噻蟲嗪種薯包衣對馬鈴薯桃蚜取食行為的影響

李昭煜，劉永剛,，李佳佳,，張海英

(1.甘肅農(nóng)業(yè)大學 草業(yè)學院/草業(yè)生態(tài)系統(tǒng)教育部重點實驗室/甘肅省草業(yè)工程實驗室/中-美草地畜牧業(yè)

可持續(xù)發(fā)展研究中心，甘肅 蘭州　730070； 2.甘肅省農(nóng)業(yè)科學院 植物保護研究所，甘肅 蘭州　730070)

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噻蟲嗪種薯包衣對馬鈴薯桃蚜取食行為的影響

李昭煜1，劉永剛1,2，李佳佳1,2，張海英2

(1.甘肅農(nóng)業(yè)大學 草業(yè)學院/草業(yè)生態(tài)系統(tǒng)教育部重點實驗室/甘肅省草業(yè)工程實驗室/中-美草地畜牧業(yè)

可持續(xù)發(fā)展研究中心，甘肅 蘭州730070； 2.甘肅省農(nóng)業(yè)科學院 植物保護研究所，甘肅 蘭州730070)

摘要：以噻蟲嗪包衣、拌種和空白的馬鈴薯苗為對象，應(yīng)用刺探電位圖譜(EPG)技術(shù)研究馬鈴薯種薯包衣對桃蚜取食行為的影響。結(jié)果表明：桃蚜在噻蟲嗪包衣馬鈴薯苗上取食的過程中，np波和C波次數(shù)增加，口針在細胞間穿刺的頻率明顯增高；E1波和E2波次數(shù)減少，桃蚜取食次數(shù)減少；首次出現(xiàn)E1波歷期顯著延長，E2波持續(xù)時間縮短，噻蟲嗪包衣阻礙桃蚜在馬鈴薯苗上取食，使取食時間推后，取食量減少。

關(guān)鍵詞：馬鈴薯；桃蚜；取食行為；包衣；EPG

馬鈴薯(Solanumtuberosum)是僅次于水稻、小麥、玉米的第4大糧食作物，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占有重要地位。我國是世界上最大的馬鈴薯生產(chǎn)國，提高馬鈴薯單位面積產(chǎn)量，促進馬鈴薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展，關(guān)系到我國甚至世界的糧食安全問題。桃蚜(Myzuspersicae)是馬鈴薯上重要的傳毒介體昆蟲和遷飛性害蟲，不僅直接刺吸馬鈴薯汁液，而且傳播多種病毒，造成植株生長發(fā)育不良，產(chǎn)量和品質(zhì)下降，品種退化，故有效防治蚜蟲等傳毒介體是脫毒種薯繁育的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

種子包衣是在傳統(tǒng)浸種、拌種的基礎(chǔ)上，利用藥物內(nèi)吸作用和包衣成膜控制釋放原理的種子處理新技術(shù)，其對蚜蟲[1-4]、飛虱[5]、薊馬[6]、跳甲[7]等害蟲及種傳病害[8-9]防效顯著，尤其適用于防治難度大的遷飛性傳毒介體昆蟲，是控制植物病毒病的一條新的有效途徑。

刺吸電位技術(shù)(electrical penetration graph，EPG) 已經(jīng)成為研究植食性刺吸式昆蟲抗性機制和植物誘導防御反應(yīng)機理[10-13]、傳播植物病毒機理[14-16]、取食行為[17-21]等的重要手段，在國內(nèi)外的昆蟲學研究中得到了廣泛應(yīng)用。近年來，新煙堿類殺蟲劑的廣泛使用使其作用機理的研究得到普遍重視，也有利用新煙堿類殺蟲劑進行種子處理后對害蟲取食行為的影響及其控害機制的研究報道[22]，但馬鈴薯種薯包衣對傳毒介體蚜蟲的作用機理未見報道。試驗將利用刺探電位圖譜(EPG)技術(shù)研究噻蟲嗪種薯包衣對桃蚜取食行為的影響，以期闡明噻蟲嗪種衣劑的控害機制，為種薯包衣技術(shù)在脫毒種薯繁育中的應(yīng)用提供理論依據(jù)，為馬鈴薯病毒病防治提供新思路和新方法。

1材料和方法

1.1供試藥劑、儀器和植物培養(yǎng)

70%噻蟲嗪可分散性種子處理劑(瑞士先正達作物保護有限公司)和自研的1.2%噻蟲嗪種衣劑，供試儀器為DC-EPG Giga-4刺探電位圖譜記錄儀。

自研的噻蟲嗪種衣劑以1∶100包衣，70%噻蟲嗪可分散性種子處理劑以40 g/100 kg種子進行拌種，將包衣、拌種和未做處理的馬鈴薯種薯(隴薯8號)種植在8 cm×8 cm營養(yǎng)缽中，在(20±1)℃，光照周期L∶D= 16 h∶8 h，光照強度1 500～2 000 lx，相對濕度70%～80%條件下培養(yǎng)，按需澆水，出苗20 d備用。

1.2試蟲來源

在田間采集鑒定、挑取桃蚜，以馬鈴薯為寄主植物，在(20±1)℃，光照周期L∶D= 16 h ∶8 h，光照強度1 500～2 000 lx，相對濕度70%～80%條件下飼養(yǎng)，期間不接觸任何藥劑。連續(xù)飼養(yǎng)4～5代后，選取大小基本一致的無翅成蚜用于試驗。

1.3試驗步驟

采用DC-EPG Giga-4刺探電位圖譜記錄儀研究馬鈴薯桃蚜成蟲的取食行為。先將桃蚜成蟲饑餓處理1 h,然后將蚜蟲與馬鈴薯分別與刺探電位放大器的昆蟲電極和植物電極相連,昆蟲電極自由端是一段長2～3 cm,直徑18 μm的金絲,金絲末端用水溶性導電銀膠垂直粘在蚜蟲的前胸背板上,植物電極插在土壤中。當蚜蟲口針刺入植物組織時,整個回路接通,回路電流經(jīng)生物電流放大器放大后在輸出端輸出一系列不同的電流信號[23，24]。通過計算機記錄刺探信號波形，每個處理設(shè)20次重復，每次記錄重復用不同的蚜蟲個體，每個重復連續(xù)記錄6 h，采用stylet+a將圖像信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號，再用EPG_analysisworksheet_v 4.4.1分析數(shù)字信號[25]。

1.4數(shù)據(jù)處理

使用Excel對數(shù)據(jù)進行整理，用SPSS軟件進行方差分析。

2結(jié)果與分析

2.1桃蚜的特征波形及意義

Pd波反映了桃蚜口針刺破細胞膜(圖1a)；E2為桃蚜主動分泌水溶性唾液到篩管中的過程(圖1b)；E1為昆蟲從篩管中被動吸收韌皮部汁液的過程(圖1c)；F波是桃蚜口針在細胞膜外胞間或細胞壁內(nèi)的機械穿刺受阻所形成的波形(圖1d)；G波是桃蚜在木質(zhì)部主動吸食的波形(圖1e)。圖1f是F波和G波的混合波，桃蚜先遇到機械阻力，克服阻力后，開始在木質(zhì)部取食。

2.25種波型出現(xiàn)的次數(shù)

噻蟲嗪包衣和拌種的馬鈴薯苗，桃蚜取食時，np波(電路未接通時的波形)和C波(蚜蟲口針與植物表皮接觸，電路接通)次數(shù)均高于對照，但差異不顯著，說明噻蟲嗪包衣對桃蚜取食產(chǎn)生了一些阻礙作用。pd波(刺探波)次數(shù)高于對照，且與對照差異顯著，說明桃蚜尋找合適取食部位的時間延長。E1和E2波次數(shù)與對照相比，均有所下降，說明噻蟲嗪包衣減少了桃蚜的取食次數(shù)(表1)。

表1　桃蚜取食馬鈴薯苗時5種波型出現(xiàn)次數(shù)

注：數(shù)據(jù)為均值±標準誤；同行數(shù)據(jù)后不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)，下同

2.33種波型首次出現(xiàn)的時間

桃蚜取食馬鈴薯苗時，對照C波首次出現(xiàn)的時間早于噻蟲嗪包衣和拌種處理，但差異不顯著；pd波(刺探波)首次出現(xiàn)的時間以包衣和拌種處理較晚，對照早一些。表明從EPG開始到首次E2波出現(xiàn)，包衣和拌種處理與對照相比，E2波發(fā)生滯后，說明噻蟲嗪包衣推后了桃蚜的取食時間(表2)。

表2　桃蚜取食馬鈴薯苗時3種波型首次出現(xiàn)的時間

圖1　桃蚜取食時的波型Fig.1　Tyypes of probe on feeding behavior注:a.Pd波；b.E1波；c.E2波；d.F波；e.G波；f.F波與G波的混合波.

2.45種波型平均持續(xù)時間

連續(xù)6 h的EPG波形記錄中，噻蟲嗪包衣和拌種處理的np波持續(xù)時間要長于對照，且與對照差異顯著；C波持續(xù)時間也長于對照；E1和E2波持續(xù)時間均短于對照。表明包衣和拌種馬鈴薯苗上桃蚜的持續(xù)取食時間要明顯低于對照，而非取食時間則明顯高于對照，說明噻蟲嗪包衣和拌種減少了桃蚜的取食量(表3)。

表3　桃蚜取食馬鈴薯苗時5種波型平均持續(xù)時間

3討論與結(jié)論

韌皮部汁液是植物中最富有營養(yǎng)的成分，桃蚜在包衣馬鈴薯苗上取食時，主要取食韌皮部的汁液，并且在韌皮部中的取食行為是一個被動過程,此過程受多方面的調(diào)控，分析桃蚜在馬鈴薯苗上取食的EPG波譜圖，np波和C波的次數(shù)增加，持續(xù)時間變長，與都振寶[26]研究吡蟲啉和噻蟲嗪2種藥劑處理后的小麥苗上荻草谷網(wǎng)蚜的持續(xù)取食時間要明顯低于對照,而非取食時間則明顯高于對照的結(jié)果基本一致，說明桃蚜尋找適合自身取食部位所用的時間延長。桃蚜的取食量取決于取食持續(xù)時間和吸食速率，E2波首次出現(xiàn)歷期顯著延長，持續(xù)時間縮短，即口針第1次進入韌皮部和木質(zhì)部的時間明顯比對照組時間長，且在韌皮部和木質(zhì)部中的取食時間明顯縮短，噻蟲嗪包衣使桃蚜取食時間、取食量減少，對桃蚜產(chǎn)生了一定的拒食作用，與崔麗[27]利用EPG技術(shù)測定亞致死劑量的吡蚜酮對禾谷縊管蚜成蟲取食行為的影響結(jié)果基本一致，說明噻蟲嗪包衣對桃蚜取食馬鈴薯葉片產(chǎn)生了消極影響，一種原因是馬鈴薯本身發(fā)生改變導致桃蚜取食行為發(fā)生變化，另一種可能是噻蟲嗪隨韌皮部的汁液進去桃蚜體內(nèi)產(chǎn)生毒害作用。

試驗首次明確了馬鈴薯種薯包衣對傳毒介體蚜蟲的作用機理，噻蟲嗪包衣種薯使桃蚜取食次數(shù)減少，可有效阻止病毒病的傳播；并且取食量減少，可有效控制桃蚜的種群數(shù)量，使馬鈴薯增產(chǎn)增收。在今后的研究中，將進一步使用刺探電位圖譜(EPG)研究桃蚜與馬鈴薯苗的傳毒機理，結(jié)合種子包衣技術(shù)，為脫毒種薯生產(chǎn)提供一種安全、高效、低成本、無公害的防治新技術(shù)。

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Effect of coating potato seed with thiamethoxam on feeding behavior ofMyzuspersicae

LI Zhao-yu1,LIU Yong-gang1，2,LI Jia-jia1,2,ZHANG Hai-ying2

(1.CollegeofPrataculturalScience,GansuAgriculturalUniversity，Lanzhou730070,China；2.InstituteofPlantProtection,GansuAcademyofAgriculturalSciences,Lanzhou730070,China)

Abstract：The effect of coating and dressing potato seed with thiamethoxam on feeding behaviour of Myzus persicae was studied through electrical penetration graph technology (EPG). The results showed that the frequency of np wave,C wave and stylet in intercellular penetration increased,and the values of E1 wave and E2 reduced. The period of E1 wave significantly prolonged and the duration of the E1 wave shortened. The feeding of Myzus persicae was hindered by thiamethoxam coating and the feeding time was delayed，the feeding amount reduced.

Key words：potato；Myzus persica；feeding behavior；coating；EPG

中圖分類號：Q 966

文獻標識碼：A

文章編號：1009-5500(2016)01-0060-05

作者簡介：李昭煜(1988-),男,甘肅鎮(zhèn)原人,在讀碩士研究生。

基金項目：甘肅省農(nóng)業(yè)科學院農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新專項“馬鈴薯脫毒種薯包衣技術(shù)的研究與應(yīng)用(2012GAAS07-2)”資助

收稿日期：2015-04-24； 修回日期：2015-12-11

E-mail：810157428@qq.com

劉永剛為通訊作者。