杜軍利，武德功，王 銀，呂 麗

(安徽科技學院農學院，安徽 鳳陽 233100)

高粱蚜(Melanaphissacchari)是危害高粱等作物的重要害蟲，是一種世界性害蟲，它通過刺吸植物汁液獲得營養(yǎng)物質，分泌蜜露影響作物的光合作用等，直接影響高粱等作物的生長發(fā)育[1]；它可能還會導致霉污病的發(fā)生，同時可傳播植物病毒病，最終影響作物的產量和品質[2-3]。蚜蟲的生長發(fā)育會受到多方面因素影響[4-5]，除了環(huán)境因素以外，內共生菌對蚜蟲的生長發(fā)育也具有一定的影響[6-7]，這類內共生菌存在于蚜蟲血腔內的含菌細胞中，蚜蟲與胞內共生菌互利共生，胞內共生菌在蚜蟲體內可獲得需要的營養(yǎng)物質，而胞內共生菌也可為寄主提供多種必須的氨基酸和其他營養(yǎng)物質，直接影響寄主的生長發(fā)育[8-9]。研究表明，抗生素可使蚜蟲脫共生菌或直接影響蚜蟲的生物學特性和生長發(fā)育[10-13]，其中利福平對蚜蟲的生長發(fā)育影響較為明顯，直接影響蚜蟲的生殖力、發(fā)育歷期及壽命，主要表現(xiàn)為延長蚜蟲的發(fā)育歷期，使其體重減輕，生殖力下降，壽命縮短[14-17]。目前關于不同抗生素對高粱蚜生長發(fā)育影響的相關研究尚未見報道，本研究選擇了10種抗生素，通過檢測不同抗生素對高粱蚜的發(fā)育歷期、生殖力、壽命及各項生命參數(shù)的影響，可為后續(xù)篩選抗生素藥劑奠定基礎，同時也可了解高粱蚜體內共生菌對高粱蚜生長發(fā)育的作用。

1 材料與方法

1.1 供試蚜蟲及植株

高粱蚜采自安徽省鳳陽縣安徽科技學院西區(qū)種植園，飼養(yǎng)于智能光照培養(yǎng)箱中，溫度為25 ℃，濕度為60%，光周期為14L∶10D，飼養(yǎng)于高粱葉片上(營養(yǎng)缽直徑為10 cm，高15 cm)。選擇三葉期高粱植株葉片用于試驗。

1.2 供試抗生素

供試抗生素包括鹽酸土霉素(Oxytetracycline HCl)、利福平(Rifampicin)、四環(huán)素(Tetracycline)、硫酸卡那霉素(Kanamycin sulfate)、阿莫西林(Amoxicillin)、阿奇霉素(Azithromycin)、羅紅霉素(Roxithromycin)、慶大霉素(Gentamicin)、頭孢霉素(Cephalosprin)、鹽酸林可霉素(Lincomycin hydrochloride)，以上抗生素為化學純研究專用抗生素。

1.3 抗生素處理方法

1.3.1高粱蚜初生若蚜獲取方法 采用2%的甘油稀釋不同抗生素，將不同抗生素配置成濃度為0.25 g·L-1的抗生素溶液，每種抗生素單獨處理高粱植株。先取15株三葉期高粱植株，將高粱植株的根部清洗干凈，放入抗生素溶液中浸根，12 h后，取5株高粱植株，將葉片剪下，每個直徑為9 cm的培養(yǎng)皿中放置1片高粱葉片，并用浸濕的棉花包裹在葉片傷口處(保鮮)，而后在每個葉片上接母蚜5頭，重復10次，在12 h后，獲得新生若蚜。

1.3.2生命表試驗方法 先取30株高度為10 cm的高粱植株，將高粱植株的根部清洗干凈，放入抗生素溶液(0.25 g·L-1)中浸根，24 h后，將葉片放入9 cm培養(yǎng)皿，用浸濕棉花包裹傷口，而后將1.3.1試驗所獲新生若蚜單頭單皿接入培養(yǎng)皿中，共50頭，并將其放入人工智能光照培養(yǎng)箱中飼養(yǎng)。試驗所有處理的溫度均設置為(24±1) ℃，相對濕度為(70%±5%)，后期統(tǒng)計數(shù)據(jù)時每10頭一組為一個重復，若蚜期每12 h觀察1次，進入成蚜期后每24 h觀察一次。若蚜期記錄蚜蟲的存活情況、蛻皮時間和次數(shù)，并將所蛻皮殼移除。成蚜期記錄所產仔蚜數(shù)量、存活情況，每次檢查均需將所產仔蚜移除[18-19]。

1.4 數(shù)據(jù)分析

若蚜存活率為蚜蟲羽化為成蟲數(shù)量占初始一齡蚜蟲數(shù)量的百分比；若蚜期即為若蚜出生到開始產仔之間的時間，即一齡、二齡、三齡、四齡的時間總和。

計算在不同的抗生素處理后的高粱植株上高粱蚜的生命表參數(shù)，其中蚜蟲的壽命為高粱蚜出生至死亡的時間，生殖力為單頭高粱蚜一生所產仔蚜數(shù)量。試驗數(shù)據(jù)以Excel 2007進行整理，采用SPSS 17.0軟件進行方差分析(ANOVA)，用Duncan氏新復極差法進行多重比較。

凈增殖率(R0)：R0=∑lxmx；

平均世代周期(T)：T=∑xlxmx/∑lxmx；

內稟增長率(rm)：rm=lnR0/T；

種群加倍時間(t)：t=ln2/rm；

周限增長率(λ)：λ =erm。

式中：x為高粱蚜特定年齡(d)，lx為高粱蚜在x期開始時的存活率，mx為高粱蚜在x期間平均每頭雌蚜產蚜數(shù)量。

2 結果與分析

2.1 不同抗生素對高粱蚜發(fā)育歷期的影響

不同抗生素對高粱蚜的生長發(fā)育有一定的影響，與對照相比，不同抗生素處理后高粱蚜的發(fā)育歷期顯著延長或縮短(P<0.05)。經過鹽酸土霉素、利福平、四環(huán)素處理后的高粱蚜的二齡、三齡、四齡的發(fā)育歷期顯著長于對照(P<0.05)，且高粱蚜的若蚜期顯著長于對照(P<0.05)，而經過阿莫西林、阿奇霉素、慶大霉素、頭孢霉素處理后的高粱蚜的若蚜期顯著短于對照(P<0.05)(表1)。

2.2 不同抗生素處理對高粱蚜生殖力的影響

經四環(huán)素處理高粱植株上的高粱蚜的若蚜存活率與對照相比顯著下降(P<0.05)，其他抗生素處理的高粱蚜，存活率與對照相比無顯著差異(P>0.05)(表2)；鹽酸土霉素、利福平、四環(huán)素、慶大霉素處理后的高粱蚜的生殖期顯著短于對照和其他抗生素處理(P<0.05)；硫酸卡娜霉素、阿莫西林、羅紅霉素、頭孢霉素、鹽酸林可霉素、阿奇霉素處理后的高粱蚜的成蚜期與對照相比顯著延長(P<0.05)，鹽酸土霉素處理后的高粱蚜的成蚜期顯著短于對照(P<0.05)；硫酸卡娜霉素、阿莫西林、羅紅霉素、頭孢霉素、鹽酸林可霉素、利福平、阿奇霉素處理后的高粱蚜的壽命與對照相比顯著延長(P<0.05)，而鹽酸土霉素、四環(huán)素、慶大霉素處理后的高粱蚜的壽命與對照差異不顯著(P>0.05)；阿莫西林、阿奇霉素、羅紅霉素、頭孢霉素、鹽酸林可霉素處理的高粱蚜的生殖力顯著高于對照(P<0.05)，鹽酸土霉素、利福平、四環(huán)素、慶大霉素處理的高粱蚜的生殖力顯著低于對照(P<0.05)。

2.3 不同抗生素對高粱蚜種群參數(shù)的影響

經鹽酸土霉素、利福平、四環(huán)素處理的高粱植株上的高粱蚜的內稟增長率顯著低于對照(P<0.05)，慶大霉素處理高粱植株上的高粱蚜的內稟增長率顯著高于對照(P<0.05)(表3)；鹽酸土霉素、利福平、四環(huán)素、慶大霉素處理后高粱蚜的凈增殖率與對照相比顯著降低(P<0.05)，阿莫西林、阿奇霉素、羅紅霉素、頭孢霉素、鹽酸林可霉素處理后高粱蚜的凈增殖率顯著高于對照(P<0.05)；鹽酸土霉素、利福平、四環(huán)素處理高粱植株后高粱蚜的平均世代周期顯著長于對照(P<0.05)；鹽酸土霉素、利福平、四環(huán)素處理高粱植株后高粱蚜的周限增長率顯著低于對照(P<0.05)，慶大霉素處理高粱植株后高粱蚜的周限增長率顯著高于對照(P<0.05)；四環(huán)素處理高粱植株后高粱蚜的種群加倍時間顯著長于對照及其它抗生素處理，其它9種抗生素處理高粱植株后高粱蚜的種群加倍時間與對照相比無顯著差異(P>0.05)。

表1 不同抗生素對高粱蚜發(fā)育歷期的影響Table 1 Effect of different antibiotics on mean developmental times of Melanaphis sacchari different antibiotics d

同列不同小寫表示不同抗生素處理間差異顯著(P<0.05)。下同。

Different lowercase letters within the same column indicate significant difference at the 0.05 level; similarly for the following tables.

表2 不同抗生素對高粱蚜生殖力的影響Table 2 Effect of different antibiotics on mean fertility of Melanaphis sacchari

表3 不同抗生素對高粱蚜生命參數(shù)的影響Table 3 Effect of different antibiotics on life table parameters of apterous Melanaphis sacchari

3 討論與結論

高粱蚜作為主要的農業(yè)害蟲，由于生物防治、物理防治、農業(yè)防治的效果低，見效慢等缺點，在生產中主要采用在高粱蚜的盛發(fā)期噴灑化學殺蟲劑的方法來殺滅高粱蚜，但由于長期高濃度、重復使用殺蟲劑，造成嚴重的“3R”問題[20]。根據(jù)有害生物綜合防治理論，害蟲防治不是將害蟲種群的所有個體都消滅，而是將害蟲數(shù)量控制在經濟閾值以下[21]。本研究通過探素不同抗生素對高粱蚜生長發(fā)育的影響，擬篩選干擾抑制高粱蚜生長發(fā)育及繁殖的抗生素，為田間高粱蚜的綜合防治提供理論依據(jù)。結果表明，鹽酸土霉素、利福平、四環(huán)素對高粱蚜產生了明顯的抑制干擾作用，延長了高粱蚜的發(fā)育歷期，縮短了高粱蚜的生殖期，降低了高粱蚜的生殖力，內稟增長率顯著降低，說明土霉素、利福平、四環(huán)素對高粱蚜的生長發(fā)育具有顯著的干擾抑制作用。其中土霉素的研究結果與Jayaraj等[10]的研究結果相符，但四環(huán)素的結果與Jayaraj等[10]的研究結果不同，與Noda等[22]使用四環(huán)素處理黑尾葉蟬的結果趨于一致。任素麗等[23-24]研究表明，利福平延長了煙粉虱的發(fā)育歷期，呂寧等[12-14]研究表明，利福平對豌豆蚜的生長發(fā)育影響最大，延長了豌豆蚜的發(fā)育歷期，并降低了豌豆蚜的生殖力；利福平對高粱蚜生長發(fā)育的影響與以上多個研究結果相似。

本研究中經過阿莫西林、阿奇霉素、羅紅霉素、頭孢霉素、鹽酸林可霉素處理后高粱蚜的生殖力和凈增殖率顯著高于對照，其中部分抗生素處理后飼養(yǎng)的高粱蚜的發(fā)育歷期與對照相比顯著縮短，與王瑋瑋[25]利用利福平處理美洲棘薊馬的結果相似，美洲棘薊馬脫共生菌的雌蟲的產卵量高于對照，且產卵歷期相對較長，說明部分抗生素適量處理，可促進昆蟲的生長發(fā)育及繁殖。由于蚜蟲的口器為刺吸式，主要取食葉片內汁液，因此本研究采用抗生素浸根法，與呂寧[26]研究抗生素對豌豆蚜的試驗方法一致。同時鹽酸土霉素、利福平、四環(huán)素的作用延長了高粱蚜的若蚜期，縮短了生殖期，降低了高粱蚜的生殖力，且高粱蚜內稟增長率和凈增殖率也顯著降低，因此，鹽酸土霉素、利福平、四環(huán)素可作為后續(xù)高粱蚜田間綜合防治的備選抗生素。