螺旋粉虱的田間抗藥性監(jiān)測(cè)及其對(duì)毒死蜱的抗性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

唐良德， 符悅冠， 曾東強(qiáng)*

1中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)境與植物保護(hù)研究所,海南 海口 571101； 2廣西大學(xué)農(nóng)學(xué)院，廣西 南寧 530005

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螺旋粉虱的田間抗藥性監(jiān)測(cè)及其對(duì)毒死蜱的抗性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

唐良德1,2， 符悅冠1， 曾東強(qiáng)1*

1中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)境與植物保護(hù)研究所,海南 ?？?571101；2廣西大學(xué)農(nóng)學(xué)院，廣西 南寧 530005

摘要:【背景】螺旋粉虱是新入侵中國(guó)海南的一種危險(xiǎn)性害蟲(chóng)，化學(xué)防治是目前最主要的防治手段和應(yīng)急措施?！痉椒ā坎捎肞OTTER噴霧法監(jiān)測(cè)了海南各地理種群螺旋粉虱對(duì)毒死蜱、丙溴磷、高效氯氰菊酯、高效氯氟氰菊酯、吡蟲(chóng)啉、啶蟲(chóng)脒和阿維菌素等7種藥劑的抗性水平，并運(yùn)用Tabashnik域性狀分析法估算了螺旋粉虱對(duì)毒死蜱的抗性現(xiàn)實(shí)遺傳力?！窘Y(jié)果】螺旋粉虱對(duì)各藥劑均處于抗性敏感階段，抗性倍數(shù)為1.03~4.29倍。螺旋粉虱對(duì)毒死蜱的抗性現(xiàn)實(shí)遺傳力h2=0.2405；預(yù)測(cè)結(jié)果表明，當(dāng)田間使用毒死蜱對(duì)螺旋粉虱的防治效果達(dá)90%時(shí)，螺旋粉虱對(duì)毒死蜱的抗性提高10倍所需代數(shù)為7.09代。田間試驗(yàn)表明，螺旋粉虱對(duì)毒死蜱的抗性發(fā)展速率要比模型預(yù)測(cè)緩慢。【結(jié)論與意義】本研究可為螺旋粉虱的化學(xué)防治及抗藥性治理提供參考。

關(guān)鍵詞:螺旋粉虱； 抗藥性； 毒死蜱； 現(xiàn)實(shí)遺傳力； 風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

螺旋粉虱AleurodicusdispersusRussell，隸屬同翅目Homoptera粉虱科Aleyrodidae復(fù)孔粉虱屬Aleurodicus。1905年首次報(bào)道于加勒比海與中美洲地區(qū)，目前已擴(kuò)散至亞洲、非洲、歐洲、美洲、大洋洲約50個(gè)國(guó)家和地區(qū)，并繼續(xù)向世界各熱帶及亞熱帶地區(qū)擴(kuò)散(徐巖，1999； Russell,1905)。加勒比區(qū)域植物保護(hù)組織已將其列為A2檢疫性有害生物，并系多個(gè)國(guó)家的檢疫對(duì)象(溫宏治等，1994； 徐巖，1999)。螺旋粉虱自2006年4月在海南陵水發(fā)現(xiàn)以來(lái)，迅速擴(kuò)散至海南其他各縣(市)，并隨時(shí)有向其他省份擴(kuò)散的可能。螺旋粉虱年發(fā)生代數(shù)多，世代重疊嚴(yán)重，已對(duì)印度紫檀PterocarpusindicWilld、大葉欖仁TerminaliacatappaL.等海南主要的綠化樹(shù)種造成嚴(yán)重危害，也成為番石榴PsidiumguajavaL.等熱帶果樹(shù)發(fā)展的制約因素之一，并對(duì)大田作物構(gòu)成威脅；其厚的蠟粉和蠟絲，嚴(yán)重影響了環(huán)境和觀賞樹(shù)種的價(jià)值。

目前，螺旋粉虱作為我國(guó)一種新入侵的危險(xiǎn)性有害生物，化學(xué)防治仍是其最主要的防治手段和應(yīng)急措施。國(guó)內(nèi)外對(duì)螺旋粉虱化學(xué)防治方面缺乏系統(tǒng)研究，只見(jiàn)少量有關(guān)田間藥效方面的文獻(xiàn)報(bào)道(曹鳳勤等，2011；林江等，2012； 林珠鳳等，2007； 劉奎等，2007、2008； 呂朝軍等，2009)?；瘜W(xué)防治在控制害蟲(chóng)種群數(shù)量方面起著重要的作用，但殺蟲(chóng)劑的大量連續(xù)使用也會(huì)導(dǎo)致害蟲(chóng)抗藥性越來(lái)越嚴(yán)重(何玉仙等，2007； Ahmadetal.,2002； Erdoganetal.,2008； Kranthietal.,2002； Prabhakeretal.,1988、1997； Roditakisetal.,2002)。但目前還沒(méi)有關(guān)于螺旋粉虱對(duì)化學(xué)殺蟲(chóng)劑產(chǎn)生抗性的記錄。因此，本試驗(yàn)擬從螺旋粉虱田間種群抗藥性監(jiān)測(cè)和抗藥性選育等方面系統(tǒng)研究其抗藥性，以期為制定螺旋粉虱的抗性治理措施提供理論依據(jù)。

1材料與方法

1.1　供試蟲(chóng)源

螺旋粉虱于2008年11月采自海南省陵水縣吊羅山區(qū)(此地螺旋粉虱入侵早且無(wú)化學(xué)防治記錄)，在隔離網(wǎng)室內(nèi)用無(wú)蟲(chóng)盆栽番石榴植株連續(xù)繼代飼養(yǎng)，期間不噴施任何藥劑，作為相對(duì)敏感品系，簡(jiǎn)稱SS品系；以此品系作為毒死蜱室內(nèi)抗藥性選育的初始蟲(chóng)源，篩選后的品系即為毒死蜱室內(nèi)抗性選育品系，簡(jiǎn)稱EX-R品系；田間用毒死蜱篩選后獲得的抗性品系，簡(jiǎn)稱FI-R品系。各抗藥性監(jiān)測(cè)種群分別為不同時(shí)間在海南省采集的各地理種群(表1)。

1.2　供試藥劑

95.7%毒死蜱原粉、89%丙溴磷原油、97%高效氯氰菊酯原粉、96.5%高效氯氟氰菊酯原粉、96.6%吡蟲(chóng)啉原粉、96.4%啶蟲(chóng)脒原粉和95%阿維菌素原粉(廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所提供)，48%毒死蜱乳油(美國(guó)陶式益農(nóng)公司生產(chǎn))。

1.3　生物測(cè)定方法

采用POTTER噴霧法(陳立等，2001； Potter，1952)進(jìn)行測(cè)定。首先將未被藥劑污染的大葉欖仁樹(shù)葉片剪成直徑為60 mm的圓片，葉片正面朝下鋪在直徑為60 mm的培養(yǎng)皿中(事先用濾紙保濕)。螺旋粉虱成蟲(chóng)用CO2短暫麻醉后，轉(zhuǎn)移到培養(yǎng)皿中的葉片上，每皿30~40頭，然后用POTTER噴霧塔噴霧(噴霧壓強(qiáng)為100 kPa，沉降時(shí)間為20 s)，每個(gè)處理藥液量為1 mL，噴霧后迅速蓋上皿蓋。當(dāng)螺旋粉虱從麻醉狀態(tài)蘇醒后，將培養(yǎng)皿倒置于(25±1) ℃、光照14L∶10D、相對(duì)濕度65%的培養(yǎng)箱中，24 h后觀察死亡情況(阿維菌素為48 h)，統(tǒng)計(jì)死亡率。每個(gè)藥劑配制5~7個(gè)濃度，每個(gè)濃度設(shè)4次重復(fù)，以丙酮處理作為對(duì)照。

1.4　抗藥性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

1.4.1室內(nèi)抗藥性選育抗性選育采取群體篩選法。用靶標(biāo)藥劑毒死蜱對(duì)室內(nèi)飼養(yǎng)的螺旋粉虱種群成蟲(chóng)進(jìn)行連續(xù)選育，每代以生物測(cè)定的LC50值為濃度進(jìn)行噴霧處理，將存活個(gè)體轉(zhuǎn)移到新的寄主植物上繼續(xù)飼養(yǎng)，繼代連續(xù)處理存活個(gè)體的子代，每代測(cè)定其LC50值。對(duì)初始篩選種群，在無(wú)藥劑篩選條件下連續(xù)繼代飼養(yǎng)，作為對(duì)照蟲(chóng)源。

根據(jù)Tabshnik(1992)的方法，計(jì)算抗性現(xiàn)實(shí)遺傳力h2(h2=R/S)。式中，R為選擇反應(yīng)，即篩選親本的子代與篩選前的整個(gè)親代間的平均表現(xiàn)型差異，由篩選前后的LC50、篩選的代數(shù)n決定，R=(篩選后第n代LC50的對(duì)數(shù)值-篩選前親代LC50的對(duì)數(shù)值)/n；S為選擇差異，是指用于篩選的親本與整個(gè)親代之間的平均表現(xiàn)型差異，由藥劑篩選后平均每代存活率P、篩選前后毒力回歸線的斜率來(lái)決定。S=iδp，i為選擇強(qiáng)度，i≈1.583-0.0193336P+0.0000428P2+3.65194/P(10

通過(guò)抗性現(xiàn)實(shí)遺傳力h2，可以預(yù)測(cè)篩選后抗性上升x倍所需代數(shù)[Gx=logx/(h2S)]，以及不同選擇壓力下，抗性上升一定倍數(shù)所需的代數(shù)[G=R-1=1/(h2S)]。

1.4.2田間抗藥性篩選在中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院儋州院區(qū)內(nèi)種植一片番石榴果園，接入螺旋粉虱建立種群(蟲(chóng)源為室內(nèi)抗藥性選育同一種群)，每月噴施1次毒死蜱進(jìn)行防治，調(diào)查其防效，以便對(duì)其室內(nèi)抗藥性選育結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。

2結(jié)果與分析

2.1　螺旋粉虱對(duì)殺蟲(chóng)劑的抗性

抗藥性測(cè)定結(jié)果均以相對(duì)敏感毒力基線為依據(jù)，計(jì)算出抗性倍數(shù)(各地區(qū)螺旋粉虱的LC50值除以相對(duì)敏感基線的LC50值)。監(jiān)測(cè)結(jié)果(表1)表明，海南省各地區(qū)螺旋粉虱田間種群對(duì)防治藥劑均未產(chǎn)生明顯的抗性。其中，對(duì)有機(jī)磷類殺蟲(chóng)劑毒死蜱的抗性倍數(shù)為1.63~3.08倍，對(duì)丙溴磷的抗性倍數(shù)為1.03~1.88倍；對(duì)擬除蟲(chóng)菊酯類殺蟲(chóng)劑高效氯氰菊酯的抗性倍數(shù)為1.62~2.79倍，對(duì)高效氯氟氰菊酯的抗性倍數(shù)為1.50~2.58倍；對(duì)新煙堿類殺蟲(chóng)劑啶蟲(chóng)脒的抗性倍數(shù)為1.01~4.29倍，對(duì)吡蟲(chóng)啉的抗性倍數(shù)為1.91~3.26倍；對(duì)阿維菌素的抗性倍數(shù)為1.49~2.27倍。

2.2　抗藥性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

2.2.1螺旋粉虱對(duì)毒死蜱的室內(nèi)抗性選育從室內(nèi)抗性篩選的結(jié)果(表2)來(lái)看，螺旋粉虱初始種群在室內(nèi)連續(xù)6代用毒死蜱進(jìn)行群體抗性篩選，LC50值從篩選前的2.1113 mg·L-1上升到篩選后5.1579 mg·L-1，其抗性水平上升了2.44倍；而無(wú)藥劑篩選的對(duì)照處理6代后的LC50值為1.8733 mg·L-1，比篩選初始種群下降了0.2380 mg·L-1。

表1　螺旋粉虱田間種群抗藥性

續(xù)表1

表2　螺旋粉虱試驗(yàn)種群對(duì)毒死蜱的抗性篩選

2.2.2螺旋粉虱對(duì)毒死蜱的抗性現(xiàn)實(shí)遺傳力螺旋粉虱對(duì)毒死蜱的抗性現(xiàn)實(shí)遺傳力h2=0.2405。遺傳力的估計(jì)是指一個(gè)性狀從一代遺傳到下一代的程度，在影響表現(xiàn)型值的諸多因子中只有加性遺傳值是可固定、遺傳的，只有它才會(huì)對(duì)后代的性狀產(chǎn)生影響，而不能夠遺傳到下一代的部分是由環(huán)境方差或其他因素引起(何林等，2002)。因此，狹義的現(xiàn)實(shí)遺傳力被定義為加性遺傳方差與整個(gè)表型方差的比率。可見(jiàn)，害蟲(chóng)對(duì)藥劑的抗性現(xiàn)實(shí)遺傳力越大，對(duì)藥劑的抗性發(fā)展速率也越快。

2.2.3螺旋粉虱對(duì)毒死蜱的室內(nèi)抗性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估由螺旋粉虱對(duì)毒死蜱的抗性現(xiàn)實(shí)遺傳力(h2=0.2405)，可以預(yù)測(cè)螺旋粉虱對(duì)毒死蜱產(chǎn)生抗性的風(fēng)險(xiǎn)。在相同汰選壓下，抗性現(xiàn)實(shí)遺傳力越大，害蟲(chóng)越容易產(chǎn)生抗性。假設(shè)田間螺旋粉虱不存在寄主之間的轉(zhuǎn)移，并且每代螺旋粉虱都用毒死蜱防治1次，可以預(yù)測(cè)田間使用毒死蜱防治螺旋粉虱的防治效果達(dá)90%時(shí)，螺旋粉虱對(duì)毒死蜱的抗性水平提高10倍(根據(jù)篩選前后斜率相近的原則，假設(shè)篩選前后毒力回歸線斜率均為3.0，即δp=0.3333時(shí))所需代數(shù)為7.09代。在對(duì)螺旋粉虱不同防治效果下，抗性上升10倍所需的代數(shù)不同，所需代數(shù)隨防治效果(即選擇壓)的增強(qiáng)而減少(圖1)。

螺旋粉虱對(duì)毒死蜱的抗性倍數(shù)隨著篩選代數(shù)的增加而緩慢上升。在與室內(nèi)相同的選擇壓下，在上述相同假設(shè)條件下，抗性上升5倍所需代數(shù)為10.08代，抗性上升10、20和40倍所需代數(shù)分別為15.5、20.1和24.8代(圖2)。

圖1螺旋粉虱死亡率對(duì)抗性增長(zhǎng)

10倍所需代數(shù)的影響

Fig.1Effectsofmortalitycausedbychlorpyrifos

ongenerationsrequiredtodevelop10-fold

resistancewithh2=0.2405

圖2螺旋粉虱對(duì)毒死蜱抗性

增長(zhǎng)倍數(shù)與篩選代數(shù)的關(guān)系

Fig.2RelationshipbetweenfoldofincreaseinLC50and

generationsselectedbychlorpyrifos,whereP=46.3%,

sameasthatinthelaboratory

2.2.4螺旋粉虱對(duì)毒死蜱的田間抗性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估經(jīng)毒死蜱防治6代(約每月1代)的螺旋粉虱田間抗性發(fā)展情況見(jiàn)表3。結(jié)果表明，每代防效為90%左右，經(jīng)過(guò)6代防治后，與其未施藥前相比，抗性上升了3.62倍。利用上述模型，假設(shè)在田間螺旋粉虱不存在寄主之間的交流，并且每代螺旋粉虱都用毒死蜱防治1次，可以預(yù)測(cè)田間使用毒死蜱防治螺旋粉虱6代，防治效果達(dá)90%時(shí)，其抗性上升理論倍數(shù)值為5.52倍。

表3　螺旋粉虱田間防治情況下對(duì)毒死蜱的抗性

3結(jié)論與討論

建立可靠的敏感毒力基線對(duì)于開(kāi)展害蟲(chóng)的抗藥性監(jiān)測(cè)工作極其重要，只有具備了敏感毒力基線，才能準(zhǔn)確地判斷田間種群是否已經(jīng)產(chǎn)生抗藥性及產(chǎn)生抗藥性的程度和范圍(吳益東等，2001)。本文采用POTTER噴霧法建立了7種殺蟲(chóng)劑對(duì)螺旋粉虱的相對(duì)敏感毒力基線，確定了其LC50值，并以此為依據(jù)，報(bào)道了海南省各地區(qū)螺旋粉虱田間種群對(duì)防治藥劑的抗性。從監(jiān)測(cè)結(jié)果來(lái)看，目前海南省各地區(qū)螺旋粉虱對(duì)防治藥劑都尚未形成抗性或抗性水平不明顯，其可能與螺旋粉虱是一種新入侵海南的有害生物密切相關(guān)：(1)入侵前抗性尚未形成；(2)入侵后時(shí)間短，用藥少或無(wú)化學(xué)藥劑防治歷史。

抗藥性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估是抗藥性研究中的重要內(nèi)容，是在試驗(yàn)條件下預(yù)測(cè)害蟲(chóng)對(duì)防治藥劑產(chǎn)生抗性的可能性。直接將室內(nèi)測(cè)定的抗性發(fā)展速率、抗性水平或抗性種類推廣到田間還存在一定的問(wèn)題，但對(duì)指導(dǎo)田間用藥和抗性治理仍具有重要意義。以往的研究多集中在害蟲(chóng)對(duì)藥劑抗性發(fā)展速率的預(yù)測(cè)，而未對(duì)其田間實(shí)際情況下抗性發(fā)展速率進(jìn)行驗(yàn)證。本研究通過(guò)螺旋粉虱對(duì)毒死蜱的室內(nèi)抗性培育及運(yùn)用域性狀分析法計(jì)算現(xiàn)實(shí)遺傳力，報(bào)道了螺旋粉虱對(duì)毒死蜱的抗性風(fēng)險(xiǎn)，并進(jìn)一步對(duì)其田間實(shí)際抗性發(fā)展速率進(jìn)行了驗(yàn)證，明確了田間螺旋粉虱對(duì)毒死蜱的抗性發(fā)展速率低于室內(nèi)抗性理論預(yù)測(cè)值。這是因模型無(wú)法完全模擬田間條件的局限性所致。一方面，利用模型進(jìn)行預(yù)測(cè)時(shí)需假定田間不存在寄主間蟲(chóng)源的相互交流，而事實(shí)上螺旋粉虱田間種群存在寄主間的相互交流，敏感種群對(duì)抗性基因具有一定稀釋作用；另一方面，室內(nèi)抗藥性選育時(shí)只處理某一蟲(chóng)態(tài)(本試驗(yàn)處理的是成蟲(chóng))，而田間螺旋粉虱種群世代重疊嚴(yán)重，各個(gè)蟲(chóng)態(tài)均受藥，且高齡若蟲(chóng)被厚的蠟粉和蠟絲覆蓋，藥劑無(wú)法正常到達(dá)靶標(biāo)部位，從而降低了藥劑的選擇壓。若在田間采用與毒死蜱無(wú)交互抗性的混劑或作用機(jī)理不同的藥劑輪用進(jìn)行防治，也會(huì)降低藥劑對(duì)靶標(biāo)昆蟲(chóng)的選擇壓，從而最終降低昆蟲(chóng)抗藥性發(fā)展速率。

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(責(zé)任編輯:楊郁霞)

Monitoring of resistance against insecticides in the whiteflyAleurodicusdispersusand an assessment of the consequences of chlorpyrifos

Liang-de TANG1,2, Yue-guan FU1, Dong-qiang ZENG1*

1EnvironmentandPlantProtectionInstitute,ChineseAcademyofTropicalAgriculturalSciences,Haikou,Hainan571101,China;

2CollegeofAgriculture,GuangxiUniversity,Nanning,Guangxi530005,China

Abstract:【Background】 The spiraling whitefly Aleurodicus dispersus Russell is a destructive invasive species first found in Hainan, China, in 2006. As a new quarantine pest, chemical control was considered the most effective measure to depress and eradicate the field population. 【Method】 By the method of a Potter bioassay, we monitored the insecticide resistance of field strains of A. dispersus to seven common used insecticides (chlorpyrifos, profenofos, beta-cypermethrin, lambda-cyhalothrin, acetamiprid, imidacloprid, abamectin). The realized heritability of resistance and resistance risk of A. dispersus to chlorpyrifos were evaluated using threshold trait analysis. 【Result】 The field strains tested displayed no resistance to insecticides, with a resistance ranging between 1.03 and 4.29. The realized heritability of resistance to chlorpyrifos was 0.2405. Theoretically, it requires 7.09 generations for A. dispersus to develop 10-fold resistance to chlorpyrifos under selective pressure of 90% mortality for each successive generation. Field trials revealed that the risk of resistance to chlorpyrifos was below that of the threshold trait analysis. 【Conclusion and significance】 This study indicated that chemical control may still be effective against this invasive pest.

Key words:Aleurodicus dispersus; insecticide resistance; chlorpyrifos; realized heritability; risk assessment

DOI:10.3969/j.issn.2095-1787.2015.01.009

通訊作者*(Author for correspondence), E-mail: fczhou@yzu.edu.cn

作者簡(jiǎn)介:周福才， 男， 副研究員, 博士。 研究方向： 蔬菜害蟲(chóng)綜合治理

基金項(xiàng)目:江蘇省農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新資金[cx(12)1004]； 泰州市科技支撐項(xiàng)目(TN201429)； 江蘇省科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目(BE2012326)； 江蘇省農(nóng)業(yè)三項(xiàng)工程項(xiàng)目[SXGC(2012)273]

收稿日期(Received)： 2014-12-15接受日期(Accepted)： 2015-01-13