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文章信息
- 宋晓, 程鹏, 吕晔源, 史琦琪, 刘宏美, 王海防, 刘丽娟, 郭秀霞, 张崇星, 赵玉强, 王怀位, 公茂庆
- SONG Xiao, CHENG Peng, LYU Ye-yuan, SHI Qi-qi, LIU Hong-mei, WANG Hai-fang, LIU Li-juan, GUO Xiu-xia, ZHANG Chong-xing, ZHAO Yu-qiang, WANG Huai-wei, GONG Mao-qing
- 化学杀虫剂复配及生物杀虫剂对济宁市淡色库蚊灭效的现场研究
- Efficacy of chemical insecticide mixture and biological insecticides against Culex pipiens pallens in Jining, China
- 中国媒介生物学及控制杂志, 2019, 30(3): 296-299
- Chin J Vector Biol & Control, 2019, 30(3): 296-299
- 10.11853/j.issn.1003.8280.2019.03.015
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文章历史
- 收稿日期: 2019-02-13
- 网络出版时间: 2019-4-23 16:05
2 济南大学, 山东省医学科学院医学与生命科学学院, 山东 济南 250022
2 School of Medicine and Life Sciences, University of Jinan-Shandong Academy of Medical Sciences
蚊虫是重要寄生虫和病原体的主要载体,如疟原虫、班氏丝虫、登革热病毒、西尼罗病毒和寨卡病毒等,对人类造成很大威胁,导致了巨大的环境、经济和社会损失[1-3]。由于缺乏有效的疫苗和药物,病媒生物控制主要依靠化学杀虫剂(简便、快速、经济)来减少蚊虫数量[4]。但杀虫剂的持续、不规范使用导致了全国各地的抗药性不断增强,这使得媒介防治策略更具挑战性[5]。目前,虽然多种不同种类的化学杀虫剂之间存在交互抗性,但国内有些研究报道杀虫剂的复配使用效果要优于单一使用。另外,生物杀虫剂作为一种绿色环保的媒介控制手段也越来越受到研究者的重视。其中,苏云金芽孢杆菌以色列亚种(Bacillus thuringiensis,Bti)与球形芽孢杆菌(B.sphaericus,Bs)是目前研究最深入、使用最广泛的灭蚊病原微生物。淡色库蚊(Culex pipiens pallens)作为流行性乙型脑炎和班氏丝虫病的主要传播媒介,在我国北方地区广泛分布,其孳生场所主要为中度污染的积水沟(如城市的污水池、下水道积水、建筑工地坑洼积水;农村的臭水沟)以及农村稻田[6]。淡色库蚊是济宁市的优势蚊种,为科学合理使用化学杀虫剂,课题组采用Bti和Bs 2种生物杀虫剂、多种化学杀虫剂单独以及复配方式,以济宁市城区的淡色库蚊幼虫为测试对象,开展敏感性测试,旨在了解淡色库蚊对生物杀虫剂的抗性水平以及对常用化学杀虫剂的抗性发展趋势,为进一步筛选理想杀虫剂、探讨更加有效的媒介防治措施提供理论依据。
1 材料与方法 1.1 测试药剂生物药剂Bti和Bs水分散颗粒剂,购自山东省鲁抗舍里乐药业有限公司,效价均为600 IU/mg。化学试剂敌敌畏(93%原油)、残杀威(96%原粉)、溴氰菊酯(98%原粉)、氯氰菊酯(95%原油)均由上海保康化工有限公司提供。
1.2 供试蚊虫现场种群:使用采集网与采集勺于济宁市城区水体中采集淡色库蚊幼虫,立即将其带回实验室饲养至成蚊,用F1代3龄末4龄初幼虫进行测试。敏感品系:山东省寄生虫病防治研究所养蚊室内多年常规饲养的淡色库蚊正常品系3龄末4龄初幼虫。实验室温度(26±1) ℃,相对湿度(60±5)%。
1.3 测试方法 1.3.1 生物测定法采用幼虫浸渍法[7],分别测试敏感品系以及济宁市各现场淡色库蚊幼虫对Bti、Bs、敌敌畏、残杀威、溴氰菊酯和氯氰菊酯6种杀虫剂的敏感性。随机选取25只蚊幼虫,置于已备好的盛有100 ml清水的塑料杯中,药剂浓度分别设置5个梯度,观察并记录敏感与现场蚊幼虫接触Bti、Bs与各种化学杀虫剂24 h(Bs为48 h)后的死亡数,各浓度测试重复3次取其平均值。
1.3.2 毒力测试法敌敌畏与残杀威之间的复配按1 : 1、1 : 2、1 : 3的比例进行配比,而溴氰菊酯、氯氰菊酯与残杀威、敌敌畏之间则按照1 : 1、1 : 3、1 : 5进行配比,每种混合药剂各设2组,重复测试3次,同时设置对照组,若对照死亡率>20%,则该实验组数据视为无效。
1.4 数据分析与评价标准用概率单位法计算出各杀虫剂的半数致死浓度(LC50)及其95%可信区间(95%CI)、回归方程以及抗性倍数。杀虫剂复配则计算共毒系数,共毒系数>100,说明2种杀虫剂有增效作用,若共毒系数<100,则二者存在拮抗作用。
1.5 抗性判定标准抗性倍数≥20为高抗,10≤抗性倍数<20为中抗,2≤抗性倍数<10为低抗,抗性倍数<2为敏感。
2 结果 2.1 现场蚊虫抗药性测试结果分析济宁市城区的淡色库蚊幼虫对4种化学杀虫剂均表现出不同程度的抗药性。其中,对氯氰菊酯的抗性最高,抗性倍数为97.00倍;对溴氰菊酯次之,抗性倍数为59.08倍;对敌敌畏与残杀威表现出较低抗性,抗性倍数分别为6.44和2.36倍;对生物杀虫剂Bti和Bs表现为敏感,抗性倍数分别为1.02和1.08倍,见表 1。
2.2 杀虫剂复配毒力效果分析由表 2可见,溴氰菊酯、氯氰菊酯分别与敌敌畏、残杀威复配效果较好,而敌敌畏与残杀威复配效果不理想。其中,溴氰菊酯+残杀威、氯氰菊酯+残杀威增效作用最显著,共毒系数最高达201.36和199.58,均为1 : 1配比;氯氰菊酯+敌敌畏复配杀虫效果次之,1 : 3配比时共毒系数高达190.56;溴氰菊酯+敌敌畏增效作用在1 : 5配比时较强,共毒系数为182.37。敌敌畏+残杀威的共毒系数仅为98.29~108.36。
3 讨论蚊虫抗药性监测是抗性治理工作的基础,也是预防抗性发生与发展的前提。敌敌畏、残杀威分别是有机磷类、氨基甲酸酯类杀虫剂的代表,溴氰菊酯、氯氰菊酯属于拟除虫菊酯类杀虫剂。测试结果表明,济宁市城区的淡色库蚊幼虫对4种常用化学杀虫剂均表现出不同程度的抗药性,其中对氯氰菊酯的抗性程度最高,溴氰菊酯次之,对敌敌畏、残杀威则表现出较低抗性,可能与近年来济宁市城乡居民以及农业生产中较多使用拟除虫菊酯类杀虫剂有关。自20世纪80年代以来,拟除虫菊酯类杀虫剂因低毒、高效、触杀作用迅速、不易残留、无熏蒸和内吸作用,在杀虫剂市场中占据主导地位,广泛应用于卫生害虫、农业害虫防治及粮食贮藏等,但菊酯类杀虫剂的频繁、不合理使用也促进了溴氰菊酯和氯氰菊酯的抗性发展。
不同类型杀虫剂一般作用机制不同,而作用机制不同的杀虫剂混用后可能会表现出明显的增效作用。拟除虫菊酯类杀虫剂主要作用于蚊虫神经膜的电压门控钠离子通道(voltage-gated sodium channel,VGSC),可延迟钠离子通道活阀门的关闭而导致VGSC持续活化,扰乱蚊虫正常的生理过程,使之快速产生兴奋、痉挛、麻痹等中毒症状而死亡。抗性机制主要包括蚊虫靶标抗性或击倒抗性(knockdown resistance,kdr)以及细胞色素P450活性增高,可导致对杀虫剂的解毒代谢增强。有机磷类、氨基甲酸酯类杀虫剂对蚊虫的作用靶标主要是乙酰胆碱酯酶(acetylcholinestrase,AChE)。这两类杀虫剂可在蚊体内与胆碱酯酶形成磷酰化胆碱酯酶,使AChE不能分解乙酰胆碱而导致后者在组织中过量蓄积,使胆碱能神经过度兴奋,引起蚊虫中枢神经系统的严重障碍,从而达到灭蚊目的。当抗性倍数较高的氯氰菊酯、溴氰菊酯分别与低抗性的敌敌畏、残杀威复配后,对济宁市淡色库蚊幼虫有较好的杀灭效果。而当敌敌畏与残杀威复配使用时,不但不会起到增效作用,反而会减弱敌敌畏的灭蚊效果。这是因为氨基甲酸酯类杀虫剂与蚊体内AChE的kd值(解离常数)要小于有机磷类杀虫剂,前者对AChE的亲和力更大,则会抢先与AChE结合形成稳定复合物,使有机磷类杀虫剂难以与作用靶标结合而丧失杀虫作用,既往的研究报道也得出了相似的结论[8-10]。在实际应用中,各地区应根据不同种类杀虫剂的作用机制,尽量采用机制不同的杀虫剂混合使用的方式进行防蚊、灭蚊,避免作用机制相同或相似的杀虫剂交叉使用。
济宁市现场淡色库蚊对Bti和Bs并没有表现出抗性,可能与该地区极少使用这2种生物杀虫剂有关。Bti属于革兰阳性杆菌,在形成芽孢过程中产生一种形态各异的伴胞晶体,其可分泌由cry和cyt基因编码的具有杀虫活性的δ-内毒素(δ-endotoxin),亦称为杀虫晶体蛋白(ICP)[11-12]。Bs是一种在自然界中广泛分布的好气芽孢杆菌,亚末端膨大形成孢子囊和球形芽孢,对不同蚊幼虫的毒杀作用主要是由其产生的两类毒素蛋白(晶体毒素蛋白、Mtx毒素蛋白)实现的,产生的孢子和毒素可在蚊幼虫尸体中增殖,并可在幼虫栖息地内长期传播和保存[13]。Bti和Bs制剂施药方便、作用范围广、灭蚊选择性强,对非靶生物和人畜无毒性,在自然界中易降解不污染环境,能有效控制蚊虫的孳生,是公认的环境友好型杀虫剂[14]。
综上所述,济宁市城区淡色库蚊幼虫对4种常用化学杀虫剂已产生不同程度的抗药性,因此,应控制单一杀虫剂的使用,尽量采取不同类型杀虫剂复配使用的方式来提高其毒力作用,并且充分利用生物杀虫剂的灭蚊优势来延缓蚊虫对化学杀虫剂抗药性的进一步发展。
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