国产日韩欧美一区二区三区三州_亚洲少妇熟女av_久久久久亚洲av国产精品_波多野结衣网站一区二区_亚洲欧美色片在线91_国产亚洲精品精品国产优播av_日本一区二区三区波多野结衣 _久久国产av不卡

?

烯啶蟲胺對褐飛虱的亞致死效應(yīng)

2020-06-08 09:41程世陽龔佑輝王福蓮
植物保護 2020年2期

程世陽 龔佑輝 王福蓮

摘要 測定了烯啶蟲胺亞致死濃度對處理當(dāng)代褐飛虱及其子代生物學(xué)特性的影響。結(jié)果表明:與對照相比,烯啶蟲胺亞致死濃度LC15(0.011 mg/L)處理褐飛虱3齡若蟲,其發(fā)育歷期顯著延長,成蟲羽化率顯著下降,單雌產(chǎn)卵量從226.6粒下降到176.4粒,產(chǎn)卵期也顯著縮短;子代的發(fā)育歷期比對照組顯著縮短,而子代的產(chǎn)卵量、產(chǎn)卵期和成蟲壽命均與對照組無顯著差異。子代種群數(shù)量趨勢指數(shù)與對照組也無明顯差異。上述結(jié)果表明,烯啶蟲胺亞致死濃度處理對當(dāng)代褐飛虱生長發(fā)育和繁殖產(chǎn)生不利影響,子代發(fā)育歷期縮短可能使褐飛虱存在一定的再猖獗風(fēng)險。

關(guān)鍵詞 烯啶蟲胺; 褐飛虱; 亞致死效應(yīng); 繁殖力; 生物適合度

中圖分類號: S 435.112.3 ?文獻標(biāo)識碼: B ?DOI: 10.16688/j.zwbh.2019476

Abstract The effects of sublethal concentration of nitenpyram on performance of the treated generation and the F1 generation of Nilaparvata lugens were assessed. When the 3rd instar nymphs of brown planthopper were exposed to nitenpyram at the LC15 (0.011 mg/L), nymphal development was significantly prolonged, adult emergence rate was significantly decreased, fecundity per female was significantly decreased from 226.6 to 176.4, and oviposition period was also significantly shortened. In the F1 generation, the nymphal developmental duration was significantly shortened, while fecundity, oviposition period, adult longevity, and population trend index were not significantly affected by the treatment on the parental generation. These results indicate that the sublethal concentration of nitenpyram has adverse effects on growth and development of the treated generation of brown planthopper, but the negative effects are not as pronounced in the offspring (F1) generation. The shorter developmental duration of the F1 generation may pose a possible risk of population resurgence after N. lugens exposure to sublethal concentration of nitenpyram.

Key words nitenpyram; Nilaparvata lugens; sublethal effect; fecundity; biological fitness

褐飛虱Nilaparvata lugens (Stl)是目前為害水稻的重要害蟲之一,遍布于熱帶、亞熱帶和溫帶地區(qū)。其主要通過直接刺吸稻莖韌皮部的汁液;和傳播水稻病毒(齒葉矮縮病毒和草狀叢矮病毒)導(dǎo)致水稻減產(chǎn),嚴(yán)重時呈“虱燒”狀[1]。在中國每年發(fā)生3~8代,為害單季中、晚稻和雙季早稻較重。2005年-2007年,我國曾連續(xù)三年褐飛虱大發(fā)生,對水稻生產(chǎn)構(gòu)成嚴(yán)重威脅[2]。現(xiàn)在亞洲地區(qū)平均每年由褐飛虱造成的水稻減產(chǎn)約100萬t[3]。

殺蟲劑施于田間后,毒力會隨著時間的推移和環(huán)境的改變逐漸遞減,從而形成亞致死劑量[4-5]。當(dāng)個體暴露在該劑量條件下時,對個體生理和行為上產(chǎn)生的影響稱為亞致死效應(yīng)[6]。因殺蟲劑種類、劑量高低和其作用對象不同,亞致死效應(yīng)會對昆蟲的生長發(fā)育產(chǎn)生不同影響[7],如不利于昆蟲生長發(fā)育[8-10],刺激增殖[11-12],導(dǎo)致害蟲對農(nóng)藥的耐受性或抗藥性增加[13-14]及害蟲再猖獗[15-16]。

烯啶蟲胺屬于氯代煙堿類殺蟲劑,作用于昆蟲中樞神經(jīng)系統(tǒng)的煙堿型乙酰膽堿受體[17]。烯啶蟲胺是防治刺吸式口器害蟲的主要殺蟲劑,近年來作為替代產(chǎn)品用于防治對吡蟲啉有抗性的褐飛虱種群[18-20]。由于烯啶蟲胺近年來的大量使用,關(guān)注褐飛虱田間種群的敏感性非常重要。Zhang等[20]報道褐飛虱田間種群對烯啶蟲胺的LC50為0.45~6.44 mg/L,顯示出中等抗性水平。廣東和湖北稻區(qū)褐飛虱對烯啶蟲胺產(chǎn)生了低到中等水平的抗性[21-22]。

了解藥劑的亞致死效應(yīng)是評估其管理風(fēng)險的關(guān)鍵[23]。目前,烯啶蟲胺是防治褐飛虱的主要殺蟲劑,而關(guān)于其亞致死劑量對褐飛虱生長發(fā)育和種群發(fā)展的影響研究較少。我們在室內(nèi)研究了烯啶蟲胺亞致死濃度對處理當(dāng)代褐飛虱及其子代生物學(xué)特性的影響,可為褐飛虱的可持續(xù)治理及烯啶蟲胺的科學(xué)合理使用提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試蟲源

供試褐飛虱種群受贈于華中農(nóng)業(yè)大學(xué)李建洪教授實驗室,原采集于湖北農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻田,在未接觸過任何農(nóng)藥的情況下用‘臺中一號稻苗室內(nèi)飼養(yǎng)已10年以上,飼養(yǎng)條件為(27±1)℃、光周期L∥D=16 h∥8 h、相對濕度在70%左右。

1.2 供試藥劑

烯啶蟲胺(nitenpyram)原藥,純度97%,購自北京普益華科技有限公司(Macklin),TritonX-100購自國藥集團化學(xué)試劑有限公司,丙酮購自北京化工廠。

1.3 毒力測定

烯啶蟲胺對褐飛虱的毒力測定采用稻苗浸漬法[24-26]。用電子天平(精度為萬分之一)稱取烯啶蟲胺原藥,用丙酮溶解,然后用含0.1% Triton X-100的蒸餾水稀釋成一系列濃度。選取長勢良好,高約7 cm的‘TN1稻苗20株左右,洗凈。然后將稻苗分別在不同濃度的藥液中浸泡30 s,用濕潤脫脂棉包裹根部,并放進一次性塑料杯(d=5 cm,h=7.5 cm)中,每杯接入3齡若蟲15頭,罩上紗網(wǎng)罩。靜置2 h后,剔除損傷個體。以含0.1% Triton X-100的蒸餾水作為對照,每個處理重復(fù)3次,然后將裝置放入溫度(27±1)℃,相對濕度70%,光周期L∥D=16 h∥8 h的人工氣候箱中。96 h后檢查并記錄死亡情況。

1.4 烯啶蟲胺亞致死劑量處理對褐飛虱生物學(xué)特性的影響1.4.1 對處理當(dāng)代的影響

若蟲生長發(fā)育和存活率:根據(jù)烯啶蟲胺毒力測定結(jié)果,用供試褐飛虱種群的LC15作為亞致死濃度處理褐飛虱3齡若蟲,同時用只含0.1% Triton X-100的蒸餾水為對照,處理方法同1.3。每處理40頭若蟲,每個處理設(shè)置3次重復(fù)。96 h后存活若蟲單頭轉(zhuǎn)移到平底玻璃試管(d=25 mm,h=75 mm)中的分蘗期稻苗的莖段(4~5 cm)上,試管內(nèi)加1 mL的滅菌超純水保持莖段新鮮。每日觀察記錄直至成蟲羽化。每2 d更換一次稻莖。處理后若蟲飼養(yǎng)在上述人工氣候箱中。

成蟲繁殖力:取初羽化的成蟲隨機配對,飼養(yǎng)于平底玻璃試管(d=40 mm,h=180 mm)內(nèi),管內(nèi)有高約10 cm且長勢良好的稻苗[27],管口用尼龍網(wǎng)封口。每天定時觀察,記錄每日孵化的若蟲數(shù)量(計數(shù)后移出用于下述試驗)和成蟲存活狀況,直至成蟲死亡。一對成蟲為一次重復(fù),每處理至少15個重復(fù)。計算每雌產(chǎn)卵量和成蟲壽命。

1.4.2 對子代的影響

隨機選取處理組和對照組24 h內(nèi)孵化的若蟲,轉(zhuǎn)移至含1 mL滅菌超純水的平底玻璃試管(d=25 mm,h=75 mm)內(nèi)分蘗期稻苗的莖段(4~5 cm)上單頭培養(yǎng),用保鮮膜封口。每組4個重復(fù),每重復(fù)25頭若蟲。每2 d更換一次稻莖。每天觀察記錄若蟲的存活情況,直至羽化為成蟲。計算齡期、初孵若蟲到3齡若蟲存活率(Sr1)、3齡到5齡若蟲存活率(Sr2)、雌蟲比例(Fr)。子代繁殖力測定方法同親代,并計算羽化率(Er)、交配率(Cr)、每雌產(chǎn)卵量(Fd)。

參照龐雄飛和劉澤文的方法構(gòu)建實驗種群生命表[28-30],并據(jù)此計算種群數(shù)量趨勢指數(shù)(I),確定相對適合度的變化。Nt=N0×Sr1×Sr2×Er×Cr×Fr×Fd

I=Nt/N01.5 數(shù)據(jù)處理

采用POLO-Plus2.0軟件計算LC15值。采用獨立樣本t檢驗分析褐飛虱發(fā)育歷期、壽命、產(chǎn)卵量等在處理組與對照組之間的差異顯著性。

2 結(jié)果與分析

2.1 烯啶蟲胺的毒力

烯啶蟲胺對褐飛虱的毒力測定結(jié)果如表1。烯啶蟲胺對褐飛虱3齡若蟲的LC50和LC15分別為0.023 mg/L和0.009 mg/L。

2.2 烯啶蟲胺亞致死濃度對處理當(dāng)代褐飛虱生長發(fā)育和繁殖力的影響 ?如圖1所示。LC15的烯啶蟲胺處理褐飛虱3齡若蟲后,與對照相比,從3齡若蟲到羽化為成蟲的時間顯著延長了0.4 d(P=0.006),且成蟲羽化率顯著下降17.1%(P=0.005)。LC15的烯啶蟲胺處理3齡若蟲后雌蟲壽命從17.7 d顯著降低到14.5 d(P=0.002),但雄蟲壽命反而從15.8 d顯著增加到19.0 d(P=0.014)(圖2)。雌蟲的單雌產(chǎn)卵量(176.4粒)相對于對照(226.6粒)顯著下降(P=0.001)、產(chǎn)卵期相比對照也顯著縮短1.4 d(P=0.021)(圖3)。

2.3 烯啶蟲胺亞致死濃度對子代褐飛虱適合度的影響

LC15的烯啶蟲胺處理褐飛虱3齡若蟲后,與對照相比,子代若蟲期顯著縮短0.7 d(P=0.026)。這主要是5齡若蟲的歷期由5.2 d顯著縮短到4.8 d(P=0.037)所致,而其他齡期發(fā)育期與對照相比均無顯著差異(P>0.05)(表2)。

子代產(chǎn)卵期和單雌產(chǎn)卵量(孵化若蟲數(shù)量)與對照之間均無顯著差異(P>0.05)(圖4),子代成蟲壽命不論雌雄均與對照組之間無顯著差異(P>0.05)(圖5)。

LC15的烯啶蟲胺處理后子代1齡至3齡若蟲的存活率和成蟲羽化率顯著低于對照(表3),3齡至5齡若蟲的存活率、雌蟲比例、交配率及單雌產(chǎn)卵量在處理組與對照組間差異不顯著。LC15的烯啶蟲胺處理后的子代種群數(shù)量趨勢指數(shù)與對照無明顯差異(表3)。

3 討論

烯啶蟲胺作為第二代新煙堿類殺蟲劑,因為其防治效果好及褐飛虱對吡蟲啉抗性的不斷提升,而廣泛應(yīng)用于褐飛虱防治[31-33]。研究表明,烯啶蟲胺對于褐飛虱有很好的防治效果[22,34]。

亞致死劑量的殺蟲劑對昆蟲的生長發(fā)育、生殖力、行為和抗藥性發(fā)展都會產(chǎn)生不同程度的影響[6]。一些研究表明,亞致死劑量的殺蟲劑會刺激害蟲增殖。如溴氰菊酯LC5處理后,褐飛虱產(chǎn)卵前期顯著縮短、產(chǎn)卵期和產(chǎn)卵量顯著增加,表現(xiàn)出顯著的刺激增殖作用[35]。Zeng等[12]研究發(fā)現(xiàn)用LC30的吡蟲啉和溴氰蟲酰胺處理桃蚜能提高F1代的繁殖力。但更多研究表明亞致死劑量往往對害蟲生長發(fā)育產(chǎn)生不利影響。例如亞致死劑量的氯蟲苯甲酰胺和毒死蜱處理可顯著降低甜菜夜蛾的化蛹率、蛹重、羽化率和單雌產(chǎn)卵量,從而對甜菜夜蛾種群的增長產(chǎn)生不利影響[7]。但即使是同一種藥劑,不同的亞致死劑量以及處理后不同的世代也表現(xiàn)出不同的亞致死效應(yīng)。Tang 等[11]研究表明,LC25的氟吡呋喃酮處理對F1代桃蚜具有顯著刺激生殖的作用,但可抑制F2代的生長發(fā)育和繁殖。LC10的噻蟲嗪可顯著刺激桃蚜的繁殖力,但LC30處理則對桃蚜的生長發(fā)育和繁殖存在不利影響[36]。我們研究發(fā)現(xiàn),烯啶蟲胺的亞致死劑量LC15處理褐飛虱3齡若蟲對處理當(dāng)代的生長發(fā)育和繁殖均產(chǎn)生不利影響(圖1~3、表2),從而抑制其種群發(fā)展。但在子代中,僅若蟲發(fā)育歷期、1~3齡若蟲存活率和成蟲羽化率有顯著下降(圖4~5、表3),即對子代的影響不如對處理當(dāng)代的影響大。LC15的烯啶蟲胺處理后子代的種群趨勢指數(shù)是對照的96%(表3),表明對子代的適合度影響不大。與此不同的是,吡蟲啉亞致死劑量處理褐飛虱后,子代種群適合度明顯下降(為對照的0.838)[37]。由于子代發(fā)育歷期縮短,烯啶蟲胺亞致死劑量處理可能使褐飛虱產(chǎn)生再猖獗的可能。

本文研究結(jié)果對褐飛虱的有效控制具有一定的參考價值,但因為所用試蟲為室內(nèi)敏感種群,仍無法準(zhǔn)確推測出烯啶蟲胺亞致死劑量在田間施用后會對田間褐飛虱產(chǎn)生怎樣的影響,且尚不明確連續(xù)多代處理對褐飛虱的效應(yīng),特別是對其耐藥性或抗性發(fā)展會產(chǎn)生怎樣的影響。另外,褐飛虱對烯啶蟲胺的抗藥性發(fā)展與P450多功能氧化酶和酯酶的活性上升有關(guān)[27],那么連續(xù)多代亞致死劑量處理會如何影響褐飛虱體內(nèi)的解毒酶活性。這些問題都需開展進一步研究,以便為烯啶蟲胺的合理使用和褐飛虱的適應(yīng)性或抗性發(fā)展提供更多理論支持和科學(xué)依據(jù)。

參考文獻

[1] GARROOD W T, ZIMMER C T, GORMAN K J, et al. Field-evolved resistance to imidacloprid and ethiprole in populations of brown planthopper Nilaparvata lugens collected from across South and East Asia[J]. Pest Management Science, 2016, 72(1): 140-149.

[2] 王笑見.抗倒伏和抗稻瘟病或抗褐飛虱水稻恢復(fù)系的創(chuàng)建[D]. 武漢:華中農(nóng)業(yè)大學(xué), 2014.

[3] ZHANG Xiaolei, LIAO Xun, MAO Kaikai, et al. Insecticide resistance monitoring and correlation analysis of insecticides in field populations of the brown planthopper Nilaparvata lugens (stl) in China 2012-2014[J]. Pesticide Biochemistry and Physiology, 2016, 132: 13-20.

[4] BOINA D R, ROGERS M E, WANG Nian, et al. Effect of pyriproxyfen, a juvenile hormone mimic, on egg hatch, nymph development, adult emergence and reproduction of the Asian citrus psyllid, Diaphorina citri Kuwayama [J]. Pest Management Science, 2010, 66(4): 349-357.

[5] 李會仙,郝赤,王利英,等.高效氯氰菊酯和溴氰菊酯對棉鈴蟲的亞致死效應(yīng)[J]. 山西農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2005(2):231-233.

[6] DESNEUX N, DECOURTYE A, DELPUECH J M. The sublethal effects of pesticides on Beneficial Arthropods [J]. Annual Review of Entomology, 2007, 52(1):81-106.

[7] 馬沖,路興濤,劉震,等. 氯蟲苯甲酰胺、毒死蜱亞致死劑量對甜菜夜蛾生長發(fā)育和繁殖力的影響[J]. 植物保護,2012,38(4):38-41.

[8] ZHEN Congai, MIAO Ling, GAO Xiwu. Sublethal effects of sulfoxaflor on biological characteristics and vitellogenin gene (AlVg) expression in the mirid bug, Apolygus lucorum, (Meyer-Dür)[J]. Pesticide Biochemistry and Physiology, 2018, 144: 57-63.

[9] KANG Zhiwei, LIU Fanghua, PANG Ruiping, et al. Effect of sublethal doses of imidacloprid on the biological performance of aphid endoparasitoid Aphidius gifuensis (Hymenoptera: Aphidiidae) and influence on its related gene expression[J]. Frontiers in Physiology, 2018, 11(9): 1729.

[10] LI Wenqiang, LU Zengbin, LI Lili, et al. Sublethal effects of imidacloprid on the performance of the bird cherry-oat aphid Rhopalosiphum padi [J/OL]. PLoS ONE, 2018, 13(9): e0204097.

[11] TANG Qiuling, MA Kangsheng, CHI H, et al. Transgenerational hormetic effects of sublethal dose of flupyradifurone on the green peach aphid, Myzus persicae (Sulzer) (Hemiptera: Aphididae) [J/OL]. PLoS ONE, 2019, 14(1): e0208058.

[12] ZENG Xianyi, HE Yingqin, WU Jiaxing, et al. Sublethal effects of cyantraniliprole and imidacloprid on feeding behavior and life table parameters of Myzus persicae (Hemiptera: Aphididae) [J]. Journal of Economic Entomology, 2016, 109(4):1595-1602.

[13] GUEDES N M P, TOLLEDO J, CORRE^A A S, et al. Insecticide-induced hormesis in an insecticide-resistant strain of the maize weevil, Sitophilus zeamais [J]. Journal of Applied Entomology, 2010, 134(2): 142-148.

[14] GONG Youhui, XU Baoyun, ZHANG Youjun, et al. Demonstration of an adaptive response to preconditioning Frankliniella occidentalis (Pergande) to sublethal doses of spinosad: a hormetic-dose response [J]. Ecotoxicology, 2015, 24(5): 1141-1151.

[15] NANDIHALLI B S, PATIL B V, HUGAR P. Influence of synthetic pyrethroid usage on aphid resurgence in cotton [J]. Karnataka Journal of Agricultural Science, 1992, 5(3):234-237.

[16] MURALI-MOHAN A, CHRISTOPHER C G, SCOTT-DUPREE C D, et al. Transgenerational shifts in reproduction hormesis in green peach aphid exposed to low concentrations of imidacloprid [J/OL]. PLoS ONE, 2013, 8(9): e74532.

[17] 唐振華. 新煙堿類殺蟲劑的結(jié)構(gòu)與活性及其藥效基團[J]. 現(xiàn)代農(nóng)藥,2002(1):1-6.

[18] 李敏,成四喜,李海屏,等. 新煙堿類殺蟲劑烯啶蟲胺述評[J]. 農(nóng)藥研究與應(yīng)用,2012,16(2):1-5.

[19] ZHANG Xiaolei, LIU Xiangyang, ZHU Fuxing, et al. Field evolution of insecticide resistance in the brown planthopper (Nilaparvata lugens Stl) in China[J]. Crop Protection, 2014, 58: 61-66.

[20] ZHANG Xiaolei, LI Dongyang, ALIA E, et al. The role of detoxifying enzymes in field-evolved resistance to nitenpyram in the brown planthopper Nilaparvata lugens in China [J]. Crop Protection, 2017, 94: 106-114.

[21] 肖漢祥,劉明津,李燕芳,等.廣東稻區(qū)褐飛虱對烯啶蟲胺和呋蟲胺的敏感性測定[J].環(huán)境昆蟲學(xué)報,2017,39(6):1369-1373.

[22] 張歐,王京安,顧輝,等.湖北省稻飛虱抗藥性試驗研究[J].湖北植保,2018(5):11-12.

[23] 余慧靈,向興,袁貴鑫,等.溴氰蟲酰胺亞致死劑量對甜菜夜蛾生長發(fā)育及體內(nèi)解毒酶活性的影響[J].昆蟲學(xué)報,2015,58(6):634-641.

[24] 倪玨萍.褐飛虱室內(nèi)活性測定法的優(yōu)化與應(yīng)用[J].藥科學(xué)與管理,2007,28(8):36-41.

[25] BAN Lanfeng, ZHANG Shuai, HUANG Ziyang, et al. Resistance monitoring and assessment of resistance risk to pymetrozine in Laodelphax striatellus (Hemiptera: Delphacidae)[J].Journal of Economic Entomology,2012,105(6):2129-2135.

[26] ZHANG Kai, ZHANG Wei, ZHANG Shuai, et al. Susceptibility of Sogatella furcifera and Laodelphax striatellus (Hemiptera: Delphacidae) to six insecticides in China [J]. Journal of Economic Entomology, 2014, 107(5): 1916.

[27] ZHANG Xiaomin, TAO Yunli, CHI H, et al. Adaptability of small brown planthopper to four rice cultivars using life table and population projection method[J/OL]. Scientific Reports, 2017, 7: 42399.

[28] 龐雄飛.種群數(shù)量控制指數(shù)及其應(yīng)用[J]. 植物保護學(xué)報,1990,17(1):11-16.

[29] LIU Zewen, HAN Zhaojun. Fitness costs of laboratory-selected imidacloprid resistance in the brown planthopper, Nilaparvata lugens (Stl) [J]. Pest Management Science, 2010, 62(3):279-282.

[30] 劉澤文,韓召軍,王蔭長.褐飛虱抗有機磷品系的交互抗性及適合度研究[J].南京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,2001,24(4):37-40.

[31] 李建,周彩榮,佘永紅.新煙堿類殺蟲劑——Nitenpyram [J].河南化工,2004(8):4-6.

[32] WANG Yanhua, CHEN Jin, ZHU Yucheng, et al. Susceptibility to neonicotinoids and risk of resistance development in the brown planthopper, Nilaparvata lugens(Stl) (Homoptera: Delphacidae)[J]. Pest Management Science, 2008, 64(12): 1278-1284.

[33] 孫慧,楊春河.新型殺蟲劑烯啶蟲胺[J].精細(xì)與專用化學(xué)品, 2009,17(11):16-18.

[34] 劉玉坤,陳宇,席春虎.5種藥劑對稻飛虱防治效果評價[J].安徽農(nóng)學(xué)通報,2018,24(8):57.

[35] 湯愛兵.溴氰菊酯對稻褐飛虱繁殖力的影響[J].江西植保,2007,30(2):70-71.

[36] WANG Pan, ZHOU Lilin, YANG Fan, et al. Sublethal effects of thiamethoxam on the demographic parameters of Myzus persicae (Hemiptera: Aphididae)[J]. Journal of Economic Entomology, 2017, 110(4): 1750-1754.

[37] 劉淑華,楊保軍,劉雙,等.亞致死劑量吡蟲啉和吡蚜酮對褐飛虱生物適合度的影響[J].中國水稻科學(xué),2012,26(3):361-364.

(責(zé)任編輯: 田 喆)