摘要：為研究褐飛虱對(duì)吡蟲(chóng)啉的抗性規(guī)律，進(jìn)行了褐飛虱對(duì)吡蟲(chóng)啉的逐代抗性選育及室內(nèi)毒力測(cè)定研究。從敏感品系開(kāi)始選育，共飼養(yǎng)了23代，其中前18代為連續(xù)施藥汰選，后5代為不施藥的繼代培養(yǎng)。室內(nèi)生物活性測(cè)定結(jié)果表明，隨抗性選育代數(shù)的增加，LC50增大，抗性水平不斷提高，其中以18代最大，LC50為101.49 mg/L，抗性為敏感品系的181.2倍；無(wú)藥劑篩選的18-22代褐飛虱對(duì)吡蟲(chóng)啉的抗藥性緩慢下降，其抗性由181.2倍下降到151.5倍。研究結(jié)果表明，合理控制吡蟲(chóng)啉的施用濃度及施用頻率可以適當(dāng)延長(zhǎng)藥劑的使用壽命。

關(guān)鍵詞：褐飛虱；吡蟲(chóng)啉；抗性選育；毒力測(cè)定

中圖分類(lèi)號(hào)：S435.112.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：0439-8114（2013）04-0817-03

Resistance Selection and Toxicity Test of Brown Planthopper to Imidacloprid

DONG De-zhen，YUAN Jing，XING Jia-hua，YU Ji-ping，CHEN Jie

（Zhejiang Research Institute of Chemical Industry Company Limited，Hangzhou 310023，China）

Abstract： In order to investigate the rules of the resistance of brown planthopper to imidacloprid， the resistance selection and toxicity test were studied in laboratory generation by generation. With sensitive strains， 23 generations were selected continuously， in which the former 18 generations were selected with imidacloprid， whereas the latter 5 generations were without pesticides. The result showed that the values of LC50 and the resistance levels increased gradually generation by generation， of which the F18 generation was the highest， LC50 was 101.49 mg/L， and the resistance was 180.3 times as the sensitive strains. The resistance slowly fell to 151.5 times in the 18-22 th generations without pesticides. Our results showed that it was necessary to control the concentration and frequency of imidacloprid， which would be useful for lengthening their service life.

Key words： brown planthopper； imidacloprid； resistance selection； toxicity test

褐飛虱[Nilaparvata lugens（Stal）]屬同翅目飛虱科，是亞洲水稻生產(chǎn)的重要害蟲(chóng)，隨季風(fēng)遷移，對(duì)環(huán)境具有較強(qiáng)的適應(yīng)性，在外界條件適宜時(shí)容易暴發(fā)成災(zāi)[1-4]。中國(guó)每年因褐飛虱為害造成直接稻谷損失達(dá)5.0億～7.5億kg[5]。迄今，不論是在亞洲溫帶稻區(qū)還是在熱帶稻區(qū)，稻飛虱的防治主要依靠化學(xué)殺蟲(chóng)劑，長(zhǎng)期大量地使用殺蟲(chóng)劑會(huì)導(dǎo)致稻飛虱產(chǎn)生抗藥性[6]。吡蟲(chóng)啉（Imidacloprid）是新開(kāi)發(fā)的農(nóng)藥品種，屬于硝基亞甲基類(lèi)內(nèi)吸殺蟲(chóng)劑，對(duì)蚜蟲(chóng)、葉蟬、飛虱、薊馬和粉虱等刺吸式口器害蟲(chóng)有良好的防效[7]。由于該藥對(duì)褐飛虱的防效較好，導(dǎo)致常年頻繁使用。這一現(xiàn)狀將導(dǎo)致害蟲(chóng)加快產(chǎn)生對(duì)吡蟲(chóng)啉的抗（耐）藥性。因此有必要開(kāi)展褐飛虱對(duì)吡蟲(chóng)啉的逐代抗性選育及毒力測(cè)定研究，為吡蟲(chóng)啉防治褐飛虱提供科學(xué)的指導(dǎo)，延長(zhǎng)該藥物的使用壽命。

1 材料與方法

1.1 供試藥劑

商品藥劑10%吡蟲(chóng)啉WP由江蘇常隆化工有限公司生產(chǎn)，用分析天平（精確到0.000 1 g）稱(chēng)出一定量10%吡蟲(chóng)啉WP，加蒸餾水配制成母液，再稀釋成系列濃度。

1.2 測(cè)試對(duì)象

褐飛虱敏感品系為浙江省化工研究院有限公司室內(nèi)長(zhǎng)年繼代飼養(yǎng)種群，在養(yǎng)蟲(chóng)室溫度（27±1） ℃、相對(duì)濕度60%～70%、光照14 h/d的條件下用水稻幼苗飼養(yǎng)，不接觸任何藥劑。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 水稻幼苗培養(yǎng) 水稻種子用清水漂洗2～3次后倒入塑料發(fā)芽盒中，加入35 ℃清水保溫浸泡24 h后取出洗凈，重新放入發(fā)芽盒中催芽。待種子露白后均勻撒播到苗盤(pán)內(nèi)，苗盤(pán)水層浸沒(méi)水稻種子1/2，覆上保鮮膜，放入（28±1）℃的光照培養(yǎng)箱中培養(yǎng)。苗高5 cm時(shí)供試。

1.3.2 敏感種群飼養(yǎng) 養(yǎng)蟲(chóng)籠規(guī)格35 cm×35 cm×35 cm，放入栽有水稻的苗盤(pán)，接入適量敏感種群進(jìn)行繼代飼養(yǎng)。

1.3.3 抗性選育 褐飛虱飼養(yǎng)方法同敏感種群飼養(yǎng)。待試蟲(chóng)3齡初期取樣（活蟲(chóng)），測(cè)定試蟲(chóng)的LC50。并以此濃度為標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)篩選壓，子代篩選壓略高于當(dāng)代LC50。用小噴壺將藥液均勻噴到養(yǎng)蟲(chóng)籠內(nèi)的稻株上，噴藥量以霧滴在葉片上不流失為準(zhǔn)。存活成蟲(chóng)正常飼養(yǎng)，直至產(chǎn)卵結(jié)束，進(jìn)入下一個(gè)抗性選育周期。為保證篩選壓力，根據(jù)上一世代的篩選效率適當(dāng)調(diào)整下一世代的汰選用藥濃度（汰選濃度）。多代篩選后即獲得抗性品系。以起始代為F0，藥劑篩選后的1、2、3…n代分別用F1、F2、F3…Fn表示。

1.3.4 LC50測(cè)定 采用稻苗培養(yǎng)皿噴霧法測(cè)定LC50。將4～6株水稻苗用石英砂栽植于培養(yǎng)皿中，接CO2麻醉的褐飛虱3齡初期若蟲(chóng)后置于Potter噴霧塔下定量噴霧，設(shè)清水為空白對(duì)照（CK），每處理重復(fù)4次。噴霧后用透明塑料杯罩住培養(yǎng)皿放觀察室內(nèi)，溫度（27±1） ℃、光照14 h/d培養(yǎng)3 d后檢查，毛筆輕觸蟲(chóng)體無(wú)反應(yīng)者視為死蟲(chóng)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

用Abbott公式計(jì)算各處理的褐飛虱死亡率和校正死亡率，用DPS 6.50軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，求出毒力回歸方程、相關(guān)系數(shù)、LC50以及95%置信度。

抗性倍數(shù)=Fn的LC50 / F0的LC50；抗性倍數(shù)增長(zhǎng)率=（Fn的LC50 - Fn-1的LC50）/ Fn-1的LC50×100%。

2 結(jié)果與分析

試驗(yàn)從2010年5月開(kāi)始抗性選育，到試驗(yàn)結(jié)束共飼養(yǎng)23代，其中前18代為連續(xù)施藥的汰選，后5代為不施藥的繼代培養(yǎng)。共進(jìn)行了23次生物活性測(cè)定，測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表1。從表1可見(jiàn)，隨著抗性選育代數(shù)的增加，LC50增大，抗性水平提高，其中F18抗性水平最高，LC50最大，為101.49 mg/L，抗性倍數(shù)為敏感品系F0的181.2倍。從各世代較前一世代抗性倍數(shù)的增長(zhǎng)率（抗性增長(zhǎng)率）來(lái)看，F(xiàn)6較前一世代增長(zhǎng)最多，增長(zhǎng)率達(dá)192.8%。作為抗性篩選的連續(xù)世代，從F1到F18抗性倍數(shù)總體保持增長(zhǎng)狀態(tài)，但其中也存在2個(gè)負(fù)增長(zhǎng)的世代，分別是F7和F10。其負(fù)增長(zhǎng)的原因可能是由于它們的前一世代，即F6和F9增長(zhǎng)較快造成的。從無(wú)藥劑篩選的F18到F22來(lái)看，這幾代的抗性增長(zhǎng)率全部為負(fù)值。說(shuō)明在沒(méi)有藥劑壓力的情況下，褐飛虱對(duì)吡蟲(chóng)啉的抗藥性呈下降趨勢(shì)。然而，與藥劑篩選過(guò)程中敏感品系褐飛虱對(duì)吡蟲(chóng)啉的抗性響應(yīng)相比較，抗性品系在去除藥劑選擇壓力后的抗性回復(fù)速度要遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于敏感品系對(duì)藥劑選擇的響應(yīng)速度。另外，試驗(yàn)在F2、F4、F5、F12、F15增大了汰選用藥濃度，結(jié)果F3、F5、F6、F13、F16的抗性增長(zhǎng)率都超過(guò)了60%，表明篩選壓力越大，褐飛虱抗性增長(zhǎng)越快。

根據(jù)表1可以建立抗性倍數(shù)和世代關(guān)系圖（圖1）。根據(jù)圖1的曲線可以將抗性增長(zhǎng)劃分為4個(gè)階段。Ⅰ，緩慢增長(zhǎng)期，藥劑選育初期（F0到F5）抗性增長(zhǎng)緩慢，抗性倍數(shù)在1.0～6.6之間；Ⅱ，較快增長(zhǎng)期， F5到F12抗性逐漸上升，LC50值從3.73上升到21.11，抗性倍數(shù)在6.6～37.5之間；Ⅲ，迅速增長(zhǎng)期，從F12到F18抗性增長(zhǎng)迅速，抗性倍數(shù)在37.5～181.2之間；Ⅳ，緩慢下降期，F(xiàn)18到F22沒(méi)有給藥，抗性倍數(shù)緩慢降低，表現(xiàn)出抗性倍數(shù)在沒(méi)有農(nóng)藥選擇壓力后逐步下降的趨勢(shì)。經(jīng)過(guò)18代的抗性選育，褐飛虱種群的吡蟲(chóng)啉敏感度顯著下降，LC50值從選育前的0.56 mg/L上升至選育后F18的101.49 mg/L，抗性倍數(shù)達(dá)181.2。

3 小結(jié)與討論

根據(jù)進(jìn)化論的觀點(diǎn)，天然群體中的害蟲(chóng)受自然選擇壓力的影響，群體內(nèi)會(huì)發(fā)生隨機(jī)的中性突變[8]。然而，殺蟲(chóng)劑的施用對(duì)群體內(nèi)的中性突變產(chǎn)生了定向選擇作用。這種選擇將淘汰害蟲(chóng)群體中不抗藥的個(gè)體而保留抗藥個(gè)體，由此造成抗藥個(gè)體的抗藥等位基因頻率在存活群體內(nèi)迅速增加，進(jìn)而造成害蟲(chóng)群體整體抗藥性增加。有研究[9，10]提出在產(chǎn)生抗藥性的害蟲(chóng)群體中停止用藥后害蟲(chóng)抗藥性就不會(huì)再發(fā)展，甚至可以下降直至消失，這一說(shuō)法也得到部分研究數(shù)據(jù)[11-14]的支持。但在本研究中發(fā)現(xiàn)，經(jīng)吡蟲(chóng)啉篩選的褐飛虱抗性品系停止用藥后，雖然其抗性逐漸下降，但抗性衰退速度緩慢，不給藥飼養(yǎng)5代后抗性倍數(shù)由181.2下降到151.5，雖然表現(xiàn)出一定的下降趨勢(shì)，但是較難恢復(fù)到最初（篩選前）的敏感水平。類(lèi)似的情況在其他昆蟲(chóng)的研究中也有報(bào)道[11，15]。因此，對(duì)褐飛虱而言，其群體一旦對(duì)吡蟲(chóng)啉產(chǎn)生了高水平抗性，短期內(nèi)很難使其恢復(fù)敏感性。

害蟲(chóng)的抗性是生物對(duì)環(huán)境脅迫產(chǎn)生的應(yīng)答，以利于生物在不同環(huán)境中生存、繁衍并進(jìn)化。從這個(gè)角度上講，生物的抗性對(duì)其自身是有利的。然而，這種抗性會(huì)給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成巨大的麻煩，是作物生產(chǎn)的病蟲(chóng)害控制中不得不應(yīng)對(duì)的主要問(wèn)題。目前應(yīng)對(duì)害蟲(chóng)抗藥性最常用的措施就是停用產(chǎn)生抗藥性的殺蟲(chóng)劑，并換用其他不具有交互抗性的殺蟲(chóng)劑。已產(chǎn)生抗藥性的藥劑停用后，害蟲(chóng)抗性的穩(wěn)定性及衰退情況直接影響到該藥劑能否重新使用以及需要多長(zhǎng)時(shí)間的停用才能重新被啟用[12]。因此，在抗性治理上，通常需要對(duì)害蟲(chóng)的抗性穩(wěn)定性進(jìn)行分析。雖然本研究中未恢復(fù)褐飛虱對(duì)吡蟲(chóng)啉的敏感性，但生產(chǎn)上暫停使用吡蟲(chóng)啉防治褐飛虱是可行的，應(yīng)該較早采取輪換使用去交互抗性的藥劑以降低或延緩褐飛虱對(duì)吡蟲(chóng)啉的抗性發(fā)展，達(dá)到延長(zhǎng)吡蟲(chóng)啉使用期限的目的。

本研究在室內(nèi)抗性篩選中發(fā)現(xiàn)，抗性發(fā)展速度與藥劑的篩選壓力密切相關(guān)，藥劑的篩選壓力越大，褐飛虱抗性發(fā)展越快。也就是說(shuō)在較高的篩選壓力情況下，害蟲(chóng)種群中對(duì)藥劑敏感的個(gè)體淘汰的比例明顯高于低篩選壓力下的淘汰比例，進(jìn)而造成存活下來(lái)的群體中對(duì)吡蟲(chóng)啉抗性較高的個(gè)體比例明顯偏高。因此，在使用農(nóng)藥的過(guò)程中，還應(yīng)該按照要求合理用藥，避免用藥不當(dāng)、盲目加大用藥量造成褐飛虱抗性的快速增長(zhǎng)。

參考文獻(xiàn)：

[1] HEINRICHS E A. Impact of insecticides on the resistance and resurgence of rice planthopper[A]. Planthopper： Their ecology and management[C]. New York：Chapman and Hall Press，1994.

[2] KIRITANI K. Pest management in rice[J]. Annu Rev Entomol，1979，24：279-312.

[3] 王彥華，王 強(qiáng)，沈晉良，等.褐飛虱抗藥性研究現(xiàn)狀[J].昆蟲(chóng)知識(shí)，2009，46（4）：518-524.

[4] 劉澤文，張玲春，韓召軍，等.褐飛虱對(duì)吡蟲(chóng)啉抗性監(jiān)測(cè)方法的研究[J].昆蟲(chóng)知識(shí)，2002，39（6）：424-427.

[5] 黃水金，黃榮華.我國(guó)褐飛虱的若干研究進(jìn)展[J]. 江西農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2001（4）：43-50.

[6] WANG Y H， GAO C F， ZHU Y C， et al. Imidacloprid susceptibility survey and selection risk assessment in field populations of Nilaparvata lugens[J]. Econ Entomol，2008，101（2）：515-522.

[7] 龔瑞忠，陳 銳，陳良燕.吡蟲(chóng)啉對(duì)環(huán)境生物的毒性與安全性評(píng)價(jià)[J].農(nóng)藥科學(xué)與管理，1999（3）：12-16.

[8] WILLIAM S K， MICHAEL R C. Essentials of Genetics[M].England：Pearson Education Press，2002.

[9] TABASHNIK B E. Evolution of resistance to Bacillus thuringiensis[J]. Ann Rev Entomol，1994， 39：47-79.

[10] 張宗炳，曹 驥.害蟲(chóng)防治：策略和方法[M]. 北京：科學(xué)出版社，1990.

[11] GEORGHIOU G P.The stability of resistance to carbamate insecticides in the housefly after cessation of selection pressure[J]. Bull WHO，1964，30：85-90.

[12] 吳益東，沈晉良，譚福杰，等.棉鈴蟲(chóng)對(duì)氰戊菊酯抗性品系和敏感品系的相對(duì)適合度[J].昆蟲(chóng)學(xué)報(bào)，1996，39（4）：233-238.

[13] 蘭亦全，趙士熙.甜菜夜蛾對(duì)三種擬除蟲(chóng)菊酯殺蟲(chóng)劑的抗性穩(wěn)定性研究[J]. 農(nóng)藥學(xué)學(xué)報(bào)，2004，6（1）：77-80.

[14] BARNES M B， MOFFIT H R.Resistance to DDT in the adult codling moth and reference curves for guthion and carbaryl[J]. Econ Entomol，1963，56：722-725.

[15] BAUERNFEIND R J， CHAPMAN R K. Nonstable parathion and endosulfan resistance in green peach aphids（Homoptera： Aphididae）[J]. Econ Entomol，1985，78：516-522.