3種殺蟲劑對向日葵田棉鈴蟲毒力及其解毒酶活性的影響

摘要" 為篩選有效防治向日葵田棉鈴蟲的藥劑，本研究利用點滴法測定了2種化學殺蟲劑（200 g/L氯蟲苯甲酰胺和10%甲維·茚蟲威）和1種生防制劑（8 000 IU/mg蘇云金桿菌）對3齡棉鈴蟲的室內毒力，并探究了防效較好的藥劑對其乙酰膽堿酯酶（AChE）、羧酸酯酶（CarE）、細胞色素P450酶（CYP450）和谷胱甘肽S-轉移酶（GST）4種解毒酶活性的影響。結果顯示，200 g/L氯蟲苯甲酰胺懸浮劑、10%甲維·茚蟲威懸浮劑和8 000 IU/mg蘇云金桿菌懸浮劑對3齡棉鈴蟲的致死中濃度（LC50）分別為2.36、11.86 mg/L和131.73倍，其中200 g/L氯蟲苯甲酰胺的室內殺蟲效果最好。200 g/L氯蟲苯甲酰胺亞致死濃度（LC25）處理3齡棉鈴蟲12、24和48 h后，其體內AChE活性受到抑制（Plt;0.05），而CarE和CYP450的活性明顯增強（Plt;0.05），GST活性變化不明顯（Pgt;0.05）。表明棉鈴蟲可能主要通過CarE和CYP450進行解毒代謝。研究結果為向日葵田棉鈴蟲的防治提供參考。

關鍵詞" 棉鈴蟲；殺蟲劑；毒力測定；解毒酶活性

中圖分類號" S433.4"""""" 文獻標識碼" A"""""" 文章編號" 1007-7731（2024）21-0077-05

DOI號" 10.16377/j.cnki.issn1007-7731.2024.21.016

基金項目 國家特色油料產業技術體系（CARS-14-1-12）；新疆生產建設兵團財政科技計劃項目（2021AB011）。

作者簡介 孟佩（1987—），男，安徽碭山人，碩士，助理工程師，從事植物有害生物防治研究。

通信作者 肖慶會（1969—），男，新疆北屯人，農藝師，從事果樹栽培管理及病蟲害防治研究；

通信作者：張學坤（1987—），男，河南民權人，博士，副教授，從事植物有害生物防治研究。

收稿日期 2024-07-30

Influences of three insecticides on virulence and detoxification enzyme activity of Helicoverpa armigera from sunflower fields

MENG Pei1""" TIE Zhanjiang2""" MA Chaoyang2""" ZHANG Guiyuan2""" XIAO Qinghui3""" ZHANG Xuekun2

（1Anhui Research Institute of Chemical Industry， Hefei 230041， China;

2College of Agriculture， Shihezi University， Shihezi 832003， China;

3Institute of Agricultural Science， 10 th Division， Xinjiang Production and Construction Corps， Beitun 836000， China）

Abstract" In order to screen effective insecticides for control Helicoverpa armigerain in sunflower field， the indoor toxicity of two chemical insecticides （200 g/L Chlorobenzamide and 10% Metre-indocarb） and one biocontrol agent （8 000 IU/mg Bacillus thuringiensis） to Helicoverpa armigera was determined by drop methodand. The effects of better control insecticide on the activities of acetylcholinesterase （AChE）， carboxylesterase （CarE）， cytochrome P450 enzyme （CYP450） and glutathione S-transferase （GST） were investigated. The results showed that the lethal concentration of 50% LC50 of 200 g/L Chlorobenzamide suspension 10% Metre-indocarb suspension， and 8 000 IU/mg Bacillus thuringiensis suspension on third instar of Helicoverpa armigera were 2.36， 11.86 mg/L and 131.74 times， respectively， and the indoor insecticidal effect of Chlorobenzamide was the best. After treatment with Chlorobenzamide sublethal concentrations（LC25）for 12、24 and 48 h， the activity of AChE was significantly inhibited（Plt;0.05）， while the activities of CarE and CYP450 were significantly enhanced（Plt;0.05）， the activity of GST was not significantly changed（Pgt;0.05）. These results indicated that the detoxification metabolism of Helicoverpa armigera may be mainly through CarE and CYP450. The results provided references for the control of Helicoverpa armigera in sunflower field.

Keywords" Helicoverpa armigera; insecticides; toxicity test; detoxification enzyme activity

向日葵（Helianthus annuus L.）是一種菊科多年生草本植物，作為重要的油料作物之一，在新疆種植面積14.67萬～20.00萬hm2[1]。棉鈴蟲（Helicoverpa armigera）屬于鱗翅目夜蛾科害蟲，其寄主廣泛，包括向日葵，棉花、玉米和小麥等多種農作物。近年來，該蟲害在新疆邊境團場的向日葵田發生較嚴重，蟲株率高達45%[2]，主要以幼蟲蛀入花盤內取食，被蛀花盤不僅籽粒受損，造成的傷口易滋生霉菌，引起花盤腐爛，嚴重為害向日葵的健康生長，影響其產量和質量[1]。該蟲害防治已成為害蟲防治領域的重要難題之一[3-4]。隨著轉Bt基因抗蟲棉花的商品化種植和推廣，該蟲在棉田的發生減輕。陸宴輝等[4]分析種植業結構調整增加棉鈴蟲的災變風險，指出其在向日葵、玉米和小麥等作物上發生量逐年增多。

生產上主要通過化學藥劑防治棉鈴蟲[5]。李維政等[6]研究發現，10%四氯蟲酰胺對該蟲表現出較好的防治效果。在實際防治過程中，化學農藥長期施用使其抗藥性增強，加大了防治難度。黃云等[7]和聶鵬成等[8]研究表明，昆蟲受外源有毒物質刺激后，可通過細胞色素P450酶（CYP450）、羧酸酯酶（CarE）、谷胱甘肽S-轉移酶（GST）和乙酰膽堿酯酶（AChE）等解毒酶進行解毒代謝，解毒酶活性的增強是害蟲產生代謝抗性的原因之一?？茖W合理地篩選和施用殺蟲劑，明確棉鈴蟲解毒酶與殺蟲劑之間的關系，有利于提高防治藥劑的防治效果，在一定程度上延緩了害蟲抗藥性的產生。

目前向日葵田棉鈴蟲的防治藥劑篩選研究處于發展階段，基于此本研究選取已報道的對棉鈴蟲具有低水平抗性的2種化學殺蟲劑（氯蟲苯甲酰胺、甲維·茚蟲威）和1種生防制劑（蘇云金桿菌），測定其對3齡棉鈴蟲的室內毒力，并從中選取殺蟲效果最好的殺蟲劑的亞致死濃度（LC25）處理3齡棉鈴蟲，測定其體內的AChE、CarE、GST和CYP450 4種主要解毒酶活性。旨在篩選用于防治向日葵田棉鈴蟲的高效殺蟲劑，為科學防治棉鈴蟲提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試材料

1.1.1 供試蟲源 棉鈴蟲卵塊由新疆生產建設兵團第十師農業科學研究所提供，該種群在室內未接觸任何藥劑，使用人工飼料飼養。將其置于塑料盒中恒溫（25～27 ℃）孵化。孵化后使用軟毛筆挑入養蟲盒，并置于恒溫培養箱內（溫度25～27 ℃，相對濕度65%～75%，光周期16 L∶8 D）培養，幼蟲達到3齡時進行試驗。

1.1.2 供試藥劑 10%甲維·茚蟲威懸浮劑（北京明德立達農業科技有限公司）；200 g/L氯蟲苯甲酰胺懸浮劑（富美實）；8 000 IU/mg蘇云金桿菌懸浮劑（廣州植物龍生物科技股份有限公司）。

1.2 測定指標和方法

1.2.1 室內毒力測定 參照標準NY/T 1154.1—2006《農藥室內生物測定試驗準則殺蟲劑第1部分：觸殺活性試驗點滴法》和參考文獻[9]，將供試藥劑稀釋為5個濃度梯度（表1），用微量點滴器逐個點滴于3齡幼蟲（平均體重約0.005 g）的前胸背板上，每條點滴0.2 μL，將點滴后的幼蟲轉入直徑9 cm的培養皿中，放入足量人工飼料正常飼養。各處理重復4次，每個重復10條幼蟲，以相應溶劑點滴處理為對照。在處理24 h后檢查結果，用毛筆輕觸幼蟲無反應或有明顯的中毒癥狀（畸形、顫搐和停止取食等）視為死亡。

1.2.2 酶活力測定 氯蟲苯甲酰胺LC25分別處理3齡幼蟲，在處理后12、24和48 h用鑷子夾取存活試蟲，液氮速凍后放入-80 ℃冰箱保存備用。對照為清水處理，各處理10個重復。取單頭試蟲經預冷的0.1 mol/L磷酸緩沖液（pH 7.6）漂洗，按0.1 mL/mg體重加預冷的磷酸緩沖液，冰浴條件下勻漿，勻漿后4 ℃ 10 000 g離心15 min，取上清作為粗提酶液[10]。利用酶活測定試劑盒（南京建成生物工程研究所）和酶標儀（美國賽默飛世爾科技公司）測定各處理AChE、CarE和GST活性，利用ELISA試劑盒（江蘇晶美生物科技有限公司）和酶標儀測定各處理CYP450活性。

1.3 數據分析

采用IBM SPSS Statistics 27軟件對數據進行分析，利用Probit模塊對毒性回歸方程進行擬合，計算LC25、致死中濃度（LC50）、95%置信區間及相關系數（R2）。對解毒酶活性進行單因素方差分析，并通過Tukey檢驗法進行差異分析。

2 結果與分析

2.1 3種殺蟲劑對棉鈴蟲室內毒力的影響

室內毒力測定結果如表2所示，3種藥劑對棉鈴蟲呈現出不同的毒力作用。其中，200 g/L氯蟲苯甲酰胺對棉鈴蟲的室內殺蟲效果最好，LC50為2.36 mg/L，其次為10%甲維·茚蟲威，LC50為11.86 mg/L，8 000 IU/mg蘇云金桿菌對棉鈴蟲的毒性最小，LC50為131.74 倍；3種殺蟲劑的LC25分別為0.82、1.22 mg/L和87.42倍。表明化學殺蟲劑對棉鈴蟲的速殺性強于生物類殺蟲劑。

2.2 氯蟲苯甲酰胺LC25對棉鈴蟲CarE和CYP450活性的影響

由圖1可知，200 g/L氯蟲苯甲酰胺LC25處理棉鈴蟲后，其體內CarE和CYP450活性增強。氯蟲苯甲酰胺LC25處理12 h時，CarE和CYP450活性最強，明顯高于對照（Plt;0.05）；氯蟲苯甲酰胺LC25處理24 h時，CarE和CYP450活性有所下降，但均高于對照，差異無統計學意義（Pgt;0.05）；氯蟲苯甲酰胺LC25處理48 h時，棉鈴蟲CarE和CYP450活性持續性下降，但均略高于對照，差異無統計學意義（Pgt;0.05）。綜合結果表明，棉鈴蟲可能通過增強CarE和CYP450活性促進對氯蟲苯甲酰胺的解毒代謝。

不同小寫字母表示處理間差異具有統計學意義（Plt;0.05）。

2.3 氯蟲苯甲酰胺LC25對棉鈴蟲AChE和GST活性的影響

由圖2A可知，棉鈴蟲AChE活性在200 g/L氯蟲苯甲酰胺LC25處理12、24和48 h時均明顯低于對照（Plt;0.05），且隨藥劑處理時間的延長，AChE活性呈下降趨勢。由圖2B所示，在氯蟲苯甲酰胺LC25處理12 h時，棉鈴蟲AChE活性明顯高于處理24和48 h（Plt;0.05），處理48 h時AChE活性略微低于24 h，差異無統計學意義（Pgt;0.05）。氯蟲苯甲酰胺LC25處理的棉鈴蟲GST活性與對照間差異無統計學意義（Pgt;0.05）。表明氯蟲苯甲酰胺可抑制棉鈴蟲AChE活性，對GST活性無明顯影響（Pgt;0.05）。

3 結論與討論

氯蟲苯甲酰胺作為雙酰胺類殺蟲劑，作用機制獨特，其靶標為昆蟲的魚尼丁受體，與多數殺蟲劑無交互抗性，在害蟲防治中發揮重要作用[11]。本研究發現，200 g/L氯蟲苯甲酰胺和10%甲維·茚蟲威對棉鈴蟲具有較好殺傷力，其LC50分別為2.36和11.86 mg/L，8 000 IU/mg蘇云金桿菌的室內毒力弱于化學藥劑，LC50為131.74 倍。吳莉莉等[12]研究發現，200 g/L氯蟲苯甲酰胺對辣椒田棉鈴蟲的藥后7 d防效在95%以上，且持效期長；黃偉玲等[13]測定不同殺蟲劑對不同種群草地貪夜蛾室內毒力的影響發現，氯蟲苯甲酰胺對3齡和5齡草地貪夜蛾均具有較高的活性；王芹芹等[14]研究發現，茚蟲威明顯降低了棉鈴蟲的存活率；張丹丹等[15]通過6種殺蟲劑對棉鈴蟲的毒力效果比較試驗發現，氯蟲苯甲酰胺和甲維·茚蟲威對棉鈴蟲的毒殺效果均較好。本研究結果與以上研究結果相似。黃慶超等[5]研究表明，棉鈴蟲對多種殺蟲劑產生了不同程度的抗藥性。因此，生產上可交替使用200 g/L氯蟲苯甲酰胺和10%甲維·茚蟲威防治向日葵田棉鈴蟲，以有效防治田間蟲害。

昆蟲能夠通過體內有解毒代謝作用的酶降低或抑制毒性物質的毒力，這些解毒酶主要包括CarE、CYP450及GST等[7]。CYP450是生物體內重要的一種解毒酶，Lu等[16]和Feyereisen等[17]研究表明，其參與生物體重要生命活動物質的合成，還能催化有毒外源物質的解毒代謝，在棉鈴蟲對殺蟲劑的解毒代謝中同樣發揮重要作用。本研究結果顯示，200 g/L氯蟲苯甲酰胺處理后，棉鈴蟲CYP450活性明顯提高，表明棉鈴蟲可能通過CYP450進行氯蟲苯甲酰胺的解毒代謝。CarE在昆蟲的解毒代謝中具有重要作用[18]。董利霞等[19]研究甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽亞致死劑量對不同敏感性棉鈴蟲解毒酶活性的影響發現，棉鈴蟲可通過增強CarE活性降低其對甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽的敏感性；Chen等[20]研究發現，棉鈴蟲可通過增強CarE活性提高對三氟氯氰菊酯的耐受性；還能通過調控CarE相關基因CCE001a、CCE001i及CCE001j的表達，降低氰戊菊酯的毒力[21]。本研究結果顯示，200 g/L氯蟲苯甲酰胺處理后，明顯提高了棉鈴蟲CarE活性，表明棉鈴蟲可能通過增強CarE活性參與氯蟲苯甲酰胺的解毒代謝過程。AChE是氨基甲酸酯類和有機磷殺蟲劑的作用靶標；200 g/L氯蟲苯甲酰胺處理后，抑制了AChE的活性，表明AChE有可能是氯蟲苯甲酰胺潛在的間接靶標。已有研究表明，GST在棉鈴蟲解毒代謝有機磷和有機氯殺蟲劑方面具有重要作用[8]，本研究未發現GST參與棉鈴蟲對氯蟲苯甲酰胺的響應，推測可能是因為不同殺蟲劑的作用機制存在差異。棉鈴蟲可通過增強解毒酶活性促進殺蟲劑的代謝，在一定程度上增強了其抗藥性[22]，因此，在使用200 g/L氯蟲苯甲酰胺防治向日葵田棉鈴蟲時，加強對CarE和CYP450等酶活性的持續監測，進一步分析CarE和CYP450的解毒代謝機制，為其防治提供參考。

綜上，本研究通過測定3種殺蟲劑對棉鈴蟲的室內毒力，發現200 g/L氯蟲苯甲酰胺和10%甲維·茚蟲威對棉鈴蟲具有較好的毒力，生防菌蘇云金桿菌的室內毒力弱于化學藥劑；解毒酶活性測定結果表明，200 g/L氯蟲苯甲酰胺能夠增強棉鈴蟲CarE和CYP450活性，抑制AChE活性，表明棉鈴蟲可能主要通過CarE和CYP450進行氯蟲苯甲酰胺的解毒代謝。以上結果為向日葵田棉鈴蟲防治提供參考。

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（責任編輯：胡立萍）