二斑叶螨混合抗性种群相对适合度的研究

周兴隆, 杨顺义, 沈慧敏

(甘肃农业大学草业学院,草业生态系统省部共建教育部重点实验室,中-美草地畜牧业可持续发展中心， 兰州 730070)



二斑叶螨混合抗性种群相对适合度的研究

周兴隆, 杨顺义, 沈慧敏*

(甘肃农业大学草业学院,草业生态系统省部共建教育部重点实验室,中-美草地畜牧业可持续发展中心， 兰州 730070)

研究了二斑叶螨抗甲氰菊酯、阿维菌素、螺螨酯混合品系(R)和敏感品系(S)的生长发育与生殖情况，比较种群的生物适合度。结果表明：与敏感品系(S)相比，抗性品系各螨态发育历期和产卵量均存在不同程度的下降，抗性品系的净生殖率(R0=12.765 9)远低于敏感品系(R0=42.420 3)，相对适合度为敏感品系的0.300 9倍，存在适合度缺陷；其他生命表参数无种群差异。

二斑叶螨； 抗性相对适合度； 生命表

杀虫杀螨剂的不合理使用导致了严重的抗药性，使得杀虫杀螨剂的研发速度远滞后于药剂的淘汰速度，且其研发周期长、成本高，故保护现有品种，延长其使用寿命，对于降低杀虫杀螨剂的应用成本具有非常重要的意义。

二斑叶螨(TetranychusurticaeKoch)又称二点叶螨，是蔬菜、花卉、果树等的重要害螨之一，能取食50科200余种植物。该螨以刺吸式口器刺吸植物的汁液；幼、若螨和成螨，均能为害寄主的叶片、芽和嫩茎[1]。近年来，二斑叶螨对我国农业生产的危害越来越严重，且由于螨体小、世代多、繁殖速度快、发育历期短，极易产生抗药性[2]。螺螨酯、甲氰菊酯、阿维菌素对二斑叶螨各个螨态均有效，且3种杀螨剂之间没有交互抗性。本研究通过构建种群生命表，比较了二斑叶螨对阿维菌素、甲氰菊酯、螺螨酯混剂抗性品系(R)和敏感品系(S)的生命、生殖参数，并用净增殖率(R0)来确定两个品系的相对适合度，以期为二斑叶螨的抗性治理提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

二斑叶螨2007年采自甘肃省兰州市兴隆山国家级森林公园。

1.2 供试药剂

20%甲氰菊酯(fenpropathrin)乳油(红太阳集团有限公司)、240 g/L螺螨酯(spirodiclofen)悬浮剂(德国拜耳作物科学公司)、18 g/L阿维菌素(abamectin)乳油(河北伊诺生化有限公司)。

1.3 试验方法

1.3.1 二斑叶螨敏感品系(susceptible strain, S)的建立

2007年6月底采自甘肃省兰州市兴隆山国家级森林公园，不接触任何药剂的情况下采用雌雄单系(一雌一雄用叶碟法在培养皿中)饲养繁殖，将其后代转移到盆栽豇豆苗上，在人工气候室内大量饲养，约40代作为二斑叶螨相对敏感品系(S)来源；饲养条件为：温度(25±l)℃，相对湿度(60±5)%，光照周期L∥D=16 h∥8 h。

1.3.2 二斑叶螨抗性品系(resistant strain, R)的选育

将阿维菌素、甲氰菊酯、螺螨酯混合(阿维菌素、甲氰菊酯、螺螨酯单剂的LC50为汰选浓度，体积比为阿维菌素∶甲氰菊酯∶螺螨酯=1∶1∶1)，均匀喷洒至从敏感品系(S)中选出的部分二斑叶螨个体上，进行抗性种群汰选。用药4～5次，待其种群扩增后，用叶片残毒法进行室内毒力测定一次，计算其致死中浓度(LC50)，并与敏感种群比较，求出抗性倍数(RR)，记为一个汰选周期。连续汰选3个周期后，逐渐增加汰选浓度，掌握抗药性的发展趋势，直至选育出抗性较高的抗性品系(R)。饲养条件同上。

1.3.3 实验种群生命表的组建

本试验在光照培养箱中进行，设置温度为(25±1)℃，光照周期L∥D=16 h∥8 h，相对湿度为(60±5)%，饲养期间停止用药。在直径为9 cm的培养皿内放置一块1 cm厚,与培养皿大小相适的浸水海绵，其表面覆一张等面积滤纸，将平整完好无螨菜豆叶片背面向上平铺于滤纸表面，叶柄及叶片周围用脱脂棉包围，以便叶片吸水保鲜并防止二斑叶螨逃逸[3]，每一叶片上接一头雌成螨，产卵后即弃去，保留新鲜卵1粒，每隔12 h记录二斑叶螨发育历期及存活状况，当发育为成螨时，统计性比，并且每叶接1头雄螨交配，记录每日每雌产卵量及成螨的存活数，直至死亡。敏感品系(S)和抗性品系(R)各饲养60头。

1.3.4 数据处理

所有数据处理分析均用SPSS 19.0和Excel软件进行。根据符海波等[4]和何林等[5]的方法组建二斑叶螨敏感品系(S)、抗性品系(R)的生命生殖力表，计算各项生命参数。各项生命参数用以下公式分别计算得出：

2 结果与分析

2.1 二斑叶螨抗阿维菌素、甲氰菊酯、螺螨酯混剂种群选育结果

在室内条件下，经过连续59代的抗性选育，二斑叶螨对阿维菌素的LC50由1.83 mg/L上升至1 207.76 mg/L，抗性倍数达到658.44倍；对甲氰菊酯的LC50由35.75 mg/L上升至6 108.63 mg/L，抗性倍数达到170.88倍；对螺螨酯的LC50由45.31 mg/L上升至2 805.62 mg/L，抗性倍数达到61.93倍，均成为高抗种群(表1)。

表1 二斑叶螨抗性品系(R)的选育结果

2.2 二斑叶螨抗性品系(R)和敏感品系(S)发育历期

抗性品系(R)与敏感品系(S)比较，各螨态发育历期均有不同程度的缩短，但其变化除成虫外差异不显著。其中卵期缩短率最低，仅为6.23%；第一若螨期与第二若螨期缩短率次之，分别为12.94%和11.65%；幼螨期缩短率达23.21%；成螨期缩短率达61.85%，为最大；此外，3个静止期也有不同程度的缩短，缩短率第一静止期为15.79%，第二静止期为14.89%，第三静止期为10.48%；就寿命而言，敏感品系(S)可达22.51 d，抗性品系(R)缩短至13.63 d，寿命缩短了39.45%(表2)。

表2 二斑叶螨抗性品系(R)和敏感品系(S)的发育历期1)

1)表中数据为平均值±标准误，同行数据后有相同英文字母表示经Duncan法多重比较差异不显著(P>0.05)。

The data in the table are mean±SE; the same letters in the same row indicate no significant difference by Duncan’s multiple range test (P>0.05).

2.3 二斑叶螨抗性品系(R)和敏感品系(S)的繁殖力

每雌日均产卵量抗性品系(R)为3.12粒，敏感品系(S)为4.84粒；每雌总产卵量抗性品系(R)为54.56粒，敏感品系(S)为75.25粒。可见，无论每雌日均产卵量还是每雌总产卵量抗性品系(R)都显著低于敏感品系(S)(P<0.05)，说明抗性种群生殖力下降，表明抗性品系(R)存在生殖不利性(表3)。

表3 二斑叶螨抗性品系(R)和敏感品系(S)的繁殖力1)

1)表中数据为平均值±标准误，同一列数据后不同英文字母表示经Duncan法多重比较差异显著(P<0.05)。

The data in the table are mean±SE; the different letters in the same column indicate significant difference by Duncan’s multiple range test (P<0.05).

2.4 二斑叶螨的种群生物学参数

二斑叶螨抗性品系(R)、敏感品系(S)的净增殖率R0、平均世代周期T、内禀增长率rm(用近算法)[6-7]、周限增长率λ和种群加倍时间Dt见表4。结果显示，在温度(25±1)℃，光照L∥D=16 h∥8 h，相对湿度为(60±5)%、食物充足、排除天敌和雨水等饲养条件下，二斑叶螨抗性品系(R)、敏感品系(S)的内禀增长率rm依次为0.303 4、0.215 0(rm均大于0)，说明二斑叶螨种群数量上升。与敏感品系(S)相比，抗性品系(R)的内禀增长率，世代周期、周限增长率和种群加倍时间均没有明显差异，但净生殖率小于敏感品系。抗性种群的相对适合度为0.300 9(Rf<1)，表明二斑叶螨抗性品系(R)适合度下降，存在一定程度的生殖不利性。

表4 二斑叶螨抗性品系(R)和敏感品系(S)试验种群生命参数

3 讨论

二斑叶螨抗性的发展受抗性基因的影响[8]，如果其种群中抗性基因个体适合度存在不利性，则导致抗性基因频率下降[9-12]，混用杀虫杀螨剂可以使敏感性得到恢复[10-11]；反之，如果抗性种群中不存在适合度不利性，则杀虫杀螨剂的混用只能延缓抗性，而不能成功治理其抗性[13]。本文结果显示二斑叶螨抗性品系(R)的相对适合度为0.300 9(Rf<1)，表明二斑叶螨抗性品系(R)适合度存在缺陷，阿维菌素、甲氰菊酯和螺螨酯的混用有利于抗性治理；相较于敏感品系(S)，抗性品系(R)各螨态发育历期、平均世代周期和种群加倍时间均有不同程度的缩短，说明该混合剂有刺激二斑叶螨发育速率加快的作用。这种刺激作用与孟祥梅等[14]、何林等[15]的研究结果一致，也符合生产中对叶螨频繁施药后，种群数量上升越快的实际情况。特别需要说明的是第一若螨期的缩短，使得子代雄成螨与亲代雌成螨的交配率大大增加，这对有孤雌产雄生殖方式的二斑叶螨在田间扩散后短期内繁殖种群有积极意义。

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Relative fitness of Tetranychus urticae with multiple resistance

Zhou Xinglong, Yang Shunyi, Shen Huimin

(College of Prataculture, Gansu Agricultural University, Key Laboratory of Grassland Ecosystem,Ministry of Education, The Sino-U.S. Center for Grazingland Ecosystem Sustainability, Lanzhou 730070， China)

Development, reproduction and biotic fitness of the susceptible strain and the strain with multiple resistance to fenpropathrin,abamectin and spirodiclofen were evaluated usingTetranychusurticaeKoch. The results showed that, compared to the susceptible strain, the developmental duration and oviposition of resistant strain declined. The net reproduction rate (R0) of the resistant strain (12.765 9) was significantly lower than that of the susceptible strain (42.420 3), but no significant differences were found in other biological parameters. The relative fitness was 0.300 9 times as that of the susceptible strain, indicating an obvious fitness cost.

Tetranychusurticae； relative fitness； life table

2014-03-19

2014-06-18

国家自然科学基金项目(31260442);公益性行业(农业)科研专项(201103020)

S 481.4

A

10.3969/j.issn.0529-1542.2015.02.009

* 通信作者 E-mail:ndshm@gsau.edu.cn