丹皮酚對馬鈴薯塊莖蛾成蟲的亞致死效應(yīng)及其對生殖行為的影響

韓 瑞，楊 帆，吳 梅,2，肖 春*

(1.云南農(nóng)業(yè)大學(xué) 植物保護(hù)學(xué)院，云南 昆明 650201；2.云南中醫(yī)藥大學(xué) 藥學(xué)院，云南 昆明 650201)

馬鈴薯塊莖蛾(Phthorimaeaoperculella.Zeller)又名煙草潛葉蛾、馬鈴薯麥蛾，是一種寡食性害蟲，主要以幼蟲鉆蛀危害茄科植物[1-2]。在田間，馬鈴薯塊莖蛾通過幼蟲鉆蛀葉片，使得馬鈴薯塊莖減產(chǎn)20%～30%。在倉儲(chǔ)期，由于雌蛾產(chǎn)卵于馬鈴薯的芽眼和傷口處，幼蟲通過芽眼處鉆蛀薯塊，使得薯塊被完全蛀空，完全失去食用價(jià)值[3]。

目前，對馬鈴薯塊莖蛾的防治還是以化學(xué)防治為主，化學(xué)防治會(huì)對馬鈴薯的品質(zhì)和食用安全均造成影響[4]。而且在田間，殺蟲劑長時(shí)間高濃度地使用會(huì)使害蟲在持續(xù)的選擇壓力下產(chǎn)生抗藥性，使得殺蟲劑對目標(biāo)害蟲的作用持續(xù)減弱。因此，在田間目標(biāo)害蟲可能暴露在亞致死濃度下并且可能會(huì)經(jīng)歷某些亞致死作用。經(jīng)過蟲酰肼處理的1日齡和3日齡的簇毛蘋果芽蛾幼蟲與對照相比，具有更高的蛹死亡率、更低的蛹體重和更多的畸形成蟲，處理后的3日齡雌蛾與雄蛾交配后產(chǎn)卵量明顯降低[5]。游靈[6]、Yin等[7]用不同殺蟲劑亞致死濃度處理小菜蛾后也表現(xiàn)出類似的結(jié)果。丹皮酚(Paeonol，Pae)，又稱牡丹酚，是從中藥牡丹根皮或徐長卿干燥根中提取的一種活性單體成分，不但具有解熱、鎮(zhèn)痛、鎮(zhèn)靜、催眠等多種藥理作用，還具有驅(qū)蟲、殺菌等作用[8]。部分研究表明，丹皮酚對幾種主要的中藥材倉儲(chǔ)害蟲不僅具有較強(qiáng)的忌避活性，而且對其觸殺和熏蒸效果也十分明顯，并且能明顯降低卵量和卵孵化率[9-11]，是一種潛在的農(nóng)藥植物源。本文研究了丹皮酚亞致死濃度(LC10)對馬鈴薯塊莖蛾的亞致死效應(yīng)，以明確對雌、雄蛾的求偶行為、信息素以及生殖力的影響，為丹皮酚的合理使用及馬鈴薯塊莖蛾的綜合防治提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試?yán)ハx

供試馬鈴薯塊莖蛾種群于2017年4月從云南省曲靖市(103.79 E°，25.51 N°)的馬鈴薯田中采集幼蟲建立。幼蟲用馬鈴薯塊莖飼養(yǎng)，成蟲用10%蜂蜜水飼養(yǎng)。室內(nèi)飼養(yǎng)條件：光照(L∶D=14∶10)，溫度(27±1)℃，相對濕度：50%～70%。

1.2 藥劑

丹皮酚(≥99.2%)購自武漢遠(yuǎn)成共創(chuàng)科技有限公司，丙酮和二氯甲烷均購自重慶川東化工有限公司。

1.3 研究方法

1.3.1 毒力測定 采用三角瓶密閉熏蒸法[12]。用電子天平(精度為萬分之一)稱取丹皮酚藥劑，用丙酮溶解稀釋成一系列濃度。在初試前提下選擇5個(gè)濃度，將1日齡雌、雄蟲分別放進(jìn)三角瓶(v=250 mL，總?cè)莘e為296 mL)，用細(xì)棉線穿過濾紙條并在末端打結(jié)，用雙面膠將其粘在三角瓶瓶蓋底部，在濾紙條滴上藥劑，待溶劑揮發(fā)后蓋上瓶蓋，用帕爾膜密封，放置在養(yǎng)蟲室內(nèi)(條件同上)，24 h后統(tǒng)計(jì)死亡率(死亡標(biāo)準(zhǔn)：取出放置在桌面3 min內(nèi)不能移動(dòng))，計(jì)算毒力回歸方程和LC10的值。

1.3.2 產(chǎn)卵器粗提物 用丹皮酚亞致死濃度LC10對1日齡雌蛾進(jìn)行處理(方法同1.3.1)，然后分別觀察經(jīng)處理的雌蛾和正常的2日齡的未交配雌蛾，在其求偶高峰期將產(chǎn)卵器剪下，放入裝有二氯甲烷的棕色瓶中(50頭/mL)，浸泡30 min之后將產(chǎn)卵器撈出，并用帕爾膜封口，放入冰箱(<-5 ℃)，保存待用。

1.3.3 對雌、雄蟲求偶行為的影響 雌蟲：用LC10亞致死濃度對1日齡雌蟲處理后(方法同1.3.1)，放在指型管(Φ=2.5 cm，h=8 cm)中并用棉花球堵住指型管管口，在暗室中[溫度(27±1)℃，相對濕度為50%～70%]用紅光(30 lx)觀察求偶行為持續(xù)10 h，記錄求偶持續(xù)時(shí)間及次數(shù)，重復(fù)50次。

雄蟲：用LC10亞致死濃度對1日齡雄蟲處理后(方法同1.3.1)，在暗室(條件同上)放入指型管(規(guī)格同上)中，在圓形濾紙(Φ=2 cm)滴入產(chǎn)卵器粗提物，待濾紙上的溶液揮發(fā)完后快速把圓形濾紙放入指型管中，并用棉花球堵住指型管管口，然后在紅光下觀察1.5 h，記錄雄蟲在濾紙上的滯留時(shí)間、接觸次數(shù)，重復(fù)50次。

利用上述方法分別測定：CK(正常的雄蟲對正常雌蟲產(chǎn)卵器粗提物的反應(yīng))、A(處理后的雄蟲對正常雌蟲產(chǎn)卵器粗提物的反應(yīng))、B(正常的雄蟲對處理后雌蟲產(chǎn)卵器粗提物的反應(yīng))、C(處理后的雄蟲對處理后雌蟲產(chǎn)卵器粗提物的反應(yīng))，并測定0.5、1、2頭當(dāng)量下產(chǎn)卵器粗提物對雄蟲求偶行為的影響。

1.3.4 對馬鈴薯塊莖蛾生殖力的影響 對1日齡的雌雄蟲分別處理后，立即取10對存活的雌雄蟲，將其放入產(chǎn)卵盒(Φ=13 cm，h=14.5 cm)中并提供10%的蜂蜜水；每隔24 h更換一次卵片并記錄其產(chǎn)卵量，連續(xù)收集3 d；待其卵孵化時(shí)計(jì)算孵化率，重復(fù)5次。

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 21.0進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，求得毒力回歸方程、LC10等值；對雌蟲的求偶和生殖力分析采用SPSS 21.0中的獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，顯著水平P<0.05，極顯著水平P<0.01。雄蟲求偶分析采用SPSS 21.0單因素方差分析(AVONA)。采用Duncan多重比較分析數(shù)據(jù)間差異。

2 結(jié)果與分析

2.1 毒力測定

由表1可知，雌蟲毒力回歸方程為y=256.04x-5.24，雄蟲的毒力回歸方程為y=397.78x-5.77，雌蟲LC50值為0.020 mg/mL，雄蟲LC50值為0.014 mg/mL，雌蟲LC10值為0.015 mg/mL，雄蟲LC10值為0.011 mg/mL。

表1 丹皮酚對馬鈴薯塊莖蛾1日齡雌、雄蟲毒力測定結(jié)果

2.2 丹皮酚亞致死濃度對雌、雄蟲求偶行為的影響

與對照相比，用LC10的丹皮酚處理1日齡馬鈴薯塊莖蛾雌蛾后，單頭的求偶時(shí)間顯著縮短了27.32 min(P=0.008)，單次求偶持續(xù)時(shí)間顯著縮短了9.75 min(P=0.003)，但是求偶的次數(shù)顯著增長了2.64次(P=0.044)(表2)。

表2 1日齡雌蛾LC10亞致死濃度處理后對求偶行為的影響

在產(chǎn)卵器粗提物濃度為0.5頭當(dāng)量時(shí)，A的接觸次數(shù)最低，為3.62±0.52次，顯著低于CK的8.68±1.52次；B的接觸次數(shù)顯著高于CK和C的接觸次數(shù)；后兩者間無顯著差異。在濃度為1頭當(dāng)量時(shí)，A的接觸次數(shù)最低，為3.90±0.83次，顯著低于CK的10.26±1.09次；B的接觸次數(shù)高于CK和C的接觸次數(shù)，但三者間無顯著差異。在濃度為2頭當(dāng)量時(shí)，只有 C的接觸次數(shù)顯著高于A的，而 B、C均與CK無顯著差異(表3)。

表3 1日齡雄蟲經(jīng)丹皮酚亞致死濃度處理后對產(chǎn)卵器粗提物的接觸次數(shù)

在產(chǎn)卵器粗提物濃度為0.5頭當(dāng)量時(shí)，A的滯留時(shí)間最短，為(4.52±0.86)s，顯著低于CK的(8.68±1.52)s，B和C的滯留時(shí)間顯著高于CK；在濃度為1頭當(dāng)量時(shí)，A的滯留時(shí)間最短，為(4.52±0.92)s，顯著低于CK 的滯留時(shí)間(14.58±2.49)s，B和C的滯留時(shí)間均與CK無顯著差異；在濃度為2頭當(dāng)量時(shí)，A、B、C的滯留時(shí)間均與CK無顯著差異(表4)。

表4 1日齡雄蟲經(jīng)丹皮酚亞致死濃度處理后對產(chǎn)卵器粗提物的滯留時(shí)間 s

2.3 丹皮酚亞致死濃度對生殖力的影響

與對照相比，用丹皮酚亞致死濃度處理馬鈴薯塊莖蛾后，第1天的產(chǎn)卵量明顯降低(P=0.000)，第2、3天的產(chǎn)卵量與對照相比均無顯著差異(P>0.05)(圖1)。第1天的孵化率與對照相對有明顯的差異(P=0.031)，第2、3天的孵化率與對照相比均無明顯差異(P>0.05)(圖2)。

圖1 丹皮酚亞致死濃度處理對馬鈴薯塊莖蛾產(chǎn)卵量的影響

圖2 丹皮酚亞致死濃度處理對馬鈴薯塊莖蛾孵化率的影響

3 討論

目前，關(guān)于亞致死效應(yīng)的研究很多，其中毒力測定均是不區(qū)分雌雄蟲或是單一性別的毒力測定[5，7，12-13，17]。本文通過分別對馬鈴薯塊莖蛾雌、雄蟲進(jìn)行毒力測定，比較丹皮酚對雌、雄蟲LC50和LC10的結(jié)果，可知丹皮酚對馬鈴薯塊莖蛾雄蟲的毒力更強(qiáng)。

昆蟲的交配行為始于交配前兩性的信息聯(lián)系，即求偶行為，它包括伴隨著昆蟲性活動(dòng)和作為性活動(dòng)前奏的全部行為[14]。本文研究了經(jīng)過丹皮酚亞致死濃度處理后的馬鈴薯塊莖蛾雌蛾的求偶行為，以及處理后和正常的雄蛾對正常和處理后馬鈴薯塊莖蛾產(chǎn)卵器粗提物的反應(yīng)，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：丹皮酚亞致死濃度對2日齡雌蛾的單雌求偶時(shí)間和單次求偶時(shí)間均有明顯的抑制作用；這與用氯氰菊酯處理過的雌性粉紋夜蛾[13]和LC20亞致死濃度的茚蟲威處理小菜蛾3日齡幼蟲后存活的雌蛾[15]的結(jié)果相似。在濃度為0.5、1頭當(dāng)量時(shí)，A與CK的接觸次數(shù)和滯留時(shí)間均差異顯著，這表明丹皮酚亞致死濃度處理后的雄蟲對信息素的反應(yīng)受到了一定的抑制，這與LC1的氯氰菊酯處理粉紋夜蛾雄蟲[14]和氯菊酯處理棉鈴蟲雄蟲[16]的結(jié)果相似。而B和C在0.5頭當(dāng)量時(shí)的接觸次數(shù)和滯留時(shí)間均高于CK，而在1、2頭當(dāng)量時(shí)均與CK沒有明顯差異，這表明丹皮酚亞致死濃度處理后雌蛾的信息素組分可能發(fā)生了改變或可能刺激了雌蛾信息素的合成。

殺蟲劑的亞致死濃度對昆蟲的產(chǎn)卵及卵的孵化也有一定的抑制作用。經(jīng)過丹皮酚亞致死濃度分別處理后的雌、雄蟲的產(chǎn)卵量和孵化率在第1天與對照相比有顯著差異，在第2、3天的產(chǎn)卵量和孵化率與對照相比均無顯著差異，這說明丹皮酚的亞致死濃度可能在24 h之內(nèi)對馬鈴薯塊莖蛾的生殖力有一定的影響，經(jīng)過這一段時(shí)間馬鈴薯塊莖蛾的生殖力得到了明顯的恢復(fù)。LC20的吡蟲啉處理雌蛾后會(huì)顯著地降低單雌產(chǎn)卵量[17]；用甲氧蟲酰肼處理地中海粉斑螟的蛹，存活的成蟲的產(chǎn)卵期增長和卵孵化率明顯降低[18]，這與本文的研究結(jié)果相似。但也有不少研究報(bào)道了化學(xué)藥劑對昆蟲繁殖力的亞致死效應(yīng)表現(xiàn)為低劑量興奮效應(yīng)。如將小菜蛾4齡幼蟲和蛹分別用亞致死劑量滅多威進(jìn)行處理，處理后存活成蟲的產(chǎn)卵量顯著增加，藥劑處理對存活成蟲的繁殖力表現(xiàn)出了刺激增強(qiáng)的效應(yīng)[19]。Kerns等[20]研究表明低劑量的聯(lián)苯菊酯處理棉蚜并沒有明顯改變其種群的內(nèi)稟增長率，但可以刺激存活雌蟲的產(chǎn)卵。亞致死劑量的氰戊菊酯對小菜蛾的繁殖力及其種群的內(nèi)稟增長率都有明顯的促進(jìn)作用[21]。這可能由于不同種類的殺蟲劑針對不同害蟲的不同階段，使得其結(jié)果也會(huì)不盡相同。

綜上所述，丹皮酚亞致死濃度對馬鈴薯塊莖蛾的生殖行為有明顯的不利影響。但無法預(yù)測丹皮酚在田間對馬鈴薯塊莖蛾會(huì)產(chǎn)生如何的影響，同時(shí)也尚未明確對連續(xù)后代的影響。此外，雖然本文研究表明，雄蟲會(huì)對處理后的雌蟲的產(chǎn)卵器粗提物表現(xiàn)出更加強(qiáng)烈的反應(yīng)，但是未明確丹皮酚亞致死濃度處理后是否刺激雌蟲產(chǎn)生信息素或是否信息素的比例發(fā)生了改變。這些問題均需要進(jìn)一步的研究。