2016, Vol. 18
2. 贵州大学 烟草学院, 贵阳 550025
2. College of Tabacco Science, Guizhou University, Guiyang 550025, China
白背飞虱Sogatella furcifera (Horváth)属半翅目飞虱科，是水稻上主要的迁飞性害虫之一，在中国除新疆外的各稻区均有发生，同时也分布于朝鲜、日本、南亚、东南亚、澳大利亚北部及太平洋岛屿[1]。白背飞虱为害可造成稻株生长缓慢、分蘖延迟、瘪粒增加，严重时会导致稻株枯死，使水稻生产遭受巨大损失[2]；此外，白背飞虱还能传播南方水稻黑条矮缩病(SRBSDV)[3]而造成间接危害。白背飞虱易爆发成灾，且具长距离迁飞特性，目前的防治策略仍以化学防治为主[4]。
关于杀虫剂对害虫亚致死效应的研究较多，不同杀虫剂对不同害虫的亚致死效应不同。其中有些杀虫剂亚致死浓度胁迫对昆虫种群增长表现为抑制作用，如亚致死浓度的毒死蜱(chlorpyrifos)能够降低禾谷缢管蚜Rhopalosiphum padi种群的发育和繁殖速率，对其种群发展具有明显抑制作用[5-6]；亚致死浓度烯啶虫胺(nitenpyram)胁迫可显著降低褐飞虱Nilaparvata lugens的繁殖力[7]等。但也有研究表明，有些杀虫剂在亚致死浓度下反而能刺激昆虫种群的增长，如LD25浓度的多杀菌素(spinosad)对小菜蛾Plutella xylostella生殖具有刺激作用[8]；以亚致死浓度氰戊菊酯(fenvalerate)处理褐飞虱，对其生殖具有刺激作用[9]；亚致死浓度马拉硫磷(malathion)可刺激大豆蚜Aphis glycines的生殖功能[10]等。
溴氰虫酰胺(cyantraniliprole，图式1)是杜邦公司继氯虫苯甲酰胺(chlorantraniliprole)之后开发成功的另一个新型邻氨基苯甲酰胺类杀虫剂，与氯虫苯甲酰胺相比具有更广谱的杀虫活性，对刺吸式口器害虫防效优异，并且具有较好的内吸性[11-12]。溴氰虫酰胺可通过激活靶标害虫的鱼尼丁受体(ryanodine receptor, RyR)，使其肌肉运动调节受损、麻痹，最终导致害虫死亡[13]。由于新型RyR杀虫剂对昆虫的RyR表现出高度特异性，从而极大地提高了这类药剂对哺乳动物的安全性[14]。溴氰虫酰胺自推广以来，已广泛用于防治鳞翅目、半翅目和鞘翅目害虫，但目前尚未见关于其对白背飞虱亚致死效应的研究报道。笔者以LC10和LC25浓度的溴氰虫酰胺处理白背飞虱3龄若虫，并通过组建其F1代特定时间生命表，研究了溴氰虫酰胺对白背飞虱室内种群的亚致死效应，以期为正确评价溴氰虫酰胺在水稻害虫防治方面的作用提供参考。
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图式1 溴氰虫酰胺 Scheme1 cyantraniliprole |
1 材料和方法 1.1 试验材料
试虫：白背飞虱Sogatella furcifera(Horváth)成虫于2013年采自中国贵州省贵阳市花溪区周边稻田，以未接触农药的水稻TN1茎秆饲养繁殖，饲养条件为：(25±1)℃，相对湿度70%±5%，光照L : D=16 h : 8 h。取大小一致的3龄若虫供试。
无虫水稻培育：先将TN1水稻种子于室内催芽，待发芽后移栽至直径35 cm、深25 cm的塑料桶内，置于以100目(0.15 mm)纱网自制的防虫网内，以保证水稻不被虫侵害。定期浇水施肥，保证其水肥充足，培育至分蘖期，待用。
药剂：98%溴氰虫酰胺(cyantraniliprole)原药，广西田园生化股份有限公司。
主要仪器：RXZ-380A型智能人工气候箱(4 000 lx，宁波江南仪器厂)；解剖镜(江西凤凰光学仪器有限公司)；电子天平(0.000 1 g，上海菁海仪器有限公司)；自制养虫笼(150 cm × 150 cm × 150 cm)，外罩100目(0.15 mm)自制防虫网，正面设拉链以便浇水及取虫等操作；吸虫器(自制)；双通玻璃管(内径3 cm，长30 cm)。
1.2 试验方法 1.2.1 溴氰虫酰胺对白背飞虱F0代的亚致死效应本课题组前期研究得到，溴氰虫酰胺对白背飞虱的LC10和LC25浓度分别为2.415和4.674 mg/L[15]。参照庄永林等[16]报道的稻茎浸渍法测定该浓度下溴氰虫酰胺对白背飞虱F0代的亚致死效应：将预处理好的稻茎分别在上述亚致死浓度药液中浸泡30 s，对照用清水处理，晾干后用浸过木村B营养液[17]的脱脂棉包裹稻茎根部，放入双通玻璃管内，接入大小一致的健康3龄若虫，每管20头，每浓度处理200头，以清水作对照。于(25±1) ℃、相对湿度70%±5%、光周期16 L : 8 D的人工气候箱中饲养48 h后，将存活若虫移至干净的双通管内，以健康无虫稻苗继续饲养，每管10头。每天记录其发育状况，对羽化成虫配对饲养并记录每头雌成虫的寿命及产卵量。
1.2.2 白背飞虱F1代种群生命表构建参照Liu等[18]报道的方法构建生命表。收集LC10和LC25浓度溴氰虫酰胺处理后F0代雌成虫所产卵的初孵若虫各100头(N0)，为F1代试虫，分别置于放有新鲜健康稻苗的双通管内饲养，每管25头(3龄后每管分出12头至新管饲养，以降低虫口密度)，每天记录发育状况并记录1~3龄的存活率(Sr1)及3~5龄的存活率(Sr2)。至5龄后每天收集初羽化雌雄成虫配对，并统计羽化率(Er)及雌虫比例(Fr)(雌虫数与总成虫数的百分比)。将收集到的初羽化成虫配对置于有新鲜健康稻苗的双通管内单对饲养，每3 d换一次新鲜稻苗，从F2代出现初孵若虫起，每天记录初孵若虫数，10 d后解剖换出的稻苗，记录尚未孵化的卵，直至F1代雌成虫死亡。雌成虫未产卵即为交尾失败，统计交尾率(Cr)，以单雌产卵量(初孵若虫数与未孵化卵量之和)为繁殖力(Fd)，孵化率(Ha)则为初孵若虫数与单雌产卵量之比。每处理重复5次。
分别按照公式(1)至(3)计算种群增长趋势指数(I)及相对适合度(relative fitness)。
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(1) |
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(2) |
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(3) |
式中，N0为初始种群个体数量，N为下一代种群个体数量，It为处理后种群增长趋势指数，Ic为对照种群增长趋势指数。
1.3 数据统计与分析试验数据采用Microsoft Excel 2003进行整理，通过SPSS 17.0进行单因素方差分析。百分数进行反正弦转换后再进行方差分析，当方差满足齐次性时，采用Duncan’s新复极差法进行多重比较，当方差不具有齐次性时，采用Tamhane’s T2进行多重比较。
2 结果与分析 2.1 溴氰虫酰胺对白背飞虱F0代的亚致死效应采用亚致死浓度溴氰虫酰胺处理白背飞虱F0代3龄若虫后，试虫生物学特性变化情况见表 1。其中，以LC10浓度处理后，3龄及4龄若虫发育历期显著缩短(P < 0.05)，但其总历期与对照无显著差异；经LC25浓度处理后，各龄期试虫的发育历期以及雌虫寿命、羽化率、存活率与对照相比均无显著差异；无论是LC10还是LC25浓度处理后，试虫单雌产卵量与对照组均存在显著差异(P < 0.05)，分别减少了40.41%和41.36%。
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表 1 溴氰虫酰胺对白背飞虱F0代的亚致死效应 Table 1 Sublethal effects of cyantraniliprole on S. furcifera in F0 (Mean±SE) |
2.2 亚致死浓度溴氰虫酰胺对白背飞虱F1代发育历期的影响
采用LC10和LC25浓度的溴氰虫酰胺处理F0代白背飞虱3龄若虫后，其F1代发育总历期分别延长了1.74和0.66 d。其中，LC10浓度处理组F1代1龄、2龄和4龄历期分别比对照延长了1.12、0.30和0.55 d，差异显著(P < 0.05)；而LC25浓度处理组与对照相比差异均不显著。
2.3 亚致死浓度溴氰虫酰胺对F1代生命表参数的影响根据白背飞虱F1代各发育阶段的存活率和成虫的繁殖力，组建了不同浓度处理后F1代的特定时间生命表(表 2)。结果表明：经LC10和LC25浓度的溴氰虫酰胺处理后，白背飞虱F1代的存活率(Sr)、羽化率(Er)、雌虫比例(Fr)、交尾率(Cr)及孵化率(Ha)与对照组均无显著差异，但其繁殖力(Fd)比对照组分别降低了14.41%和16.31%，从而导致其预测的后代数量(N)及种群增长趋势指数(I)低于对照组。此外，LC10和LC25浓度处理组白背飞虱的种群相对适合度分别仅为0.78和0.64。表明亚致死浓度溴氰虫酰胺可有效抑制白背飞虱种群的增长。
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表 2 亚致死浓度溴氰虫酰胺处理后白背飞虱F1代的生命表参数 Table 2 Life table parameters of S. furcifera in F1 under the impact of sublethal concentration of cyantraniliprole |
3 小结与讨论
当溴氰虫酰胺被施于田间防治水稻害虫时，不可避免地会对白背飞虱产生亚致死效应。本研究以LC10和LC25浓度的溴氰虫酰胺分别处理白背飞虱3龄若虫，其F0代雌虫的平均产卵量均显著降低，表明低浓度溴氰虫酰胺能够显著抑制当代白背飞虱的繁殖。这与杨洪等[19-20]采用亚致死浓度氯虫苯甲酰胺(chlorantraniliprole)胁迫白背飞虱和褐飞虱后，发现其F0代产卵量均低于对照组的研究结果相似；但与汤爱兵[21]采用亚致死浓度溴氰菊酯(deltamethrin)处理褐飞虱3龄若虫后，其F0代产卵量显著增加的结果不同。这可能与不同类型杀虫剂的作用机理不同有关。本研究中经亚致死浓度溴氰虫酰胺处理后，白背飞虱F1代若虫的发育历期延长，与桑松等[22]以亚致死浓度溴氰虫酰胺处理斜纹夜蛾后，其F1代幼虫发育历期延长的结果相似。另外，采用亚致死浓度三唑磷(triazophos)处理白背飞虱3龄若虫，也能显著延长其F1代若虫的发育历期[23]。通过组建F1代生命表发现，处理后白背飞虱的存活率、羽化率、雌虫比例及交尾率与对照组相比均无显著差异，但其种群增长趋势指数与相对适合度随药剂浓度的增加而降低。根据本研究结果可以推测，将溴氰虫酰胺用于防治水稻害虫时，可分别对白背飞虱产生致死和亚致死效应，因而对其种群增长具有持续控制的作用，可达到长期控制的效果。
本研究通过建立种群生命表的方式，考察了亚致死浓度溴氰虫酰胺处理白背飞虱3龄若虫后对其F0及F1代繁殖力等生物学特性的影响。但有关亚致死浓度溴氰虫酰胺胁迫对白背飞虱体内生化体系的影响及其机制尚不明确，有待进一步研究；此外，由于白背飞虱属迁飞性害虫，因此亚致死浓度溴氰虫酰胺对其F0及F1代成虫迁飞能力的影响也需要进一步研究。
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