論文通過研究四環素、利福平、阿奇霉素、氯霉素4種抗生素對桃蚜生長發育，壽命和繁殖的影響，以期篩選出對桃蚜生長發育、壽命和繁殖影響較大的抗生素，為進一步研究桃蚜的內共生菌功能奠定基礎，也為桃蚜的綜合防治提供參考依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

抗生素（四環素、利福平、阿奇霉素、氯霉素）均為化學純研究專用抗生素。桃蚜采自江西農業大學科技園。用盆栽油菜飼養，溫度(24±1) ℃，光周期16:8(L:D)，待產蚜后選用初產2日齡若蚜供試。

1.2 飼養液的配制方法

取新鮮油菜葉，稱量后，放入研缽，并加與油菜葉等重的水于研缽中，研磨油菜獲取汁液，利用移液器將汁液轉移至2 mL離心管中，13 200 r/min離心2 min，吸取3 mL上清液放置于離心管中，加0.6 g蔗糖于離心管中并震蕩混勻。用上述液體分別配制0.2%的4種抗生素。

1.3 飼養方法

直徑為10 cm的培養皿蓋上拉蓋一層Parafilm膜，取1 mL飼養液置于膜上，再加蓋一層拉薄的Parafilm膜，把2日齡若蚜放入培養皿中，用上述培養皿蓋封住，并用橡皮筋固定，每3 d換一次飼養裝置。試驗設分別含4種抗生素和不含抗生素的營養液共5個處理，單頭單皿飼養觀察，每處理設10個重復。

1.4 調查方法

若蚜期記錄蚜蟲的存活情況、蛻皮時間和次數，并將所蛻皮殼移除。成蚜期記錄所產仔蚜數量、存活情況，每次檢查均需將所產仔蚜移除。

1.5 數據統計與分析

試驗結果采用SPSS17.0統計軟件進行單因素方差分析，利用Duncan比較各處理之間的顯著性差異；試驗數據用平均值±標準誤（Mean±SE）表示。

2 結果與分析

2.1 抗生素對桃蚜生長發育的影響

不同抗生素對桃蚜生長發育和壽命的影響各不相同（表1）。利福平對若蟲發育歷期的影響與對照差異不顯著，四環素、阿奇霉素、氯霉素與對照差異顯著(P<0.05)，四環素延長若蟲發育歷期2.62 d，阿奇霉素和氯霉素分別縮短若蟲發育歷期1.66 d和1.33 d；四環素對桃蚜壽命的影響與對照差異顯著(P<0.05)，延長壽命5.4 d，而利福平、阿奇霉素和氯霉素對桃蚜壽命的影響與對照差異不顯著。

表1 抗生素對桃蚜發育歷期的影響

2.2 抗生素處理對桃蚜生殖力的影響

4種抗生素對桃蚜生殖力的影響見圖1。利福平和四環素對桃蚜產蚜量的影響與對照差異顯著(P<0.05)，其中，利福平使產蚜量下降80%，四環素使產蚜量下降70%。阿奇霉素和氯霉素作用效果與對照差異不顯著。

圖1 抗生素對桃蚜繁殖力的影響

3 討論與結論

內共生菌廣泛存在于蚜蟲體內，內共生菌與蚜蟲之間的共生關系是長期協同進化的結果，兩者互利共生。蚜蟲為內共生菌提供生存環境和營養來源，并對內共生菌的生長繁殖進行調控等[11]；內共生菌為蚜蟲生長發育提供多種必需的營養物質，并影響蚜蟲的生殖及傳播植物病害等。抗生素可作用于蚜蟲體內共生細菌，抗生素的抑菌作用導致蚜蟲體內共生細菌的數量和功能改變，外部表現是蚜蟲體重下降，成蟲產蚜量減少或不能繁殖等。目前，常用于消除昆蟲內共生菌的抗生素主要有利福平、四環素、氨芐青霉素和硫酸卡那霉素等[12]，方法主要是用抗生素處理寄主植物、人工飼料中添加抗生素或向蚜蟲體內注射抗生素[13]。

本研究發現，不同抗生素對桃蚜的影響作用不同。四環素處理后，桃蚜若蟲期延長、壽命延長，產蚜量降低；經利福平處理后，產蚜量降低，對若蟲期和壽命影響不顯著；其中四環素處理桃蚜研究結果與處理蠶豆蚜[5]、高粱蚜[9]的結果一致。利福平降低產蚜量的研究結果與其處理其他昆蟲的研究結果一致，但利福平處理豌豆蚜[5]，麥長管蚜[7]及高粱蚜[9]后，發育歷期也會延長。本研究中經氯霉素處理后，桃蚜若蟲期縮短，但對壽命和產蚜量影響不顯著，而Lal[10]利用氯霉素處理蘿卜蚜后發現其生長發育期延長，產蚜量顯著降低，與本研究結果存在差異，需進一步研究分析。杜軍利[9]研究發現適量利用阿奇霉素處理蚜蟲可促進昆蟲的生長發育及繁殖，本研究中經阿奇霉素處理后僅發現桃蚜若蟲期縮短，壽命和生殖力的改變不明顯。各抗生素對桃蚜的影響不同，可能是由于抗生素的作用機理不同，如四環素主要通過干擾氨酰-tRNA與核糖體的結合而抑制細菌蛋白質的合成，對革蘭氏陽、陰性細菌、細胞內支原體、衣原體和立克次體均有抑制效果[14]。利福平的作用機制是通過和依賴于DNA的RNA多聚酶的β亞基結合，抑制細菌RNA的合成，從而阻斷RNA轉錄過程，達到阻止DNA和蛋白的合成效果[15]。通過本研究結果表明四環素和利福平是對桃蚜生長發育和繁殖影響較大的抗生素，但抗生素處理后對桃蚜體內轉氨酶，解毒酶及共生菌等的影響有待進一步研究。