氯蟲苯甲酰胺對桃小食心蟲生長發育的亞致死效應

劉宴弟 孫麗娜 張懷江 閆文濤 岳強 仇貴生

摘要 為明確亞致死濃度的氯蟲苯甲酰胺連續處理對第4代桃小食心蟲生物學特性的影響，本研究用LC10、LC30和LC50的氯蟲苯甲酰胺處理的蘋果分別繼代飼養桃小食心蟲（簡稱LC10、LC30和LC50種群）。以第4代初孵幼蟲為起點記錄其各階段發育歷期、存活率和繁殖力等數據，研究氯蟲苯甲酰胺對桃小食心蟲的亞致死效應。結果表明，LC30和LC50種群桃小食心蟲的卵期與對照（CK）種群相比明顯延長;LC50種群桃小食心蟲的蛀果率、脫果率、幼蟲存活率、世代存活率以及單雌平均產卵量均顯著低于CK種群;CK、LC10、LC30和LC50種群單雌平均產卵量分別為（183.67±10.39）、（177.66±14.81）、（147.83±14.54）粒和（126.33±11.29）粒。桃小食心蟲LC30和LC50種群與CK種群相比，內稟增長率、凈生殖率和周限增長率顯著降低，平均世代周期和種群加倍時間延長，相對適合度降低。

關鍵詞 桃小食心蟲; 氯蟲苯甲酰胺; 亞致死效應; 生長發育; 抗藥性

中圖分類號： S 436.621， S 433.4

文獻標識碼： A

DOI： 10.16688/j.zwbh.

2020594

Sublethal effects of chlorantraniliprole on the growth and development of Carposina sasakii

LIU Yandi， SUN Lina， ZHANG Huaijiang， YAN Wentao， YUE Qiang， QIU Guisheng

（Research Institute of Pomology， Chinese Academy of Agricultural Sciences， Xingcheng 125100， China）

Abstract

This study aimed to clarify the sublethal effect of continuous treatment with chlorantraniliprole on the biological characteristics of the fourth generation peach fruit moth Carposina sasakii. Apples treated with LC10， LC30 and LC50 of chlorantraniliprole were continuously provided to C.sasakii （referred to as LC10， LC30 and LC50 populations）. The developmental period， survival rate and fecundity of the fourth generation larvae were recorded to determine the sublethal effect of chlorantraniliprole on C.sasakii. The results showed that the egg duration of LC30 and LC50 populations was significantly longer than that of CK population. The boring rate， exiting rate， larval survival rate， generation survival rate and average eggs laid per female of LC50 populations were significantly lower than those of the CK population， and the average eggs laid per female of CK， LC10， LC30 and LC50 populations were （183.67±10.39）， （177.66±14.81）， （147.83±14.54） eggs and （126.33±11.29） eggs， respectively. Compared with CK population， the intrinsic growth rate， net reproduction rate and finite rate of increase of LC30 and LC50 populations were significantly reduced， and the average generation period and population doubling time were prolonged， and the relative fitness was reduced.

Key words

Carposina sasakii; chlorantraniliprole; sublethal effect; growth and development; insecticide resistance

桃小食心蟲Carposina sasakii Matsumura隸屬鱗翅目Lepidoptera蛀果蛾科Carposinidae，又稱桃蛀果蛾，簡稱“桃小”[1]。桃小食心蟲是我國果樹生產中為害程度最重、發生面積最廣的食心蟲類害蟲之一[2]，它的發生嚴重制約了我國北方果樹產業的高效發展[3]。氯蟲苯甲酰胺是二酰胺類殺蟲劑第一代魚尼丁受體抑制類殺蟲劑，由美國杜邦公司研發，于2008年在中國進行登記，該類殺蟲劑目標性極強，對鱗翅目害蟲高效，對天敵影響較小[4]，被廣泛應用于桃小食心蟲的防治，是目前治理桃小食心蟲的首選殺蟲劑。

隨著氯蟲苯甲酰胺的大量使用，已有多種鱗翅目昆蟲對氯蟲苯甲酰胺產生了抗藥性，Guo等[5]檢測了來自廣東連州、惠州和番禺地區的4個小菜蛾Plutella xylostella種群，發現其對氯蟲苯甲酰胺的抗性達到了303～658倍。在國外，Troczka等[6]指出，菲律賓小菜蛾對氯蟲苯甲酰胺和氟苯甲酰胺的抗性分別超過4 100倍和1 300倍。害蟲抗藥性的產生不僅僅與殺蟲劑的使用次數、選擇壓等有關，還與昆蟲的生物學特性密切相關[7]。在田間，殺蟲劑噴灑不均、降解等導致亞致死效應，該效應會引起害蟲生物學特性發生改變，對其抗藥性產生影響，這種影響甚至可以持續多代[8]，因而在施藥過程中，殺蟲劑的亞致死效應需多加重視。已有相關報道表明，甜菜夜蛾Spodoptera exigua用LC25氯蟲苯甲酰胺連續處理6代后，與敏感品系相比，存在世代存活率降低、雄蟲比例增加和繁殖力降低等差異[9]。本研究用LC10、LC30和LC50氯蟲苯甲酰胺連續誘導桃小食心蟲多代后，對其種群進行生物學特性分析，意在全面評價氯蟲苯甲酰胺對桃小食心蟲種群生物學參數的影響，為田間桃小食心蟲的有效防治和氯蟲苯甲酰胺的合理使用提供理論基礎，并為桃小食心蟲對氯蟲苯甲酰胺的抗性風險評估提供科學支撐。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 供試蟲源及飼養

本實驗室桃小食心蟲種群采自遼寧省興城市中國農業科學院果樹研究所（40.61°N，120.73°E），在室內用不接觸任何殺蟲劑的未成熟‘金冠蘋果連續累代飼養，飼養條件為溫度（25±1）℃、相對濕度（70±5）%、光周期L∥D=15 h∥9 h，并于每年6月底定期從田間采集試蟲與室內種群雜交進行種群復壯[10]，至今已連續飼養桃小食心蟲100多代。

1.1.2 供試藥劑

95%氯蟲苯甲酰胺原藥，購于艾覽（上海）化工科技有限公司;二甲基亞砜（DMSO），購于北京索萊寶科技有限公司;Triton X-100，上海化學試劑采購供應站美國進口分裝。

1.2 方法

1.2.1 生物測定

采用果實浸漬法。先用DMSO將氯蟲苯甲酰胺原藥溶解為10 000 mg/L的母液，再用0.1% Triton X-100 水溶液將母液配制成10、5、2.5、1.25、0.625、0.312 5、0.156 25 mg/L 7個濃度測定藥液，每個濃度設5次重復，每個重復一張卵卡，每張卵卡含有20粒出現黑頭即將孵化的6日齡卵，以0.1% Triton X-100 水溶液作為對照。用清水將未成熟的‘金冠蘋果洗凈、晾干，放入藥液中浸泡10 s后取出晾干，使藥液在蘋果表面形成一層藥膜，之后接上桃小食心蟲卵卡，48 h后檢查記錄桃小食心蟲死亡數，用毛筆輕觸蟲體，不能協調運動者視為死亡。

1.2.2 亞致死濃度氯蟲苯甲酰胺處理桃小食心蟲

根據敏感品系生物測定結果，用LC10、LC30、LC50的氯蟲苯甲酰胺對桃小食心蟲進行繼代選育。將洗凈晾干的蘋果分別在LC10、LC30和LC50濃度藥液中浸泡10 s，取出晾干，參照1.2.1方法接上即將孵化的蟲卵，置于25℃恒溫養蟲室中飼養。按此方法對桃小食心蟲進行繼代繁殖。

1.2.3 亞致死濃度氯蟲苯甲酰胺對桃小食心蟲生物學特性的影響

桃小食心蟲在我國多數地區每年發生2代，發生嚴重的果園，第一代及越冬代防治時施藥2次，全年用藥3次[11]。據此，以敏感種群的LC10、LC30和LC50濃度藥液處理的蘋果繼代飼養桃小食心蟲（后文分別簡稱為LC10種群、LC30種群和LC50種群），以第4代桃小食心蟲初孵幼蟲為起點，觀察LC10、LC30和LC50種群的生物學特性相關數值，每個種群3個重復，每個重復20個蘋果，每個蘋果接10～15粒出現黑頭即將孵化的6日齡卵，以敏感種群為對照。將接上蟲卵的蘋果裝入洗凈風干的玻璃缸中，用保鮮膜封口，再用封口膜將保鮮膜邊緣固定，用昆蟲針在保鮮膜上扎若干個孔，最后置于25℃的恒溫養蟲室中常規飼養。接卵24 h后，對各個蘋果上的蛀孔數進行統計，計算蛀果率，蛀果率=蛀孔數/孵化數×100%。幼蟲在果內發育1周后，每天8：00，14：00，20：00檢查1次老熟幼蟲脫果情況，記錄脫果時間與脫果數量，計算脫果率，脫果率=脫果數/蛀孔數×100%;待所有果實連續5 d不再有桃小食心蟲幼蟲脫出時，剖開檢查果實內部的幼蟲數目，統計幼蟲存活率。將同一天脫果幼蟲放入裝有濕潤鋸末的玻璃缸中，使其結繭、化蛹和羽化，每天8：00，14：00，20：00觀察結繭、化蛹和羽化情況，記錄結繭時間、結繭數、化蛹時間、羽化時間、羽化數，計算幼蟲期、結繭率、蛹期、羽化率、雌雄性比。待桃小食心蟲羽化為成蟲后，將成蟲置于玻璃缸中飼養，并放入含10%蜂蜜水的濕棉球提供營養，飼養過程中放入卵卡收集蟲卵，每天更換1次卵卡，并觀察產卵時間，逐日記錄產卵量與雌雄蟲死亡時間、死亡數，直至成蟲全部死亡，計算產卵前期、雌蟲單日產卵量、總產卵量、雌雄成蟲壽命。最后，將卵卡置于25℃的恒溫養蟲室中，觀察記錄孵化時間與孵化數，計算后代卵期與孵化率。

1.3 數據處理

用Excel對所有數據進行初步處理。生物測定數據用DPS軟件進行分析，得到氯蟲苯甲酰胺對桃小食心蟲敏感品系的LC10、LC30和LC50及對LC10、LC30、LC50種群的LC50;生物學特性相關數據用SPSS軟件進行單因素方差分析，各參數之間用Fishers LSD法檢驗顯著性差異。

參照戈峰[12]和丁巖欽[13]的方法進行生命表的組建，計算不同處理組的種群動態參數。參數公式參照Euler-Lotka法：內稟增長率rm=lnR0/T;凈增殖率R0=∑lxmx;世代平均周期T=∑xlxmx/R0;周限增長率λ=erm;種群加倍時間Dt=ln2/rm[14]。其中，lx表示雌成蟲在x年齡存活的概率，mx表示在x年齡每雌蟲產卵數。

2 結果與分析

2.1 氯蟲苯甲酰胺對桃小食心蟲的室內毒性

采用果實浸漬法測得的氯蟲苯甲酰胺對桃小食心蟲敏感種群的毒力如表1所示，結果表明，氯蟲苯甲酰胺處理桃小食心蟲敏感種群48 h后，LC10、LC30和LC50分別為0.35、0.99 mg/L和2.01 mg/L。

對桃小食心蟲LC10、LC30、LC50種群第4代初孵幼蟲進行毒力測定，結果如表2所示。氯蟲苯甲酰胺對LC10、LC30、LC50種群的LC50分別為2.40、368 mg/L和5.84 mg/L，對LC10、LC30、LC50種群的毒力分別降至處理前的8375%、54.62%和34.42%。

2.2 亞致死濃度氯蟲苯甲酰胺對桃小食心蟲發育歷期和幼蟲體重的影響

表3結果表明，桃小食心蟲經過LC10、LC30、LC50氯蟲苯甲酰胺處理后，卵期、幼蟲期、雌、雄蛾壽命與對照相比均有所延長，其中卵期和雌蛾壽命，隨著處理濃度的增加而逐漸增加，LC50種群與敏感種群（CK）差異顯著（P<005），LC10、LC30、LC50種群與CK種群相比，卵期分別延長了0.05、0.38 d和0.83 d，雌蛾壽命增加了0.43、1.48、2.36 d;各處理之間幼蟲期和雄蛾壽命差異不顯著（P>0.05）。CK種群的單頭幼蟲重顯著高于LC30、LC50種群，分別重356、555 mg。

2.3 亞致死濃度氯蟲苯甲酰胺對桃小食心蟲存活率的影響

用LC10、LC30、LC50氯蟲苯甲酰胺處理的蘋果連續飼養桃小食心蟲多代后，桃小食心蟲的蛀果率、脫果率和幼蟲存活率均有所下降，存在明顯的劑量效應（表4）。以敏感種群為對照（CK），隨著處理濃度的增加，蛀果率依次降低2.34%、8.38%、13.26%，脫果率分別下降6.64%、17.43%和32.10%;LC50種群幼蟲死亡率明顯升高，顯著高于CK、LC10種群和LC30種群;各種群之間結繭率和羽化率差異不明顯，沒有達到顯著水平;桃小食心蟲的整個世代選育過程中，最終CK種群的世代存活率最高，為32.54%，其次為LC10、LC30、LC50種群，CK種群世代存活率顯著高于LC50種群。

2.4 亞致死濃度氯蟲苯甲酰胺對桃小食心蟲繁殖力及性比的影響

氯蟲苯甲酰胺處理未對桃小食心蟲性比造成顯著影響。由表5可以看出，LC10、LC30和LC50 種群與對照種群相比，雌雄性比、產卵前期以及單蜼日均產卵量沒有顯著性的差異，但LC50種群與CK種群相比單雌總產卵量、后代卵歷期和卵孵化率有顯著差異，LC50種群較CK種群單雌總產卵量少57.34粒，后代卵歷期延長了0.54 d，后代卵孵化率降低了1357%。從結果可以看出隨著氯蟲苯甲酰胺使用濃度的增加，殺蟲劑對桃小食心蟲的影響也相應增大。

2.5 亞致死濃度氯蟲苯甲酰胺對桃小食心蟲種群生命表參數及相對適合度的影響

根據桃小食心蟲各發育階段的存活率和繁殖力可確定亞致死濃度氯蟲苯甲酰胺對桃小食心蟲生命表參數及相對適合度的影響。從表6可知，LC30和LC50種群的內稟增長率rm和周限增長率λ，與CK種群相比顯著降低;LC30、LC50種群的凈生殖率R0也顯著低于CK種群，平均世代周期T相比CK種群顯著延長;種群加倍時間Dt隨著殺蟲劑濃度的增加相應增大;CK種群、LC10、LC30和LC50種群相對適合度分別為1.00、095、0.72、0.61。

3 討論

在田間利用殺蟲劑防治害蟲時，由于害蟲個體特性以及自然環境等因素，個體接觸到殺蟲劑的情況不同，亞致死效應普遍存在。前人曾采用LC10、LC20和LC50高效氯氰菊酯處理桃小食心蟲1代，研究其生物學特性的變化[10]，尚未見不同亞致死濃度殺蟲劑連續處理桃小食心蟲多代的研究。本研究根據桃小食心蟲的發生情況用氯蟲苯甲酰胺LC10、LC30、LC50濃度（敏感品系48 h生測結果）藥液處理蘋果后連續飼養桃小食心蟲，觀察LC10、LC30和LC50 3個種群第4代桃小食心蟲的生物學特性，并與從未接觸殺蟲劑的桃小食心蟲敏感品系的生物學特性相比較，此研究更加符合氯蟲苯甲酰胺在田間長期使用對桃小食心蟲產生亞致死效應的實際情況。

試驗結果表明，桃小食心蟲

LC10、LC30和LC50種群與敏感種群（CK）相比，生長發育均受到不同程度的抑制。在發育歷期上，桃小食心蟲卵、幼蟲和雌蛾的發育都出現了延遲，并且存在明顯的劑量效應。研究結果與Lai等[15]報道的LC30氯蟲苯甲酰胺處理甜菜夜蛾后幼蟲發育歷期延長的結果相似。LC30、LC50種群的桃小食心蟲脫果幼蟲體重明顯低于敏感種群脫果幼蟲，與譚曉偉等[16]發表的氯蟲苯甲酰胺對小菜蛾的亞致死效應結果一致。在存活率上，主要表現為LC10、LC30和LC50種群的蛀果率、脫果率、幼蟲存活率、結繭率、羽化率以及世代存活率均低于敏感種群，說明亞致死濃度氯蟲苯甲酰胺連續處理對桃小食心蟲各階段的存活率有降低作用。劉霞等[17]的研究發現，LC20和LC50的氯蟲苯甲酰胺會導致小菜蛾羽化率降低，與本研究情況相同。在繁殖力及性比方面，Abd-Elghafar 等[18]發現，用殺蟲劑處理昆蟲后，成蟲體內遺留的殺蟲劑會繼續對精子和卵子造成影響，進而導致產卵量、卵歷期和卵孵化率與對照存在差異;Zhang等[19]的研究表明，棉鈴蟲Helicoverpa armigera經過LC10、LC20、LC40和LC50氯蟲苯甲酰胺

處理后，其后代的雄蟲比例增加。這與本研究中，亞致死濃度氯蟲苯甲酰胺處理桃小食心蟲多代后，桃小食心蟲產卵量、后代卵孵化率、雌雄性比降低，以及后代卵歷期延長的結果相符合。

通過不同處理種群的生命表參數和相對適合度比較，可以得到殺蟲劑亞致死濃度對昆蟲種群增長的影響情況。本研究組建了敏感種群、LC10、LC30和LC50 種群的桃小食心蟲實驗種群生命表，表明LC10、LC30和LC50處理組的桃小食心蟲內稟增長率、凈生殖率和周限增長率均低于敏感種群;且亞致死濃度氯蟲苯甲酰胺處理后的桃小食心蟲平均世代周期和種群加倍時間與對照相比，有所延長。楊洪等[20]報道，LC10和LC25

氯蟲苯甲酰胺

處理白背飛虱Sogatella furcifera若蟲后，白背飛虱種群的內稟增長率、凈增殖率和周限增長率均減少，而世代平均周期和種群加倍時間延長;Guo等[21]的研究發現，小菜蛾食用LC25氯蟲苯甲酰胺

處理過的甘藍葉片后，其種群出現凈增殖率降低和世代周期延長的情況，且其后代仍存在此現象;Yin等[22]報道，用LC25多殺霉素連續處理小菜蛾5代后，小菜蛾的繁殖力、內稟增長率和凈增殖率等出現下降趨勢。這些研究報道與本研究結果相一致。相對適合度是衡量個體存活和繁殖成功機會的尺度，往往相對適合度越大，個體存活和繁殖成功的機會也越大，本研究中LC10、LC30和LC50種群的相對適合度也明顯低于敏感種群，表明亞致死濃度氯蟲苯甲酰胺抑制了種群繁殖。

氯蟲苯甲酰胺是農業生產中防治桃小食心蟲的重要殺蟲劑品種，研究掌握氯蟲苯甲酰胺對桃小食心蟲的亞致死效應，有利于更科學合理地使用氯蟲苯甲酰胺，減緩桃小食心蟲對該藥劑抗藥性的發生發展。

參考文獻

[1] 陳麗慧， 譚樹乾， 劉彥飛， 等. 桃小食心蟲成蟲種群動態監測與防治指標[J]. 植物保護學報， 2018， 45（4）： 716-723.

[2] 李銳， 趙飛， 彭宇， 等. 滯育誘導溫周期對桃小食心蟲滯育幼蟲生理指標的影響[J]. 昆蟲學報， 2014， 57（6）： 639-646.

[3] 孫麗娜， 張懷江， 閆文濤， 等. 桃小食心蟲研究進展[J]. 中國果樹， 2018（1）： 76-81.

[4] GREG T H， MELISSA Z， PAULA G M. Feeding cessation effects of chlorantraniliprole， a new anthranilic diamide insecticide， in comparison with several insecticides in distinct chemical classes and mode-of-action groups [J]. Pest Management Science， 2009， 65（9）： 969-974.

[5] GUO Lei， WANG Yi， ZHOU Xuguo， et al. Functional analysis of a point mutation in the ryanodine receptor of Plutella xylostella （L.） associated with resistance to chlorantraniliprole [J]. Pest Management Science， 2014， 70（7）： 1083-1089.

[6] TROCZKA B， ZIMMER C T， ELIAS J， et al. Resistance to diamide insecticides in diamondback moth， Plutella xylostella （Lepidoptera： Plutellidae） is associated with a mutation in the membrane-spanning domain of the ryanodine receptor [J]. Insect Biochemistry and Molecular Biology， 2012， 42（11）： 873-880.

[7] 張余杰. 小貫小綠葉蟬對噻蟲嗪抗性機制研究[D]. 貴陽：貴州大學， 2019.

[8] PERVEEN F. Sublethal effects of chlorfluazuron on reproductivity and viability of Spodoptera litura （F.） （Lepidoptera： Noctuidae） [J]. Journal of Applied Entomology， 2000， 124（5/6）： 223-231.

[9] 陳羿渠， 向興， 貢常委， 等. 氯蟲苯甲酰胺亞致死劑量對甜菜夜蛾主要解毒酶活性與生長繁殖的影響[J]. 中國農業科學， 2017， 50（8）： 1440-1451.

[10]全林發， 仇貴生， 孫麗娜， 等. 高效氯氰菊酯亞致死濃度對桃小食心蟲生物學特性的影響[J]. 昆蟲學報， 2017， 60（7）： 799-808.

[11]北京農業大學， 華南農業大學， 福建農學院， 等. 果樹昆蟲學[M]. 北京： 中國農業出版社， 1990： 2-7.

[12]戈峰. 現代生態學[M]. 北京： 科學出版社， 2002： 104-121.

[13]丁巖欽. 昆蟲數學生態學[M]. 北京： 科學出版社， 1994： 155-164.

[14]CHI H， LIU H. Two new methods for the study of insect population ecology [J]. Bulletin of the Institute of Zoology， Academia Sinica， 1985， 24（2）： 225-240.

[15]LAI Tiancai， SU Jianya. Effects of chlorantraniliprole on development and reproduction of beet armyworm， Spodoptera exigua （Hübner） [J]. Journal of Pest Science， 2011， 84（3）： 381-386.

[16]譚曉偉， 任龍， 徐希寶， 等. 氯蟲苯甲酰胺對小菜蛾亞致死效應的研究[J]. 植物保護， 2012， 38（4）： 42-46.

[17]劉霞， 牛芳， 王開運. 亞致死濃度氯蟲苯甲酰胺對小菜蛾生物學特性的影響[J]. 農藥科學與管理， 2014， 35（8）： 58-62.

[18]ABD-ELGHAFAR S F， APPEL A G. Sublethal effects of insecticides on adult longevity and fecundity of German cockroaches （Dictyoptera： Blattellidae） [J]. Journal of Economic Entomology， 1992， 85（5）： 1809-1817.

[19]ZHANG Ruimin， DONG Junfeng， CHEN Jiahua， et al. The sublethal effects of chlorantraniliprole on Helicoverpa armigera （Lepidoptera： Noctuidae） [J]. Journal of Integrative Agriculture， 2013， 12（3）： 457-466.

[20]楊洪， 王召， 金道超. 氯蟲苯甲酰胺對白背飛虱實驗種群的亞致死效應[J]. 昆蟲學報， 2012， 55（10）： 1161-1167

[21]GUO Lei， DESNEUX N， SONODA S， et al. Sublethal and transgenerational effects of chlorantraniliprole on biological traits of the diamondback moth，Plutella xylostella L.[J]. Crop Protection， 2013， 48（2）： 29-34.

[22]YIN Xianhui， WU Qingjun， LI Xuefeng， et al. Demographic changes in multigeneration Plutella xylostella （Lepidoptera： Plutellidae） after exposure to sublethal concentrations of spinosad [J]. Journal of Economic Entomology， 2009， 102（1）： 357-365.

（責任編輯：楊明麗）