周興隆, 楊順義, 沈慧敏

(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院,草業(yè)生態(tài)系統(tǒng)省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,中-美草地畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展中心， 蘭州 730070)

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二斑葉螨混合抗性種群相對(duì)適合度的研究

周興隆, 楊順義, 沈慧敏*

(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院,草業(yè)生態(tài)系統(tǒng)省部共建教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,中-美草地畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展中心， 蘭州 730070)

研究了二斑葉螨抗甲氰菊酯、阿維菌素、螺螨酯混合品系(R)和敏感品系(S)的生長發(fā)育與生殖情況，比較種群的生物適合度。結(jié)果表明：與敏感品系(S)相比，抗性品系各螨態(tài)發(fā)育歷期和產(chǎn)卵量均存在不同程度的下降，抗性品系的凈生殖率(R0=12.765 9)遠(yuǎn)低于敏感品系(R0=42.420 3)，相對(duì)適合度為敏感品系的0.300 9倍，存在適合度缺陷；其他生命表參數(shù)無種群差異。

二斑葉螨； 抗性相對(duì)適合度； 生命表

殺蟲殺螨劑的不合理使用導(dǎo)致了嚴(yán)重的抗藥性，使得殺蟲殺螨劑的研發(fā)速度遠(yuǎn)滯后于藥劑的淘汰速度，且其研發(fā)周期長、成本高，故保護(hù)現(xiàn)有品種，延長其使用壽命，對(duì)于降低殺蟲殺螨劑的應(yīng)用成本具有非常重要的意義。

二斑葉螨(TetranychusurticaeKoch)又稱二點(diǎn)葉螨，是蔬菜、花卉、果樹等的重要害螨之一，能取食50科200余種植物。該螨以刺吸式口器刺吸植物的汁液；幼、若螨和成螨，均能為害寄主的葉片、芽和嫩莖[1]。近年來，二斑葉螨對(duì)我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的危害越來越嚴(yán)重，且由于螨體小、世代多、繁殖速度快、發(fā)育歷期短，極易產(chǎn)生抗藥性[2]。螺螨酯、甲氰菊酯、阿維菌素對(duì)二斑葉螨各個(gè)螨態(tài)均有效，且3種殺螨劑之間沒有交互抗性。本研究通過構(gòu)建種群生命表，比較了二斑葉螨對(duì)阿維菌素、甲氰菊酯、螺螨酯混劑抗性品系(R)和敏感品系(S)的生命、生殖參數(shù)，并用凈增殖率(R0)來確定兩個(gè)品系的相對(duì)適合度，以期為二斑葉螨的抗性治理提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

二斑葉螨2007年采自甘肅省蘭州市興隆山國家級(jí)森林公園。

1.2 供試藥劑

20%甲氰菊酯(fenpropathrin)乳油(紅太陽集團(tuán)有限公司)、240 g/L螺螨酯(spirodiclofen)懸浮劑(德國拜耳作物科學(xué)公司)、18 g/L阿維菌素(abamectin)乳油(河北伊諾生化有限公司)。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 二斑葉螨敏感品系(susceptible strain, S)的建立

2007年6月底采自甘肅省蘭州市興隆山國家級(jí)森林公園，不接觸任何藥劑的情況下采用雌雄單系(一雌一雄用葉碟法在培養(yǎng)皿中)飼養(yǎng)繁殖，將其后代轉(zhuǎn)移到盆栽豇豆苗上，在人工氣候室內(nèi)大量飼養(yǎng)，約40代作為二斑葉螨相對(duì)敏感品系(S)來源；飼養(yǎng)條件為：溫度(25±l)℃，相對(duì)濕度(60±5)%，光照周期L∥D=16 h∥8 h。

1.3.2 二斑葉螨抗性品系(resistant strain, R)的選育

將阿維菌素、甲氰菊酯、螺螨酯混合(阿維菌素、甲氰菊酯、螺螨酯單劑的LC50為汰選濃度，體積比為阿維菌素∶甲氰菊酯∶螺螨酯=1∶1∶1)，均勻噴灑至從敏感品系(S)中選出的部分二斑葉螨個(gè)體上，進(jìn)行抗性種群汰選。用藥4～5次，待其種群擴(kuò)增后，用葉片殘毒法進(jìn)行室內(nèi)毒力測(cè)定一次，計(jì)算其致死中濃度(LC50)，并與敏感種群比較，求出抗性倍數(shù)(RR)，記為一個(gè)汰選周期。連續(xù)汰選3個(gè)周期后，逐漸增加汰選濃度，掌握抗藥性的發(fā)展趨勢(shì)，直至選育出抗性較高的抗性品系(R)。飼養(yǎng)條件同上。

1.3.3 實(shí)驗(yàn)種群生命表的組建

本試驗(yàn)在光照培養(yǎng)箱中進(jìn)行，設(shè)置溫度為(25±1)℃，光照周期L∥D=16 h∥8 h，相對(duì)濕度為(60±5)%，飼養(yǎng)期間停止用藥。在直徑為9 cm的培養(yǎng)皿內(nèi)放置一塊1 cm厚,與培養(yǎng)皿大小相適的浸水海綿，其表面覆一張等面積濾紙，將平整完好無螨菜豆葉片背面向上平鋪于濾紙表面，葉柄及葉片周圍用脫脂棉包圍，以便葉片吸水保鮮并防止二斑葉螨逃逸[3]，每一葉片上接一頭雌成螨，產(chǎn)卵后即棄去，保留新鮮卵1粒，每隔12 h記錄二斑葉螨發(fā)育歷期及存活狀況，當(dāng)發(fā)育為成螨時(shí)，統(tǒng)計(jì)性比，并且每葉接1頭雄螨交配，記錄每日每雌產(chǎn)卵量及成螨的存活數(shù)，直至死亡。敏感品系(S)和抗性品系(R)各飼養(yǎng)60頭。

1.3.4 數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)處理分析均用SPSS 19.0和Excel軟件進(jìn)行。根據(jù)符海波等[4]和何林等[5]的方法組建二斑葉螨敏感品系(S)、抗性品系(R)的生命生殖力表，計(jì)算各項(xiàng)生命參數(shù)。各項(xiàng)生命參數(shù)用以下公式分別計(jì)算得出：

2 結(jié)果與分析

2.1 二斑葉螨抗阿維菌素、甲氰菊酯、螺螨酯混劑種群選育結(jié)果

在室內(nèi)條件下，經(jīng)過連續(xù)59代的抗性選育，二斑葉螨對(duì)阿維菌素的LC50由1.83 mg/L上升至1 207.76 mg/L，抗性倍數(shù)達(dá)到658.44倍；對(duì)甲氰菊酯的LC50由35.75 mg/L上升至6 108.63 mg/L，抗性倍數(shù)達(dá)到170.88倍；對(duì)螺螨酯的LC50由45.31 mg/L上升至2 805.62 mg/L，抗性倍數(shù)達(dá)到61.93倍，均成為高抗種群(表1)。

表1 二斑葉螨抗性品系(R)的選育結(jié)果

2.2 二斑葉螨抗性品系(R)和敏感品系(S)發(fā)育歷期

抗性品系(R)與敏感品系(S)比較，各螨態(tài)發(fā)育歷期均有不同程度的縮短，但其變化除成蟲外差異不顯著。其中卵期縮短率最低，僅為6.23%；第一若螨期與第二若螨期縮短率次之，分別為12.94%和11.65%；幼螨期縮短率達(dá)23.21%；成螨期縮短率達(dá)61.85%，為最大；此外，3個(gè)靜止期也有不同程度的縮短，縮短率第一靜止期為15.79%，第二靜止期為14.89%，第三靜止期為10.48%；就壽命而言，敏感品系(S)可達(dá)22.51 d，抗性品系(R)縮短至13.63 d，壽命縮短了39.45%(表2)。

表2 二斑葉螨抗性品系(R)和敏感品系(S)的發(fā)育歷期1)

1)表中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤，同行數(shù)據(jù)后有相同英文字母表示經(jīng)Duncan法多重比較差異不顯著(P>0.05)。

The data in the table are mean±SE; the same letters in the same row indicate no significant difference by Duncan’s multiple range test (P>0.05).

2.3 二斑葉螨抗性品系(R)和敏感品系(S)的繁殖力

每雌日均產(chǎn)卵量抗性品系(R)為3.12粒，敏感品系(S)為4.84粒；每雌總產(chǎn)卵量抗性品系(R)為54.56粒，敏感品系(S)為75.25粒?？梢?，無論每雌日均產(chǎn)卵量還是每雌總產(chǎn)卵量抗性品系(R)都顯著低于敏感品系(S)(P<0.05)，說明抗性種群生殖力下降，表明抗性品系(R)存在生殖不利性(表3)。

表3 二斑葉螨抗性品系(R)和敏感品系(S)的繁殖力1)

1)表中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤，同一列數(shù)據(jù)后不同英文字母表示經(jīng)Duncan法多重比較差異顯著(P<0.05)。

The data in the table are mean±SE; the different letters in the same column indicate significant difference by Duncan’s multiple range test (P<0.05).

2.4 二斑葉螨的種群生物學(xué)參數(shù)

二斑葉螨抗性品系(R)、敏感品系(S)的凈增殖率R0、平均世代周期T、內(nèi)稟增長率rm(用近算法)[6-7]、周限增長率λ和種群加倍時(shí)間Dt見表4。結(jié)果顯示，在溫度(25±1)℃，光照L∥D=16 h∥8 h，相對(duì)濕度為(60±5)%、食物充足、排除天敵和雨水等飼養(yǎng)條件下，二斑葉螨抗性品系(R)、敏感品系(S)的內(nèi)稟增長率rm依次為0.303 4、0.215 0(rm均大于0)，說明二斑葉螨種群數(shù)量上升。與敏感品系(S)相比，抗性品系(R)的內(nèi)稟增長率，世代周期、周限增長率和種群加倍時(shí)間均沒有明顯差異，但凈生殖率小于敏感品系?？剐苑N群的相對(duì)適合度為0.300 9(Rf<1)，表明二斑葉螨抗性品系(R)適合度下降，存在一定程度的生殖不利性。

表4 二斑葉螨抗性品系(R)和敏感品系(S)試驗(yàn)種群生命參數(shù)

3 討論

二斑葉螨抗性的發(fā)展受抗性基因的影響[8]，如果其種群中抗性基因個(gè)體適合度存在不利性，則導(dǎo)致抗性基因頻率下降[9-12]，混用殺蟲殺螨劑可以使敏感性得到恢復(fù)[10-11]；反之，如果抗性種群中不存在適合度不利性，則殺蟲殺螨劑的混用只能延緩抗性，而不能成功治理其抗性[13]。本文結(jié)果顯示二斑葉螨抗性品系(R)的相對(duì)適合度為0.300 9(Rf<1)，表明二斑葉螨抗性品系(R)適合度存在缺陷，阿維菌素、甲氰菊酯和螺螨酯的混用有利于抗性治理；相較于敏感品系(S)，抗性品系(R)各螨態(tài)發(fā)育歷期、平均世代周期和種群加倍時(shí)間均有不同程度的縮短，說明該混合劑有刺激二斑葉螨發(fā)育速率加快的作用。這種刺激作用與孟祥梅等[14]、何林等[15]的研究結(jié)果一致，也符合生產(chǎn)中對(duì)葉螨頻繁施藥后，種群數(shù)量上升越快的實(shí)際情況。特別需要說明的是第一若螨期的縮短，使得子代雄成螨與親代雌成螨的交配率大大增加，這對(duì)有孤雌產(chǎn)雄生殖方式的二斑葉螨在田間擴(kuò)散后短期內(nèi)繁殖種群有積極意義。

[1] 匡海源,程立生.關(guān)于區(qū)分朱砂葉螨和二斑葉螨兩個(gè)近似種的研究[J].昆蟲學(xué)報(bào),1990,33(1):109-116.

[2] 趙衛(wèi)東,王開運(yùn),姜興印,等.二斑葉螨對(duì)阿維菌素, 噠螨靈和甲氰菊酯的抗性選育及其解毒酶活力變化[J].昆蟲學(xué)報(bào),2004,46(6):788-792.

[3] 甘麗萍,張新虎.二斑葉螨實(shí)驗(yàn)種群生物學(xué)特性的研究[J].西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào),2004,13(3):66-69.

[4] 符海波,張志剛,沈慧敏,等.二斑葉螨對(duì)螺螨酯抗性和敏感種群相對(duì)適合度的研究[J].植物保護(hù),2011,37(5):115-117.

[5] 何林,楊羽,符建章,等.朱砂葉螨阿維菌素抗性品系選育及適合度研究[J].植物保護(hù)學(xué)報(bào),2005,31(4):395-400.

[6] 徐汝梅.昆蟲種群生態(tài)學(xué)[M].北京:北京師范大學(xué)出版社,1987.

[7] Chain-ing T S, Poe S L, Cromroy H L.Biology, life table, and intrinsic rate of increase ofTetranychusurticae[J].Annals of the Entomological Society of America,1976,69(2):362-364.

[8] 唐振華,吳士雄.昆蟲抗藥性的遺傳與進(jìn)化[M].上海：上海科學(xué)技術(shù)出版社,2000.

[9] Georghiou G P.Insecticide resistance and prospects for its management [J].Residue Reviews,1980,76:131-145.

[10]Georghiou G P.Management of resistance in Arthropods [M]∥Georghiou G P,Saito T.Pest resistance to pesticides:challenges and prospects.New York:Plenum Press,1983:769-792.

[11]Roush R T, Mckenzie J A.Ecological genetics of insecticide and acaricide resistance[J].Annual Review of Entomology,1987,32(1):361-380.

[12]Leeper J R, Roush R T, Reyolds H T.Preventing or managing resistance in arthropods[M]∥Committee on strategies for the management of pesticide resistant pest populations, national research council. Pesticide resistance: strategies and tactics for management. Washington D C:National Academy Press, 1986:335-346.

[13]Denholm I, Rowland M, Farnham A W, et al.Laboratory evaluation and empirical modeling of resistance-countering strategies [M]∥Green M B, LeBaron H M, Moberg W K. Managing resistance to agrochemicals from fundamental research to practical strategies. American Chemical Society,1990:92-104.

[14]孟祥梅,周玉書,郭崇友.二斑葉螨對(duì)阿維菌素抗性和敏感品系相對(duì)適合度的研究[J].植物保護(hù),2007,33(2):55-57.

[15]何林, 薛傳華, 趙志模, 等. 朱砂葉螨抗性品系不同溫度下的相對(duì)適合度[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào), 2008, 19(11): 2449-2454.

Relative fitness of Tetranychus urticae with multiple resistance

Zhou Xinglong, Yang Shunyi, Shen Huimin

(College of Prataculture, Gansu Agricultural University, Key Laboratory of Grassland Ecosystem,Ministry of Education, The Sino-U.S. Center for Grazingland Ecosystem Sustainability, Lanzhou 730070， China)

Development, reproduction and biotic fitness of the susceptible strain and the strain with multiple resistance to fenpropathrin,abamectin and spirodiclofen were evaluated usingTetranychusurticaeKoch. The results showed that, compared to the susceptible strain, the developmental duration and oviposition of resistant strain declined. The net reproduction rate (R0) of the resistant strain (12.765 9) was significantly lower than that of the susceptible strain (42.420 3), but no significant differences were found in other biological parameters. The relative fitness was 0.300 9 times as that of the susceptible strain, indicating an obvious fitness cost.

Tetranychusurticae； relative fitness； life table

2014-03-19

2014-06-18

國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(31260442);公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項(xiàng)(201103020)

S 481.4

A

10.3969/j.issn.0529-1542.2015.02.009

* 通信作者 E-mail:ndshm@gsau.edu.cn