崔永濤,林 佳,李廣宏,王方海*
(1.中山大學(xué)有害生物控制與資源利用國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室/昆蟲(chóng)學(xué)研究所,廣東廣州 510275;2.廣東天禾農(nóng)資股份有限公司,廣東廣州 510080)
蛻皮激素是由昆蟲(chóng)前胸腺分泌的一種多羥基化的固醇類(lèi)物質(zhì),對(duì)昆蟲(chóng)的生長(zhǎng)發(fā)育、繁殖、蛻皮和變態(tài)等具有重要作用[1]。多年來(lái)人們?cè)噲D將蛻皮激素開(kāi)發(fā)為殺蟲(chóng)劑,但由于天然蛻皮激素分離和提取比較困難、成本較高等原因,未能獲得成功。因此,農(nóng)業(yè)生物化學(xué)家轉(zhuǎn)而尋找和合成可以模擬蛻皮激素作用的化合物,進(jìn)而開(kāi)發(fā)成新的殺蟲(chóng)劑[2]。二?;骂?lèi)化合物是人工合成的非類(lèi)固醇類(lèi)蛻皮激素激活物,可以與蛻皮激素受體結(jié)合,從而可模擬天然蛻皮激素作用,引起蟲(chóng)體過(guò)早蛻皮。被該類(lèi)化合物處理的試蟲(chóng)雖能啟動(dòng)蛻皮,但舊表皮通常不能完全蛻去,而新表皮又未能完全形成,并伴有血淋巴流失和后腸脫出等導(dǎo)致死亡的癥狀[3]。由于這類(lèi)化合物的價(jià)格相對(duì)較低,且具有一定的專(zhuān)一性,只作用于特定的節(jié)肢動(dòng)物類(lèi)群,特別是鱗翅目昆蟲(chóng),對(duì)兩棲類(lèi)、鳥(niǎo)類(lèi)和哺乳類(lèi)等高等動(dòng)物則無(wú)害,具有較好的生態(tài)安全性,故近幾年在農(nóng)業(yè)害蟲(chóng)的綜合防治中得到了越來(lái)越多的應(yīng)用[4-6]。RH-2485是由美國(guó)Rohm-Haas公司合成并發(fā)展起來(lái)的新型二酰基肼類(lèi)化合物殺蟲(chóng)劑。
斜紋夜蛾(Spodopteralitura)是重要的農(nóng)業(yè)大害蟲(chóng),屬完全變態(tài)昆蟲(chóng),幼蟲(chóng)經(jīng)歷6個(gè)齡期,然后開(kāi)始化蛹并羽化為成蟲(chóng),該蟲(chóng)繁殖能力強(qiáng),抗藥性強(qiáng),很難防治[7-8]。不同發(fā)育時(shí)期的幼蟲(chóng)通常對(duì)殺蟲(chóng)劑的敏感性不同。鑒于此,筆者以農(nóng)業(yè)害蟲(chóng)斜紋夜蛾為試蟲(chóng),通過(guò)生物測(cè)定研究了具有蛻皮激素活性的化合物RH-2485對(duì)斜紋夜蛾生長(zhǎng)發(fā)育的影響,并測(cè)定了其具體作用的半數(shù)致死濃度、敏感齡期等,以期為田間利用RH-2485防治斜紋夜蛾提供理論依據(jù)。
1.1材料
1.1.1供試?yán)ハx(chóng)。斜紋夜蛾幼蟲(chóng)由中山大學(xué)昆蟲(chóng)研究所養(yǎng)蟲(chóng)室提供,用人工飼料飼養(yǎng),人工飼料配方參考陳其津等[9]、張南等[10]報(bào)道的方法并加以修改,具體配方:烘熟并滅菌的黃豆粉100 g,烘干并滅菌的麥麩80 g,酵母粉26 g,干酪素8 g,維生素C 8 g,氯化膽堿1 g,山梨酸2 g,膽固醇0.2 g,肌醇0.2 g,瓊脂26 g。具體配制方法:稱(chēng)取烘干并滅菌的黃豆粉、麥麩、酵母粉、干酪素,放入大燒杯中并混勻,加入500 mL蒸餾水浸泡2 h 以上;稱(chēng)取維生素C、氯化膽堿、山梨酸、膽固醇、肌醇,放入另一小燒杯中,加入100 mL蒸餾水溶解;將26 g瓊脂加入400 mL蒸餾水并煮沸,加入大燒杯中的混合物,再次煮沸后加入1 mL甲醛溶液,待沸騰后停止加熱,稍冷卻,倒入小燒杯中的混合物,攪拌均勻后趁熱倒入飼料盒中,等完全冷卻凝固后,置于4 ℃冰箱中保存?zhèn)溆谩?/p>
飼養(yǎng)條件:溫度為(28±1)℃,相對(duì)濕度為75%左右,光暗周期為16∶8 h。當(dāng)幼蟲(chóng)飼養(yǎng)到末齡階段,待其停止取食準(zhǔn)備化蛹時(shí),移至鋪有濕沙的器皿中。待蟲(chóng)蛹快羽化時(shí)(前2 d),將其從沙中取出,雌雄成對(duì)移至鋪有濾紙的罐頭瓶中,待其羽化和交配,加入10%左右的蜂蜜水補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng),每天觀(guān)察收集產(chǎn)在濾紙上的卵塊,收集到的卵塊用5%甲醛溶液消毒,放入培養(yǎng)皿中溫育孵化。
1.1.2供試化合物。具有蛻皮激素活性的化合物RH-2485購(gòu)于美國(guó)Rohm-Haas公司,純度在99%以上。用二甲基亞砜稀釋和溶解RH-2485粉末,并配制成不同濃度梯度的溶液備用。
1.2方法
1.2.1RH-2485對(duì)斜紋夜蛾3齡幼蟲(chóng)的半數(shù)致死濃度(LC50)的測(cè)定。根據(jù)頭殼寬度挑選生長(zhǎng)發(fā)育一致的斜紋夜蛾3齡幼蟲(chóng),分別用2 μL的1 000、100、50、10、1 mg/L濃度的RH-2485點(diǎn)滴在幼蟲(chóng)的前胸背板上。每個(gè)濃度處理組共用蟲(chóng)30頭,重復(fù)3次,以二甲基亞砜處理組為對(duì)照。每日觀(guān)察幼蟲(chóng)的生長(zhǎng)發(fā)育情況,并統(tǒng)計(jì)其死亡個(gè)數(shù)。
1.2.2斜紋夜蛾幼蟲(chóng)對(duì)RH-2485的敏感齡期的測(cè)定。用“1.2.1”項(xiàng)計(jì)算出的RH-2485的LC50劑量點(diǎn)滴處理不同齡期的幼蟲(chóng),每個(gè)齡期處理20頭幼蟲(chóng),重復(fù)3次,以二甲基亞砜處理組為對(duì)照。每天觀(guān)察并統(tǒng)計(jì)各齡期幼蟲(chóng)的死亡率、化蛹率、蛹重、蛹的歷期、羽化率、成蟲(chóng)歷期及每頭雌蟲(chóng)的產(chǎn)卵量等,以幼蟲(chóng)死亡率為主要指標(biāo),綜合考慮其他指標(biāo)判定RH-2485對(duì)斜紋夜蛾幼蟲(chóng)作用的敏感齡期。
1.2.3斜紋夜蛾幼蟲(chóng)對(duì)RH-2485的最敏感日齡的測(cè)定。由“1.2.2”項(xiàng)可獲知RH-2485對(duì)斜紋夜蛾幼蟲(chóng)作用的敏感齡期,而敏感齡期的幼蟲(chóng)要經(jīng)歷幾天才能過(guò)渡到下一個(gè)齡期。用RH-2485 LC50的劑量點(diǎn)滴處理敏感齡期中不同發(fā)育天數(shù)的幼蟲(chóng),每日齡幼蟲(chóng)處理20頭,重復(fù)3次,以二甲基亞砜處理為對(duì)照。每天觀(guān)察并統(tǒng)計(jì)幼蟲(chóng)的死亡率、化蛹率、蛹重、蛹的歷期、羽化率、成蟲(chóng)歷期及每頭雌蟲(chóng)的產(chǎn)卵量等,以幼蟲(chóng)死亡率為主要指標(biāo),綜合考慮其他指標(biāo)判定RH-2485對(duì)斜紋夜蛾幼蟲(chóng)作用的最敏感日齡。
1.3數(shù)據(jù)處理LC50的計(jì)算依據(jù)張志祥等[11]的方法。其余各項(xiàng)數(shù)據(jù)采用SPSS 12.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)及方差分析。
2.1RH-2485對(duì)斜紋夜蛾3齡幼蟲(chóng)作用的LC50結(jié)果表明,RH-2485的濃度越高,斜紋夜蛾幼蟲(chóng)死亡率也越高,1~50 mg/L濃度的致死率在23.3%~74.3%,100 mg/L濃度的致死率在90%左右,1 000 mg/L濃度的致死率為96.7%。
通過(guò)方差分析可知,各濃度的死亡率有顯著差異。依據(jù)張志祥等[11]的方法,在Excel軟件中計(jì)算出具有蛻皮激素活性的化合物RH-2485對(duì)斜紋夜蛾3齡幼蟲(chóng)作用的LC50為5.221 mg/L,毒力回歸方程為:y=4.332+0.931x,95%置信度為2.349~11.605 mg/L。
由圖1可知,RH-2485的濃度越高,其處理的3齡斜紋夜蛾幼蟲(chóng)的平均致死時(shí)間越短。
圖1 經(jīng)不同濃度RH-2485處理的斜紋夜蛾3齡幼蟲(chóng)致死所需時(shí)間Fig.1 The lethal time of the third instar larvae of S.litura treated by different concentrations of RH-2485
2.2斜紋夜蛾幼蟲(chóng)對(duì)RH-2485的敏感齡期用5 mg/L RH-2485處理各齡期的斜紋夜蛾幼蟲(chóng)后,從死亡率上看,1齡、2齡幼蟲(chóng)的死亡率最高,兩者之間無(wú)顯著差異,但是與其他齡期相比,死亡率有明顯差異。在化蛹率和羽化率上,1齡和2齡幼蟲(chóng)間也無(wú)顯著差異,但是和其他齡期存在顯著差異。各齡期具體比較發(fā)現(xiàn),死亡率、化蛹率和羽化率均值為1、2齡>3齡>4齡>5齡>6齡。在蛹重、蛹的歷期、成蟲(chóng)歷期、每頭雌蟲(chóng)的產(chǎn)卵量幾個(gè)指標(biāo)上1~5齡幼蟲(chóng)之間無(wú)顯著差異,但是和6齡幼蟲(chóng)之間有顯著差異,并且6齡的這幾個(gè)指標(biāo)要明顯高于1、2齡幼蟲(chóng),也就是1、2齡幼蟲(chóng)相對(duì)6齡幼蟲(chóng)來(lái)說(shuō),蛹較輕,蛹和成蟲(chóng)發(fā)育歷期更短,每頭雌蟲(chóng)的產(chǎn)卵量也更低(表1)。因此,以死亡率為主要指標(biāo),綜合其他指標(biāo),初步判定,斜紋夜蛾幼蟲(chóng)對(duì)RH-2485敏感的齡期為1~2齡,同時(shí)可以發(fā)現(xiàn)齡期越大,斜紋夜蛾幼蟲(chóng)對(duì)RH-2485的敏感性越小。
表1 RH-2485(5 mg/L)對(duì)不同齡期幼蟲(chóng)發(fā)育的影響
注:表中數(shù)值為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤;同列數(shù)值后不同字母表示處理間在0.05水平差異顯著
Note:The data in the table was mean+SE; the different lowercases at the same column represented significant differences among treatments at 0.05 level
2.3斜紋夜蛾幼蟲(chóng)對(duì)RH-2485的最敏感時(shí)間由“2.2”結(jié)果可知,RH-2485對(duì)斜紋夜蛾作用的敏感齡期為1、2齡幼蟲(chóng),這2個(gè)齡期大約經(jīng)歷4 d。用接近RH-2485的LC50的劑量(5 mg/L)分別處理第1~4天的幼蟲(chóng)。由表2可知,5 mg/L RH-2485處理的這些不同日齡的幼蟲(chóng)在死亡率、化蛹率、蛹重、蛹的歷期、羽化率、成蟲(chóng)歷期及每頭雌蟲(chóng)的產(chǎn)卵量方面均無(wú)顯著差異。
表2 濃度為5 mg/L的RH-2485對(duì)1、2齡不同發(fā)育天數(shù)的幼蟲(chóng)發(fā)育的影響
注:表中數(shù)值為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤;同列數(shù)值后不同字母表示處理間在0.05水平差異顯著
Note:The data in the table was mean+SE; the different lowercases at the same column represented significant differences among treatments at 0.05 level
已有文獻(xiàn)報(bào)道,具有蛻皮激素生物活性的非內(nèi)固醇二?;骂?lèi)化合物RH-5849[12-14]、RH-5992[4,15]、RH-0345[16]都已經(jīng)成功開(kāi)發(fā)為殺蟲(chóng)劑,并具有明顯效果。RH-5849,商品名稱(chēng)為抑食肼,對(duì)許多鱗翅目害蟲(chóng)、部分雙翅目和鞘翅目害蟲(chóng)有較好的殺蟲(chóng)效果,目前已經(jīng)在蔬菜、水果、花卉等經(jīng)濟(jì)作物上大范圍使用,用來(lái)防治害蟲(chóng),取得了很好的效果。RH-5992,商品名蟲(chóng)酰肼,主要用于防治鱗翅目害蟲(chóng)的幼蟲(chóng),其毒殺作用比RH-5849更強(qiáng)。與RH-5849和RH-5992相比,RH-0345對(duì)鱗翅目的活性則比較低,但因其具有較強(qiáng)的土壤內(nèi)吸作用,故對(duì)鞘翅目類(lèi)害蟲(chóng),如金龜子幼蟲(chóng)和土壤害蟲(chóng)有很好的殺滅效果,在美國(guó)主要以商品名MACH用于牧草、草皮和觀(guān)賞植物的害蟲(chóng)防治[5]。
該試驗(yàn)采用上述系列化合物中的最新產(chǎn)品RH-2485處理鱗翅目害蟲(chóng)斜紋夜蛾也同樣取得了明顯的效果。100 mg/L RH-2485對(duì)3齡幼蟲(chóng)的致死率可達(dá)90%,1 000 mg/L RH-2485對(duì)3齡幼蟲(chóng)的致死率為96.7%。RH-2485濃度越高,對(duì)幼蟲(chóng)的致死時(shí)間越短。通過(guò)分析得出,RH-2485對(duì)3齡幼蟲(chóng)的半致死濃度僅為5.22 mg/L,半致死劑量(LD50)約為10 ng,即1 mg的劑量就可以殺死5萬(wàn)頭左右的幼蟲(chóng)。因此可以判定,RH-2485對(duì)斜紋夜蛾幼蟲(chóng)具有很好的防治作用。
斜紋夜蛾幼蟲(chóng)有6個(gè)不同的發(fā)育齡期,用RH-2485的半致死濃度劑量處理不同齡期的幼蟲(chóng),從死亡率上看,1齡、2齡幼蟲(chóng)的死亡率最高,兩者之間無(wú)顯著差異,但是與其他齡期相比有顯著差異。此外,在化蛹率和羽化率上,1齡、2齡幼蟲(chóng)間也無(wú)顯著差異,但是與其他齡期也存在顯著差異。因此,以死亡率為主要指標(biāo),可以判定,斜紋夜蛾幼蟲(chóng)對(duì)RH-2485的敏感齡期為1、2齡幼蟲(chóng),齡期越大,斜紋夜蛾幼蟲(chóng)對(duì)RH-2485的敏感性越小。根據(jù)這些研究結(jié)果,認(rèn)為在田間使用RH-2485防治斜紋夜蛾幼蟲(chóng)時(shí),在幼蟲(chóng)發(fā)育早期,即1、2齡進(jìn)行施藥,將會(huì)取得最佳殺蟲(chóng)效果。如果錯(cuò)過(guò)這2個(gè)齡期,施藥則越早越好,因斜紋夜蛾高齡幼蟲(chóng)對(duì)藥物的敏感性比低齡幼蟲(chóng)要低得多。
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