胜利油田地处山东北部黄河入海口两侧,年降雨量500~800 mm,平均气温为12.1 ℃,相对湿度为65%~85%,地势平坦、海拔较低,属于温带大陆季风气候,适合蝇类生长,家蝇为此地的优势种群[1]。在以环境治理为主的综合防制中,化学防制仍是控制和杀灭家蝇的不可缺少的手段[2]。随着化学杀虫剂的频繁使用,家蝇种群也进化出了针对不同药物(如有机磷类、氨基甲酸酯类和拟除虫菊酯类)的抗药性[3]。为了解油田社区家蝇抗药性情况,完善抗性监测本底资料,有效指导家蝇防制工作,本研究于2010—2014年对油田社区家蝇抗药性进行了调查和监测,现将结果报告如下。
1 材料与方法 1.1 材料笼诱法[4]捕蝇笼为锥形芯圆形诱蝇笼,每个捕蝇笼诱饵盘内放置红糖食醋饵(50 g红糖+50 g食醋+50 mL水),采集居民区及附近农贸市场的家蝇,将采集的家蝇成蝇带回昆虫实验室饲养1~2代,采用羽化后3~7 d龄的雌性健康成蝇进行抗药性测定。
1.2 主要试剂与仪器99.6%溴氰菊酯、97.0%高效氯氰菊酯、94.4%氯菊酯、95.0%敌敌畏杀虫剂原药(山东省疾病预防控制中心病媒生物防制所);丙酮为市售分析纯(南京化学试剂有限公司);考马斯亮蓝试剂盒、谷胱甘肽S-转移酶试剂盒、乙酰胆碱酯酶试剂盒、过氧化氢酶试剂盒(上海拜力生物科技有限公司)。
1.3 方法 1.3.1 抗药性检测生物测试采用点滴法[5]:用丙酮将原药配成5~7 个系列浓度,取3~7 d龄的雌性家蝇成虫,用点滴器将药液按浓度由低到高的顺序,点滴于中胸背板上,在温度(25±1)℃、相对湿度60%~70%的条件下饲养24 h。记录死亡虫数。试验重复3次。以丙酮处理作对照,对照组死亡率超过20%时实验视为无效。
1.3.2 生化测定[6]取羽化后第3 d的家蝇5~10只,称取组织重量,加生理盐水制成10%匀浆,离心后,取上清作为酶源待测。采用考马斯亮蓝试剂盒进行蛋白质含量测定。用标准蛋白(0.563 g/L)作标准。采用谷胱甘肽S 转移酶试剂盒、乙酰胆碱酯酶试剂盒、过氧化氢酶试剂盒进行酶活力测定,实验重复3次。
1.3.3 抗性品系选育直接喷雾法[7]将羽化后24 h的家蝇40~80头放入密闭圆筒装置,每次将0.01%的高效氯氰菊酯1 mL直接喷入圆筒装置,记录被击倒的试虫数。当击倒的试虫数达到总数的20%~60%时,将全部供试昆虫转移至清洁的养虫笼,进行正常饲养,连续处理10代。
1.3.4 抗性衰退的测定[8]将选育后家蝇抗性品系在无选择压力的实验室中常规饲养,每隔2代采用点滴法测定其抗药性,直至抗性基本消失。
1.4 统计分析采用Excel2003对数据进行统计分析。用DPS软件进行数据统计,计算致死剂量、95%可信限和回归方程。
2 结 果 2.1 家蝇对常用杀虫剂抗药性结果(表 1)结果表明,胜利油田家蝇对溴氰菊酯、高效氯氰菊酯、氯菊酯和敌敌畏等常用杀虫剂具有较高的抗药性。近5年,其抗性水平在持续发展。
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表 1 不同年代家蝇对常用化学杀虫剂的抗药性监测结果 |
家蝇经高效氯氰菊酯抗性选育后乙酰胆碱酯酶(acetyl cholinesterase,AchE)、过氧化氢酶(catalase,CAT)和谷胱甘肽-S转移酶(glutathione S transferase,GST)活性变化结果见表 2。在0.1 mg/mL的剂量下,家蝇的AChE活性由敏感品系的0.056 U/mgprot增至3.249 U/mgprot,随后增速逐渐增大,最后一次达到9.012 U/mgprot。在0.1 mg/mL的剂量下,家蝇的CAT活性逐渐升高,刚开始接触杀虫剂时,CAT活性增加显著,由1.056 U/mgprot增至6.249 U/mgprot,在其后的两代中,CAT活性增加趋势不明显,后来升高的速率有所增加。在杀虫剂0.1 mg/mL的剂量作用下,家蝇的GST活性变化呈逐渐增加趋势,前几代的增加趋势变化不明显,此后GST活性变化明显增大。
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表 2 高效氯氰菊酯选育后不同世代家蝇3种酶的比活力变化 |
结果表明,在无选择压力下,家蝇高效氯氰菊酯抗性种群出现抗性自然衰退趋势,在第18代之前,抗性衰减较快;到中低度抗性水平时,抗性衰减趋势减缓;到第36代时,基本恢复为敏感水平。
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图 1 无选择压力下家蝇抗药性衰减趋势 |
拟除虫菊酯类杀虫剂近年来发展迅速,种类繁多,现在防制卫生害虫常用的是溴氰菊酯、高效氯氰菊酯和氯菊酯。参照WHO对家蝇抗药性分级标准[9],R/S值3~4倍为低抗,10~20为中抗,大于20倍为高抗。3种药剂比较发现,高效氯氰菊酯的抗性普遍高于溴氰菊酯和氯菊酯,这是由于此类杀虫剂具有高效、低毒、广谱的特点,近几年被大量用于卫生害虫的化学防制所致。胜利油田主要使用溴氰菊酯和氯氰菊酯,氯菊酯用量很少,但从5年的抗性发展看,溴氰菊酯与氯菊酯的抗性系数比较接近,表明油田家蝇对菊酯类杀虫剂各品种之间容易产生强烈的交互抗性,也有可能是长期单一使用其中一种后产生了交互抗性,故对另一种也产生了高抗性的结果。敌敌畏的抗药性有所下降,主要是由于近年来严格限制敌敌畏的使用环境和场所,因此,其抗药性出现了下降趋势。
对AchE、CAT和GST三种酶活性的测定可以看出,随着杀虫剂选择压力的增加,家蝇的抗性逐渐增强,3种相关酶的活性也随之增强[10]。家蝇正是通过这些机制来减小甚至排除杀虫剂对其机体的伤害,从而使家蝇种群适应外界环境[10]。研究发现,在用高效氯氰菊酯培育抗药性过程中,AchE的活性升高,可能是其基因突变的结果,与曹辉[11]等报道一致。另外,抗性品系存在适合度劣势,即发育历期延长、平均寿命缩短、繁殖力减退,说明选择压越大,抗性发展越快;害虫在一段时间内不接触杀虫剂,即无选择压力下其抗性水平会逐渐下降,敏感性得到恢复。
针对胜利油田家蝇抗药性现状,应结合实际研究和制定抗性防制策略。一是推广以整治蝇类孳生地、加强生活垃圾管理的环境综合防制措施,并辅以有效的物理、生物防制等方法;二是建立科学、有效的抗性监测机制,有效阻止和延缓家蝇抗药性的进一步发展;三是根据交替轮换、合理复配及局部用药的原则,有效杀灭防制对象;四是消除滥用、乱用杀虫剂现象,做好油田卫生杀虫剂的宏观调控和统一管理。
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2015, Vol. 31
