亞致死劑量茚蟲威對家蠶生長發育的影響

陳秋初 張晶 賈鵬龍 王葉元 張宏濤*

（1廣東中科英海科技有限公司，廣東佛山 528000；2佛山市環境健康與安全評價研究中心，廣東佛山 528000；3華南農業大學動物科學學院蠶絲科學系，廣東廣州 510642）

家蠶（BombyxmoriLinaeus）屬于鱗翅目蠶蛾科昆蟲，在我國農業生態系統和農業經濟中占有重要地位[1]。經過人類長期馴化過程，能夠人為地提供適合家蠶生長發育的環境條件，繭質、繭重等經濟性狀得到最大的體現，同時造成抗逆性功能逐漸退化，對農藥等有毒物質的抵抗力也逐漸減弱[2]。近年來，為了切實提高農業生態系統最大產出、拓寬蠶桑產業發展途徑、增加現代蠶桑產業效益，蠶桑業已由原先單純的繭絲生產逐漸衍生出蠶桑和農作物相結合的復合產業[3]。由此，出現了桑樹—青椒、桑樹—西紅柿、桑樹—玉米、桑樹—西瓜、桑樹—小麥等多種立體套種模式。在立體套種等模式大力推廣的同時，農作物病蟲防治的頻率也逐漸增加，農藥在立體混種地區廣泛使用，使桑葉污染而導致家蠶中毒，不結繭的事件屢有發生[4-7]，對蠶桑安全生產構成嚴重威脅。

茚蟲威主要用于十字花科蔬菜和棉花、玉米及果樹的多種害蟲的防治。茚蟲威屬高效、低毒、低殘留農藥，對害蟲有很強的毒力，但對動物安全，是一種光譜性全新類型高效殺蟲劑。獨特的作用機理為鈉通道抑制劑，與常見殺蟲劑不存在交互抗性，可高效防治甜菜夜蛾、斜紋夜蛾、小菜蛾、棉鈴蟲等鱗翅目害蟲[8]。研究表明，茚蟲威對家蠶毒性為劇毒[9]，綜上所述，為了更好地評估茚蟲威對養蠶生產的影響和蠶區合理用藥提供理論參考，本文進行了亞致死劑量茚蟲威對鱗翅目昆蟲家蠶生長發育的研究。

1 材料與方法

1.1 供試家蠶

家蠶品種為9·芙，購自廣東省蠶業技術推廣中心。蠶卵孵化后在人工氣候箱25℃±2℃，相對濕度70%-85%條件下分別常規飼養至2齡和5齡起蠶開始試驗。

1.2 供試藥劑

15%茚蟲威水分散粒劑購自北京華戎生物激素廠。

1.3 試驗方法

農藥對家蠶的毒性測定方法包括浸葉法、接觸法和熏蒸法等。浸葉法具有胃毒、觸殺和熏蒸等聯合毒性效應，反映了家蠶在實際環境中受農藥影響的主要途徑。因此，本研究按照《化學農藥環境安全評價試驗準則》[10]中對浸葉法的要求，評估農藥對家蠶的慢性毒性影響。根據2齡蠶急性毒性試驗得到的LC50值（0.40 mg a.i./L），設置 0.0461 mg a.i./L、0.0691mg a.i./L、0.104 mg a.i./L、0.156 mg a.i./L、0.233 mg a.i./L、0.350 mg a.i./L共 6個濃度處理組。從桑樹上采摘合適葉片，擦干凈葉片表面，用不同濃度的藥液浸泡桑葉，浸葉時間為10 s，浸藥后將桑葉置于通風處風干備用。供試家蠶分別為2齡起蠶和5齡起蠶，選取健康、大小一致的家蠶進行試驗。處理組和對照組設置3個重復，每重復30頭家蠶，處理組飼喂不同濃度染毒桑葉，對照組飼喂未染毒桑葉。處理后的家蠶置于人工氣候箱（25℃±2℃，相對濕度70%-85%）飼養。

染毒時期：2齡起至3齡末飼喂染毒桑葉，于4齡起后改用無毒桑葉飼養，至上蔟結繭。5齡蠶飼喂毒葉至上蔟結繭。每天在添食飼養的同時，記錄每組家蠶幼蟲的生長狀況及死亡個體數，并對各眠期家蠶體重進行稱量，統計結繭蠶頭數，結繭后第8d稱全繭量、繭層量、蛹體重量，并統計化蛹率。

1.4 數據統計

運用SSPS 20.0軟件(SPSS Inc.)對實驗數據進行方差分析和回歸分析。采用ANOVA方法中的Tukey檢驗對處理組與對照組之間的差異進行分析，p＜0.05表示差異顯著。

2 結果與分析

2.1 茚蟲威對家蠶眠蠶體重的影響

眠蠶體重是描述家蠶生長狀況的一個重要指標。通常發育好的家蠶眠性整齊，眠蠶體重較高。由表1可知，從2齡起至3齡末飼喂毒葉，家蠶在2齡眠、3齡眠、4齡眠與熟蠶時，處理組的眠蠶體重與對照組相比無顯著性差異。由表2可知，從5齡開始飼喂毒葉的家蠶進入熟蠶時，熟蠶體重隨著濃度的增加呈現下降的趨勢，且濃度0.156 mg a.i./L、0.233 mg a.i./L、0.350 mg a.i./L與空白對照組相比，表現出顯著性差異。綜上所述，攝食茚蟲威對眠蠶體重的影響不大，但是會降低熟蠶體重，且5齡攝入藥劑比在2齡開始攝入表現更為明顯。這可能是由于2齡至3齡染毒后改喂無毒葉，使家蠶的解毒功能得以充分發揮，至熟蠶時以降低藥劑對家蠶的毒性，因此對家蠶熟蠶的毒性效應低于5齡染毒家蠶。

表1 茚蟲威對家蠶眠期體重的影響（2齡-3齡添毒葉）

表2 茚蟲威對家蠶熟蠶體重的影響（5齡添毒葉）

2.2 茚蟲威對家蠶致死率的影響

由圖1可得，在2齡-3齡期末飼喂染毒桑葉，隨著濃度升高致死率逐漸上升。最高濃度處理組0.350 mg a.i./L對家蠶致死率達到60%，與對照組相比表現出顯著差異。5齡期飼喂染毒桑葉試驗結果表明，各濃度處理組的致死率與對照組相比無顯著性差異。在相同濃度下，5齡蠶死亡率低于2齡-3齡期末家蠶死亡數。研究表明，2齡家蠶對農藥的敏感性高于其它齡期[11]，與本研究結論一致。

2.3 茚蟲威對家蠶結繭率、死籠率和化蛹率的影響

由圖2所見，在2齡-3齡期飼喂染毒桑葉，結繭率有明顯的濃度-效應關系。最高濃度處理組0.350 mg a.i./L的結繭率為40%，與空白對照組相比有顯著性差異。在5齡期飼喂染毒桑葉試驗結果表明，相同濃度處理后，各處理組結繭率與對照組相比無顯著性差異。由表3和表4可知，兩個時期飼喂染毒桑葉，最后能存活而進行結繭的家蠶，基本都能正常化蛹，死籠率均小于10%，化蛹率達到90%以上，與空白對照組相比無顯著性差異。茚蟲威通過破壞昆蟲神經沖動傳遞，導致昆蟲運動失調、不能進食、麻痹并最終死亡[12]。因此，茚蟲威對家蠶的結繭化蛹并沒有直接影響。

圖1 茚蟲威對家蠶致死率的影響

圖2 茚蟲威對家蠶結繭率的影響

表3 茚蟲威對家蠶結繭化蛹的影響（2齡-3齡添毒葉）

表4 茚蟲威對家蠶結繭化蛹的影響（5齡添毒葉）

2.4 茚蟲威對家蠶繭質和蛹重的影響

全繭量是一粒繭（包括繭衣、繭層、蛻皮、蛹）的總重量。大量資料證明蛹體重與全繭量呈高度正相關[13]。在蛹重上，雌雄之間存在較大的差異[14]，因此分析全繭量、繭層量、繭層率和蛹重時分開雌雄進行統計分析。由圖3至圖6可見，在2齡起-3齡末飼喂毒葉對于家蠶后期發育的全繭量、繭層量、繭層率和蛹重與空白對照組無顯著性差異。在5齡時期飼喂毒葉，0.156 mg a.i./L、0.233 mg a.i./L、0.350 mg a.i./L 3個濃度處理組的全繭量、繭層量均顯著低于空白對照組。綜合雌性和雄性數據可得知，低濃度組0.0461 mg a.i./L、0.0691 mg a.i./L、0.104 mg a.i./L無論是全繭量、繭層量還是繭層率均比空白對照組高，表明茚蟲威在一定濃度范圍內可增加家蠶的出絲量。雄性表現更為明顯，3個濃度處理組在繭層率上相對于空白對照組表現出顯著性差異，但該差異性表現為促進作用。這可能與毒物興奮效應有關。研究表明，殺蟲劑對昆蟲的低劑量興奮效應主要表現在對昆蟲的發育歷期、體重和生殖力以及毒力等方面產生的影響[15]。因此在5齡階段，攝入低濃度的茚蟲威可對家蠶全繭量、繭層量和繭層量有促進作用，而雄性表現更為顯著。蛹重的變化與熟蠶時期相符，處理組0.156 mg a.i./L、0.233 mg a.i./L、0.350 mg a.i./L相對于空白對照組表現出顯著性差異。由圖4和圖5可見，繭層量和繭層率上表現出來的，不管是2齡飼喂染毒桑葉還是5齡飼喂染毒桑葉，同性別家蠶在相同濃度處理組上所表現的相當。因此可判斷茚蟲威對家蠶吐絲結繭沒有雌雄的差異性。

圖3 茚蟲威對全繭量的影響

圖4 茚蟲威對繭層量的影響

圖5 茚蟲威對繭層率的影響

表6 茚蟲威對蛹重的影響

3 結論

茚蟲威具有獨特的作用機理，在昆蟲體內被迅速轉化為DCJW（N－2去甲氧羰基代謝物），由DCJW作用于昆蟲神經細胞失活態電壓門控鈉離子通道，不可逆阻斷昆蟲體內的神經沖動傳遞，破壞神經沖動傳遞，導致害蟲運動失調、不能進食、麻痹并最終死亡[16]。家蠶在不同齡期飼喂毒葉表現出不同癥狀。2齡至3齡末染毒試驗中致死敏感性高于5齡染毒試驗，并且致死率隨著濃度的升高而升高。在4齡飼喂無毒桑葉至上簇結繭，家蠶具有一個自我恢復與分解毒素的功能[17]，全繭量、繭層量、繭層率、蛹重和化蛹率均沒表現出顯著性差異。而在5齡期飼喂毒葉，由于5齡蠶用桑量占全齡的80%-85%[18]，因此茚蟲威的作用機理得到充分體現。雖然家蠶最后都能上簇結繭，但由于茚蟲威的毒理作用致使5齡蠶食桑量減少，高濃度處理組熟蠶體重、全繭量、繭層量、蛹重等指標均表現出抑制作用，與空白對照組相比有顯著性差異。低濃度處理組由于茚蟲威低劑量興奮性效應而導致了家蠶在全繭量、繭層量和繭層率上表現出促進作用，但對于茚蟲威對家蠶的低劑量興奮性效應的具體作用機制有待日后深入研究[19]。

[1]鄭健壯,陳國鈞.繭絲綢行業應對經濟全球化的戰略分析[J].商業研究,2003(13):139-141.

[2]朱九生,王靜,喬雄梧,等.農藥對家蠶（Bombyx mori L）的亞致死效應研究進展[J].生態學報,2008,28(7):3334-3343.

[3]費斯文.利用桑園多種經營 提高蠶桑綜合經濟效益[J].新農村,2013(7):28.

[4]景成,宋俊榮.家蠶農藥中毒的發生與防治[J].江蘇蠶業,2007,29(1):13-17.

[5]徐忠玲.百步鎮家蠶農藥中毒原因及預防措施[J].蠶桑茶葉通訊,2011(3):7-8.

[6]羅勝友,戴常德.永仁縣家蠶中毒發生原因及預防措施[J].云南農業科技,2012(S2):149-151.

[7]熊彩金,顧立明.中秋蠶發生大面積農藥中毒的思考[J].中國蠶業,2007,28(2):54-55.

[8]Fan Y,Feng Q,Lai K,et al. Toxic effects of indoxacarb enantiomers on the embryonic development and induction of apoptosis in zebrafish larvae (Danio rerio)[J].Environmental Toxicology,2015.

[9]俞瑞鮮,趙學平,吳長興,等.茚蟲威對環境生物的安全性評價[J].農藥,2009,48(1):47-49.

[10]中華人民共和國農業部.GB/T 31270.12-2014.化學農藥環境安全評價試驗準則第11部分：家蠶急性毒性試驗[S].北京:中國標準出版社,2014.

[11]謝道燕,田梅金,柴建萍,等.十種常見殺蟲劑對不同齡期家蠶的急性毒性試驗[J].北方蠶業,2013,34(2):19-22.

[12]王建軍,董紅剛.新型高效殺蟲劑茚蟲威毒理學研究進展[J].植物保護,2009,35(3):20-22.

[13]賀光偉,楊希哲.家蠶若干現行品種全繭量與產卵性狀之關系[J].蠶學通訊,1993(2):11-15.

[14]胡祚忠,王應和,白勝,等.雌雄蛹自動分選機的研制[J].蠶業科學,2003,29(1):83-89.

[15]黃柯程,曾鑫年,黎卓瑩.低劑量殺蟲劑對昆蟲的興奮性效應[J].生態毒理學報,2010,5(1):26-31.

[16]李富根,艾國民,李友順,等.茚蟲威的作用機制與抗性研究進展[J].農藥,2013(8):558-560.

[17]劉海濤,李兵,趙國棟,等.家蠶幼蟲不同齡期體內主要解毒酶及其基因表達的性別差異 [J].昆蟲學報,2010,53(5):479-486.

[18]丁壽朋.淺談家蠶5齡期經濟合理用桑 [J].山東蠶業,2009,40(2):22-23.

[19]段維霞,江高峰.毒物興奮效應及其潛在應用價值研究進展[J].中國公共衛生,2012,28(6):859-860.