河北省不同地區(qū)棉蚜種群對(duì)6種殺蟲劑抗藥性與種群適合度

黨志紅 安靜杰 高占林

摘要 為了利用棉蚜抗性種群的適合度代價(jià)，指導(dǎo)田間棉蚜種群抗藥性治理，筆者采用浸漬法測(cè)定并明確了河北省不同地區(qū)棉蚜對(duì)6種殺蟲劑的抗性水平及差異，并組建了河北省不同地區(qū)棉蚜的實(shí)驗(yàn)種群生命表，以期明確河北省抗性棉蚜種群的適合度變化。結(jié)果表明，邯鄲棉蚜種群對(duì)丁硫克百威（RI=80.5）、氰戊菊酯（RI=28.6）和阿維菌素（RI=108.7）的抗性明顯高于保定和滄州地區(qū)棉蚜種群。從各地區(qū)棉蚜實(shí)驗(yàn)種群生命表結(jié)果來看，邯鄲棉蚜種群凈繁殖率（37.9±2.51）和相對(duì)適合度（0.78）明顯低于室內(nèi)敏感種群，而保定和滄州棉蚜均與敏感種群沒有顯著性差異。結(jié)合已有棉蚜抗性種群適合度研究結(jié)果，筆者認(rèn)為河北省邯鄲棉蚜種群適合度下降可能與其對(duì)丁硫克百威或阿維菌素的高抗性有關(guān)。因而，針對(duì)邯鄲棉蚜種群抗藥性治理，應(yīng)暫停使用丁硫克百威和阿維菌素，輪換使用抗性風(fēng)險(xiǎn)較低的吡蟲啉、噻蟲胺等殺蟲劑品種。

關(guān)鍵詞 棉蚜; 殺蟲劑; 抗藥性; 種群適合度

中圖分類號(hào)： S 481.4

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： ADOI： 10.16688/j.zwbh.2018281

Abstract In order to exploit the fitness cost and direct the management of the resistant population of Aphis gossypii Glover in the field， the resistance level of A.gossypii from different areas in Hebei province to six insecticides were determined by dipping method. The population fitness was also studied according to the established life table of the experimental population of A.gossypii. The results showed that the resistance of Handan population to carbosulfan （RI=80.5）， fenvalerate （RI=28.6） and abamectin （RI=108.7） were significantly higher than that of Baoding and Cangzhou populations. Based on the life tables of the experimental populations of A.gossypii from different areas， the net growth rate （37.9±2.51） and relative fitness （0.78） of the Handan population were significantly lower than that of the indoor sensitive population， but there was no significant difference between the susceptible population and Baoding， Cangzhou populations. Our studies suggested that the decline in the fitness of Handan population could be related to its high resistance to carbosulfan or abamectin. Therefore， the use of carbosulfan and abamectin should be suspended， and the use of imidacloprid and clothianidin is recommended for the management of A.gossypii in Handan.

Key words Aphis gossypii; pesticides; resistance; fitness

種群適合度是指一個(gè)生物種群能夠生存并把它的特性傳給下一代的能力，一般包括生活力和繁殖力[1]。由于在殺蟲劑使用之前害蟲通常不會(huì)產(chǎn)生抗藥性，這就表明在沒有殺蟲劑的選擇壓力時(shí)，抗性基因在自然選擇中處于不利地位，這種抗性基因適合度的不利性被稱為適合度代價(jià)[2]。由于適合度代價(jià)的存在，昆蟲的抗性品系與敏感品系相比通常會(huì)出現(xiàn)生殖力下降和發(fā)育歷期延長(zhǎng)等生物學(xué)特性的變化[3]。吳益東等[4]通過棉鈴蟲實(shí)驗(yàn)種群生命表研究發(fā)現(xiàn)，其抗氰戊菊酯品系相對(duì)于敏感品系生物適合度僅為0.69。程英等[5]發(fā)現(xiàn)小菜蛾對(duì)阿維菌素、高效氯氰菊酯和殺蟲雙抗性種群與敏感種群相比，生物適合度分別為0.72、0.79和0.59，均有較大幅度下降。周玉書等[6]發(fā)現(xiàn)室內(nèi)飼養(yǎng)二斑葉螨抗螺螨酯品系與敏感品系相比，幼螨存活率、有效產(chǎn)卵量和內(nèi)稟增長(zhǎng)率等均具有不利性，相對(duì)適合度僅為0.58，存在適合度缺陷。但是，昆蟲抗性品系的種群適合度常因昆蟲種類和殺蟲劑種類的不同而產(chǎn)生不同的表現(xiàn)[7]，其不僅僅表現(xiàn)為適合度代價(jià)。Banks等[8]發(fā)現(xiàn)桃蚜抗樂果種群成蚜前10 d發(fā)育速度和產(chǎn)蚜量、體重等均明顯高于敏感品系，但是其壽命卻出現(xiàn)了明顯的縮短化現(xiàn)象。吳孔明等[9]的研究發(fā)現(xiàn)，棉蚜抗殺滅菊酯品系的適合度并未降低，其種群繁殖力也沒有下降趨勢(shì)。

棉蚜Aphis gossypii Glover是我國(guó)棉花、瓜類等作物的重要害蟲。由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上治理棉蚜依賴于化學(xué)防治，導(dǎo)致其已對(duì)有機(jī)磷類、菊酯類和新煙堿類等多種殺蟲劑產(chǎn)生了高至極高的抗藥性水平[1013]。為了利用棉蚜抗藥性種群的適合度變化，指導(dǎo)田間抗性棉蚜種群的治理，筆者測(cè)定并明確了河北省不同地區(qū)棉蚜對(duì)6種常規(guī)防治藥劑的抗性水平及差異，組建了河北省不同地區(qū)棉蚜品系的實(shí)驗(yàn)種群生命表，明確了不同棉蚜品系的種群適合度變化，現(xiàn)將結(jié)果報(bào)告如下。

1 材料與方法

1.1 供試藥劑

95.0%吡蟲啉原藥、95.0%噻蟲胺原藥和96.6%阿維菌素原藥均由河北威遠(yuǎn)生物化工股份有限公司提供;92.0%丁硫克百威原藥和86.0%氰戊菊酯原藥均由江蘇常隆化工有限公司提供;78.0%氧樂果原油由江蘇揚(yáng)農(nóng)化工股份有限公司提供。

1.2 供試棉蚜種群

田間抗性種群： 2017年6月（棉花苗期），分別于河北省保定高陽縣（38.557°N，115.932°E）、滄州獻(xiàn)縣（38.296°N，116.163°E）和邯鄲邱縣（36.890°N，115.142°E）棉田采集棉蚜田間自然種群，以上三地均為河北省重要棉花種植區(qū)，棉蚜一直嚴(yán)重發(fā)生，用藥水平較高。有機(jī)磷類和菊酯類殺蟲劑均曾用作當(dāng)?shù)胤乐蚊扪恋闹鞔蚱贩N，近年來，新煙堿類殺蟲劑成為首選藥劑品種，每年噴霧防治苗蚜至少3～4次。將采集到的棉蚜經(jīng)河北省農(nóng)林科學(xué)研究院植物保護(hù)研究所養(yǎng)蟲室（溫度22℃±1℃，濕度60%～80%，L∥D=16 h∥8 h）內(nèi)，于新鮮棉花水培苗上穩(wěn)定后，挑取生理狀態(tài)一致、健壯活潑的0～2代無翅成蚜供試。

室內(nèi)敏感種群：在植保所養(yǎng)蟲室內(nèi)（溫濕度條件同上），于新鮮棉花水培苗上，不接觸任何藥劑的情況下連續(xù)飼養(yǎng)多年的室內(nèi)敏感種群，挑取生理狀態(tài)一致、健壯活潑的無翅成蚜供試。

1.3 棉蚜抗藥性測(cè)定及分析方法

采用FAO（1980）推薦的浸漬法[14]測(cè)定棉蚜對(duì)供試藥劑敏感性。將各供試原藥用丙酮溶解并配制成一定濃度母液，并用0.1%吐溫80水溶液將各母液稀釋成5～7個(gè)梯度溶液備用。將帶有蚜蟲的棉花葉片于藥液中浸漬10 s，取出后于吸水濾紙上陰干，反面朝上放置在養(yǎng)蟲盒中。每處理蚜蟲不少于30頭，置于養(yǎng)蟲室內(nèi)（相同飼養(yǎng)條件）。24 h后檢查存活蚜蟲數(shù)，檢查時(shí)用小毛筆撥動(dòng)蟲體，試蟲完全不動(dòng)視為死亡。若對(duì)照死亡率<10%為有效測(cè)定，若對(duì)照死亡率>10%，則當(dāng)天全部處理的結(jié)果作廢。以含有丙酮的0.1%吐溫80水溶液為對(duì)照，試驗(yàn)重復(fù)3次。

運(yùn)用DPS v7.05軟件，根據(jù)死亡率幾率值和濃度對(duì)數(shù)值求出毒力回歸式（Y=A+BX）和致死中濃度 LC50值，棉蚜抗性種群LC50值與敏感種群LC50值相比得到該種群對(duì)殺蟲劑的抗性指數(shù)，以確定河北省不同地區(qū)棉蚜種群的抗藥性水平。

1.4 棉蚜種群適合度分析方法

參照吳孔明等[15]的方法構(gòu)建棉蚜實(shí)驗(yàn)種群生命表。將田間采集的不同地區(qū)棉蚜在養(yǎng)蟲室內(nèi)（相同環(huán)境條件下）飼養(yǎng)繁殖一代后，隨機(jī)取40頭初孵若蚜個(gè)體置于養(yǎng)蟲盒中飼養(yǎng)，以新鮮棉葉飼喂，重復(fù)3次。逐日檢查，并記錄若蚜蛻皮情況，以初產(chǎn)新若蚜前最后一次蛻皮為成蚜歷期的開始，每天檢查并記錄成蚜產(chǎn)蚜量，每天剔除新產(chǎn)若蚜，直到成蚜死亡。試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)時(shí)剔除非正常死亡或逃逸的蚜蟲。每重復(fù)選取20頭正常發(fā)育、順利產(chǎn)若蚜和正常死亡的蚜蟲，計(jì)算蚜蟲發(fā)育歷期、產(chǎn)若蚜量及構(gòu)建實(shí)驗(yàn)種群生命表。

凈繁殖率（R0）按下列公式計(jì)算：

2 結(jié)果與分析

2.1 河北省不同地區(qū)棉蚜種群對(duì)6種殺蟲劑抗性差異

采用浸漬法，測(cè)定了河北省保定、滄州和邯鄲棉蚜種群對(duì)吡蟲啉、噻蟲胺、丁硫克百威、氧樂果、氰戊菊酯和阿維菌素的敏感性，并與室內(nèi)敏感種群比較，明確了河北省3個(gè)地區(qū)棉蚜對(duì)供試藥劑的抗性水平及不同地區(qū)之間的差異（詳見表1）。

從測(cè)定結(jié)果來看，河北省3個(gè)地區(qū)棉蚜種群對(duì)新煙堿類殺蟲劑噻蟲胺和有機(jī)磷類殺蟲劑氧樂果的抗性波動(dòng)較小，對(duì)噻蟲胺的相對(duì)抗性指數(shù)在4.3～6.7，對(duì)氧樂果在25.0～30.3;對(duì)另一新煙堿類殺蟲劑吡蟲啉的抗性，各地區(qū)之間存在一定的差異，其中滄州棉蚜種群抗性最高，其抗性指數(shù)為32.1，保定種群為16.2，邯鄲種群抗性指數(shù)最低，為9.6;對(duì)于氨基甲酸酯類殺蟲劑丁硫克百威、菊酯類殺蟲劑氰戊菊酯和抗生素類殺蟲劑阿維菌素的抗性均有一個(gè)共同特點(diǎn)，即邯鄲種群的抗性明顯高于其他地區(qū)棉蚜抗性水平，如對(duì)丁硫克百威，邯鄲種群抗性指數(shù)為80.5，保定和滄州種群僅為3.7和5.1，對(duì)氰戊菊酯，邯鄲種群抗性指數(shù)為28.6，保定和滄州種群分別為11.4和4.0，對(duì)阿維菌素，邯鄲種群抗性指數(shù)為108.7，而保定和滄州種群分別為9.1和7.5。

2.2 河北省不同地區(qū)棉蚜種群相對(duì)適合度

從分析結(jié)果來看，滄州棉蚜若蚜發(fā)育歷期（4.92±0.17）d較敏感種群（6.48±0.25）d明顯縮短，邯鄲種群若蚜發(fā)育歷期卻明顯延長(zhǎng)（7.86±0.23）d，保定種群若蚜發(fā)育歷期（6.75±0.31）d與敏感種群沒有顯著性差異;從成蚜發(fā)育歷期來看，3個(gè)地區(qū)棉蚜成蚜發(fā)育歷期均長(zhǎng)于或與敏感種群一致;從世代總產(chǎn)蚜量和平均產(chǎn)蚜量來看，保定和滄州棉蚜與敏感種群沒有顯著性差異，而邯鄲種群產(chǎn)蚜總量明顯減少，室內(nèi)敏感種群的產(chǎn)蚜總量為（971.80±44.89）頭，而邯鄲種群僅為（758.00±50.30）頭;從平均日產(chǎn)蚜量來看，3個(gè)地區(qū)棉蚜均明顯低于敏感種群。從河北3個(gè)地區(qū)棉蚜種群的凈繁殖率和相對(duì)適合度分析結(jié)果來看，邯鄲棉蚜相對(duì)適合度為0.78，明顯低于敏感種群，而保定、滄州棉蚜均與敏感種群沒有顯著性差異。

3 討論

棉蚜是一種世界性的經(jīng)濟(jì)害蟲，由于其治理主要依賴于化學(xué)防治，該蟲很快成為抗藥性嚴(yán)重和難以治理的重要害蟲之一[11]。從20世紀(jì)60年代開始，植保工作者[10，1620]便開始關(guān)注河北省棉蚜對(duì)有機(jī)磷類、氨基甲酸酯類、菊酯類和新煙堿類殺蟲劑等抗性產(chǎn)生和發(fā)展過程，除了發(fā)現(xiàn)對(duì)溴氰菊酯有13 243倍極高抗水平外，還報(bào)道了河北棉蚜自然種群對(duì)目前當(dāng)家品種新煙堿類殺蟲劑吡蟲啉和啶蟲脒均已產(chǎn)生了中至高水平抗性。并且發(fā)現(xiàn)，棉蚜對(duì)不同藥劑品種的交互抗性及多抗性問題是其抗藥性嚴(yán)重和難以治理的重要原因[11，2122]。

一般認(rèn)為昆蟲的抗性基因常與繁殖不利性連鎖。因而，研究害蟲抗藥性與其種群適合度之間的關(guān)系，充分利用害蟲對(duì)藥劑抗性的適合度代價(jià)，可為抗性治理對(duì)策提供科學(xué)依據(jù)并指導(dǎo)抗性治理[2]。基于此，國(guó)內(nèi)植保工作者已陸續(xù)開展了抗性棉蚜種群適合度的研究。吳孔明等[9]研究提出棉蚜抗殺滅菊酯種群沒有出現(xiàn)適合度降低的現(xiàn)象。于金鳳等[23]研究發(fā)現(xiàn)，棉蚜抗滅多威及抗硫丹種群，其適合度明顯降低，而抗久效磷的棉蚜沒有出現(xiàn)適合度降低的現(xiàn)象，但是抗溴氰菊酯的棉蚜種群適合度不僅沒有降低，反而有所升高。孫磊等[24]發(fā)現(xiàn)棉蚜抗吡蟲啉和高效氯氰菊酯品系與敏感品系相比較在凈生殖力、內(nèi)稟增長(zhǎng)率等方面存在適合度不利性。

本研究發(fā)現(xiàn)，河北省邯鄲棉蚜種群相對(duì)適合度（0.78）表現(xiàn)為明顯下降的現(xiàn)象，而從抗藥性水平來看，該種群與保定和滄州種群相比，對(duì)丁硫克百威、阿維菌素和氰戊菊酯的抗性明顯高于其他兩個(gè)棉蚜種群。結(jié)合吳孔明等[9]和于金鳳等[23]的研究結(jié)果，即抗菊酯類殺蟲劑棉蚜種群適合度多數(shù)不伴隨降低，甚至?xí)霈F(xiàn)增加的現(xiàn)象，可初步斷定，邯鄲棉蚜種群適合度下降可能與其對(duì)丁硫克百威或阿維菌素的高抗性有關(guān)。但是，由于河北省各地棉蚜種群遺傳背景、環(huán)境因子、用藥歷史等方面均具一定的不確定性，因此，對(duì)于邯鄲棉蚜抗藥性種群適合度代價(jià)的現(xiàn)象，仍需室內(nèi)進(jìn)一步驗(yàn)證。

從抗藥性治理策略來看，利用害蟲抗性基因型個(gè)體適合度存在不利性，暫停使用或輪用殺蟲劑，可降低該種群中抗性基因頻率，使種群敏感性逐漸得到恢復(fù)。因而，針對(duì)邯鄲棉蚜種群，應(yīng)暫停使用丁硫克百威和阿維菌素，輪換使用抗性風(fēng)險(xiǎn)較低的吡蟲啉、噻蟲胺等殺蟲劑品種。

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（責(zé)任編輯：田 喆）