朱 鳳，王利華，張谷豐，潘 磊，張?jiān)铝粒：闈?，易紅娟，邰德良，方繼朝

（1.江蘇省植物保護(hù)植物檢疫站，江蘇南京210036；2.江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所，江蘇南京210014；3.江蘇省南通市通州區(qū)植物保護(hù)指導(dǎo)站，江蘇南通226300；4.江蘇省東臺(tái)市植保植檢站，江蘇東臺(tái)224200）

灰飛虱是我國(guó)重要的水稻害蟲之一，在各水稻種植區(qū)均有分布，尤以長(zhǎng)江中下游和江淮稻區(qū)發(fā)生危害較重。灰飛虱的防治大多以化學(xué)農(nóng)藥為主，毒死蜱是常用的殺蟲劑之一。昆蟲抗性的產(chǎn)生是大量使用殺蟲劑的必然后果，目前已發(fā)現(xiàn)灰飛虱對(duì)多種殺蟲劑產(chǎn)生了抗性。如班蘭鳳等監(jiān)測(cè)發(fā)現(xiàn)，江蘇、浙江、安徽等地灰飛虱對(duì)噻嗪酮、高效氯氰菊酯、氟蟲腈等產(chǎn)生了低到高等水平的抗性，對(duì)毒死蜱產(chǎn)生了中高水平的抗性［1］。廣東、福建灰飛虱對(duì)毒死蜱產(chǎn)生了中等水平的抗性［2］。抗性是昆蟲對(duì)殺蟲劑脅迫的一種進(jìn)化反應(yīng)，與敏感種群相比，抗性試蟲在形態(tài)特征、生理反應(yīng)、生物學(xué)特性等方面都存在一定的差異，常因解毒代謝酶活性上升或靶標(biāo)基因突變導(dǎo)致更高的能量成本或突變?nèi)毕?，從而產(chǎn)生適合度代價(jià)。Kliot等總結(jié)2012年以前殺蟲劑抗性導(dǎo)致的適合度代價(jià)發(fā)現(xiàn)，半翅目、雙翅目、鱗翅目以及鞘翅目害蟲如褐飛虱（Nilaparvata lugens）、煙粉虱 （Bemisia tabaci）、淡色庫(kù)蚊（Culex pipiens）、家蠅（Musca domestica）、小菜蛾（Plutella xylostella）、蘋 果 蠹 蛾 （Cydia pomonella）、馬 鈴 薯 甲 蟲（Leptinotarsa decemlineata）、赤擬谷盜（Tribolium castaneum）等有機(jī)磷、菊酯或新煙堿類殺蟲劑抗性品系常具有存活率下降、繁殖力降低等現(xiàn)象［3］。此外近期研究發(fā)現(xiàn)，對(duì)甲氧蟲酰肼、螺蟲乙酯、氰氟蟲腙等新型殺蟲產(chǎn)生抗性的家蠅、扶桑綿粉蚧（Phenacoccus solenopsis）、小菜蛾等也具有適合度代價(jià)［4－6］，但對(duì)蚊蠅醚產(chǎn)生抗性的煙粉虱其適合度不變［7］，馬拉硫磷抗性赤擬谷盜、阿維菌素抗性小菜蛾和胡瓜鈍綏螨（Neoseiulus cucumeris）等甚至存在適合度優(yōu)勢(shì)［8－10］。

溫度在害蟲種群發(fā)展中具有重要作用，對(duì)害蟲的分布、生長(zhǎng)發(fā)育、繁殖等都存在不同程度的影響。灰飛虱的卵、雌若蟲和雄若蟲的發(fā)育起點(diǎn)溫度在10～16℃，25～28℃是灰飛虱的最適生長(zhǎng)、繁殖溫度，30℃時(shí)若蟲發(fā)育歷期延長(zhǎng)，成蟲羽化率極低，不利于灰飛虱的生存［11－12］。害蟲對(duì)溫度的適應(yīng)性受殺蟲劑抗性等因素的影響，抗性的產(chǎn)生可能導(dǎo)致害蟲熱激蛋白等抗逆性相關(guān)物質(zhì)基礎(chǔ)表達(dá)上調(diào)，從而增加其溫度適應(yīng)性［13－14］；也可能降低極端溫度脅迫下熱激蛋白、保護(hù)酶等的誘導(dǎo)表達(dá)水平，導(dǎo)致害蟲熱激后適合度下降［15］。目前抗性影響害蟲種群生命參數(shù)的研究多集中在適溫范圍，對(duì)不適生長(zhǎng)環(huán)境中抗性種群發(fā)展規(guī)律的了解有限。毒死蜱抗性灰飛虱在27℃時(shí)具有明顯的適合度缺陷［16］，但在不適溫度環(huán)境中其適合度是否與27℃時(shí)一致目前還不清楚，因此本研究組建在15、20、24、27、30℃等 5個(gè)溫度環(huán)境下灰飛虱抗性和敏感種群的生命表，比較抗性和敏感種群的繁殖力、發(fā)育歷期等生命參數(shù)，計(jì)算抗性品系在不同溫度下的相對(duì)適合度，以期進(jìn)一步明確毒死蜱抗性灰飛虱對(duì)溫度適應(yīng)性的影響，為細(xì)化灰飛虱的綜合治理策略提供幫助。

1 材料與方法

1.1 供試灰飛虱品系和藥劑

敏感品系（SS）：2001年采自云南楚雄稻田，然后在人工氣候室中用武運(yùn)粳7號(hào)長(zhǎng)期飼養(yǎng)，期間不接觸任何殺蟲劑。

抗性品系（RR）：用毒死蜱對(duì)敏感品系進(jìn)行連續(xù)篩選，在經(jīng)過25代的篩選后，抗性上升到188.5倍。

飼養(yǎng)條件：溫度為（27±1）℃，相對(duì)濕度為65%、光暗周期為14 h10 h。試驗(yàn)在江蘇省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所的人工氣候箱內(nèi)進(jìn)行，于2015年完成。

1.2 試驗(yàn)種群生命表的組建

抗性和敏感灰飛虱不同溫度下種群生命表的組建參考王利華等的方法［16］。試驗(yàn)設(shè)置 15、20、24、27、30℃等 5個(gè)溫度。試驗(yàn)時(shí)從抗性和敏感種群飼養(yǎng)筐內(nèi)隨機(jī)選取50對(duì)成蟲在試管（5對(duì)／管）中飼養(yǎng)5 d（試管中預(yù)先放置濕潤(rùn)紙巾包住根部的武運(yùn)粳7號(hào)稻苗），移除成蟲，觀察試管中若蟲孵出情況，每天移除初孵若蟲直到若蟲孵出盛期，然后從10管中隨機(jī)取60頭初孵若蟲在各個(gè)試驗(yàn)溫度下單頭單管飼養(yǎng)，每天觀察試蟲情況，直到成蟲羽化，統(tǒng)計(jì)若蟲存活率和發(fā)育歷期。同時(shí)，將其他孵化的若蟲轉(zhuǎn)移到飼養(yǎng)筐中，與發(fā)育歷期試蟲置于相同條件下，待試蟲羽化后配對(duì)，單對(duì)飼養(yǎng)于玻璃試管中，前7 d每天更換新稻苗，并收集更換的稻苗，每天觀察若蟲孵化情況，統(tǒng)計(jì)孵出若蟲數(shù)。在連續(xù)3 d無若蟲孵出時(shí)視為稻苗上若蟲已全部孵化。根據(jù)最早孵出若蟲試管的稻苗更換日期計(jì)算產(chǎn)卵前期，等于最早孵出若蟲稻苗更換日期減去成蟲羽化的日期。卵孵化歷期＝若蟲孵出日期－產(chǎn)卵日期。

生命參數(shù)統(tǒng)計(jì)分析采用SPSS軟件，在0.05水平上進(jìn)行差異顯著性分析。同一品系不同溫度間比較采用單因素ANOVA分析，同一溫度抗性和敏感品系間比較采用t－test。種群趨勢(shì)指數(shù)（I）和相對(duì)適合度的計(jì)算參照劉澤文等的方法［17］，其中 I＝Nn＋1／Nn，Nn表示當(dāng)代個(gè)體數(shù)；Nn＋1表示下一代個(gè)體數(shù)；相對(duì)適合度 ＝I抗性種群／I敏感種群或 I其他溫度／I24℃。

2 結(jié)果與分析

2.1 抗性灰飛虱在不同溫度下的發(fā)育歷期

抗性灰飛虱若蟲發(fā)育歷期在不同溫度間存在明顯差異。在溫度為15、20、24、27℃的環(huán)境中，若蟲發(fā)育歷期隨溫度升高而縮短，在15℃時(shí)最長(zhǎng)，27℃時(shí)最短，15℃雌雄蟲的平均發(fā)育歷期分別是27℃的3.55、3.43倍（圖1）。但當(dāng)溫度達(dá)到30℃時(shí)，若蟲發(fā)育被抑制，其發(fā)育歷期顯著長(zhǎng)于27℃。在相同溫度下與敏感品系相比，抗性灰飛虱若蟲雌蟲發(fā)育歷期在27℃ 時(shí)顯著延長(zhǎng)，雄蟲在24、27℃時(shí)顯著延長(zhǎng)（圖1）。

2.2 抗性灰飛虱在不同溫度下的若蟲死亡率

抗性灰飛虱若蟲死亡率在不同溫度間存在明顯差異。在15、30℃環(huán)境中，抗性灰飛虱死亡率較高，均顯著高于20、24、27℃。15℃時(shí)的若蟲死亡率分別是20、24、27℃的1.85、7.39、3.88倍，30℃時(shí)的若蟲死亡率分別是 20、24、27℃的1.79、7.13、3.75倍。相同溫度下與敏感品系相比，抗性灰飛虱死亡率無顯著差異（圖2）。

2.3 抗性灰飛虱在不同溫度下的繁殖力

在溫度為20～27℃范圍內(nèi)抗性灰飛虱產(chǎn)卵前期隨著溫度升高而縮短，20℃時(shí)的產(chǎn)卵前期約為27℃的2倍左右。30℃產(chǎn)卵前期有延長(zhǎng)趨勢(shì)，但與24、27℃差異不顯著。卵孵化歷期在試驗(yàn)溫度下隨溫度升高而縮短，20℃時(shí)卵孵化歷期最長(zhǎng)，30℃時(shí)最短，二者相差2倍多。相同溫度下與敏感品系相比，抗性灰飛虱在24、27℃時(shí)的產(chǎn)卵前期顯著延長(zhǎng)，27℃時(shí)的卵孵化歷期顯著延長(zhǎng)（表1）。

溫度對(duì)抗性灰飛虱繁殖力也存在明顯的影響。在24℃時(shí)，抗性灰飛虱的繁殖力最高，其次為27、20℃，15、30℃較低，在24℃時(shí)單雌后代數(shù)量分別是15、20、27、30℃的12.71、4.94、2.75、17.74倍（圖 3）。相同溫度下與敏感品系相比，毒死蜱抗性灰飛虱在20、24、27℃環(huán)境下的繁殖力顯著低于敏感品系，在15、30℃環(huán)境下的繁殖力盡管與敏感品系在統(tǒng)計(jì)上達(dá)不到差異顯著水平，但其數(shù)值高于敏感品系。

2.4 抗性灰飛虱在不同溫度下的成蟲壽命

抗性灰飛虱不同溫度間成蟲壽命存在明顯差異。雌蟲在溫度為24℃時(shí)壽命最長(zhǎng)，其次為15℃，兩者均顯著高于30℃；在溫度為24℃時(shí)，雄蟲壽命最長(zhǎng)，30℃時(shí)壽命最短（表2）。相同溫度下與敏感品系相比，抗性灰飛虱在15、20、24、27、30℃ 下的成蟲壽命無顯著差異（表2）。

表1 不同溫度下成蟲產(chǎn)卵前期及卵孵化歷期

表2 不同溫度下抗性和敏感灰飛虱成蟲壽命

表3 抗性灰飛虱在不同溫度下的相對(duì)適合度

2.5 抗性灰飛虱在不同溫度下的相對(duì)適合度

溫度和毒死蜱抗性均影響灰飛虱的適合度。以抗性種群24℃時(shí)相對(duì)適合度為1，其15、20、27、30℃下的相對(duì)適合度分別為 0.02、0.10、0.40、0.03；以敏感種群相對(duì)適合度為 1，抗性種群在 20、24、27℃時(shí)的相對(duì)適合度分別為 0.4、0.8、0.4，低于敏感品系，在15、30℃時(shí)分別為 1.5、1.3，高于敏感品系（表3）。

3 討論

昆蟲是變溫動(dòng)物，對(duì)溫度的變化較為敏感。在自然條件下，對(duì)昆蟲而言存在3個(gè)溫度區(qū)，即高溫區(qū)、適溫區(qū)和低溫區(qū)［18］。高溫和低溫脅迫對(duì)昆蟲種群發(fā)展均有明顯的影響。一般情況下，昆蟲發(fā)育歷期隨溫度的升高而縮短，但是當(dāng)溫度達(dá)到一定程度后，昆蟲發(fā)育歷期有延長(zhǎng)的趨勢(shì)［19－22］，本研究結(jié)果與之相似。在15、30℃時(shí)抗性和敏感灰飛虱的發(fā)育歷期均有延長(zhǎng)，在20、24、27℃時(shí)隨著溫度的升高發(fā)育歷期縮短。因?yàn)槔ハx對(duì)溫度短暫脅迫常采用行為逃避、改變形態(tài)學(xué)與生活史以及生理特征等來適應(yīng)［23］，所以發(fā)育歷期的改變可能是昆蟲適應(yīng)溫度脅迫的一種反應(yīng)或策略。

昆蟲存活率也受溫度影響，在適宜的溫度環(huán)境中，其存活率較高；在不適的條件下，存活率下降，而且不同昆蟲最適溫度不同。如瓜實(shí)蠅（Bactrocera cucurbitae）幼蟲在溫度為35℃時(shí)存活率最高，隨著溫度的降低其存活率逐漸降低［19］；甘草瑩葉甲（Diorhbda tarsalis）在溫度為25℃時(shí)存活率最高［24］；韭菜遲眼蕈蚊（Bradysia odoriphaga）在溫度為20、25℃的存活率高于15、30℃［22］；甜菜夜蛾（Spodoptera exigua）在溫度為26～29℃范圍內(nèi)存活率較高［25］?？剐院兔舾谢绎w虱若蟲存活率在溫度為20、24、27℃條件下較高，在15、30℃環(huán)境中顯著下降。

溫度對(duì)害蟲的繁殖力有明顯的影響［26－27］。不同昆蟲最適產(chǎn)卵溫度不同，如韭菜遲眼蕈蚊在溫度為20℃時(shí)單雌產(chǎn)卵量最高［22］，瓜實(shí)蠅在溫度為 25℃時(shí)單雌產(chǎn)卵量最大［19］，而咖啡豆象（Araecerus fasciculatus）在溫度為29℃時(shí)單雌產(chǎn)卵量最高［20］。本研究發(fā)現(xiàn)，抗性和敏感灰飛虱種群均以溫度為24℃時(shí)產(chǎn)卵量最大，隨著溫度升高或降低，2個(gè)品系的繁殖力均下降。值得注意的是在較適宜的溫度下，灰飛虱敏感品系的繁殖力遠(yuǎn)高于抗性品系，而溫度為15、30℃環(huán)境中抗性品系的繁殖力更高。這可能與抗性改變害蟲抗逆性相關(guān)基因基礎(chǔ)表達(dá)有關(guān)。馮宏祖等采用十二烷基硫酸鈉聚丙烯酰胺凝膠電泳比較研究阿維菌素抗性和敏感朱砂葉螨熱激后可溶性蛋白的種類及其含量時(shí)發(fā)現(xiàn)，正常情況下抗性試蟲多8條帶［14］。在灰飛虱毒死蜱抗性和敏感品系轉(zhuǎn)錄組比較研究中發(fā)現(xiàn)，抗性試蟲組成型熱激蛋白70基礎(chǔ)表達(dá)量顯著上升［13］。因?yàn)闊峒さ鞍讓?duì)昆蟲繁殖器官具有明顯的保護(hù)作用［28］，所以這些基因基礎(chǔ)表達(dá)上調(diào)將幫助害蟲更好地抵御溫度脅迫。但與溫和脅迫不同，在熱激等極端溫度脅迫下，由于抗性害蟲熱激蛋白等抗逆性相關(guān)物質(zhì)誘導(dǎo)表達(dá)上調(diào)倍數(shù)可能低于敏感品系，導(dǎo)致其精細(xì)胞和卵細(xì)胞的受損程度高于敏感品系，可能對(duì)繁殖具有不利影響［15］。

抗性種群相對(duì)適合度的變化是制定害蟲抗性治理策略的重要依據(jù)?？剐岳ハx適合度存在上升、不變和下降3種情況。本研究發(fā)現(xiàn)，抗性灰飛虱相對(duì)適合度變化與溫度有關(guān)。在較適宜的溫度范圍（20～27℃），抗性灰飛虱適合度代價(jià)明顯，而且隨著溫度的升高或降低，適合度代價(jià)增大。但在溫度為30、15℃等不適宜的溫度環(huán)境中，由于抗性品系的繁殖力相對(duì)較高，導(dǎo)致其相對(duì)適合度更高。這些結(jié)果說明，灰飛虱抗性和敏感種群的相對(duì)適合度變化與溫度有關(guān)，因此，在制定灰飛虱年度防治計(jì)劃時(shí)，要充分考慮溫度和抗性對(duì)種群的影響，根據(jù)區(qū)域抗性現(xiàn)狀和氣候環(huán)境采用相應(yīng)的治理策略，在防治害蟲的同時(shí)延緩昆蟲抗性的發(fā)展。

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