氟吡呋喃酮對黃胸散白蟻的毒性及水平傳遞效應(yīng)

楊志蘭,鄭驍羿,張文童,賈正平,張 欣,張新平,王文晶,謝永堅

(1.南通市白蟻防治管理中心,江蘇南通 226000;2.浙江農(nóng)林大學,浙江杭州 311300)

白蟻是社會性群居昆蟲,白蟻的行為活動會給人們的生產(chǎn)生活帶來巨大的損失,其危害涉及國民日常生活的方方面面,包括農(nóng)林作物、電纜設(shè)施、水庫堤壩、房屋建筑等國民經(jīng)濟發(fā)展的各個關(guān)鍵領(lǐng)域。目前,我國白蟻的防治正處在關(guān)鍵時期,可以利用白蟻個體間相互梳理的社會性行為,將化學物質(zhì)從處理過的巢穴轉(zhuǎn)移到未處理的巢穴、從處理過的白蟻轉(zhuǎn)移到未處理的白蟻,以此來消滅整個蟻群[1]。氟吡呋喃酮可溶液劑是由韓國拜耳股份公司開發(fā)的一種新型殺蟲劑,是一種丁烯酸內(nèi)酯類化合物,用于防治刺吸式口器害蟲,速效性好,持效期長,對環(huán)境中非靶標生物毒性較低。氟吡呋喃酮含有特殊的藥效基團丁烯酸內(nèi)酯,因此具有優(yōu)異的內(nèi)吸及轉(zhuǎn)運性能,其被植物體吸收后,可在木質(zhì)部內(nèi)傳導,起到全方位保護作用,可有效防治葉面背部或隱蔽取食的害蟲,并可通過抑制昆蟲的攝食,進而減少依賴昆蟲介導的病原體傳播[2-3]。目前該藥已經(jīng)在我國登記,用于防治煙粉虱等番茄作物害蟲,但其在防治白蟻方面的應(yīng)用鮮見報道。為此,該研究基于黃胸散白蟻生物學特性進行試驗,研究新農(nóng)藥氟吡呋喃酮對黃胸散白蟻成蟲生物活性的影響以及在白蟻之間的水平傳遞效果。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1主要試劑。17%氟吡呋喃酮可溶液劑(韓國拜耳股份公司生產(chǎn))、生物染色劑尼羅藍A。

1.1.2供試白蟻。黃胸散白蟻(Reticulitermesflaviceps)采集于浙江農(nóng)林大學東湖校區(qū),置于實驗室的塑料盒中(45 cm × 25 cm × 25 cm),在溫度(24±2) ℃和相對濕度(70±5)%的黑暗環(huán)境中飼養(yǎng)。選擇健壯個體供試。

1.2 試驗方法

1.2.1氟吡呋喃酮毒力測試。該試驗采用濾紙藥膜法[4],將定性濾紙平放入培養(yǎng)皿中,用蒸餾水將氟吡呋喃酮稀釋成0.40、0.80、1.65、3.30和6.60 μg/mL。用移液槍吸取藥液 1 mL均勻地滴加在各個培養(yǎng)皿中的濾紙上,對照組滴加等量蒸餾水。挑選活力強、大小一致的健康工蟻作為試驗對象,每組20只工蟻,定時觀察并記錄各組白蟻死亡數(shù)(用毛筆觸動蟲體,蟲體不動的狀態(tài)判定為死亡),并將死蟲挑出。試驗在(24±2) ℃的黑暗環(huán)境中進行,每處理設(shè)置3次重復。

1.2.2生物染色。將定性濾紙放入用溫水配好的0.1%尼羅藍A溶液中,溶液需完全浸沒濾紙15 min,尼羅藍A不影響白蟻死亡率[5]。將染色的濾紙晾干后,用蒸餾水潤濕,直到飽和,然后單獨放入培養(yǎng)皿中。挑選1 000只左右的白蟻到培養(yǎng)皿,用0.5%尼羅藍A染色的濾紙喂食白蟻7 d[6],大多數(shù)白蟻蟲體變藍,記為授藥白蟻。

1.2.3氟吡呋喃酮對黃胸散白蟻的水平傳遞效果測定。參照Bhatta等[7]的方法,分別將90只完全染色的白蟻放入經(jīng)15 mL不同濃度的藥劑完全浸泡過的60 g沙子中進行不同時間(1、2、4 h)的授藥處理。再將處理完的授藥白蟻置于培養(yǎng)皿中2 min,挑去染藥的沙子,防止影響試驗結(jié)果。經(jīng)上述過程處理完的授藥白蟻(染色)與健康的受藥白蟻(未染色)每組按10只∶10只的比例混合放入培養(yǎng)皿,放入適量干凈的濾紙供白蟻食用,在(24±2)℃、(85±5)%相對濕度的黑暗環(huán)境中進行試驗,每天定時噴灑適量的蒸餾水,仔細剔除培養(yǎng)皿中的死亡工蟻并觀察記錄每組死亡數(shù),連續(xù)觀察直至試驗白蟻全部死亡或白蟻數(shù)量基本保持穩(wěn)定。根據(jù)毒力測試結(jié)果,共設(shè)3個濃度(氟吡呋喃酮0.5、1.0、2.0 μg/mL)和3個處理時間(1、2、4 h),以及對照組(蒸餾水處理)。每種濃度和處理時間重復3組。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析通過Microsoft Excel計算白蟻的平均死亡率、標準差、標準誤等數(shù)據(jù)并分析。使用SPSS 26.0軟件進行方差齊性檢驗。若方差齊性,則采用單因素(ANOVA)方差分析,并使用鄧肯檢驗進行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 氟吡呋喃酮對黃胸散白蟻的毒殺效果由圖1可知,氟吡呋喃酮所設(shè)5個濃度的平均死亡率均隨著用藥天數(shù)的增加而上升。藥后1 d,5個濃度的平均死亡率均在10%以下,對黃胸散白蟻的毒殺效果不明顯;藥后2 d,氟吡呋喃酮在3.30 μg/mL 及以上時,死亡率達到55%以上,毒殺效果仍不明顯;藥后3 d,各處理組白蟻死亡率均顯著上升;藥后 4 d,5個濃度下的白蟻死亡率均高于60%,表現(xiàn)出較強的毒殺效果;藥后5 d,氟吡呋喃酮在0.80 μg/mL時,白蟻的死亡率接近100%。經(jīng)分析,氟吡呋喃酮對黃胸散白蟻的LC50為0.241 μg/mL,毒力回歸方程為y=0.344+0.558x,氟吡呋喃酮對黃胸散白蟻具有較強的毒力。

注:不同小寫字母表示同一時間不同濃度間顯著差異(P<0.05)。Note:Different lowercase letters indicate significant differences between different concentrations at the same time(P<0.05).圖1 氟吡呋喃酮處理下的白蟻死亡率Fig.1 Termite mortality under the treatment of fluoropyrrolidone

2.2 氟吡呋喃酮對黃胸散白蟻的水平傳遞效應(yīng)由圖2可知,氟吡呋喃酮1 h處理組白蟻的死亡率隨著時間的增加而增加,在相同的授藥時間下,受藥白蟻和授藥白蟻的死亡率與藥劑濃度呈正相關(guān)。當藥劑濃度為0.5 μg/mL時,授藥白蟻和受藥白蟻的死亡率在5、7、10、14 d時有顯著差異;當藥劑濃度為1.0和2.0 μg/mL時,授藥白蟻和受藥白蟻的死亡率在3、5、7、10、14 d時有顯著差異,且在上述時間點的受藥白蟻的死亡率超過了授藥白蟻,說明氟吡呋喃酮在黃胸散白蟻間的傳遞效果明顯。

注:不同小寫字母表示同一時間不同處理間顯著差異(P<0.05)。Note:Different lowercase letters indicate significant differences between different treatments at the same time(P<0.05).圖2 0.5 μg/mL(A)、1.0 μg/mL(B)和2.0 μg/mL(C)氟吡呋喃酮1 h處理白蟻死亡率Fig.2 Termite mortality after 4-hour treatment with 0.5 μg/mL(A),1.0 μg/mL(B)and 2.0 μg/mL(C)fluoropyrrolidone

由圖3可知,氟吡呋喃酮2 h處理組白蟻的死亡率隨著時間的增加而增加。當藥劑濃度為1.0 μg/mL時,授藥白蟻和受藥白蟻的死亡率在1、3 d時有顯著差異;在其余濃度和其余時間點上,授藥白蟻和受藥白蟻的死亡率之間沒有顯著差異,說明藥劑水平傳遞效果較好;當藥劑濃度為2.0 μg/mL時,白蟻的死亡率增長速度較快,說明此時的藥劑濃度對白蟻的毒殺作用最明顯。

注:不同小寫字母表示同一時間不同處理間顯著差異(P<0.05)。Note:Different lowercase letters indicate significant differences between different treatments at the same time(P<0.05).圖3 0.5 μg/mL(A)、1.0 μg/mL(B)和2.0 μg/mL(C)氟吡呋喃酮2 h處理白蟻死亡率Fig.3 Termite mortality after 2-hour treatment with 0.5 μg/mL(A),1.0 μg/mL(B)and 2.0 μg/mL(C)fluoropyrrolidone

由圖4可知,氟吡呋喃酮4 h處理組白蟻的死亡率隨著時間的增加而增加,同時,受藥白蟻死亡率與授藥白蟻死亡率基本持平,甚至超過授藥白蟻死亡率,說明氟吡呋喃酮在黃胸散白蟻間的傳遞效果明顯。當氟吡呋喃酮藥劑濃度為1.0 μg/mL時,傳遞效果最明顯。在0.5 μg/mL時,延長授藥時間對授藥白蟻每日死亡率的增長速度有明顯促進作用,但對受藥白蟻每日死亡率的影響并不顯著。以上結(jié)果說明當藥劑濃度高于一定水平時,延長授藥時間可以提高氟吡呋喃酮對白蟻的毒殺作用,但對白蟻間的傳遞作用并無明顯影響。

注:不同小寫字母表示同一時間不同處理間顯著差異(P<0.05)。Note:Different lowercase letters indicate significant differences between different treatments at the same time(P<0.05).圖4 0.5 μg/mL(A)、1.0 μg/mL(B)和2.0 μg/mL(C)氟吡呋喃酮4 h處理白蟻死亡率Fig.4 Termite mortality after 4-hour treatment with 0.5 μg/mL(A),1.0 μg/mL(B)and 2.0 μg/mL(C)fluoropyrrolidone

綜上所述,氟吡呋喃酮對黃胸散白蟻具有一定的毒殺活性,在一定范圍內(nèi),藥劑濃度的增加對白蟻水平傳遞作用具有明顯促進作用。

3 結(jié)論與討論

研究表明,藥劑濃度和處理時間對白蟻毒殺效果具有明顯影響。研究結(jié)果顯示,0.8 μg/mL氟吡呋喃酮處理黃胸散白蟻5 d后,白蟻的死亡率接近100%,氟吡呋喃酮對黃胸散白蟻的LC50為0.241 μg/mL。因此,氟吡呋喃酮對黃胸散白蟻有一定的毒殺活性。

前期研究表明,氟蟲腈和氯蟲腈在沙地中有明顯的水平轉(zhuǎn)移[8-9],該研究中的氟吡呋喃酮也有類似的效果。同時,藥劑在白蟻間水平傳遞主要取決于授藥時間和藥劑濃度。當氟吡呋喃酮藥劑濃度高于0.5 μg/mL時,其在黃胸散白蟻間的水平傳遞效果明顯。氟吡呋喃酮在1.0 μg/mL時表現(xiàn)出較高的水平傳遞效果;在2.0 μg/mL時,授藥白蟻的死亡率隨著時間的增加而明顯上升,但是對其族群間的傳遞效果作用不明顯。有研究表明授藥白蟻的快速死亡或異常的行為變化可能會趨避受藥白蟻[10]。因此,導致更高死亡率和行為變化的濃度實際上可能阻礙了毒素從授藥白蟻轉(zhuǎn)移到受藥白蟻。此外,授藥白蟻和受藥白蟻的比例對于有效地將毒素轉(zhuǎn)移給白蟻種群也起著重要作用。有研究表明,2.5 ng氟蟲腈局部應(yīng)用的最大水平傳遞至少需要處理40%的白蟻種群[11];該研究中授藥白蟻和受藥白蟻的比例為50%,滿足此要求。除了授藥白蟻和受藥白蟻的比例在毒力作用和水平傳遞間的作用外,授藥白蟻和受藥白蟻的數(shù)量對死亡率的影響也很重要。研究表明,50只白蟻中20%授藥白蟻的死亡率顯著高于20只白蟻中20%授藥白蟻的死亡率[12]。

氟吡呋喃酮由于其結(jié)構(gòu)新穎、與現(xiàn)有的新煙堿類殺蟲劑無交互抗性等特點,自上市以來便成為新農(nóng)藥創(chuàng)制研究的熱點[13]。氟吡呋喃酮在白蟻間表現(xiàn)出水平傳遞現(xiàn)象,可將其應(yīng)用于白蟻防治。由于授藥白蟻傳遞藥劑效率也與白蟻的種群密度有關(guān)[12],因此在進行誘殺時需要考慮白蟻的種群密度;另外,該試驗是在室內(nèi)進行的,在野外的情況還需進一步試驗來驗證。