林玉英,金 濤,曾 玲,陸永躍*
(1.中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院環(huán)境與植物保護研究所/農(nóng)業(yè)部熱帶農(nóng)林有害生物入侵監(jiān)測與控制重點實驗室,海南儋州 571737;2.華南農(nóng)業(yè)大學昆蟲學系,廣州 510642)
桔小實蠅Bactrocera dorsalis(Hendel)是雙翅目 Diptera、實蠅科Tephritidae、果實蠅屬Bactrocera 主要害蟲之一,主要分布于熱帶和亞熱帶地區(qū)(Drew,1989;林進添等,2004;Vargas et al.,2007;Wan et al.,2012)。其寄主范圍廣,可為害番石榴、芒果等46個科250 多種果樹、蔬菜和花卉(Ye,2001;Vargas and Carey,1990;林進添等,2004)。雌蟲產(chǎn)卵于果實內,幼蟲在果內蛀食為害,造成腐爛、落果,嚴重影響水果產(chǎn)量和品質(曾玲等,2006)。該蟲已在我國華南、西南地區(qū)急劇蔓延、猖獗發(fā)生(Zhang et al.,2008),并擴展至華中、華東地區(qū),甚至華北、西北局部地區(qū)已經(jīng)發(fā)現(xiàn),已給水果產(chǎn)業(yè)造成了重大損失。在桔小實蠅的防治中化學農(nóng)藥的使用十分普遍和頻繁(林玉英等,2010;Jin et al.,2011;章玉蘋等,2008)。華南地區(qū)桔小實蠅已對有機磷類、擬除蟲菊酯類和抗生素類殺蟲劑產(chǎn)生了較高水平抗性,且呈逐步上升趨勢(潘志萍等,2005;章玉蘋等,2008;Jin et al.,2011)。該蟲抗藥性不斷增長的趨勢嚴重威脅著殺蟲劑的選擇和應用,在不合理用藥區(qū)域未來極有可能出現(xiàn)高抗性種群暴發(fā)的風險。
應用生物測定的方法科學評價害蟲對殺蟲劑的抗藥性水平對指導化學防治和進行抗藥性治理具有指示作用。生物測試昆蟲的狀態(tài)(如大小、老幼、強弱、雌雄不一或發(fā)育階段)和測定方法不一、環(huán)境條件等諸多因素均會影響死亡率,從而影響毒力測定或抗性監(jiān)測結果的準確性(張宗炳,1988;Lin et al.,2013)。日齡、測定密度可影響藥膜法測定農(nóng)藥對中黑苜蓿盲蝽Adelphocoris suturalis 的毒力(李國平等,2009)。對美國牧草盲蝽Lygus lineolaris 成蟲進行生物測定時該蟲應小于10 日齡,不分雌雄,每個具有待測藥膜的瓶中裝入2-3 頭成蟲(Snodgrass,1996)。甜菜夜蛾Spodoptera exigua 2、3、4 齡幼蟲隨齡期增加藥劑敏感性降低,耐藥性增強(彭梅和鄧新平,2005),而取食龍葵的1-4 齡茄二十八星瓢蟲Henosepilachna pusillanima 幼蟲隨著齡期增加耐藥性增強(閆超等,2008)。蘋果蠹蛾 Cydia pomonella 高齡幼蟲對二氟脲、溴氰菊酯的抗性水平最高(Jean-Charles et al.,2002),1-3 日齡雌蛾比雄蛾藥劑敏感性強,14-17 日齡的則相反(Reuveny and Ephraim,2007)。供試藥劑的不同也會影響雌雄蟲的藥劑敏感性。梨小食心蟲Grapholitha molesta 雌蟲對谷硫磷、馬拉硫磷和甲基對硫磷的敏感性高于雄蟲,而對滅多威的敏感性低于雄蟲(Shearer and Usmani,2001)。家蠅Musca domestica 雄蟲對高效氯氟氰菊酯、甲基嘧啶磷、蟲螨腈和滅多威的藥劑敏感性顯著高于雌蟲(王永江等,2005)。為弄清殺蟲劑測定中影響毒力的成蟲條件,本文應用藥膜法測定了不同密度、日齡和性別條件下殺蟲劑對桔小實蠅成蟲的毒力,以期為該蟲的毒力測定、抗性水平監(jiān)測等科學方法的建立和標準化提供依據(jù)。
實驗室內飼養(yǎng)多代的桔小實蠅,幼蟲用成熟香蕉飼養(yǎng),成蟲以蔗糖∶酵母=3∶1 飼養(yǎng)。養(yǎng)蟲室的溫度為25±1℃,光周期L/D=14 h/10 h。
90%敵百蟲原粉,南通江山農(nóng)藥化工股份有限公司提供;95%高效氯氰菊酯原粉,廣東立威化工有限公司提供;95.4%阿維菌素原粉,廣東省農(nóng)藥檢定所提供。
采用藥膜法進行生物測定。用丙酮溶解原藥,并稀釋配制成所需濃度藥液。取5 mL 藥液倒入容積為250 mL 三角瓶中,搖動,使瓶壁上形成均勻藥膜后將剩余藥液倒掉。所形成的藥膜面積約為270 cm2。待丙酮完全揮發(fā)后,引入桔小實蠅成蟲,再放入沾有10%蜜糖水的棉球后用紗布封住瓶口并用橡皮圈扎緊,將三角瓶倒立放置于溫度為25℃、濕度約65%±10%、L/D=14 h/10 h 的光照培養(yǎng)箱中。24 h 后觀察成蟲死亡率,其中阿維菌素處理組于72 h 后觀察死亡率。溶劑(丙酮)對照組死亡率小于10%的視為有效測定。
1.3.1 成蟲密度對毒力結果的影響
以濃度為4.93 mg/L 敵百蟲、1.68 mg/L 阿維菌素和1.86 mg/L 高效氯氰菊酯分別處理三角瓶形成藥膜后,向三角瓶中分別放入健康的4 日齡成蟲5、10、15、20、25、30、35、40、45、50頭,重復6 次。各處理組雌雄比例為1∶1。
1.3.2 不同日齡雌雄成蟲對藥劑敏感性的差異分別取健康的4、14、24、34、44、54、64、74 日齡雌雄成蟲。以4.93 mg/L 敵百蟲、1.86 mg/L 高效氯氰菊酯分別處理三角瓶形成藥膜后進行測試。雌蟲、雄蟲每個處理15 頭,重復6 次。
使用DPS 統(tǒng)計軟件分析試驗數(shù)據(jù),求出平均數(shù)和標準誤,并進行獨立樣本t 檢驗或鄧肯氏新復極差多重比較和擬合曲線。使用SPSS 軟件將試蟲死亡率與測定密度進行Pearson 相關性分析。
不同成蟲密度時3種殺蟲劑處理后桔小實蠅的死亡率均表現(xiàn)出明顯變化(表1)。敵百蟲處理以5-10 頭/瓶密度成蟲死亡率最高,為62.0%-72.0%;15-25 頭/瓶時隨著密度增大,死亡率由52.0%逐漸降低至22.4%;當密度增大至30 頭/瓶以上時死亡率降低至10%以下,并穩(wěn)定。阿維菌素、高效氯氰菊酯處理桔小實蠅成蟲死亡率隨著密度變化而變化的規(guī)律與敵百蟲明顯不同。阿維菌素處理桔小實蠅成蟲死亡率表現(xiàn)出的密度變化規(guī)律較弱,以30-50 頭成蟲/瓶時死亡率最高,為57.1%-71.5%;5、25 頭成蟲/瓶時較高,20、10、15 頭成蟲/瓶時最低。高效氯氰菊酯處理成蟲死亡基本沒有密度效應,僅5 頭/瓶時死亡率稍低,為28.0%,其他9個密度死亡率在35.5%-46.4%。Pearson 相關性分析表明敵百蟲處理成蟲校正死亡率與密度呈極顯著負相關(P<0.01),阿維菌素處理呈顯著正相關(P<0.05),高效氯氰菊酯處理相關性不顯著(P>0.05)。
表1 成蟲不同密度時敵百蟲、阿維菌素和高效氯氰菊酯對桔小實蠅的死亡率Table 1 Mortalities of Bactrocera dorsalis adults at different densities treated by trichlorphon,abamectin,and β-cypermethrin
經(jīng)擬合分析,不同測定密度下敵百蟲處理桔小實蠅成蟲校正死亡率與密度之間關系符合邏輯斯蒂模型(圖1),擬合值和實測值相關性達極顯著水平。阿維菌素處理成蟲死亡率與密度間關系符合多項式方程(圖2),而高效氯氰菊酯處理符合S 曲線方程(圖3)。
圖1 不同密度下敵百蟲處理桔小實蠅成蟲的死亡率模擬模型Fig.1 Model for mortality dynamic of Bactrocera dorsalis adults with different densities treated by trichlorphon
圖2 不同密度下阿維菌素處理桔小實蠅成蟲的死亡率模擬模型Fig.2 Model for mortality dynamic of Bactrocera dorsalis adults with different densities treated by abamectin
圖3 不同密度下高效氯氰菊酯處理桔小實蠅成蟲的死亡率模擬模型Fig.3 Model for mortality dynamic of Bactrocera dorsalis adults with different densities treated by β-cypermethrin
敵百蟲處理桔小實蠅不同日齡成蟲的死亡率變化明顯(表2),其中雌蟲4 日齡、74 日齡死亡率最高,分別為56.7%、45.6%;54、64 日齡較高,分別為42.2%、37.8%;44、34、24 日齡較低,分別為26.7%、22.8%、18.9%;最低是14日齡,為12.2%。與雌蟲不同的是雄蟲死亡率最高出現(xiàn)在4、54、64 日齡,分別為56.7%、46.7%、46.7%;其次是 64、44 日 齡,為37.8%、35.6%;再次是24、34 日齡,21.1%、17.8%;14 日齡最低,是7.8%。敵百蟲處理同一日齡雌蟲、雄蟲相比較死亡率差異均不顯著。
分析發(fā)現(xiàn)敵百蟲處理桔小實蠅雌雄蟲死亡率與日齡間關系均符合Johnson Schumacher 模型(圖4),擬合值與實測值相關性達顯著水平。從擬合曲線可看出小日齡的死亡率較高,隨著增加到20-30日齡及以后雌雄成蟲死亡率總體上趨于穩(wěn)定。
圖4 敵百蟲處理不同性別、日齡桔小實蠅成蟲的死亡率模擬模型Fig.4 Model for mortality dynamic of Bactrocera dorsalis adults with different gender and ages treated by trichlorphon
表2 敵百蟲、阿維菌素和高效氯氰菊酯處理不同日齡和性別桔小實蠅成蟲的死亡率Table 2 Mortalities of Bactrocera dorsalis adults at different ages and gender treated by trichlorphon,abamectin,and β-cypermethrin
高效氯氰菊酯處理不同日齡桔小實蠅雌雄成蟲的死亡率均呈現(xiàn)規(guī)律的變化(表2),以4 日齡的最低,分別為46.7%、28.9%;之后明顯增大,一般在24 日齡以后趨向穩(wěn)定。雌、雄成蟲死亡率與日齡間可用Quadratics Ratio 模型擬合(圖5),擬合值與實測值相關性達極顯著水平和顯著水平。同一日齡雌蟲死亡率大多高于雄蟲。
圖5 高效氯氰菊酯處理不同性別、日齡桔小實蠅成蟲的死亡率模擬模型Fig.5 Model for mortality dynamic of Bactrocera dorsalis adults with different gender and ages treated by-cypermethrin
本文研究結果顯示殺蟲劑對桔小實蠅成蟲的毒力與日齡、性別和殺蟲劑類型等有關。毒力測定結果表明,敵百蟲處理桔小實蠅成蟲死亡率隨著密度的增大而降低;阿維菌素處理密度為15-45 頭/瓶,死亡率隨著密度升高而升高;高效氯氰菊酯處理死亡率與密度相關性不顯著,密度為10-50 頭/瓶時死亡率較為穩(wěn)定。研究表明藥膜法測定殺蟲劑對桔小實蠅毒力時會因為試蟲數(shù)量(密度)的不同而獲得不同的結果。因此,需要確定試蟲的標準數(shù)量。可以用容器中單位容積(mL)或者單位藥膜面積(cm2)試蟲數(shù)量作為指標。根據(jù)本研究結果,結合殺蟲劑生物測定中試蟲總數(shù)的要求,提出的密度指標為:敵百蟲10-15 頭/250 mL或者18.2-27.4 cm2/頭,阿維菌素10-20 頭/250 mL 或者13.5-27.4 cm2/頭,高效氯氰菊酯 10-20 頭/250 mL 或 者 13.5-27.4 cm2/頭,綜合統(tǒng)一為10-15 頭/250 mL 或者27.4-18.2 cm2/頭。
殺蟲劑處理后桔小實蠅不同日齡成蟲或者不同性別成蟲死亡率出現(xiàn)一定差異,敵百蟲處理4日齡最高,而高效氯氰菊酯處理此日齡最低。這說明4 日齡成蟲或者可能是性成熟期前期與成熟后的蟲期對藥劑的敏感性差異較大。為了明確評估桔小實蠅種群對殺蟲劑的差異性,建議選取4日齡成蟲作為生物測定的供試蟲態(tài)。這與采用藥膜法測定藥劑對家蠅毒力時所選取的齡期一致(李國清等,1996;高錦亞等,1994)。在殺蟲劑對其他害蟲的測定中也出現(xiàn)了類似的隨著蟲齡變化而變化的現(xiàn)象。1-4 日齡家蠅雄蟲對溴氰菊酯的敏感性顯著低于5-8 日齡(徐菲等,2005)。本研究顯示桔小實蠅雌雄成蟲對敵百蟲的敏感性差異不顯著,因此,建議測定敵百蟲毒力時雌雄成蟲均可或者使用混合群體。但是,張宗炳(1988)指出雌蟲對有機磷類殺蟲劑的敏感性一般高于雄蟲,在梨小食心蟲研究中證實了這一點(Shearer and Usmani,2001)。在家蠅生物測定中一般選取雌蟲作為供試蟲態(tài)(李國清等,1996;高錦亞等,1994)。本文發(fā)現(xiàn)桔小實蠅雌蟲對高效氯氰菊酯的藥劑敏感性高于雄蟲,因此,在測定高效氯氰菊酯的毒力時建議使用桔小實蠅雌雄成蟲比例為1∶1 的混合群體。
References)
Drew RAI.The taxonomy and distribution of tropical and subtropical Dacinae(Diptera:Tephritidae)[J].World Crops Pests,1989,(3):13-66.
Gao JY,Lu JL,Leng XF.The effectiveness,toxicity and biodegradation of methoxyphenyl acetate IV.The Effectiveness,residual effect of methoxyphenyl acetate formulations to Mosquito and Housefly[J].Chinese Journal of Vector Biology & Control,1994,5(4):244-246.[高錦亞,盧金嶺,冷欣夫.甲氧殺蟲酯的藥效、毒性及生物降解的研究Ⅳ.甲氧殺蟲酯復配制劑對蚊蠅的藥效和殘留效果試驗[J].中國媒介生物學及控制雜志,1994,5(4):244-246]
Jean-Charles B,Thomas B,Dominique B,et al.Age-dependent response to insecticides and enzymatic variation in susceptible and resistant codling moth larvae[J].Archives of Insect Biochemistry and Physiology,2002,51(2):55-66.
Li GP,Peng HQ,Yang SM,et al.Method for testing the toxicity of insecticides and indoor toxicity of 9 insecticides to Adelphocoris suturalis[J].Plant Protection,2009,35(1):132-135.[李國平,封洪強,楊士敏等.殺蟲劑對中黑苜蓿盲蝽的毒力測定方法及9種殺蟲劑的室內毒力測定[J].植物保護,2009,35(1):132-135]
Li GQ,Wang YC,Li Xc,et al.Synergism of adjuvant—Nine Four Zero to the house fly[J].Journal of Hygienic Insecticides &Equipments,1996,2(2):26-27.[李國清,王蔭長,李顯春,等.增效劑九四〇對家蠅的增效作用[J].衛(wèi)生殺蟲藥械,1996,2(2):26-27]
Lin JT,Zeng L,Lu YY,et al.Research Advances in biology and control of Bactrocera(Bactrocera)dorsalis(Hendel)[J].Journal of Zhongkai Agrotechnical College,2004,17(1):60-67.[林進添,曾玲,陸永躍,等.2004.桔小實蠅生物學特性及防治研究進展[J].仲愷農(nóng)業(yè)技術學院學報,17(1):60-67]
Lin YY,Jin T,Zeng L,et al.Insecticide Toxicity to Oriental Fruit Fly Bactrocera dorsalis(Diptera:Tephritidae)is Influenced by Environmental Factors[J].Journal of Economic Entomology,2013,106(1):353-359.
Lin YY,Zeng L,Jin T,et al.Susceptible toxicity baseline data of the different types of insecticides for susceptible strains of oriental fruit fly[J].Journal of Environmental Entomology,2010,32(2):215-219.[林玉英,曾玲,金濤,等.不同類型殺蟲劑對桔小實蠅成蟲觸殺作用的毒力敏感基線[J].環(huán)境昆蟲學報,2010,32(2):215-219]
Pan ZP,Zeng L,Lu YY.Monitring of resistance of oriental fruit fly adults to insecticides in South China[J].Journal of South China Agriculture University,2005,26(4):23-26.[潘志萍,曾玲,陸永躍.華南地區(qū)桔小實蠅對幾種農(nóng)藥的抗藥性研究[J].華南農(nóng)業(yè)大學學報,2005,26(4):23-26]
Peng M,Deng XP.Difference in insecticide tolerance and enzyme activity of Spodoptera Exigua larvae at different instars[J].Journal of Southwest Agriculture University,2005,27(2):173-175+183.[彭梅,鄧新平.甜菜夜蛾不同齡期幼蟲藥劑敏感性及酶活性差異[J].西南農(nóng)業(yè)大學學報,2005,27(2):173-175+183]
Reuveny H,Ephraim C.Toxicity of azinphos-methyl to various development stages of the codling moth Cydia pomonella(Lepidoptera:Tortricidae)[J].Pest Management Science,2007,63(2):129-133.
Shearer PW,Usmani KA,2001.Sex-related response to organophosphorus and carbamate insecticides in adult Oriental fruit moth,Grapholita molesta[J].Pest Management Science,57(9):822-866.
Snodgrass G.Glass-vial bioassay to estimate insecticide resistance in adult tarnished plant bugs(Heteroptera:Miridae)[J].Journal of Economic Entomology,1996,89(5):1053-1059.
Tao J,Zeng L,Lin YY,et al.Insecticide resistance of the oriental fruit fly,Bactrocera dorsalis(Hendel)(Diptera:Tephritidae)in mainland China[J].Pest Management Science,2011,67(3):370-376.
Vargas RI,Carey JR.Comparative survival and demographic statistics for wild oriental fruit fly,Mediterranean fruit fly,and melon fly(Diptera:Tephritidae)on papaya[J].Journal of Economic Entomology,1990,83(4):1344-1349.
Vargas RI,Leblanc L,Putoa R,et al.Impact of introduction of Bactrocera dorsalis(Diptera:Tephritidae)and classical biological control releases of Fopius arisanus(Hymenoptera:Braconidae)on economically important fruit flies in French Polynesia[J].Journal of Economic Entomology,2007,100:670-679.
Wan X,Liu Y,Zhang B.Invasion History of the Oriental Fruit Fly,Bactrocera dorsalis,in the Pacific-Asia Region:Two Main Invasion Routes[J].PLoS ONE,2012,7(5):e36176.
Wang YJ,Ou XM,Pei H,et al.The study on sensitivities of different sex houseflies(Musca domestica)against insecticides[J].Pesticide Sciene and Administration,2005,2:29-31.[王永江,歐曉明,裴暉,等.不同性別家蠅對藥劑的敏感性比較[J].農(nóng)藥科學與管理,2005,2:29-31]
Xu F,Meng FX,Liu QY,et al.The susceptibility of male adult house fly(Musca domestica)to insecticide[J].Chinese Journal of Vector Biology & Control,2005,16(3):187-189.[徐菲,孟鳳霞,劉起勇,等.家蠅雄成蟲對殺蟲劑的敏感性測定[J].中國媒介生物學及控制雜志,2005,16(3):187-189]
Yan C,Li BT,Pei CM,et al.Effects of different instars and host plants on susceptibility of Henosepilachna vigintioctopunctata to insecticides[J].Acta Agriculture University Jiangxiensis,2008,30(4):610-613.[閆超,李保同,裴春梅,等.不同齡期和寄主植物對茄28 星瓢蟲藥劑敏感性的影響[J].江西農(nóng)業(yè)大學學報,2008,30(4):610-613]
Ye H.Distribution of the oriental fruit fly(Diptera:Tephritidae)in Yunnan Province[J].Insect Science,2001,8(2):175-182.Zeng L,Lu YY,Lin JT,et al.Prevention strategies and technologies oforiental fruit fly.In:Cheng ZM,et al eds.China Society of Plant Protection 2006 Academic Annual Meeting-Technological Innovation and Green Plant Protection[C].Beijing:China agricultural science and Technology Press,2006,11:19-23.[曾玲,陸永躍,林進添,等.桔小實蠅的防治策略和技術.見:成卓敏主編.中國植物保護學會2006年學術年會“科技創(chuàng)新與綠色植?!保跜].北京:中國農(nóng)業(yè)科學技術出版社,2006,11:19-23]
Zhang B,Liu YH,Zhao LL,et al.Research progress of oriental fruit fly Bactrocera dorsalis(Hendel)(Diptera:Tetriphitidae)[J].Chinese Agriculture Science Bulletin,2008,24(1):391-397.[張彬,劉映紅,趙嵐嵐,等.桔小實蠅研究進展[J].中國農(nóng)學通報,2008,24(1):391-397]
Zhang YP,Zeng L,Lu YY,et al.Monitoring of insecticides resistance of oriental fruit fly field populations in South China[J].Journal of Huazhong Agriculture University(Natural Science Edition),2008,27(4):456-459.[章玉蘋,曾玲,陸永躍,等.華南地區(qū)桔小實蠅田間種群抗藥性的監(jiān)測[J].華中農(nóng)業(yè)大學學報(自然科學版),2008,27(4):456-459]
Zhang ZB.Toxicity Testing of Insecticides[M].Beijing:Science Press,1988,15-36.[張宗炳.殺蟲藥劑的毒力測定[M].北京:科學出版社,1988,15-36]