不同抗生素對桃蚜生長發(fā)育和繁殖的影響

楊 穎，李合霞，潘新毅，焦 婷，徐昭煥

（江西農(nóng)業(yè)大學 農(nóng)學院，江西 南昌 330045）

【研究意義】桃蚜（Myzus persicae）屬于半翅目，蚜科。桃蚜食性非常廣泛，主要取食十字花科植物、茄果類蔬菜、油料作物芝麻、桃、李、煙草等經(jīng)濟類植物，以成蟲及若蟲刺吸植物汁液，造成植株嚴重失水和營養(yǎng)不良，危害部位卷縮變形，直接影響農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，該蟲還能傳播多種病毒，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來巨大的損失?；瘜W防治是十字花科蔬菜田防治的常用方法，但由于長期大量重復(fù)使用化學農(nóng)藥，“3R”問題，即抗性(resistance)、再猖獗(resurgence)和殘留(residue)較為突出，使生物防治成為今后十字花科蔬菜綜合防治的重要途徑[1]?！厩叭搜芯窟M展】內(nèi)共生菌廣泛存在于蚜蟲體內(nèi)，與蚜蟲互惠共生，協(xié)同進化，在宿主蚜蟲的生長、生殖及傳播植物病害等方面具有重要作用[2-4]。抗生素通過抑制蚜蟲體內(nèi)共生菌生長增殖影響蚜蟲的生物學特性。目前已有抗生素影響蠶豆蚜[5]，黑豆蚜[6]，麥長管蚜[7]，豌豆蚜[8]，高粱蚜[9]，蘿卜蚜[10]等多種蚜蟲生長發(fā)育和繁殖的報道。【本研究切入點】不同抗生素和不同的脫共生菌處理方式，對蚜蟲的作用效果不同?！緮M解決的關(guān)鍵問題】論文通過研究四環(huán)素、利福平、阿奇霉素、氯霉素4種抗生素對桃蚜生長發(fā)育，壽命和繁殖的影響，以期篩選出對桃蚜生長發(fā)育、壽命和繁殖影響較大的抗生素，為進一步研究桃蚜的內(nèi)共生菌功能奠定基礎(chǔ)，也為桃蚜的綜合防治提供參考依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

抗生素（四環(huán)素、利福平、阿奇霉素、氯霉素）均為化學純研究專用抗生素。桃蚜采自江西農(nóng)業(yè)大學科技園。用盆栽油菜飼養(yǎng)，溫度(24±1) ℃，光周期16:8(L:D)，待產(chǎn)蚜后選用初產(chǎn)2日齡若蚜供試。

1.2 飼養(yǎng)液的配制方法

取新鮮油菜葉，稱量后，放入研缽，并加與油菜葉等重的水于研缽中，研磨油菜獲取汁液，利用移液器將汁液轉(zhuǎn)移至2 mL離心管中，13 200 r/min離心2 min，吸取3 mL上清液放置于離心管中，加0.6 g蔗糖于離心管中并震蕩混勻。用上述液體分別配制0.2%的4種抗生素。

1.3 飼養(yǎng)方法

直徑為10 cm的培養(yǎng)皿蓋上拉蓋一層Parafilm膜，取1 mL飼養(yǎng)液置于膜上，再加蓋一層拉薄的Parafilm膜，把2日齡若蚜放入培養(yǎng)皿中，用上述培養(yǎng)皿蓋封住，并用橡皮筋固定，每3 d換一次飼養(yǎng)裝置。試驗設(shè)分別含4種抗生素和不含抗生素的營養(yǎng)液共5個處理，單頭單皿飼養(yǎng)觀察，每處理設(shè)10個重復(fù)。

1.4 調(diào)查方法

若蚜期記錄蚜蟲的存活情況、蛻皮時間和次數(shù)，并將所蛻皮殼移除。成蚜期記錄所產(chǎn)仔蚜數(shù)量、存活情況，每次檢查均需將所產(chǎn)仔蚜移除。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

試驗結(jié)果采用SPSS17.0統(tǒng)計軟件進行單因素方差分析，利用Duncan比較各處理之間的顯著性差異；試驗數(shù)據(jù)用平均值±標準誤（Mean±SE）表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 抗生素對桃蚜生長發(fā)育的影響

不同抗生素對桃蚜生長發(fā)育和壽命的影響各不相同（表1）。利福平對若蟲發(fā)育歷期的影響與對照差異不顯著，四環(huán)素、阿奇霉素、氯霉素與對照差異顯著(P<0.05)，四環(huán)素延長若蟲發(fā)育歷期2.62 d，阿奇霉素和氯霉素分別縮短若蟲發(fā)育歷期1.66 d和1.33 d；四環(huán)素對桃蚜壽命的影響與對照差異顯著(P<0.05)，延長壽命5.4 d，而利福平、阿奇霉素和氯霉素對桃蚜壽命的影響與對照差異不顯著。

表1 抗生素對桃蚜發(fā)育歷期的影響

2.2 抗生素處理對桃蚜生殖力的影響

4種抗生素對桃蚜生殖力的影響見圖1。利福平和四環(huán)素對桃蚜產(chǎn)蚜量的影響與對照差異顯著(P<0.05)，其中，利福平使產(chǎn)蚜量下降80%，四環(huán)素使產(chǎn)蚜量下降70%。阿奇霉素和氯霉素作用效果與對照差異不顯著。

圖1 抗生素對桃蚜繁殖力的影響

3 討論與結(jié)論

內(nèi)共生菌廣泛存在于蚜蟲體內(nèi)，內(nèi)共生菌與蚜蟲之間的共生關(guān)系是長期協(xié)同進化的結(jié)果，兩者互利共生。蚜蟲為內(nèi)共生菌提供生存環(huán)境和營養(yǎng)來源，并對內(nèi)共生菌的生長繁殖進行調(diào)控等[11]；內(nèi)共生菌為蚜蟲生長發(fā)育提供多種必需的營養(yǎng)物質(zhì)，并影響蚜蟲的生殖及傳播植物病害等?？股乜勺饔糜谘料x體內(nèi)共生細菌，抗生素的抑菌作用導(dǎo)致蚜蟲體內(nèi)共生細菌的數(shù)量和功能改變，外部表現(xiàn)是蚜蟲體重下降，成蟲產(chǎn)蚜量減少或不能繁殖等。目前，常用于消除昆蟲內(nèi)共生菌的抗生素主要有利福平、四環(huán)素、氨芐青霉素和硫酸卡那霉素等[12]，方法主要是用抗生素處理寄主植物、人工飼料中添加抗生素或向蚜蟲體內(nèi)注射抗生素[13]。

本研究發(fā)現(xiàn)，不同抗生素對桃蚜的影響作用不同。四環(huán)素處理后，桃蚜若蟲期延長、壽命延長，產(chǎn)蚜量降低；經(jīng)利福平處理后，產(chǎn)蚜量降低，對若蟲期和壽命影響不顯著；其中四環(huán)素處理桃蚜研究結(jié)果與處理蠶豆蚜[5]、高粱蚜[9]的結(jié)果一致。利福平降低產(chǎn)蚜量的研究結(jié)果與其處理其他昆蟲的研究結(jié)果一致，但利福平處理豌豆蚜[5]，麥長管蚜[7]及高粱蚜[9]后，發(fā)育歷期也會延長。本研究中經(jīng)氯霉素處理后，桃蚜若蟲期縮短，但對壽命和產(chǎn)蚜量影響不顯著，而Lal[10]利用氯霉素處理蘿卜蚜后發(fā)現(xiàn)其生長發(fā)育期延長，產(chǎn)蚜量顯著降低，與本研究結(jié)果存在差異，需進一步研究分析。杜軍利[9]研究發(fā)現(xiàn)適量利用阿奇霉素處理蚜蟲可促進昆蟲的生長發(fā)育及繁殖，本研究中經(jīng)阿奇霉素處理后僅發(fā)現(xiàn)桃蚜若蟲期縮短，壽命和生殖力的改變不明顯。各抗生素對桃蚜的影響不同，可能是由于抗生素的作用機理不同，如四環(huán)素主要通過干擾氨酰-tRNA與核糖體的結(jié)合而抑制細菌蛋白質(zhì)的合成，對革蘭氏陽、陰性細菌、細胞內(nèi)支原體、衣原體和立克次體均有抑制效果[14]。利福平的作用機制是通過和依賴于DNA的RNA多聚酶的β亞基結(jié)合，抑制細菌RNA的合成，從而阻斷RNA轉(zhuǎn)錄過程，達到阻止DNA和蛋白的合成效果[15]。通過本研究結(jié)果表明四環(huán)素和利福平是對桃蚜生長發(fā)育和繁殖影響較大的抗生素，但抗生素處理后對桃蚜體內(nèi)轉(zhuǎn)氨酶，解毒酶及共生菌等的影響有待進一步研究。