小菜蛾對(duì)氰氟蟲腙的抗藥性選育及抗性風(fēng)險(xiǎn)分析

陳洪凡， 楊迎青， 蘭 波， 梁玉勇

(江西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所，江西南昌 330200

小菜蛾(PlutellaxylostellaL.)是十字花科蔬菜的主要害蟲，也是抗藥性最嚴(yán)重的害蟲之一。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，小菜蛾已經(jīng)對(duì)70多種殺蟲劑產(chǎn)生了抗藥性，包括有機(jī)氯、有機(jī)磷、氨基甲酸酯、擬除蟲菊酯類及昆蟲生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑和蘇云金桿菌等殺蟲劑[1]，而且其交互抗性譜廣、抗性水平高、發(fā)展速度快，對(duì)十字花科蔬菜的生產(chǎn)造成了極大威脅[2]。

氰氟蟲腙(商品名為艾法迪)是當(dāng)前德國(guó)巴斯夫公司大力推廣的新產(chǎn)品，2009年在我國(guó)獲準(zhǔn)登記，主要用于防治甘藍(lán)上的小菜蛾和甜菜夜蛾[3]。氰氟蟲腙具有全新的作用機(jī)制，是神經(jīng)元鈉離子通道阻斷劑[4]。由于其獨(dú)特的化學(xué)結(jié)構(gòu)和新穎的作用方式，在全球大量室內(nèi)毒力測(cè)定中，均未發(fā)現(xiàn)氰氟蟲腙與現(xiàn)有的各類殺蟲劑(如有機(jī)磷類、氨基甲酸酯類、擬除蟲菊酯類、煙堿類、阿維菌素以及苯甲?；孱?存在交互抗性，因此，可以很好地防治對(duì)上述藥劑產(chǎn)生抗性的害蟲[3]。迄今為止，尚未見小菜蛾對(duì)氰氟蟲腙產(chǎn)生抗性的報(bào)道。但是，抗藥性是一種普遍現(xiàn)象，目前尚未有阻止抗藥性產(chǎn)生的方法和技術(shù)[5]。隨著氰氟蟲腙的大量連續(xù)使用，小菜蛾也會(huì)對(duì)其產(chǎn)生抗藥性，氰氟蟲腙的防效會(huì)逐漸變?yōu)榈托踔翢o(wú)效。抗藥性是導(dǎo)致小菜蛾猖獗發(fā)生的重要原因之一，也是影響殺蟲劑使用效果的關(guān)鍵因子。因此，研究小菜蛾對(duì)氰氟蟲腙的抗藥性發(fā)展規(guī)律，對(duì)合理用藥、制定有效的抗性治理策略具有重要意義。

本研究在室內(nèi)選育了小菜蛾抗氰氟蟲腙品系，并通過(guò)抗性現(xiàn)實(shí)遺傳力(h2)評(píng)估了小菜蛾對(duì)氰氟蟲腙的抗性風(fēng)險(xiǎn)，旨在為探討小菜蛾對(duì)氰氟蟲腙的抗性形成規(guī)律，保護(hù)和延長(zhǎng)新型殺蟲劑氰氟蟲腙的使用壽命以及為小菜蛾對(duì)氰氟蟲腙的抗性治理提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 供試蟲源及飼養(yǎng)

小菜蛾敏感品系(S)：筆者所在研究室繼代飼養(yǎng)的種群，在養(yǎng)蟲室[溫度(25±1) ℃、相對(duì)濕度65%～70%、光暗比(L ∶D)=16 h ∶8 h)]不接觸任何藥劑的條件下，采用蛭石蘿卜苗法飼養(yǎng)。

抗氰氟蟲腙品系(R)：在室內(nèi)用氰氟蟲腙對(duì)田間種群連續(xù)汰選獲得。小菜蛾田間種群(幼蟲)采自江西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所基地，飼養(yǎng)條件同S品系。

1.2 供試藥劑

95%氰氟蟲腙原藥、丙酮(上海焱晨化工實(shí)業(yè)有限公司)、吐溫-80(天津市恒興化學(xué)試劑制造有限公司)。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 抗性品系選育 抗性選育：采用2013年采集的江西省南昌市種群繼代飼養(yǎng)，當(dāng)群體飼養(yǎng)的小菜蛾幼蟲多數(shù)進(jìn)入3齡時(shí)，參照Ismail等的方法[6]，根據(jù)上一代毒力測(cè)定結(jié)果，配制殺死種群30%～70%的劑量。加入1%的吐溫-80水溶液，將用丙酮溶解的氰氟蟲腙稀釋成一定濃度。將甘藍(lán)葉片放入相應(yīng)處理藥液中浸漬10 s，取出晾干接入小菜蛾3齡幼蟲，然后置于恒溫養(yǎng)蟲室內(nèi)隔離飼養(yǎng)，72 h后將活蟲挑出轉(zhuǎn)移至新鮮未經(jīng)藥液處理的蘿卜幼苗上飼喂，直至化蛹。存活個(gè)體作為下一代蟲種，逐代淘汰選擇，篩選濃度逐漸提高。

生物測(cè)定方法：采用葉片藥膜法。用潔凈甘藍(lán)(Brassicaoleracea)剪成直徑6 cm的圓片(避免主葉脈)，將葉片在藥液中浸泡10 s后取出晾干，置于直徑7 cm的培養(yǎng)皿中，接入10頭3齡初幼蟲，覆蓋雙層吸水卷紙，蓋上培養(yǎng)皿上蓋。將其正面向上置于溫度(25±1) ℃、相對(duì)濕度65%～70%、光暗比(L ∶D)=16 h ∶8 h的培養(yǎng)箱中。每個(gè)處理4次重復(fù)，設(shè)清水處理葉片為對(duì)照。72 h后檢查死亡率，用小毛筆或尖銳鑷子輕觸蟲體，蟲體沒有反應(yīng)或者不能協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)視為死亡。用張志祥等的方法計(jì)算毒力回歸方程、LC50值及其95%置信區(qū)間[7]。參照孫洪武等對(duì)家蠅的抗性級(jí)別劃分標(biāo)準(zhǔn)，以抗性倍數(shù)高低劃分抗性水平級(jí)別，從而確定小菜蛾的抗性級(jí)別[8]，抗性倍數(shù)≤3倍為敏感；3<抗性倍數(shù)≤5倍為敏感水平下降；5<抗性倍數(shù)≤10倍為低水平抗性；10<抗性倍數(shù)≤40倍為中等水平抗性；40<抗性倍數(shù)≤160倍為高水平抗性；抗性倍數(shù)>160倍為極高水平抗性。

1.3.2 抗性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估 抗性現(xiàn)實(shí)遺傳力(h2)的估算采用Tabashnik閾性狀分析方法[9]。根據(jù)公式h2=R/S計(jì)算。式中，選擇反應(yīng)：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；選擇強(qiáng)度：i=1.5 830 000-0.019 333 6P+0.000 042 8P2+3.651 940 0/P(10

根據(jù)h2，可以預(yù)測(cè)抗性上升x倍所需代數(shù)[Gx=lgx/(h2S)]及當(dāng)產(chǎn)生100倍抗性時(shí)，所需篩選代數(shù)[G100=2/(h2S)]?？筛鶕?jù)h2和選擇差異S預(yù)測(cè)不同選擇強(qiáng)度(50%、60%、70%、80%、90%、99%)條件下，抗性增加100倍所需的代數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 小菜蛾對(duì)氰氟蟲腙抗性品系的選育

本研究以田間種群為抗藥性汰選起始種群。由表1結(jié)果可知，持續(xù)選育9代，LC50值變化不大，僅為35.74 mg/L。之后處理濃度逐漸提高，12代后抗性上升速度相對(duì)較快，選育20代后，LC50值為201.32 mg/L，小菜蛾對(duì)氰氟蟲腙的抗性相對(duì)于出發(fā)種群為9.17倍，仍為低水平抗性。

表1 小菜蛾對(duì)氰氟蟲腙抗性品系的選育(田間種群)

由表2結(jié)果可知，室內(nèi)敏感品系的LC50值為7.37 mg/L。根據(jù)表3結(jié)果可知，選育12代后的小菜蛾田間品系相對(duì)于室內(nèi)敏感品系抗性倍數(shù)為8.91，仍為低水平抗性，表明抗性發(fā)展緩慢。小菜蛾田間品系選育14代后，對(duì)氰氟蟲腙的抗性相對(duì)于室內(nèi)敏感品系為13.72倍，達(dá)到中等水平抗性，到選育20代后，其抗性指數(shù)達(dá)到27.31倍，抗性發(fā)展體現(xiàn)上升的特點(diǎn)。

表2 氰氟蟲腙對(duì)小菜蛾敏感品系3齡初期幼蟲的室內(nèi)毒力測(cè)定

2.2 小菜蛾對(duì)氰氟蟲腙的抗性現(xiàn)實(shí)遺傳力

小菜蛾對(duì)氰氟蟲腙的抗性現(xiàn)實(shí)遺傳力估算結(jié)果見表4。

2.3 小菜蛾對(duì)氰氟蟲腙抗性發(fā)展速率預(yù)測(cè)

根據(jù)整個(gè)篩選階段的抗性現(xiàn)實(shí)遺傳力，假設(shè)氰氟蟲腙對(duì)小菜蛾的殺死率為50%、60%、70%、80%、90%和99%，對(duì)抗性提高100倍所需的代數(shù)分別進(jìn)行了預(yù)測(cè)。由圖1可知，當(dāng)h2=0.133 3、死亡率為50%～60%時(shí)，小菜蛾對(duì)氰氟蟲腙抗性增長(zhǎng)100倍需要34～28代；當(dāng)h2=0.133 3、死亡率為90%以上時(shí)，小菜蛾對(duì)氰氟蟲腙抗性增長(zhǎng)100倍則最多需要16代。綜上所述，不同防治效果(不同致死率)下，抗性上升100倍所需代數(shù)不同，所需代數(shù)隨防治效果(即選擇壓力)的提高而減少。

3 結(jié)論與討論

害蟲抗藥性的產(chǎn)生給防治工作帶來(lái)了較大困難，了解其抗藥性發(fā)生規(guī)律可以為害蟲田間綜合防治策略制定提供理論依據(jù)。害蟲抗藥性發(fā)展的速度和程度與藥劑類型、藥劑選擇壓力、害蟲種類及原始種群的抗性水平有關(guān)[10]。在小菜蛾抗藥性選育研究方面，陳之浩等用殺蟲雙和殺螟丹在實(shí)驗(yàn)室以點(diǎn)滴法處理小菜蛾4齡幼蟲以連續(xù)繼代藥劑淘汰選育至35代，藥劑汰選的小菜蛾對(duì)殺蟲雙和殺螟丹的抗藥性較選育前正常品系分別提高了51倍和25倍[11]；牛洪濤等用丁烯氟蟲腈對(duì)小菜蛾敏感品系在室內(nèi)經(jīng)7代藥劑汰選，獲得了抗性品系(R)，與敏感品系(S)比較其抗性指數(shù)為77.58倍[12]；夏耀民在室內(nèi)對(duì)敏感品系小菜蛾進(jìn)行了茚蟲威的抗性選育，篩選24代后，獲得了抗性倍數(shù)為12.77的中等水平抗藥性品系[13]。

表3 小菜蛾抗氰氟蟲腙品系相對(duì)于敏感品系的抗性倍數(shù)

本研究通過(guò)室內(nèi)篩選小菜蛾田間種群獲得了小菜蛾對(duì)氰氟蟲腙的相對(duì)抗性品系，對(duì)氰氟蟲腙敏感性降低了9.17倍，仍然屬于低水平抗性。在篩選過(guò)程中，小菜蛾對(duì)氰氟蟲腙的抗性發(fā)展規(guī)律從選育第1代到第12代，其抗性發(fā)展緩慢，選育14代后至20代，抗性發(fā)展加快。通過(guò)采用域性狀分析法，研究了小菜蛾對(duì)氰氟蟲腙的抗性現(xiàn)實(shí)遺傳力(h2=0.133 3)，以此對(duì)抗性發(fā)展速率進(jìn)行預(yù)測(cè)。按照本研究結(jié)果，當(dāng)死亡率為90%時(shí)，預(yù)計(jì)小菜蛾對(duì)氰氟蟲腙抗性增長(zhǎng)100倍需要15.2代；其次，由于小菜蛾生長(zhǎng)周期短，繁殖系數(shù)高，有利于抗藥性的形成[14]，可見小菜蛾對(duì)氰氟蟲腙有產(chǎn)生抗性的風(fēng)險(xiǎn)。室內(nèi)抗性風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估可以為田間抗性預(yù)報(bào)提供理論參考。雖然在田間條件下，受抗性個(gè)體遷出和敏感個(gè)體遷入以及環(huán)境和選擇壓力等因素的影響，表現(xiàn)型變異遺傳方差和環(huán)境方差變動(dòng)比室內(nèi)條件下大[15]，從而導(dǎo)致小菜蛾對(duì)氰氟蟲腙產(chǎn)生抗性的風(fēng)險(xiǎn)低于室內(nèi)篩選，但生產(chǎn)上也要做好敏感性監(jiān)測(cè)和藥劑混用等措施，特別是在小菜蛾對(duì)氰氟蟲腙抗性發(fā)展的早期階段，要結(jié)合農(nóng)業(yè)防治和生物防治措施，制定相應(yīng)的預(yù)防性治理措施，以延緩或避免抗藥性的產(chǎn)生。

表4 小菜蛾對(duì)氰氟蟲腙的抗性現(xiàn)實(shí)遺傳力