六磷胺與水解蛋白結(jié)合使用對橘小實蠅的不育效果研究

孟倩倩，陸永躍，鄭熳筠，曾 玲

(華南農(nóng)業(yè)大學(xué)資源環(huán)境學(xué)院，廣東廣州510642)

橘小實蠅Bactrocera dorsalis(Hendel)屬雙翅目Diptera實蠅科Tephritidae果實蠅屬，又稱東方果實蠅，是一種重要的果蔬害蟲.該蟲主要以幼蟲為害，成蟲產(chǎn)卵于果皮之下，卵孵化后幼蟲取食果肉造成果實腐爛，未熟先落［1］.由于該蟲寄主范圍廣，繁殖力高，適應(yīng)性強，危害性大等特點，給防治帶來很大難度.要從根本上防治橘小實蠅，可以從控制它的繁殖力環(huán)節(jié)下手，應(yīng)用不育技術(shù)(SIT)［2］來抑制橘小實蠅的種群.20世紀(jì)50年代Borkovec［3］進(jìn)行了一系列的昆蟲輻射不育技術(shù)的研究，1954年應(yīng)用于防治羊螺旋蠅Cochliomyia hominivorax Coquerel首次獲得成功，受到國際普遍的重視.美國在庫臘索島等地釋放射線處理過的雄旋皮蠅Callitroga hominivorax Coquerel.成蟲后，大大降低了當(dāng)?shù)氐南x口密度［4-7］.我國在橘小實蠅輻射不育方面也開展了一系列研究并取得一些成果［8-12］.但是采用輻射不育來防治害蟲不僅需要完整的技術(shù)設(shè)備，而且還需要飼養(yǎng)大量的不育雄蟲，從人力物力上來看都不是最經(jīng)濟的防治方法.相對而言，化學(xué)不育比較簡單便捷，其優(yōu)點在于它可以直接處理害蟲、或者與誘餌混合使用來吸引害蟲取食達(dá)到不育效果.早前美國科學(xué)家發(fā)現(xiàn)2種化合物可致家蠅雄蟲不育，這2種化合物分別為六甲基磷酰胺(HMPA)和六甲基三聚氰酰胺(HMM)，它們都為二甲氨基衍生物，但后者有劇毒，這一發(fā)現(xiàn)促進(jìn)了化學(xué)不育劑的研究工作［13］.張宗炳等［14-15］自1962年在室內(nèi)以家蠅為對象進(jìn)行了一系列不育劑的篩選，其中以烴化劑中的噻替哌Thio-TEPA［N，N'，N″-triethylene thiophosphoramide，即 N，N'，N″三(乙亞胺基)硫化磷，簡稱TEPA］效果最好.之后國內(nèi)科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn)一些化學(xué)藥劑如喜樹堿、滅幼脲、棉酚等對光肩星天牛，松毛蟲，粘蟲，棉鈴蟲具有不育效應(yīng)［16-21］，張全新［22］通過用六磷胺處理乏庫蚊雄蚊解釋了六磷胺致使乏庫蚊雄蚊不育的機制.筆者的研究表明六磷胺對橘小實蠅有不育作用［23］.水解蛋白原料來源簡單，價格低廉，對橘小實蠅雌、雄蟲都具有引誘作用［24］，并能與六磷胺互溶.本文研究了六磷胺與水解蛋白混合使用對橘小實蠅雌、雄蟲的不育效果，可為田間防治橘小實蠅提供了依據(jù).

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 供試蟲源 采自廣東省潮州市楊桃園落果中，室內(nèi)飼養(yǎng)5～6代，取羽化后5日齡內(nèi)成蟲供試，飼養(yǎng)條件:溫度25～28℃，相對濕度60% ～70%，光周期14 h光∶10 h暗，成蟲人工飼料為酵母+蔗糖(質(zhì)量比為 1∶3).

1.1.2 試驗藥劑 六磷胺:即六甲基磷酰三胺，純度(φ)＞98.0%，梯希愛(上海)化成工業(yè)發(fā)展有限公司生產(chǎn);水解蛋白:廣東省出入境檢驗檢疫局提供.

1.2 方法

采用飼喂法研究六磷胺對橘小實蠅不同性別的不育效果，在產(chǎn)卵期通過統(tǒng)計雌蟲產(chǎn)卵量和孵化率，確定六磷胺致使橘小實蠅完全不育的最適濃度范圍.

1.2.1 六磷胺蜂蜜水溶液處理不同性別試驗 將六磷胺溶于φ為0.5%的蜂蜜水中，配制成φ為0.03%、0.05%、0.07%、0.09%六磷胺蜂蜜水溶液供試.用供試藥液分別處理5日齡雌蟲和雄蟲48 h，每處理重復(fù)5次，每重復(fù)處理20頭成蟲，設(shè)置1個對照(正?！帷琳！?、只加清水).

在產(chǎn)卵期觀察處理♂×正?！?、處理♀×正?！峒皩φ盏漠a(chǎn)卵量和孵化率.室溫為25℃時產(chǎn)卵前期為9～12 d，以羽化后第12 d為開始產(chǎn)卵始期，第20 d為產(chǎn)卵高峰期;從開始產(chǎn)卵期到產(chǎn)卵高峰期隔天取卵，共取5次.

1.2.2 六磷胺與水解蛋白水溶液混合處理不同性別試驗 將六磷胺溶于50 g/L水解蛋白溶液中，配制φ為0.02%、0.04%、0.06%、0.08%、0.10%的供試藥液，分別處理5日齡雌蟲和雄蟲24 h，每處理重復(fù)5次，每次重復(fù)處理30頭成蟲，對照同1.2.1，對照用清水同時飼養(yǎng)雌蟲和雄蟲各30頭.

采用1.2.1中同樣的方法記錄產(chǎn)卵量，計算孵化率.

1.2.3 數(shù)據(jù)處理 采用SPSS 18.0軟件處理數(shù)據(jù).

2 結(jié)果與分析

2.1 六磷胺蜂蜜水溶液處理♂×正?！猱a(chǎn)卵量變化

由表1可以看出，六磷胺對橘小實蠅雄蟲有一定的不育作用，雄蟲用六磷胺處理過后與雌蟲交配產(chǎn)卵量從開始產(chǎn)卵期到產(chǎn)卵盛期基本都低于對照;隨著處理濃度的升高，產(chǎn)卵量也在逐漸降低.六磷胺體積分?jǐn)?shù)為0.03%時單雌產(chǎn)卵量與對照間基本無明顯差異;0.05%、0.07%和0.09%處理雄蟲后與之交配的雌蟲單雌產(chǎn)卵量絕大部分明顯低于對照.產(chǎn)卵盛期對照單雌產(chǎn)卵量23.56粒，而0.09%處理單雌最高產(chǎn)卵量則僅為7.63粒.

2.2 六磷胺蜂蜜水溶液處理♀×正?！岙a(chǎn)卵量變化

由表2可知，φ為0.03%時羽化12和14 d單雌產(chǎn)卵量均顯著低于對照，進(jìn)入產(chǎn)卵盛期時單雌產(chǎn)卵量與對照均差異不顯著;φ為0.05%、0.07%和0.09%時5次單雌產(chǎn)卵量較對照低，0.07%處理雖在羽化12和14 d有產(chǎn)卵，但單雌卵量均不足1粒，在羽化16、18和20 d均不產(chǎn)卵.0.09%處理雌蟲均不產(chǎn)卵;由此可知，六磷胺對橘小實蠅雌蟲具有明顯的不育效應(yīng)，濃度越大，不育效果越好，甚至達(dá)到完全不育.

表1 六磷胺蜂蜜水溶液處理♂×正常♀產(chǎn)卵量變化1)Tab.1 Fecundity of the normal females mating with the males fed with HMPA soluble in honey water

表2 六磷胺蜂蜜水溶液處理♀×正常♂產(chǎn)卵量變化1)Tab.2 Fecundity of the females fed with HMPA soluble in honey water mating with the normal males

2.3 六磷胺蜂蜜水溶液處理♂×正?！狻⑻幚怼狻琳！崧逊趸实淖兓?/h3>

由表3可知，六磷胺分別處理雌、雄蟲后卵的孵化率隨著六磷胺體積分?jǐn)?shù)的升高而顯著降低.正常雌蟲與處理雄蟲交配后，卵孵化率由大到小依次為對照 ＞0.03% ＞0.05% ＞0.07% ＞0.09%，對照孵化率高達(dá)72.30%，0.03%處理孵化率為31.36%，明顯低于對照，0.09%時孵化率僅為0.96%，且0.05%～0.09%處理孵化率較0.03%明顯降低.處理雌蟲時，對照孵化率高達(dá)76.36%，0.03%處理孵化率僅為24.64%，0.07%和0.09%處理已達(dá)到完全不育.

表3 六磷胺蜂蜜水溶液處理♂×正常♀、處理♀×正常♂卵孵化率的變化1)Tab.3 Egg hatching rate after the normal adults mating with adults fed with HMPA soluble in honey water

2.4 六磷胺水解蛋白溶液處理♂×正?！猱a(chǎn)卵量的變化

表4表明，φ為0.02%時前2次產(chǎn)卵量明顯低于對照，但產(chǎn)卵盛期產(chǎn)卵量與對照無明顯差異，單雌最高產(chǎn)卵量達(dá)12.15粒;0.04%時除了羽化18、20 d的單雌產(chǎn)卵量與對照無明顯差異外，其余3次均低于對照;0.08%和0.10%體積分?jǐn)?shù)處理單雌產(chǎn)卵量均顯著低于對照，產(chǎn)卵初期不足1?；蚧静划a(chǎn)卵，之后幾次觀察單雌最高產(chǎn)卵量分別為4.07和4.51粒，遠(yuǎn)低于對照的9.38粒.

2.5 六磷胺水解蛋白溶液處理♀×正常♂產(chǎn)卵量的變化

由表5可以看出，用六磷胺處理雌蟲后在整個產(chǎn)卵過程的產(chǎn)卵量均低于對照組，產(chǎn)卵量隨著體積分?jǐn)?shù)變化依次為對照＞0.02% ＞0.04% ＞0.06% ＞0.08%＞0.10%;φ為0.06%時產(chǎn)卵盛期最高單雌產(chǎn)卵量已不足1粒，遠(yuǎn)低于對照組的最高單雌產(chǎn)卵量9.38粒;體積分?jǐn)?shù)為0.08% ～0.10%時雌蟲已不產(chǎn)卵，即達(dá)到完全不育.

表4 六磷胺溶于水解蛋白溶液處理♂×正常♀產(chǎn)卵量的變化1)Tab.4 Fecundity of the normal female mating with male fed with HMPA soluble in protein hydrolysate

表5 六磷胺水解蛋白溶液處理♀×正?！岙a(chǎn)卵量的變化Tab.5 Fecundity of females fed with HMPA soluble in protein hydrolysate mating with the normal males

2.6 六磷胺水解蛋白溶液處理♂×正常♀、處理♀×正常♂卵孵化率的變化

由表6可以看出，六磷胺與水解蛋白混合后各個處理卵孵化率均明顯低于對照;處理♂×正?！夂吞幚怼狻琳！崧逊趸识茧S體積分?jǐn)?shù)的升高而逐漸降低.0.08%時處理♀×正常♂卵完全不孵化;0.08%和0.10%時，處理♂×正?！獾穆逊趸史謩e為13.60%和10.84%，均不到15%.據(jù)此可知，六磷胺水解蛋白溶液0.08%體積分?jǐn)?shù)處理雌雄蟲可致其基本不育，雌蟲對六磷胺的敏感度要高于雄蟲.

表6 六磷胺水解蛋白溶液后處理♂×正?！狻⑻幚怼狻琳！崧逊趸实淖兓疶ab.6 Egg hatching rate after the normal adults mating with adults fed with HMPA solubie in protein hydrolysate

3 討論

昆蟲不育技術(shù)是一種通過輻射或者雜交等手段使害蟲喪失繁育能力而自行絕育的防治害蟲的方法，這一技術(shù)不僅能從根本上防治害蟲，減少害蟲種群數(shù)量，而且釋放不育雄蟲這一方法既經(jīng)濟又環(huán)保，且專一性強［25］.

本文應(yīng)用六磷胺分別處理橘小實蠅5日齡雌、雄蟲后，發(fā)現(xiàn)其交配能力均下降，六磷胺體積分?jǐn)?shù)越大，雌蟲產(chǎn)卵量越低，這說明六磷胺處理橘小實蠅成蟲后，已引起了橘小實蠅生殖能力的下降;蜂蜜水溶液中六磷胺致雌蟲和雄蟲不育的體積分?jǐn)?shù)在0.07%～0.09%之間，在此范圍內(nèi)的不育效率高且安全系數(shù)為正值.另外，無論是與蜂蜜水溶液還是與水解蛋白混合，六磷胺對橘小實蠅產(chǎn)生不育作用的濃度范圍基本是一致的.試驗結(jié)果表明，雌蟲達(dá)到完全不育所需濃度低于雄蟲，說明雌蟲對六磷胺更敏感.這不僅為室內(nèi)飼養(yǎng)不育雄蟲以及田間釋放提供了依據(jù)，也為研制不育藥劑應(yīng)用于田間綜合防治橘小實蠅奠定了基礎(chǔ).

本文僅對橘小實蠅化學(xué)不育劑開展了室內(nèi)階段性試驗，雖然證明了六磷胺對橘小實蠅雌、雄蟲都具有不育效果，但應(yīng)用于田間防治橘小實蠅是否有效還需要進(jìn)一步研究.本試驗已經(jīng)確定六磷胺引起橘小實蠅成蟲不育的濃度范圍，因此田間試驗可通過釋放此濃度范圍的不育雄蟲;或者通過田間橘小實蠅取食六磷胺與水解蛋白的混合溶液;亦或者六磷胺與性引誘劑結(jié)合應(yīng)用直接引誘田間橘小實蠅雄蟲取食來達(dá)到防治效果.另外，本試驗中選取羽化后5日齡內(nèi)成蟲作為供試蟲源，主要是因為卵巢和精囊此時處于發(fā)育前期，還未發(fā)育完全，選擇此時處理成蟲能夠避免因卵巢和精囊發(fā)育完全后六磷胺處理成蟲而降低效力.對于在高濃度處理后的雄蟲與正常雌蟲交配仍有卵孵化的情況，其原因可能有2種:第一可能是雄蟲未取食供試藥劑;第二可能是因為部分蟲體已對六磷胺產(chǎn)生抗藥性所致，具體原因還有待進(jìn)一步研究分析.橘小實蠅屬于世代重疊嚴(yán)重的昆蟲，1年發(fā)生多代，田間橘小實蠅不像室內(nèi)飼養(yǎng)的蟲子都處于同一個蟲期，如果采用不育技術(shù)防治橘小實蠅還需考慮其所處的蟲期，因此，測定六磷胺對橘小實蠅整個發(fā)育歷期是否也有不育效果是田間防治的關(guān)鍵.本試驗只是對六磷胺不育效果的初步探討，對于如何應(yīng)用于田間防治，還要考慮自然環(huán)境條件、以及適用于整個種群的不同蟲期等綜合因素才能夠?qū)嵭?

六磷胺雖然毒性很低，但也有可能致使生物染色體損害，引起突變，在使用時要注意防護(hù)［22］.用六磷胺致使橘小實蠅不育要控制其濃度在安全系數(shù)范圍內(nèi)［26-27］才能達(dá)到不育效果，本試驗中六磷胺供試濃度都在致死劑量范圍內(nèi)引起橘小實蠅雌、雄蟲不育.至于六磷胺引起雌、雄蟲不育機制還需通過精囊和卵巢解剖試驗進(jìn)一步進(jìn)行研究探討.

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