楊眉 褚晉 邵凌云 孫富余 劉欣宇 于鳳泉*

（1遼寧省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 植物保護(hù)研究所，沈陽(yáng) 110161；2中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 有機(jī)循環(huán)研究院（蘇州），江蘇 蘇州 215100；第一作者：yangmei6@163.com；*通訊作者：yfq69@aliyun.com）

二化螟（Chilo suppressalis）屬鱗翅目、螟蛾科，是水稻的重要害蟲之一，嚴(yán)重威脅我國(guó)的水稻糧食安全，科學(xué)防治二化螟是保證水稻產(chǎn)量的重要基礎(chǔ)。當(dāng)前對(duì)于二化螟依然主要采用化學(xué)農(nóng)藥方式防治。在諸多化學(xué)農(nóng)藥中，農(nóng)用抗生素具有環(huán)境友好、選擇性高以及對(duì)人畜安全的特點(diǎn)[1]。其中，阿維菌素在防治二化螟上發(fā)揮了重要作用。在2018—2021年關(guān)于二化螟化學(xué)防治的相關(guān)報(bào)道中，阿維菌素的防治效果在15.79%～76.70%之間，呈現(xiàn)出顯著的防效差異[2-4]。原因可能在于不同地區(qū)的二化螟對(duì)阿維菌素的抗性有所差異，在長(zhǎng)江中下游平原等一年多熟制稻作區(qū)，二化螟每年發(fā)生代數(shù)較多，其抗藥性會(huì)明顯高于東北平原等一年一熟制稻作區(qū)。二化螟產(chǎn)生抗藥性的機(jī)理主要是由于表皮穿透性下降、解毒代謝作用增強(qiáng)和靶標(biāo)敏感性下降這3個(gè)方面。二化螟對(duì)殺蟲劑產(chǎn)生生化抗性主要與羧酸酯酶（CarE）、多功能氧化酶（MFO）以及谷胱甘肽-S-轉(zhuǎn)移酶（GST）有關(guān)[5]。其中，MFO作為一種廣底物譜的解毒酶，對(duì)大量殺蟲劑都具有氧化代謝作用，因此也與昆蟲抗藥性的產(chǎn)生有密切關(guān)系[6]；GST能夠增強(qiáng)蟲體對(duì)殺蟲劑的可溶性進(jìn)而利于殺蟲劑排出體外[7]；CarE同樣是昆蟲體內(nèi)重要的解毒酶之一，尤其對(duì)有機(jī)磷和氨基甲酸酯類農(nóng)藥具有重要的解毒作用[8]。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，采用生物化學(xué)手段檢測(cè)AchE（乙酰膽堿酯酶）、GST等靶標(biāo)酶和解毒酶的活性，已能夠更加快速準(zhǔn)確的反映二化螟的抗藥性水平。

遼寧省位于東北地區(qū)南部，是我國(guó)商品糧的重要生產(chǎn)基地，水稻種植面積逐年上升，2020年達(dá)到了52萬(wàn)hm2。受地理位置等因素的影響，遼寧省內(nèi)不同地區(qū)的自然環(huán)境具有明顯差異。筆者前期研究表明，遼寧省內(nèi)不同地區(qū)二化螟的發(fā)生時(shí)間以及發(fā)生程度具有一定的差異，但并未研究不同地區(qū)二化螟對(duì)化學(xué)農(nóng)藥的抗藥性。為此，于2019—2021年選取遼寧省內(nèi)7個(gè)地區(qū)的水稻二化螟種群作為研究對(duì)象，評(píng)價(jià)不同地區(qū)二化螟對(duì)阿維菌素抗藥性，并對(duì)其解毒酶活性進(jìn)行測(cè)定，探索二化螟解毒酶活性與其抗藥性水平之間的聯(lián)系，旨在為有效開(kāi)展二化螟抗藥性治理提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于4月11日至8月25日在遼寧省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所進(jìn)行。水稻二化螟越冬代幼蟲連續(xù)3年（2019—2021年）采集自遼寧省東港市（124°15′E，39°45′N）、盤錦市（122°07′E，41°12′N）、新民市（122°82′E，42°09′N）、撫順市（123°92′E，41°87′N）、凌海市（121°35′E，41°17′N）、營(yíng)口市（122°23′E，40°67′N）和海城市（122°43′E，40°51′N）稻田，于室內(nèi)（28℃±1℃，光周期為16 h∶8 h）在不接觸化學(xué)農(nóng)藥的環(huán)境下以水稻莖稈為食進(jìn)行飼養(yǎng)；敏感品系二化螟采集自遼寧省撫順市新賓縣稻田，該地歷年二化螟發(fā)生程度較輕，較少使用化學(xué)農(nóng)藥進(jìn)行防治，將該地二化螟采集回室內(nèi)，在不接觸任何農(nóng)藥的環(huán)境下，按照雌、雄蛹1∶1的數(shù)量放在有水稻秧苗的養(yǎng)蟲籠中，蛹羽化后成蟲交配產(chǎn)卵于水稻葉鞘基部及葉片上。將養(yǎng)蟲籠置于光照培養(yǎng)箱內(nèi)，溫度為28℃，每日光照時(shí)間16 h、黑暗時(shí)間8 h，飼養(yǎng)多代。選取傳代飼養(yǎng)后體質(zhì)量一致的4齡幼蟲進(jìn)行試驗(yàn)。供試97%阿維菌素原藥購(gòu)自江蘇龍燈化學(xué)有限公司。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 試驗(yàn)指標(biāo)測(cè)定

依照農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《水稻二化螟抗藥性檢測(cè)技術(shù)規(guī)程》（NY/T2058-2014），采用毛細(xì)管點(diǎn)滴法測(cè)定水稻二化螟對(duì)阿維菌素的抗藥性。挑取每頭體質(zhì)量為7 mg±1 mg的4齡幼蟲置于培養(yǎng)皿中，每個(gè)培養(yǎng)皿5頭，每個(gè)地區(qū)重復(fù)6次，共30頭。以丙酮對(duì)阿維菌素進(jìn)行溶解，用容積為0.05μL的毛細(xì)管點(diǎn)滴器將藥液逐頭點(diǎn)滴于幼蟲胸部背面，以點(diǎn)滴丙酮為空白對(duì)照。處理后將培養(yǎng)皿轉(zhuǎn)移至溫度為27℃、光周期為16 h∶8 h（L∶D）的條件下飼養(yǎng)和觀察。處理3 d后檢查參試二化螟死亡情況，用毛筆輕觸蟲體，以蟲體不能協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)判定為死亡標(biāo)準(zhǔn)。參考劉暢等[9]的方法測(cè)定水稻二化螟幼蟲體內(nèi)CarE和GST活性，參考HANSEN等的方法測(cè)定MFO的活性。

1.2.2 抗藥性水平評(píng)價(jià)

根據(jù)敏感品系與測(cè)試種群的LC50值計(jì)算相應(yīng)的抗性倍數(shù)。RR=T/S，RR為測(cè)試種群的抗性倍數(shù)，T為測(cè)試種群的LC50，S為敏感品系的LC50。依據(jù)抗藥性水平分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)測(cè)試種群的抗藥性水平作相應(yīng)評(píng)價(jià)（表1）。

表1 水稻二化螟抗藥性分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)

1.3 數(shù)據(jù)處理

利用Excel 2019軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)；利用POLO軟件處理分析毒力測(cè)定結(jié)果，計(jì)算LC50值及其置信區(qū)間；采用DPS18.1軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行單因素方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同地理種群水稻二化螟對(duì)阿維菌素的敏感性

由表2可知，2019—2021年各地理種群二化螟的RR均在1.0～10.0之間，說(shuō)明各地理種群二化螟對(duì)阿維菌素的抗藥性仍維持在敏感至低水平抗性之間，未出現(xiàn)較高抗藥性的情況。隨著時(shí)間的推移，各地二化螟對(duì)阿維菌素的抗性均呈現(xiàn)升高態(tài)勢(shì)。其中，2021年新民和凌海兩地二化螟對(duì)阿維菌素的RR分別為5.1和5.5，屬于低水平抗性；其余地區(qū)二化螟對(duì)阿維菌素的RR均低于5.0，屬于敏感水平。

表2 不同地理種群水稻二化螟對(duì)阿維菌素的敏感性

2.2 阿維菌素對(duì)不同地理種群水稻二化螟體內(nèi)解毒酶活性的影響

2.2.1 不同地理種群二化螟CarE活性

由表3可知，經(jīng)阿維菌素處理后，不同地理種群的二化螟CarE活性有一定程度的差異。2019年各地二化螟CarE活性最高值是4.62 mol/（g·min），為海城地區(qū)，高于新賓地區(qū)5%；2020年各地二化螟CarE活性最高值為4.61 mol/（g·min），為營(yíng)口地區(qū)，高于新賓地區(qū)7%；2021年各地二化螟CarE活性最高值為4.48 mol/（g·min），為撫順地區(qū)，高于新賓地區(qū)2%。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，2019年至2021年相同地區(qū)二化螟CarE活性并未呈現(xiàn)出明顯的大幅上升或下降。由此可知，CarE活性與水稻二化螟對(duì)阿維菌素抗性之間可能并不存在較大的聯(lián)系。

表3 阿維菌素對(duì)不同地理種群水稻二化螟體內(nèi)Car E活性的影響

2.2.2 不同地理種群水稻二化螟體內(nèi)的MFO活性

由表4可知，經(jīng)過(guò)阿維菌素處理后，不同地理種群二化螟MFO活性有所不同，隨著時(shí)間的推移，各地區(qū)二化螟MFO活性均呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。2021年，海城地區(qū)二化螟MFO活性較低，高于敏感品系新賓地區(qū)16%。二化螟MFO活性較高的地區(qū)有東港、凌海、新民、營(yíng)口、盤錦以及撫順，其中撫順地區(qū)最高，高于敏感品系新賓的83%。

表4 阿維菌素對(duì)不同地理種群水稻二化螟體內(nèi)MFO活性的影響

2.2.3 不同地理種群水稻二化螟體內(nèi)的GST活性

由表5可知，經(jīng)過(guò)阿維菌素處理后，不同地理種群二化螟GST活性不同，隨著時(shí)間的推移，各地二化螟GST活性均呈上升趨勢(shì)。2021年，盤錦、海城地區(qū)二化螟GST活性較低，高于敏感品系新賓的10%和15%；東港、新民、凌海、營(yíng)口以及撫順地區(qū)的二化螟GST活性較高，其中撫順和凌海地區(qū)分別高于敏感品系新賓的38%和54%。

表5 阿維菌素對(duì)不同地理種群水稻二化螟體內(nèi)GST活性的影響

3 討論與結(jié)論

隨著化學(xué)農(nóng)藥的大量施用，水稻二化螟的抗藥性呈現(xiàn)逐年增強(qiáng)的趨勢(shì)?；瘜W(xué)農(nóng)藥中的阿維菌素等抗生素類農(nóng)藥因?yàn)榫哂邢鄬?duì)較好的防效及安全性，已被越來(lái)越多農(nóng)業(yè)從業(yè)人員所接受。筆者研究發(fā)現(xiàn)，隨著時(shí)間的推移，阿維菌素對(duì)水稻二化螟的防治效果在部分地區(qū)已呈逐年下降的趨勢(shì)[10]。本試驗(yàn)針對(duì)遼寧省7個(gè)典型地區(qū)水稻二化螟對(duì)阿維菌素的抗性展開(kāi)了連續(xù)3年的研究，結(jié)果顯示，各個(gè)地區(qū)水稻二化螟對(duì)阿維菌素的抗藥性水平仍保持在低水平抗性或敏感水平，但是隨著時(shí)間的推移也逐步表現(xiàn)出抗性增強(qiáng)的趨勢(shì)，這與前人研究結(jié)果基本一致[11]。葉波等[12]研究發(fā)現(xiàn)，湖南省各個(gè)地區(qū)水稻二化螟對(duì)阿維菌素抗藥性水平大多已較高，部分地區(qū)的抗性倍數(shù)甚至達(dá)到了101.1倍，遠(yuǎn)高于本研究中遼寧省各地區(qū)，這可能與兩省份的地理氣候條件、水稻熟制以及二化螟的發(fā)生代數(shù)不同有關(guān)。

昆蟲以及螨類等生物體內(nèi)均存在對(duì)化學(xué)農(nóng)藥具有解毒作用的防御酶體系，對(duì)于不同的化學(xué)農(nóng)藥，不同的解毒酶所產(chǎn)生的作用也往往不一樣。在眾多解毒酶中，CarE、MFO以及GST是學(xué)界研究較多的3種酶。劉連軍等[13]在木薯朱砂葉螨對(duì)阿維菌素的抗性研究中發(fā)現(xiàn)，MFO和GST活性是影響其抗藥性水平的主要因素，這與本研究結(jié)果一致，何林等[14]研究表明，CarE活性的增強(qiáng)能夠顯著提升昆蟲對(duì)有機(jī)磷和氨基甲酸酯類農(nóng)藥的抗性，而阿維菌素屬于大環(huán)內(nèi)酯類抗生素，因此作用并不顯著。通過(guò)連續(xù)3年的調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)，遼寧省各地區(qū)水稻二化螟CarE活性并未發(fā)生較大的變化，MFO和GST活性則逐年增強(qiáng)。

從本研究結(jié)果看，遼寧省各個(gè)地區(qū)水稻二化螟對(duì)阿維菌素的抗藥性仍處于較低的水平，施用阿維菌素仍能取得較好的防治效果，水稻二化螟GST和MFO的活性變化能夠較好反映其對(duì)阿維菌素抗藥性水平的變化。