氟啶虫胺腈对中黑盲蝽发育繁殖及药剂敏感性亚致死效应

许 敏,杨妮娜,许 冬,丛胜波,陈利珍,万 鹏,李文静

(1.华中农业大学植物科技学院, 武汉 430070; 2.农业部华中作物有害生物综合治理重点实验室,湖北省农业科学院植保土肥研究所, 武汉 430064)

0 引 言

【研究意义】进入21世纪以来，随着Bt棉花的推广种植，棉田化学杀虫剂使用大幅度减少，盲蝽发生为害明显加重，上升成为主要害虫[1-3]。中黑盲蝽Adelphocorissuturalis是盲蝽优势种类之一，广泛分布于长江流域和黄河流域地区，对棉花、果树等危害严重[4]。化学防治以其见效快、成本低等优点，成为防治中黑盲蝽的常用手段[5]。研究评价新型杀虫剂氟啶虫胺腈对中黑盲蝽的致死和亚致死作用，对改善和提高中黑盲蝽的化学防治水平，以及减少中黑盲蝽的灾害损失有实际意义。【前人研究进展】当前我国棉区广泛使用防治中黑盲蝽的杀虫剂包括机磷类、菊酯类、烟碱类等[6]。频繁、过度、长期使用化学农药，会降低中黑盲蝽对常用杀虫剂的敏感性。对中黑盲蝽进行抗性监测时发现[7]，江苏盐城、南京和湖北荆州中黑盲蝽种群对毒死蜱、甲维盐和氟虫腈的敏感性下降，呈低抗水平。有研究发现[8]，湖北荆州地区的中黑盲蝽种群对高效氯氰菊酯已表现出低水平抗性，2011和2012年对高效氯氣菊酯的抗性倍数分别达到9.2和10.0倍。氟啶虫胺腈是由美国陶氏益农公司在2010年研发的、含有独特化学结构的砜亚胺类杀虫剂[9]，通过茎叶吸收进入植物体内，主要作用于昆虫乙酰胆碱受体的独特结合位点[10-12]。与以往新烟碱类杀虫剂不同，氟啶虫胺腈缺失胺氮，因此，被认定为第4代新烟碱类杀虫剂，专门用于防治盲蝽蟓、蚜虫、飞虱等刺吸式口器害虫[13-14]。致死作用是评价杀虫剂效果的重要指标，但亚致死作用也对害虫防治非常重要。在农业生态系统中，害虫除了受到农药的致死剂量影响外，还会受到亚致死剂量的影响，从而产生亚致死效应，造成昆虫发育繁殖的变化、促进抗药性的发展、影响昆虫体内重要的解毒代谢酶活力[15]。【本研究切入点】长期使用传统农药来防治中黑盲蝽，易使其产生抗药性。在防治中黑盲蝽时，使用新型杀虫剂成为延缓抗性和提高防效的有效手段。研究杀虫剂亚致死浓度对害虫的影响。分析害虫受药剂亚致死浓度胁迫后发育繁殖及对其他药剂的敏感性的变化。【拟解决的关键问题】以中黑盲蝽为材料，选取新型杀虫剂氟啶虫胺腈对其进行处理，分析3龄若虫受亚致死浓度胁迫后，发育繁殖等生命参数的变化，以及对棉田常用杀虫剂吡虫啉、呋虫胺、高效氯氟氰菊酯敏感性的变化。为田间合理使用杀虫剂提供依据。

1 材料与方法

1.1 材 料

1.1.1 供试虫源

中黑盲蝽于2016年采自湖北省潜江市棉田，在不接触任何杀虫剂情况下以四季豆在室内连续饲养。养虫室温度为(26±1)℃，相对湿度为70%±5%，光周期为 16L∶8D。

1.1.2 供试药剂

氟啶虫胺腈97.9%原药，美国陶氏益农公司产品；吡虫啉95.4%原药，呋虫胺95.8%原药，山东联合农药工业有限公司产品；高效氯氟氰菊酯95.85%原药，江苏扬农化工集团有限公司产品。

1.2 方 法

1.2.1 氟啶虫胺腈对中黑盲蝽的毒力测定

供试药剂用丙酮配制成母液，用吐温水稀释至供试浓度[16]。将从田间采集的棉花叶洗净晾干后，在药液中浸渍10 s，取出后再次晾干，叶柄插入玻璃管(高7.5 cm，直径3 cm)中，玻璃管预先倒入浓度5%的琼脂凝胶，为叶片保湿。挑选健康、活泼、长势一致的3龄若虫接入玻璃管中，每管接入3头，每处理重复 3 次，每重复 5 管。以吐温水溶液为空白对照。将药剂处理后试虫放入光照培养箱内(温度 (25±1)℃，L：D=16 h：8 h，湿度 (65±5 )%)，48 h 后检查各盒子内试虫的死亡状况，以不能正常爬行视为死亡。

1.2.2 氟啶虫胺腈亚致死效应的测定

根据室内毒力测定结果，选择氟啶虫胺腈亚致死浓度LC10、LC25与CK剂量分别处理中黑盲蝽3龄若虫，每种剂量处理120头。48 h后将存活若虫单头转移到装有新鲜四季豆的玻璃管进行饲养，若虫羽化后进行配对，将单对成虫放入玻璃烧杯中(高8.5 cm，直径6.5 cm)进行饲养。每处理配对30～50对，每天更换新鲜四季豆作为食物和产卵场所。观察记录若虫历期及存活情况、成虫寿命、产卵前期、产卵期、产卵量、卵孵化情况等参数。

1.2.3 中黑盲蝽受氟啶虫胺腈亚致死剂量胁迫后对其它药剂的敏感性测定

以氟啶虫胺腈亚致死浓度LC10、LC25与CK剂量分别处理中黑盲蝽3龄若虫，48 h后挑出存活的试虫，测定其对吡虫啉、呋虫胺、高效氯氟氰菊酯3种杀虫剂的敏感性。玻璃管底部预先倒入浓度5%的琼脂凝胶，待凝固后插入不同药剂浓度处理过的棉花叶片，再挑出受氟啶虫胺腈亚致死剂量胁迫后存活的中黑盲蝽若虫接入玻璃管中，每管接入3头，每处理重复 3 次，每重复 5 管。

1.3 数据处理

所有数据处理均采用 SPSS19.0 完成。采用回归分析中的 Probit 选项计算毒力回归方程以及 LC10、LC25、LC50值等。采用单因素方差分析中黑盲蝽生命参数不同处理间的差异，Tukey 方法对数据进行多重比较，显著水平设为P< 0.05。

2 结果与分析

2.1 氟啶虫胺腈对中黑盲蝽的毒力及亚致死浓度

研究表明，氟啶虫胺腈对中黑盲蝽3龄若虫的毒力回归方程y=2.918x-3.058，Pearson模型拟合优度检验χ2 = 3.008，P= 0.699。其LC50、LC25、LC10分别为11.175(7.717～14.071)mg/L，6.562(2.973～8.993)mg/L，4.064(1.19～6.363)mg/L。

2.2 氟啶虫胺腈亚致死浓度对中黑盲蝽发育繁殖的影响

研究表明，氟啶虫胺腈不同亚致死浓度处理对中黑盲蝽若虫发育历期均有一定影响，随着药剂浓度的增加，若虫发育历期亦延长。与对照相比，LC10剂量处理后的中黑盲蝽3～5龄若虫历期延长2.35 d，LC25剂量处理后延长4.19 d，且三种处理间差异显著(F= 1 361.5;df=2, 177;P=0.000 1)。氟啶虫胺腈LC10和LC25剂量处理后，中黑盲蝽成虫羽化率、雌/雄成虫寿命与对照相比均略有下降，但未达显著性差异(羽化率F= 0.176;df=2, 6;P=0.842，雌成虫寿命F=0.327;df=2, 87;P=0.722，雄成虫寿命F=0.033;df=2, 87;P= 0.967)。氟啶虫胺腈不同亚致死浓度处理均延长了产卵前期，且三种处理间差异显著(F=215.06;df=2, 87;P= 0.000 1)；LC10剂量处理后产卵前期比对照延长3.6 d，LC25剂量处理后比对照延长4 d。氟啶虫胺腈不同亚致死浓度对中黑盲蝽雌成虫产卵量有显著影响(F=239.34;df=2, 87;P=0.000 1)。经LC10剂量处理后，中黑盲蝽单雌产卵量比对照减少了11.93粒；LC25剂量处理后减少了13.23粒。氟啶虫胺腈LC10和LC25剂量对中黑盲蝽卵孵化率影响不显著(F=1.597;df=2, 87;P=0.208)。表1

表1 氟啶虫胺腈不同亚致死浓度下中黑盲蝽生长发育及繁殖变化

Table 1 Effect of sublethal concentration of sulfoxaflor on biological traits of A.suturalis

药剂浓度Concentration3^5龄若虫历期Developmental duration of 3rd-5th instar(d)羽化率Eclosion rate(%)雌成虫寿命Female adult longevity(d)雄成虫寿命Male adult longevity(d)产卵前期Preoviposition period(d)单雌产卵量Eggs laid per female孵化率Egg hatching rate(%)CK对照11.83±0.06c73.33±4.41a17.43±0.24a17.2±0.35a8.57±0.09b35.73±0.29a65.76±1.09aLC10处理14.18±0.05b71.67±1.67a17.37±0.19a17.1±0.21a12.17±0.16a23.8±0.57b64.47±2.58aLC25处理16.02±0.05a70.01±5.01a17.2±0.19a17.17±0.26a12.57±0.18a22.5±0.51b61.55±0.94a

注：同列数据后不同字母表示差异显著(P<0.05)

Note: Different letters in the same column indicated significant difference (P<0.05)

2.3 中黑盲蝽受氟啶虫胺腈亚致死剂量胁迫后对其它药剂的敏感性

研究表明，受LC10亚致死剂量胁迫后，中黑盲蝽的相对毒力指数将近CK对照的1.4倍；受LC25亚致死剂量胁迫后，中黑盲蝽的相对毒力指数升高至CK对照的2倍以上。受氟啶虫胺腈不同亚致死剂量胁迫后的中黑盲蝽对呋虫胺的相对毒力表现为：LC25处理>LC10处理>CK对照，表明受氟啶虫胺腈亚致死剂量胁迫的中黑盲蝽对呋虫胺有较高的敏感性，且受高浓度氟啶虫胺腈胁迫的敏感性更高。与未受胁迫的对照组相比，中黑盲蝽受氟啶虫胺腈亚致死剂量胁迫后，对高效氯氟氰菊酯的敏感性提高，并随氟啶虫胺腈胁迫浓度的增加，中黑盲蝽对高效氯氟氰菊酯的敏感性增强。表2

3 讨 论

氟啶虫胺腈属于第 4 代新烟碱类杀虫剂[13]，具有强内吸性，在田间施用后，毒性会随时间的推移流失或降解到亚致死剂量水平，昆虫接触后对自身发育繁殖等行为产生亚致死作用。研究以氟啶虫胺腈 LC10和 LC25作为亚致死浓度处理中黑盲蝽3龄若虫，结果表明,两种亚致死浓度对中黑盲蝽的生长、发育、繁殖均产生一定抑制作用。氟啶虫胺腈 LC10和 LC25浓度处理显著延长了中黑盲蝽3 龄若虫至羽化的历期；若虫羽化后，产卵前期亦延长，单雌产卵量降低。

表2 氟啶虫胺腈亚致死剂量胁迫下中黑盲蝽对三种药剂的敏感性变化

Table 2 Susceptibility of sulfoxaflor-treatedA.suturalisto three insecticides

杀虫剂Insecticide种群Population回归方程Regression equationχ2PLC50(mg/L)95% Confidence interval相对毒力指数Relative toxicity index (RTI)吡虫啉CK对照y=1.523x -3.4602.3780.498187.183107.845^844.793100LC10处理y=1.426x -3.0330.2170.975134.15377.169^562.86139.529LC25处理y=1.342x -2.6020.4630.92786.89951.315^251.03215.402呋虫胺CK对照y=1.812x -4.95.1870.159506.346347.823^958.818100LC10处理y=2.297x -5.9012.6460.449370.991265.602^582.329136.484LC25处理y=1.768x -4.3021.3770.711271.148178.881^448.068186.741高效氯氟氰菊酯CK对照y=1.711x -3.7392.1110.55153.2285.684^842.479100LC10处理y=1.679x -3.4352.3010.512111.15462.973^655.165137.844LC25处理y=1.9x -3.7801.5310.67597.59560.29^341.217156.995

杀虫剂亚致死剂量虽不能直接导致害虫死亡，也会对害虫的生长发育、种群增长、生态行为及生理生化等各方面造成影响，且因农药种类、浓度及害虫种类的不同，亚致死作用对害虫的影响会有所不同[17]。氟啶虫胺腈对不同种类害虫的亚致死效应研究已取得了一系列进展。绿盲蝽被亚致死剂量的氟啶虫胺腈处理后，其子代内禀增长率、世代周期与对照相比显著下降，卵黄原蛋白基因表达量下降40%以上[18]。对桃蚜的研究发现[19]，亚致死浓度的氟啶虫胺腈能够显著降低亲代和子代桃蚜成蚜的寿命、单雌产蚜量和产蚜历期，并表现为随药剂浓度增加，成蚜寿命、产蚜历期缩短，单雌产蚜量降低。评估亚致死浓度氟啶虫胺腈对桑粉虱的影响发现[20]，氟啶虫胺腈亚致死剂量可以抑制桑粉虱卵的孵化，延迟孵化时间。以上氟啶虫胺腈对不同害虫的亚致死效应研究与试验结果一致，不存在延长害虫寿命，刺激生殖的影响。

田间害虫除直接被化学药剂杀死外，其余个体不可避免受不同种类药剂亚致死剂量胁迫，进而存在产生交互抗性风险[21]。评价氟啶虫胺腈用于防治中黑盲蝽的有效性，研究采用浸渍法，以氟啶虫胺腈亚致死浓度(LC10和LC25)胁迫中黑盲蝽3龄若虫48 h后，测定其对棉田常用新烟碱类杀虫剂吡虫啉、呋虫胺、及拟除虫菊酯杀虫剂高效氯氟氰菊酯的敏感性。其结果表明，受氟啶虫胺腈亚致死剂量胁迫后，中黑盲蝽对吡虫啉、呋虫胺、高效氯氟氰菊酯的敏感性均未下降。这表明氟啶虫胺腈与化学杀虫剂吡虫啉、呋虫胺、高效氯氟氰菊酯不存在交互抗性。

杀虫剂的亚致死剂量可以诱导害虫体内的解毒酶系，为害虫抗药性的快速演化提供持续的选择压力，使得害虫在杀虫剂的胁迫下得以存活[22-23]。不同类型杀虫剂可诱导昆虫不同种类解毒酶活性增强，同种类型的杀虫剂也能诱导昆虫表达不同解毒酶基因[24]，产生不同抗药性。故推测，氟啶虫胺腈亚致死浓度处理后，中黑盲蝽对吡虫啉、呋虫胺、高效氯氟氰菊酯的敏感性并未降低，是由于氟啶虫胺腈和这三种药剂可诱导中黑盲蝽不同种类的解毒酶活性，造成敏感度变化。

4 结 论

氟啶虫胺腈对中黑盲蝽具有高致死毒力(LC50=11.175 mg/L)，且亚致死剂量抑制中黑盲蝽的生长、发育、繁殖；经亚致死剂量胁迫后，中黑盲蝽对吡虫啉、呋虫胺、高效氯氟氰菊酯的敏感性均未下降。氟啶虫胺腈可作为防治中黑盲蝽的有效药剂。田间施用杀虫剂防治中黑盲蝽时，建议氟啶虫胺腈、吡虫啉、呋虫胺、高效氯氟氰菊酯轮换使用，以减少单一药剂长期使用对害虫产生选择压力，延长杀虫剂的使用年限。