基于捕食和擬寄生現(xiàn)象的國內斜紋夜蛾綠色防控研究進展

杜浩 趙麗娟 只佳增 周勁松 劉學敏

(云南省紅河熱帶農業(yè)科學研究所 云南河口 661300)

斜紋夜蛾Spodoptera litura屬鱗翅目Lepidoptera 夜蛾科Noctuidae，是一種世界性的雜食性、暴食性農業(yè)害蟲［1］，其寄主范圍非常廣，多達109 科389 種［2］。國外主要分布于東北亞、東南亞、南亞、美洲、非洲和南太平洋等地，其中以北非及地中海地區(qū)、亞洲的熱帶和亞熱帶地區(qū)、日本的西南部地區(qū)為害最為嚴重。中國廣泛分布于各耕作區(qū)，以長江中下游流域和東部沿海各省為常發(fā)區(qū)、重災區(qū)［3］。對斜紋夜蛾的防控，長期以來主要依賴于化學防控?；瘜W農藥的單一、長期使用使其抗藥性逐漸增強［4］，特別是氨基甲酸酯類、擬除蟲菊酯類殺蟲劑，已證明不能有效控制斜紋夜蛾。抗藥性成了一個日益嚴重和亟待解決的問題［5-7］。因而，生態(tài)無污染、可持續(xù)、高效的綠色防控技術越來越受人們的重視。

斜紋夜蛾的天敵在自然界中十分豐富，目前已知的斜紋夜蛾天敵來自7 個綱、11 個目、52 個科，共約169種［8］。包括捕食性天敵昆蟲，如叉角厲 蝽Cantheconidea furcellata、蠋 蝽Arma chinensis等；寄生性天敵昆蟲，如斑痣懸繭蜂Meteorus pulchricornis、短管赤眼蜂Trichogramma pretiosum等；另外還有蜘蛛、線蟲及病原微生物，如蠟蚧輪枝菌Verticillum lecanii、棒 束 孢 菌Isaria cateniannulata、 綠 僵 菌Metarhizium rileyi、萊氏野村菌Nomuraea rileyi等，均已在斜紋夜蛾的綠色防控中得到了很好應用［9］。近年來，尤其是2015 年以來，我國學者基于捕食和擬寄生現(xiàn)象的應用，在斜紋夜蛾的綠色防控方面取得了較多進展，本文就其進行總結，以期為斜紋夜蛾的綠色防控研究提供借鑒。

1 擬寄生現(xiàn)象的應用

1.1 寄生性昆蟲

一種生物從另一種生物的體液、組織或已消化物質中獲取營養(yǎng)并對其造成危害，稱為寄生（parasitism）；寄生性昆蟲將卵產在寄主體內，并隨著生長發(fā)育逐漸消耗寄主的全部內臟器官，最后寄主只剩下表皮的空殼，稱為擬寄生（parasitoids）［10］。

胡浩等［11］研究了斑痣懸繭蜂對不同齡期斜紋夜蛾幼蟲的寄生能力，發(fā)現(xiàn)其對斜紋夜蛾低齡幼蟲的寄生作用強于高齡幼蟲。嚴珍［12］對斜紋夜蛾側溝繭蜂Microplitis prodeniae的生物學、行為生態(tài)學特征進行了研究，并探索了斜紋夜蛾側溝繭蜂與斜紋夜蛾之間的發(fā)育相互作用，發(fā)現(xiàn)斜紋夜蛾側溝繭蜂的蟲體大小與寄生時斜紋夜蛾幼蟲的齡期呈正相關，且寄生2齡幼蟲寄主的寄生蜂發(fā)育最快，寄生4齡幼蟲的寄生蜂死亡率最高。朱凱輝等［13］對比了短管赤眼蜂對斜紋夜蛾不同日齡（12 h 內、24～36 h 和48～60 h 的）卵的寄生能力，發(fā)現(xiàn)其對不同日齡的卵塊寄生率均達100%。吳天德等［14］研究了斜紋夜蛾取食豇豆Vigna unguiculata、芋艿Colocasia esculenta、煙草Nicotiana tabacum和 芥藍Brassica alboglabra四種植物對馬尼拉側溝繭蜂Microplitis manilae生長發(fā)育和繁殖的影響，發(fā)現(xiàn)馬尼拉側溝繭蜂寄生取食不同植物的斜紋夜蛾幼蟲，馬尼拉側溝繭蜂的發(fā)育和繁殖存在顯著差異。

病原線蟲是20 世紀初發(fā)展起來的一種很有潛力的害蟲生防因子［15］。姚紅燕等［16］研究了斯氏線蟲Steinernema carpocapsae對斜紋夜蛾幼蟲的致死率及主要影響因子，發(fā)現(xiàn)斯氏線蟲與斜紋夜蛾幼蟲的侵染比越高，斜紋夜蛾幼蟲齡期越小，其致死率越高；斯氏線蟲對斜紋夜蛾幼蟲的最佳侵染溫度為25℃，溫度過高或者過低都會影響其對斜紋夜蛾幼蟲的侵染力。

對于寄生性天敵昆蟲寄生后，寄主的生理響應機制也有相關報道。張曉瑞［17］試圖從miRNAs調控寄主免疫反應的角度，揭示斜紋夜蛾響應斑痣懸繭蜂寄生的生理變化機制，發(fā)現(xiàn)斑痣懸繭蜂寄生可以調控斜紋夜蛾Sli-miR-34-5p的表達，以利于子代實現(xiàn)更高的適應度。田航宇［18］研究了親環(huán)素A（Cyclophilin A，CypA）是如何參與繭蜂病毒主導的抑制斜紋夜蛾細胞免疫反應過程，推測繭蜂病毒在抑制昆蟲細胞免疫反應的過程中，可能是通過上調CypA基因的表達，再由CypA 蛋白協(xié)助從線粒體中釋放的凋亡誘導因子進入細胞核中，最后通過凋亡誘導因子的作用裂解基因組發(fā)生DNA片段化，從而達到促進細胞凋亡，抑制昆蟲細胞免疫反應的作用。張潘［19］研究了雙斑側溝繭蜂Microplitis bicoloratus寄生抑制斜紋夜蛾免疫反應的分子機制，結果顯示，雙斑側溝繭蜂寄生促進了寄主血細胞親環(huán)素D與p53相互作用，導致線粒體膜電位下降，細胞色素C從線粒體釋放，激活cl-caspase 3，最終導致寄主血細胞凋亡。季香云等［20］測定分析了淡足側溝繭蜂Microplitis pallidipes寄生斜紋夜蛾后，寄主幼蟲血淋巴中17 種游離氨基酸含量，并推測認為寄生蜂在寄主體內生長發(fā)育消耗了寄主體內養(yǎng)分，引起寄主幼蟲體內的游離氨基酸含量發(fā)生變化，且這種變化有利于寄生蜂生長和發(fā)育。

1.2 寄生性微生物

一些致病性微生物，包括真菌、細菌和病毒等能夠侵入寄主昆蟲體內繁殖，干擾寄主昆蟲的生長發(fā)育和繁殖，并引起其發(fā)病或死亡，目前用于斜紋夜蛾生防研究的蟲生真菌主要有蠟蚧輪枝菌、棒束孢菌、綠僵菌、萊氏野村菌和玫煙色蟲草等［21］。郭利群等［22］進行了蠟蚧輪枝菌對斜紋夜蛾幼蟲的毒力測定，發(fā)現(xiàn)蠟蚧輪枝菌對斜紋夜蛾具有很好的生防應用潛力。許忠順［23］通過對8 株棒束孢菌株的鑒定和生物測定，獲得了一株對斜紋夜蛾前蛹和2齡幼蟲具有高毒力的環(huán)鏈棒束孢菌株，并進一步研究了該菌株在不同土壤環(huán)境中的種群動態(tài)，以及對斜紋夜蛾蛹的致死率。湯心硯［24］在湘南煙田土壤及感病蟲體中分離出3 株對斜紋夜蛾具有較強致病性的菌株，鑒定為雜色曲霉Aspergillus versicolor、球孢枝孢Cladosporium sphaerospermum和甘蔗節(jié)菱孢霉菌Arthrinium sacchari，并對其中最強致病菌雜色曲霉進行評估，發(fā)現(xiàn)其防效與0.5%苦參堿水劑和100億孢子/mL 短穩(wěn)桿菌懸浮劑相當。許忠順［25］通過對8株寄主為鱗翅目蛹的棒束孢屬Isariaspp.真菌，進行形態(tài)學和分子系統(tǒng)學鑒定，發(fā)現(xiàn)供試菌株中環(huán)鏈棒束孢GZUIFR04XS8 有較好的防治斜紋夜蛾蛹和低齡幼蟲的潛力。陳自宏等［21］評價了滇西不同地區(qū)的15 種綠僵菌對斜紋夜蛾的毒力，發(fā)現(xiàn)不同地區(qū)的菌株種類對斜紋夜蛾的毒力存在差異，其中以菌株BUM1209 對斜紋夜蛾的毒殺效果最好，其最適宜侵染溫度為26℃。唐維媛等［26］對斜紋夜蛾高致病性萊氏野村菌（Nr19）固體培養(yǎng)條件進行優(yōu)化，發(fā)現(xiàn)大豆與麥麩混合物是菌株Nr19 的理想發(fā)酵基質，適量麩皮的加入，能有效提高產孢量，同時培養(yǎng)期間溫度和濕度的分段控制對產孢的影響較大。

關于真菌對斜紋夜蛾的致病機理，唐維媛等［27］研究發(fā)現(xiàn)，斜紋夜蛾幼蟲感染萊氏野村菌后，其體內抗氧化酶活性變化很大，SOD 和CAT 活性先升后降，且其變化趨勢和幼蟲所處的發(fā)育階段有密切關系。張勝蘭［28］也報道了斜紋夜蛾在抵御棒束孢屬菌株棒束孢蟬花SLGY-2 侵染過程中，蟲體內相應保護酶做出了應激反應，且隨著菌株孢子濃度增加，酶活性逐漸上升，但最終表現(xiàn)為下降。宋飛飛［29］從蘇云金芽胞桿菌WB5菌株克隆、表達和純化獲得營養(yǎng)期殺蟲蛋白毒素Vip3Aa，測定了其對斜紋夜蛾的毒性，發(fā)現(xiàn)Vip3Aa 毒素處理引起了斜紋夜蛾幼蟲廣泛的應答反應。

對于斜紋夜蛾的致病性細菌和病毒，相關報道相對較少。牛洪濤［30］采用飼毒法測定了一株粘質沙雷氏菌Serratia marcescens在不同使用溫度和培養(yǎng)溫度下，對斜紋夜蛾3齡幼蟲殺蟲活性，發(fā)現(xiàn)在一定的培養(yǎng)溫度范圍內，隨著溫度的升高，該菌對斜紋夜蛾的致病力與溫度先呈正相關，到達最佳致病力溫度后再呈負相關。此外，王霞飛［31］首次在斜紋夜蛾中構建了細菌介導的RNA 干擾體系，細菌介導的RNA 干擾技術是一種成本低、高效且一次制備可多次使用的基因沉默方法，可在功能研究中廣泛應用，在害蟲的綠色防控方面也有較好的應用前景。

2 捕食性天敵的應用

捕食性天敵的利用是依靠自然界食物鏈關系防治害蟲的一個重要手段。近年來對斜紋夜蛾的捕食性天敵的研究主要為捕食性蝽類和繭蜂類。陳然［32］開展了叉角厲蝽對斜紋夜蛾的捕食功能反應研究，發(fā)現(xiàn)其捕食功能反應符合HollingⅡ型方程，自身密度干擾反應符合Hassell 模型。郭慧［33］對叉角厲蝽在鐵皮石斛上對斜紋夜蛾種群的控制能力進行研究，發(fā)現(xiàn)不同蟲態(tài)叉角厲蝽的捕食能力大小為雌成蟲＞雄成蟲＞高齡若蟲。陳雪梅等［34］開展了叉角厲蝽對煙草上斜紋夜蛾搜索效率影響因子研究，發(fā)現(xiàn)叉角厲蝽釋放數(shù)量、斜紋夜蛾幼蟲密度和煙草植株數(shù)量均能影響叉角厲蝽的搜索效率，且各因子之間的交互作用明顯，叉角厲蝽釋放數(shù)量對天敵的搜索效率有顯著的正效應，煙草植株數(shù)量對捕食效率產生負效應。唐藝婷等［35］報道了蠋蝽對斜紋夜蛾幼蟲的捕食作用，蠋蝽3～5 齡若蟲及成蟲對斜紋夜蛾幼蟲的捕食功能反應均符合HollingⅡ型，蠋蝽3～5 齡若蟲和成蟲對斜紋夜蛾的瞬時攻擊率大小順序為3齡＞雌成蟲＞4齡＞5齡＞雄成蟲。楊志浩等［36］就不同蟲齡蠋蝽對不同蟲齡斜紋夜蛾幼蟲的捕食能力進行了對比試驗，發(fā)現(xiàn)捕食能力與天敵和獵物的蟲齡密切相關。

3 植物源提取物的應用

在植物與昆蟲的協(xié)同進化過程中，植物能夠通過釋放信息素與昆蟲建立聯(lián)系，通常寄主植物釋放的信息素對昆蟲具有“引誘”效果，而非寄主植物釋放的信息素對昆蟲具有“趨避”效果，因而從非寄主植物中提取某些具有趨避害蟲的成分可起到有效防控害蟲的作用，這也是近年來害蟲綠色防治研究的熱點［37］。張嘉慧等［38］開展了廣藿香酮對斜紋夜蛾的生物活性及對其解毒酶的影響研究，發(fā)現(xiàn)廣藿香酮對斜紋夜蛾幼蟲具有一定的胃毒作用，較強的觸殺作用、拒食作用和生長抑制作用，具有開發(fā)成殺蟲劑的前景，同時研究發(fā)現(xiàn)，羧酸酯酶可能是廣藿香酮對斜紋夜蛾發(fā)揮作用的重要位點。張艷等［39］測定了薰衣草精油對斜紋夜蛾的生物活性的影響，發(fā)現(xiàn)薰衣草精油對斜紋夜蛾幼蟲具有較強的胃毒作用，且隨著濃度的升高和處理時間的延長，胃毒作用進一步增強。王占娣等［37］利用“Y”型嗅覺儀測定了白菜和石斛的石油醚、乙酸乙酯、二氯甲烷、無水乙醇、蒸餾水提取液對斜紋夜蛾幼蟲行為的調節(jié)作用，結果發(fā)現(xiàn)，白菜Brassica rapa、石斛Dendrobium nobile的不同溶劑提取液對斜紋夜蛾均有引誘效果，獲得最佳引誘效果的提取溶劑為二氯甲烷。秦得強［40］通過對斜紋夜蛾的嗅覺、味覺和視覺進行聯(lián)系性學習記憶訓練，探究了印楝素對斜紋夜蛾的學習記憶行為和生態(tài)適應性的影響，同時從化學感受器角度出發(fā)，初步解釋了印楝素拒食機理，并首次確定了斜紋夜蛾CREB 記憶蛋白在斜紋夜蛾幼蟲腦中的分布和表達模式。徐廣增［41］以斜紋夜蛾幼蟲的酚氧化酶為靶標，研究了酚氧化酶的酶學特性，測定了銀杏Ginkgo biloba葉、剛竹Phyllostachys sulphurea葉、胡桃Juglans regia葉、接骨木Sambucus williamsii葉、臭椿Ailanthus altissima葉及其樹皮5 種植物的不同溶劑提取物對酚氧化酶的體外抑制作用，結果顯示5種植物的不同溶劑提取物均對酚氧化酶表現(xiàn)為抑制作用，且隨提取物濃度的升高，抑制作用有逐漸增強的趨勢，但抑制效果存在較大的差異；同時測定了臭椿水提取物、銀杏乙醇提取物對斜紋夜蛾幼蟲的生物活性影響，發(fā)現(xiàn)2種植物提取物對斜紋夜蛾幼蟲均具有一定的拒食和胃毒作用。

4 性信息素的應用

利用性信息素誘捕和干擾交配己經在害蟲的測報和防控中廣泛應用［42］，斜紋夜蛾具有進化完善的性信息素通訊系統(tǒng)，雌成蟲能通過信息素腺體釋放性信息素吸引雄蟲，進而完成后續(xù)的交配行為［43］。樂俊明［44］運用生物測定方法對斜紋夜蛾性信息素A（順9-反11-十四碳烯醇醋酸脂）與性信息素B（順9-反12-十四碳烯醇醋酸脂）的最佳配比進行篩選，發(fā)現(xiàn)性信息素A與B的最佳配比為 100∶10。徐海等［45］開展了 3 種性誘劑對煙草和白菜斜紋夜蛾的引誘效果對比試驗，結果發(fā)現(xiàn)取食煙草和白菜的斜紋夜蛾對同一誘芯的敏感性存在差異。對昆蟲合成與釋放性信息素的內在機制，王博［43］圍繞斜紋夜蛾性信息素的合成途徑，參照轉錄組數(shù)據(jù)，分析基因序列，篩選出9 大類共90個與性信息素合成有關的候選基因。陸沁［42］首次克隆得到斜紋夜蛾性信息素合成激活肽（PBAN）基因全長序列，并進一步通過RNA干擾和氣相色譜等技術證明了PBAN 的功能，直觀地反映了PBAN基因表達量與性信息素合成的關系及斜紋夜蛾整個生活史PBAN 的大致表達量變化。這些都為性信息素的田間應用提供了重要理論支持。

5 其他

斜紋夜蛾的其他綠色防控技術還有抗蟲品種選育、趨光性利用、栽培管理措施、轉基因技術等方面。植物在與植食性昆蟲協(xié)同進化的過程中，逐漸形成了一套抗性機制，抗蟲育種是控制害蟲和保護環(huán)境的重要途徑［46-47］。樊婷［46］以斜紋夜蛾幼蟲體重和大豆葉面積損失率為指標，篩選出2份抗性較高的品種Lamar 和日本。曾健杰［48］利用根際促生菌處理萌發(fā)的番茄種子，誘導番茄成苗對斜紋夜蛾產生抗性，篩選出一株能誘導番茄成苗抗性增強的根際促生菌貝萊斯芽孢桿菌（Bacillus.velezensisSXKF16-2）。劉臣［49］開展了轉Bt基因抗蟲棉Cry1Ca 蛋白對棉田斜紋夜蛾的殺蟲機制研究，并確定了斜紋夜蛾Cry1Ca部分受體蛋白，為更好地應用轉基因抗蟲棉防治斜紋夜蛾提供了理論支撐。

在昆蟲趨光性的利用方面，田太安等［50］采用光行為反應裝置，測試了取食煙草和白菜2種植物的斜紋夜蛾趨光行為反應，發(fā)現(xiàn)取食煙草和白菜的斜紋夜蛾成蟲，趨光敏感波譜均位于近紫外光區(qū)380 nm和綠光區(qū)500 nm，且在相同波長下，取食煙草和白菜的斜紋夜蛾的趨光率無顯著差異。在栽培管理措施方面，王登科［51］研究了煙草的不同施肥水平對斜紋夜蛾發(fā)育和取食選擇的影響，表明煙草的施肥水平會影響斜紋夜蛾幼蟲的發(fā)育、存活率和成蟲的性別比，高施肥量有利于促進斜紋夜蛾種群基數(shù)的增加和營養(yǎng)代謝。在基因編輯技術方面，Zhu 等［52］研究發(fā)現(xiàn)，斜紋夜蛾嗅覺相關基因SlitPBP3敲除后，突變群體對性信息素的電生理反應敏感性顯著降低；畢洪論［53］從昆蟲轉基因和基因編輯技術著手構建斜紋夜蛾的種群遺傳調控體系，證明了CRISPR/Cas9 系統(tǒng)是斜紋夜蛾基因組操作方面一個有力的工具，從種群遺傳調控的角度為斜紋夜蛾的綠色防控提供了新思路。

6 展望

多年來，斜紋夜蛾一直嚴重危害著多種作物的健康生長，引起了生產經營者和學術研究界的高度重視，盡管現(xiàn)在已報道了很多防治斜紋夜蛾的方法，但斜紋夜蛾具有食性雜、易遷移、繁殖能力強、世代重疊嚴重、容易產生抗藥性等特點依然是防治中面臨的難題［54］。研究者們基于捕食和擬寄生現(xiàn)象的應用，結合植物源生物農藥開發(fā)、性信息素的應用、抗蟲品種選育等多方面對斜紋夜蛾的綠色防控進行了探索，取得了較大進展，但現(xiàn)有研究中還存在一些不足和局限性。

研究發(fā)現(xiàn)多種微生物，包括病毒、細菌和真菌均可侵染斜紋夜蛾，但斜紋夜蛾種群內部不同分化家系對微生物的敏感性差異，相關報道較少［55］。宗瑞英［55］分析了 3 個斜紋夜蛾家系對粘質沙雷氏菌、萊氏野村菌和斜紋夜蛾域核型多角體病毒3 種微生物的敏感性差異，發(fā)現(xiàn)3 個家系對3種殺蟲微生物的敏感性不一致，且其對病原微生物的敏感性與其共生菌攜帶率有關。同時，由于斜紋夜蛾的寄主范圍極其復雜，防治策略的制定應考慮寄主差異性對防效的影響，盛超［56］比較了煙盲蝽Nesidiocoris tenuis在煙草和番茄上對斜紋夜蛾的捕食作用，發(fā)現(xiàn)在一定的獵物密度下，其在煙草上對斜紋夜蛾的捕食數(shù)量多于在番茄上的。因此今后研究中，應加強對斜紋夜蛾種群內部不同家系對病原微生物的抗性差異性，寄主差異性等對防效的影響研究。再者，還應加強對如何提高病原微生物侵染力和致死率的研究，如Monobrullah 等［57］通過添加一種能抵御紫外線的光學增效劑， 提高了核型多角體病毒對斜紋夜蛾的防治效果及其田間應用的穩(wěn)定性。

在對天敵昆蟲的發(fā)掘應用中，不管是捕食性天敵還是寄生性天敵，田間控害效果往往不穩(wěn)定，從而影響生產效益，使得天敵難以在田間推廣應用［58］。應加強對自然天敵人工飼養(yǎng)釋放、環(huán)境適應性、生物學特性和生活史的研究；加強田間應用中寄生或捕食行為節(jié)律、寄主或獵物多樣性對防效的影響研究；加強對天敵釋放蟲口數(shù)、釋放最佳時間等因子對田間防效的影響評估研究。同時，化學農藥的使用仍是當前斜紋夜蛾防治中不可避免的手段，如何實現(xiàn)化學農藥和昆蟲天敵之間的兼容［59］，也是目前天敵應用中需要解決的問題。

在植物源提取物的應用中，對有效成分的分離純化、鑒定評估等研究相對較少，對生物源農藥產品的創(chuàng)新開發(fā)和田間應用評價研究相對缺乏。在性信息素的應用中，容易受到不同地域或不同作物間昆蟲種群遺傳差異性、氣象因子、田間管理措施等因素的影響，研究還發(fā)現(xiàn)，誘捕裝置［60］、性信息素各種組分配比［61］、誘芯的貯藏條件［62］等均會影響性誘劑的使用效果，今后研究中還需開展更多相關因子對性信息素的干擾效應研究。最后，單一的防治方法往往效果不理想，還應加強對多種防控方案的聯(lián)合作用效果評估及經濟效益評估，如余昕彤［63］研究發(fā)現(xiàn)，白僵菌和苦參堿相容性較好，混合使用對斜紋夜蛾的防控具有顯著的協(xié)同增效作用。