中国媒介生物学及控制杂志  2017, Vol. 28 Issue (2): 108-112

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师灿南, 开文龙, 刘起勇, 范建华, 周红宁, 李洪斌, 孟凤霞
SHI Can-nan, KAI Wen-long, LIU Qi-yong, FAN Jian-hua, ZHOU Hong-ning, LI Hong-bin, MENG Feng-xia
景洪市登革热媒介伊蚊对吡丙醚的敏感性及其作用特点
Resistance and mortality pattern of dengue vectors exposed to pyriproxyfen in Jinghong city, Yunnan province
中国媒介生物学及控制杂志, 2017, 28(2): 108-112
Chin J Vector Biol & Control, 2017, 28(2): 108-112
10.11853/j.issn.1003.8280.2017.02.003

文章历史

收稿日期: 2017-02-07
网络出版时间: 2017-02-17 08:56
景洪市登革热媒介伊蚊对吡丙醚的敏感性及其作用特点
师灿南1, 开文龙1, 刘起勇1, 范建华2, 周红宁3, 李洪斌2, 孟凤霞1     
1 中国疾病预防控制中心传染病预防控制所媒介生物控制室, 传染病预防控制国家重点实验室, WHO媒介生物监测与管理合作中心, 北京 102206;
2 西双版纳傣族自治州疾病预防控制中心, 云南 景洪 666100;
3 云南省寄生虫病防治研究所, 云南 普洱 665000
摘要: 目的 测定景洪市登革热媒介埃及伊蚊和白纹伊蚊幼虫对吡丙醚的敏感性,并观察吡丙醚在不同剂量下蚊虫的死亡特点,为当地蚊虫控制及抗性治理提供依据。 方法 2015年10-11月,在景洪市登革热暴发期间,采集媒介伊蚊幼虫,用世界卫生组织推荐的昆虫生长调节剂抗药性测定方法,计算吡丙醚对蚊虫的半数抑制剂量(IE50),并以实验室敏感品系为对照,获得抗性倍数;同时,通过逐日观察不同药剂浓度下试虫的死亡率和死亡虫态构成,来分析吡丙醚对两种伊蚊的毒杀作用特点。 结果 景洪市埃及伊蚊和白纹伊蚊种群幼虫对吡丙醚的IE50及其95%CI分别为0.024 47(0.022 09~0.027 07)和0.135 20(0.117 10~0.156 60)μg/L,分别是敏感品系的0.85和13.44倍;景洪市的白纹伊蚊比埃及伊蚊对吡丙醚的耐受力高5.53倍。3龄试虫在接触不同浓度的吡丙醚后,其死亡高峰均在第4~6天;敏感品系的埃及伊蚊和白纹伊蚊死亡高峰分别在第4~5天和第4天;景洪种群的埃及伊蚊和白纹伊蚊死亡高峰较宽,在第4~6天。低浓度药物作用下的死亡虫态以畸形成蚊与蛹在羽化中死亡为主;当抑制率>60%时,敏感品系开始持续出现蛹的死亡,且蛹的死亡比例随浓度增加而增大;景洪种群有波动。 结论 景洪市埃及伊蚊对吡丙醚敏感,因其是该地区登革热的主要传播媒介,且主要分布在市区,可以在市区推广使用;尽管白纹伊蚊幼虫产生了中度抗性,但可与其他杀虫剂配合使用,以延缓抗性发展。因此,吡丙醚可应用于当地蚊虫控制及抗性治理,但应定期开展蚊虫抗药性监测工作,及时了解其抗性发展动态。
关键词: 登革热     埃及伊蚊     白纹伊蚊     抗药性     吡丙醚     昆虫生长调节剂    
Resistance and mortality pattern of dengue vectors exposed to pyriproxyfen in Jinghong city, Yunnan province
SHI Can-nan1, KAI Wen-long1, LIU Qi-yong1, FAN Jian-hua2, ZHOU Hong-ning3, LI Hong-bin2, MENG Feng-xia1     
1 State Key Laboratory of Infectious Disease Prevention and Control, National Institute for Communicable Disease Control and Prevention, Chinese Center for Disease Control and Prevention, WHO Collaborating Centre for Vector Surveillance and Management, Beijing 102206, China;
2 Xishuangbanna Center for Disease Control and Prevention;
3 Yunnan Institute of Parasitic Disease
Supported by the National Science and Technology Support Project of China (No. 2014BAI13B05) and Zika Special Project of the MOST Reform and Development Project (2016-06-2017-05)
Corresponding author: MENG Feng-xia, E-mail:mengfengxia@icdc.cn
Abstract: Objective To test the resistance to pyriproxyfen in dengue vectors Aedes aegypti and Ae. albopictus and observe the mortality pattern of mosquitoes at various concentrations in Jinghong city, Yunnan province, so as to provide evidence for dengue vectors control and resistance management. Methods Aedes larvae were collected from Dengue epidemic areas in Jinghong from October to November, 2015. WHO recommended methods for insect growth regulators was carried out on the 3rd instar larvae collected. The resistance ratio (RR) was calculated by comparing half inhibition of emergence concentration (IE50) of the tested wild population with the susceptible reference strain. Additionally, the mortality pattern of dengue vectors exposed to pyriproxyfen was analyzed by observing daily stage-specific mortality at various concentrations. Results The IE50s of Ae. aegypti and Ae. albopictus in Jinghong city were 0.024 47 (0.022 09-0.027 07) and 0.135 20 (0.117 10-0.156 60) μg/L. There was 13.44-fold resistance in Ae. albopictus and 0.85-fold resistance in Ae. aegypti to pyriproxyfen compared with the susceptible strains respectively. Aedes albopictus was also 5.53-fold more tolerant to pyriproxyfen than Ae. aegypti in Jinghong city. For the dead individuals, most of them died at 4-6 d after exposure to pyriproxyfen, and the peak of death for susceptible Ae. aegypti and Ae. albopictus were at 4-5 d and 4 d respectively. A wider range of death peak was observed for Jinghong population of Ae. aegypti and Ae. albopictus, which was at 4-6 d. At low concentrations, most of the dead were deformed adults and mosquitoes not completely separated from the pupae. For the susceptible reference strain, dead pupae began to occur steadily when the mortality was over 60%, and the proportion increased as the concentration went up. However, the mortality of pupae was fluctuating in Jinghong population. Conclusion In Jinghong city, Ae. aegypti larvae was susceptible to pyriproxyfen. Considering this species is preferentially found in urban areas, pyriproxyfen is recommended to use in urban areas. Although Ae. albopictus larvae have developed moderate resistance to pyriproxyfen, this larvicide still can be used in alternatery with other insecticides to delay the resistance development. It proves that pyriproxyfen is highly efficient for mosquito control and resistance management in Jinghong city. Periodic resistance monitoring must be conducted to learn the variations of resistance level timely.
Key words: Dengue     Aedes albopictus     Aedes aegypti     Insecticide resistance     Pyriproxyfen     Insect growth regulators    

埃及伊蚊(Aedes aegypti)和白纹伊蚊(Ae. albopictus)是重要的传染病媒介昆虫,可传播登革热、黄热病、基孔肯雅热和寨卡病毒病等多种新发及再发传染病[1-2]。在经贸活动、跨国旅游和边境贸易等社会因素及气候变暖、厄尔尼诺、植被类型等自然因素的影响下,全球登革热迅速蔓延,我国登革热病例呈分布区北移、多地同时发生且病例增加趋势[3]。2013年云南省南部西双版纳傣族自治州景洪市首次暴发登革热疫情,病例达1 253例,传播媒介为埃及伊蚊和白纹伊蚊[4]。2015年该市再次出现登革热本地暴发,报告病例1 054例。

景洪市在登革热疫情暴发时主要使用化学杀虫剂进行空间喷雾(超低容量喷雾和热烟雾)和滞留喷洒,以迅速杀灭成蚊控制疫情。但抗药性[5]严重影响蚊虫的控制效果,调整杀虫剂的使用策略已刻不容缓。昆虫生长调节剂具有环境友好、杀虫活性高、靶标特异性强及不易产生抗性等传统化学杀虫剂无可比拟的优势,是综合治理害虫的有效手段之一,是当前开发和利用的重点[6]。吡丙醚在较低浓度下可有效地抑制昆虫几丁质的合成,影响蚊幼虫的蜕皮、化蛹和羽化,导致害虫死亡,目前被广泛应用于水果、蔬菜、棉花、观赏植物上白粉虱(Trialeurodes vaporariorum)和介壳虫(scale insect)的防治及公共卫生中蚊、蝇的控制和动物保健[7]。本研究通过在实验室条件下测定埃及伊蚊及白纹伊蚊实验室敏感品系和景洪种群对吡丙醚的敏感性并观察其作用特点,为景洪市登革热媒介伊蚊的控制及抗性治理提供基础数据。

1 材料与方法 1.1 试虫来源 1.1.1 野外试虫

埃及伊蚊和白纹伊蚊于2015年10月29日至11月8日(登革热疫情暴发期间)采自景洪市及其周围(100°46′ 40″~100°49′ 40″ E,21°58′ 47″~22°01′ 43″ N)的小型积水,包括疫点住户室内外花瓶、水桶、水缸、泡菜坛、饮水机水槽、轮胎及其他闲置容器,共采集伊蚊幼虫及蛹3 904只(条),其中埃及伊蚊2 823只(条),白纹伊蚊1 081只(条)。在实验室饲养至F2代,测定蚊幼虫对吡丙醚的敏感性,观察其在不同吡丙醚浓度影响下的死亡及生长发育情况。

1.1.2 实验室敏感品系

埃及伊蚊敏感品系(ICDC-SUS)为本实验室于1980年左右实验室敏感品系,不接触任何杀虫剂的情况下长期饲养、对常用化学杀虫剂敏感的品系。白纹伊蚊敏感品系(JS-SUS)为江苏省疾病预防控制中心引进,后在本实验室未接触任何杀虫剂和选择压力的情况下长期饲养;该品系最早于1989年采自四川省成都市郊区。在本研究中将其作为参考品系。

1.2 杀虫剂

95%吡丙醚原药,由北京隆华新业卫生杀虫剂有限公司提供。

1.3 敏感性测定方法

采用世界卫生组织推荐的昆虫生长调节剂的抗药性测定方法[8]。以3龄蚊幼虫为测试对象。将吡丙醚原药用丙酮稀释为5~7个系列浓度,吸取0.1 ml药液至盛有199.9 ml脱氯水的烧杯中,搅拌混匀,每个浓度重复3次以上,每个处理组试虫20只,以丙酮为对照。所有实验均在温度(25±1)℃、相对湿度(70±5)%、光照L: D=14 h:10 h条件下进行。将试虫放入烧杯,加适量饲料并用蚊帐盖住烧杯口。

每日或隔日记录试虫的死亡、化蛹及羽化情况。发育畸形的幼虫、蛹或成蚊均计入死亡,并将其移出测试容器,直至对照组所有试虫均羽化(或死亡)。计算各浓度的羽化抑制率(%),若80%≤对照组羽化率<95%,用Abbott公式校正处理组的羽化率[9];若对照组羽化率<80%,实验无效。

1.4 抗药性评价标准

抗性水平用抗性倍数(RR)表示,RR=野外种群IE50/敏感品系IE50,即野外种群相对于敏感品系对吡丙醚的抗性水平;耐受指数(TI)=白纹伊蚊IE50值/埃及伊蚊IE50值,即白纹伊蚊相对于埃及伊蚊对吡丙醚的耐受水平。RR<3为敏感,3≤RR<10为低抗,10≤RR<40为中抗,RR≥40为高抗[10]

1.5 统计学分析

以抑制率为指标,计算各浓度吡丙醚对试虫的总抑制率、分阶段(幼虫、蛹和羽化期)抑制率及不同接触时间(以天为单位)的抑制率,并利用Excel软件对所得结果绘制直条图进行可视化。利用IBM SPSS 24.0软件进行统计学分析,通过概率回归分析,对浓度进行以10为底的对数变换,计算获得吡丙醚对各所测试虫的IE50、IE90、IE99及其95%置信区间(95%CI)和毒力回归方程等。

2 结果 2.1 敏感品系蚊幼虫对吡丙醚的敏感性

埃及伊蚊敏感品系的IE50及其95%CI为0.028 82(0.023 23~0.036 69)μg/L,高于白纹伊蚊敏感品系〔0.010 06(0.006 24~0.014 49)〕,IE90和IE99均低于白纹伊蚊敏感品系,其毒力回归方程斜率b值(4.428)高于白纹伊蚊敏感品系的b值(1.427),见表 1。说明埃及伊蚊敏感品系个体间抗药性水平差异较小。本实验室的白纹伊蚊敏感品系对吡丙醚更敏感,但同质性较低。

表 1 景洪市埃及伊蚊和白纹伊蚊幼虫对吡丙醚的敏感性 Table 1 The susceptibility of Ae. aegypti and Ae. albopictus larvae to pyriproxyfen in Jinghong city
2.2 景洪种群蚊幼虫对吡丙醚的敏感性

埃及伊蚊景洪种群IE50及其95%CI为0.024 47(0.022 09~0.027 07)μg/L,与敏感品系接近,IE90和IE99稍高于敏感品系,说明其对吡丙醚的敏感性相同。埃及伊蚊景洪种群毒力回归方程斜率b值低于敏感品系(表 1),说明与敏感品系比较,埃及伊蚊野外种群对吡丙醚敏感性的同质性有所降低。

白纹伊蚊景洪种群IE50及其95%CI为0.135 20(0.117 10~0.156 60)μg/L,是敏感品系的13.44倍,且IE90和IE99也均显著提高(表 1)。可见,白纹伊蚊景洪种群对吡丙醚产生中等抗性。白纹伊蚊对吡丙醚的耐受力是埃及伊蚊的5.53倍。

2.3 吡丙醚对埃及伊蚊幼虫的致死作用

在接触浓度为0.018 0~0.080 0 μg/L吡丙醚时,埃及伊蚊敏感品系3龄幼虫第2~3天出现死亡,第4~5天达到死亡高峰,其死亡数量占总死亡数的(83.57±1.97)%,第6天吡丙醚各处理组试虫均死亡或羽化,见图 1A。在接触浓度为0.010 24~0.062 5 μg/L吡丙醚时,埃及伊蚊景洪种群自第3天开始出现死亡,第4~6天达到死亡高峰,其死亡数量占总死亡数的(79.85±17.39)%,且死亡持续到第8天,与敏感品系比较,死亡时间延缓1~2 d,见图 1B

注:B中第3天和第5天仅记录了埃及伊蚊景洪种群在0.040 0、0.050 0和0.062 5 μg/L浓度下的抑制率。 图 1 景洪市埃及伊蚊幼虫接触不同浓度吡丙醚的死亡特征 Figure 1 The mortality pattern of Ae. aegypti at various pyriproxyfen concentrations

在吡丙醚浓度为0.040 0 μg/L时,埃及伊蚊敏感品系的死亡率为73.33%,并出现较多蛹的死亡,占该浓度下死亡总数的30.91%;当浓度上升至0.080 0 μg/L时,死亡率达98.67%,蛹的死亡构成比为83.78%,见图 1C。埃及伊蚊景洪种群接触不同浓度吡丙醚的死亡虫态构成有波动。在吡丙醚浓度为0.040 0 μg/L时其死亡率为66.67%,其中幼虫和蛹的死亡分别占该浓度下死亡总数的2.50%和32.50%,且随浓度的提高,幼虫和蛹的死亡构成比增加,当浓度达0.062 5 μg/L时,死亡率达90.00%,此时幼虫和蛹的死亡数量分别占总死亡数的16.67%和46.30%,见图 1D

2.4 吡丙醚对白纹伊蚊幼虫的致死作用

在接触浓度为0.002 5~0.090 0 μg/L吡丙醚时,白纹伊蚊敏感品系的3龄幼虫第2天出现死亡个体,第3天死亡数增加,第4天达到高峰,死亡试虫数约占总死亡数的(54.83±14.52)%,第6天各浓度吡丙醚处理组的试虫均死亡或化蛹,见图 2A。在接触浓度为0.040 0~0.625 0 μg/L吡丙醚时,白纹伊蚊景洪种群在第2天出现死亡个体,但数量较少,第3天死亡数量增多,第4~6天达到高峰,其死亡数量占总死亡数的(85.76±6.96)%,第7天全部羽化或死亡;白纹伊蚊景洪种群较敏感品系死亡时间延后1~2 d,见图 2B

注:B中第3天和第5天仅记录了白纹伊蚊景洪种群在0.300 0、0.450 0和0.625 0 μg/L浓度下的抑制率。 图 2 景洪市白纹伊蚊幼虫接触不同浓度吡丙醚的死亡特征 Figure 2 The mortality pattern of Ae. albopictus at various pyriproxyfen concentrations

在接触浓度为0.010 0 μg/L吡丙醚时,白纹伊蚊敏感品系3龄幼虫死亡率达到60.00%,并出现较多蛹的死亡,蛹的死亡数量占该浓度下死亡总数的13.89%;随浓度升高,试虫死亡率缓慢上升,且蛹的死亡构成比明显增加,当浓度增加至0.030 0 μg/L时,死亡率达78.33%,其中蛹的死亡构成比为74.47%,见图 2C。白纹伊蚊景洪种群在各浓度吡丙醚下均出现蛹的死亡,当浓度为0.135 0、0.200 0和0.300 0 μg/L时,死亡率在60%左右变化较小,同时存在幼虫、蛹和羽化期的死亡,其幼虫和蛹的死亡数分别占死亡总数的(12.04±9.60)%和(42.59±15.57)%,当浓度增加至0.625 0 μg/L时,死亡率达91.67%,其中幼虫和蛹的死亡构成比分别为20.00%和41.82%,见图 2D

3 讨论

本研究结果显示,实验室敏感埃及伊蚊和白纹伊蚊对吡丙醚的敏感性不同,白纹伊蚊更敏感,鉴于两者均未接触过吡丙醚,差异可能与蚊种本身有关。景洪市埃及伊蚊对吡丙醚敏感,但白纹伊蚊产生了中度抗性;该地无吡丙醚使用记录,白纹伊蚊抗性可能与交互抗性有关[11-12]。此外,埃及伊蚊为云南省输入性蚊种[13],与白纹伊蚊杀虫剂的接触背景不同,可能导致两者对吡丙醚的抗性不同。

尽管白纹伊蚊景洪种群对吡丙醚产生了中度抗性,但其对吡丙醚的IE50远小于其他杀虫剂的半数致死浓度(LC50)(未发表数据),低浓度吡丙醚可取得较好的防治效果。李广等[14]通过实验室和人工现场实验证实,相对于双硫磷、吡虫啉和醚菊酯,吡丙醚可有效地防止蚊幼虫羽化,且效果可持续35 d以上。鉴于白纹伊蚊和埃及伊蚊有共同的孳生和栖息环境,且白纹伊蚊对吡丙醚的耐受水平高于埃及伊蚊,在景洪市登革热媒介伊蚊控制中,应以有效杀灭白纹伊蚊为标准用药。本研究推荐使用吡丙醚LC90剂量的95%CI上限(约1 μg/L)作为控制剂量处理本地区伊蚊孳生水体,抑制效果可达90%以上。

本研究结果显示,吡丙醚的推荐使用浓度为1 μg a.i./L,即水体使用有效成分为1 mg/m3,则每立方米水需要0.5%吡丙醚颗粒剂200 mg或5%水乳剂20 mg。若抑制效果>90%,对于1 m2的水体,按照50、100和1 000 mg/m2的产品标签推荐用量使用颗粒剂处理孳生地时,水深分别不得超过25、50和500 cm;按照100 mg/m2的标签推荐用量使用水乳剂处理时,水深可达到5 m。而实际使用中应根据水体大小合理调整杀虫剂的使用量。此外,吡丙醚可与其他药剂复配或混用来增强药效,如与有机磷类杀虫剂(双硫磷和倍硫磷)进行复配,在增效的同时使其兼有速杀和持效作用[15];吡丙醚与多杀菌素混用可有效地处理对拟除虫菊酯和有机磷杀虫剂产生抗性的埃及伊蚊,且持效期达8个月[16]。有研究认为蚊幼虫对吡丙醚的抗药性风险很低[17],但使用过程中仍需注意。刘洪霞等[18]在实验室条件下使用吡丙醚对淡色库蚊幼虫连续筛选12代后,LC50由0.056 5 mg/L增加至0.321 6 mg/L,抗性倍数达5.69倍,说明长期大量使用吡丙醚防治蚊虫可产生抗性,应科学合理用药。

与常用化学杀虫剂比较,吡丙醚的作用机制独特,有较高的环境及非靶标生物安全性,且用药量小、持效期长、不易产生抗性,在蚊虫的综合防治及抗性治理中有广阔的应用前景,是未来开发与运用的重点研究方向。然而,昆虫对所有杀虫剂均存在产生抗药性的风险,应在大规模使用吡丙醚前制订预防抗药性产生的策略,并在使用过程中时时监测抗药性动态,适时采取适当措施维持种群对杀虫剂的敏感性,从而有效地延长其使用寿命,实现蚊虫的可持续控制。

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