褐飛虱對吡蟲啉的抗性選育及毒力測定

摘要：為研究褐飛虱對吡蟲啉的抗性規律，進行了褐飛虱對吡蟲啉的逐代抗性選育及室內毒力測定研究。從敏感品系開始選育，共飼養了23代，其中前18代為連續施藥汰選，后5代為不施藥的繼代培養。室內生物活性測定結果表明，隨抗性選育代數的增加，LC50增大，抗性水平不斷提高，其中以18代最大，LC50為101.49 mg/L，抗性為敏感品系的181.2倍；無藥劑篩選的18-22代褐飛虱對吡蟲啉的抗藥性緩慢下降，其抗性由181.2倍下降到151.5倍。研究結果表明，合理控制吡蟲啉的施用濃度及施用頻率可以適當延長藥劑的使用壽命。

關鍵詞：褐飛虱；吡蟲啉；抗性選育；毒力測定

中圖分類號：S435.112.3 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2013）04-0817-03

Resistance Selection and Toxicity Test of Brown Planthopper to Imidacloprid

DONG De-zhen，YUAN Jing，XING Jia-hua，YU Ji-ping，CHEN Jie

（Zhejiang Research Institute of Chemical Industry Company Limited，Hangzhou 310023，China）

Abstract： In order to investigate the rules of the resistance of brown planthopper to imidacloprid， the resistance selection and toxicity test were studied in laboratory generation by generation. With sensitive strains， 23 generations were selected continuously， in which the former 18 generations were selected with imidacloprid， whereas the latter 5 generations were without pesticides. The result showed that the values of LC50 and the resistance levels increased gradually generation by generation， of which the F18 generation was the highest， LC50 was 101.49 mg/L， and the resistance was 180.3 times as the sensitive strains. The resistance slowly fell to 151.5 times in the 18-22 th generations without pesticides. Our results showed that it was necessary to control the concentration and frequency of imidacloprid， which would be useful for lengthening their service life.

Key words： brown planthopper； imidacloprid； resistance selection； toxicity test

褐飛虱[Nilaparvata lugens（Stal）]屬同翅目飛虱科，是亞洲水稻生產的重要害蟲，隨季風遷移，對環境具有較強的適應性，在外界條件適宜時容易暴發成災[1-4]。中國每年因褐飛虱為害造成直接稻谷損失達5.0億～7.5億kg[5]。迄今，不論是在亞洲溫帶稻區還是在熱帶稻區，稻飛虱的防治主要依靠化學殺蟲劑，長期大量地使用殺蟲劑會導致稻飛虱產生抗藥性[6]。吡蟲啉（Imidacloprid）是新開發的農藥品種，屬于硝基亞甲基類內吸殺蟲劑，對蚜蟲、葉蟬、飛虱、薊馬和粉虱等刺吸式口器害蟲有良好的防效[7]。由于該藥對褐飛虱的防效較好，導致常年頻繁使用。這一現狀將導致害蟲加快產生對吡蟲啉的抗（耐）藥性。因此有必要開展褐飛虱對吡蟲啉的逐代抗性選育及毒力測定研究，為吡蟲啉防治褐飛虱提供科學的指導，延長該藥物的使用壽命。

1 材料與方法

1.1 供試藥劑

商品藥劑10%吡蟲啉WP由江蘇常隆化工有限公司生產，用分析天平（精確到0.000 1 g）稱出一定量10%吡蟲啉WP，加蒸餾水配制成母液，再稀釋成系列濃度。

1.2 測試對象

褐飛虱敏感品系為浙江省化工研究院有限公司室內長年繼代飼養種群，在養蟲室溫度（27±1） ℃、相對濕度60%～70%、光照14 h/d的條件下用水稻幼苗飼養，不接觸任何藥劑。

1.3 試驗方法

1.3.1 水稻幼苗培養 水稻種子用清水漂洗2～3次后倒入塑料發芽盒中，加入35 ℃清水保溫浸泡24 h后取出洗凈，重新放入發芽盒中催芽。待種子露白后均勻撒播到苗盤內，苗盤水層浸沒水稻種子1/2，覆上保鮮膜，放入（28±1）℃的光照培養箱中培養。苗高5 cm時供試。

1.3.2 敏感種群飼養 養蟲籠規格35 cm×35 cm×35 cm，放入栽有水稻的苗盤，接入適量敏感種群進行繼代飼養。

1.3.3 抗性選育 褐飛虱飼養方法同敏感種群飼養。待試蟲3齡初期取樣（活蟲），測定試蟲的LC50。并以此濃度為標準設計篩選壓，子代篩選壓略高于當代LC50。用小噴壺將藥液均勻噴到養蟲籠內的稻株上，噴藥量以霧滴在葉片上不流失為準。存活成蟲正常飼養，直至產卵結束，進入下一個抗性選育周期。為保證篩選壓力，根據上一世代的篩選效率適當調整下一世代的汰選用藥濃度（汰選濃度）。多代篩選后即獲得抗性品系。以起始代為F0，藥劑篩選后的1、2、3…n代分別用F1、F2、F3…Fn表示。

1.3.4 LC50測定 采用稻苗培養皿噴霧法測定LC50。將4～6株水稻苗用石英砂栽植于培養皿中，接CO2麻醉的褐飛虱3齡初期若蟲后置于Potter噴霧塔下定量噴霧，設清水為空白對照（CK），每處理重復4次。噴霧后用透明塑料杯罩住培養皿放觀察室內，溫度（27±1） ℃、光照14 h/d培養3 d后檢查，毛筆輕觸蟲體無反應者視為死蟲。

1.4 數據處理

用Abbott公式計算各處理的褐飛虱死亡率和校正死亡率，用DPS 6.50軟件進行數據統計分析，求出毒力回歸方程、相關系數、LC50以及95%置信度。

抗性倍數=Fn的LC50 / F0的LC50；抗性倍數增長率=（Fn的LC50 - Fn-1的LC50）/ Fn-1的LC50×100%。

2 結果與分析

試驗從2010年5月開始抗性選育，到試驗結束共飼養23代，其中前18代為連續施藥的汰選，后5代為不施藥的繼代培養。共進行了23次生物活性測定，測定結果見表1。從表1可見，隨著抗性選育代數的增加，LC50增大，抗性水平提高，其中F18抗性水平最高，LC50最大，為101.49 mg/L，抗性倍數為敏感品系F0的181.2倍。從各世代較前一世代抗性倍數的增長率（抗性增長率）來看，F6較前一世代增長最多，增長率達192.8%。作為抗性篩選的連續世代，從F1到F18抗性倍數總體保持增長狀態，但其中也存在2個負增長的世代，分別是F7和F10。其負增長的原因可能是由于它們的前一世代，即F6和F9增長較快造成的。從無藥劑篩選的F18到F22來看，這幾代的抗性增長率全部為負值。說明在沒有藥劑壓力的情況下，褐飛虱對吡蟲啉的抗藥性呈下降趨勢。然而，與藥劑篩選過程中敏感品系褐飛虱對吡蟲啉的抗性響應相比較，抗性品系在去除藥劑選擇壓力后的抗性回復速度要遠遠低于敏感品系對藥劑選擇的響應速度。另外，試驗在F2、F4、F5、F12、F15增大了汰選用藥濃度，結果F3、F5、F6、F13、F16的抗性增長率都超過了60%，表明篩選壓力越大，褐飛虱抗性增長越快。

根據表1可以建立抗性倍數和世代關系圖（圖1）。根據圖1的曲線可以將抗性增長劃分為4個階段。Ⅰ，緩慢增長期，藥劑選育初期（F0到F5）抗性增長緩慢，抗性倍數在1.0～6.6之間；Ⅱ，較快增長期， F5到F12抗性逐漸上升，LC50值從3.73上升到21.11，抗性倍數在6.6～37.5之間；Ⅲ，迅速增長期，從F12到F18抗性增長迅速，抗性倍數在37.5～181.2之間；Ⅳ，緩慢下降期，F18到F22沒有給藥，抗性倍數緩慢降低，表現出抗性倍數在沒有農藥選擇壓力后逐步下降的趨勢。經過18代的抗性選育，褐飛虱種群的吡蟲啉敏感度顯著下降，LC50值從選育前的0.56 mg/L上升至選育后F18的101.49 mg/L，抗性倍數達181.2。

3 小結與討論

根據進化論的觀點，天然群體中的害蟲受自然選擇壓力的影響，群體內會發生隨機的中性突變[8]。然而，殺蟲劑的施用對群體內的中性突變產生了定向選擇作用。這種選擇將淘汰害蟲群體中不抗藥的個體而保留抗藥個體，由此造成抗藥個體的抗藥等位基因頻率在存活群體內迅速增加，進而造成害蟲群體整體抗藥性增加。有研究[9，10]提出在產生抗藥性的害蟲群體中停止用藥后害蟲抗藥性就不會再發展，甚至可以下降直至消失，這一說法也得到部分研究數據[11-14]的支持。但在本研究中發現，經吡蟲啉篩選的褐飛虱抗性品系停止用藥后，雖然其抗性逐漸下降，但抗性衰退速度緩慢，不給藥飼養5代后抗性倍數由181.2下降到151.5，雖然表現出一定的下降趨勢，但是較難恢復到最初（篩選前）的敏感水平。類似的情況在其他昆蟲的研究中也有報道[11，15]。因此，對褐飛虱而言，其群體一旦對吡蟲啉產生了高水平抗性，短期內很難使其恢復敏感性。

害蟲的抗性是生物對環境脅迫產生的應答，以利于生物在不同環境中生存、繁衍并進化。從這個角度上講，生物的抗性對其自身是有利的。然而，這種抗性會給農業生產造成巨大的麻煩，是作物生產的病蟲害控制中不得不應對的主要問題。目前應對害蟲抗藥性最常用的措施就是停用產生抗藥性的殺蟲劑，并換用其他不具有交互抗性的殺蟲劑。已產生抗藥性的藥劑停用后，害蟲抗性的穩定性及衰退情況直接影響到該藥劑能否重新使用以及需要多長時間的停用才能重新被啟用[12]。因此，在抗性治理上，通常需要對害蟲的抗性穩定性進行分析。雖然本研究中未恢復褐飛虱對吡蟲啉的敏感性，但生產上暫停使用吡蟲啉防治褐飛虱是可行的，應該較早采取輪換使用去交互抗性的藥劑以降低或延緩褐飛虱對吡蟲啉的抗性發展，達到延長吡蟲啉使用期限的目的。

本研究在室內抗性篩選中發現，抗性發展速度與藥劑的篩選壓力密切相關，藥劑的篩選壓力越大，褐飛虱抗性發展越快。也就是說在較高的篩選壓力情況下，害蟲種群中對藥劑敏感的個體淘汰的比例明顯高于低篩選壓力下的淘汰比例，進而造成存活下來的群體中對吡蟲啉抗性較高的個體比例明顯偏高。因此，在使用農藥的過程中，還應該按照要求合理用藥，避免用藥不當、盲目加大用藥量造成褐飛虱抗性的快速增長。

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