灰飛虱和白背飛虱雌雄成蟲對殺蟲劑敏感性的差異研究

摘要

采用稻苗浸漬法分別測定了6種常用殺蟲劑對灰飛虱Laodelphax"striatellus和白背飛虱Sogatella"furcifera雌雄成蟲的生物活性，以期明確這2種稻飛虱對殺蟲劑敏感性的性別差異。結果顯示，烯啶蟲胺對灰飛虱和白背飛虱雌成蟲的LC50分別是其雄成蟲的2.88倍和3.09倍，說明雄成蟲對烯啶蟲胺的敏感性均高于雌成蟲。三氟苯嘧啶對灰飛虱雌成蟲的LC50是其雄成蟲的1.79倍。2種飛虱雌雄成蟲對其他幾種藥劑的敏感性無顯著差異。2種飛虱的雌成蟲體型均大于雄成蟲，灰飛虱和白背飛虱雌成蟲體重分別是雄蟲的1.88倍和1.85倍。綜上，灰飛虱和白背飛虱成蟲對烯啶蟲胺和三氟苯嘧啶的敏感性存在性別差異，但個體大小差異并不是雌雄蟲對殺蟲劑敏感性不同的唯一原因。

關鍵詞

灰飛虱;"白背飛虱;"殺蟲劑;"敏感性;"性別

中圖分類號：

S"481.1

文獻標識碼："B

DOI："10.16688/j.zwbh.2023466

Insecticides"susceptibility"difference"in"female"and"male"adults"of"Laodelphax"striatellus"and"Sogatella"furcifera

GAO"Jing，nbsp;WU"Chengyuan，"LI"Xiuxia*

（School"of"Plant"Protection，"Anhui"Agricultural"University，"Key"Laboratory"of"Agriproducts"Quality"and"

Biosafety，"Ministry"of"Education，"Hefei"230036，"China）

Abstract

Bioassay"of"six"commonly"used"insecticides"for"controlling"rice"planthopper"the"male"and"female"adults"of"Laodelphax"striatellus"and"Sogatella"furcifera"was"measured"using"rice"seedling"immersion"method，"in"order"to"clarify"the"susceptibility"differences"to"insecticides"between"female"and"male"adults"in"these"two"rice"planthoppers."The"results"showed"that"the"LC50"values"of"nitenpyram"to"female"adults"of"L.striatellus"and"S.furcifera"were"2.88"and"3.09folds"higher"than"those"of"male"adults，"respectively，"indicating"the"susceptibility"of"male"adults"of"L.striatellus"and"S.furcifera"to"nitenpyram"was"higher"than"that"of"female"adults."Besides，"the"LC50"value"of"triflumezopyrim"to"the"female"adult"of"L.striatellus"is"1.79fold"than"that"of"male"adult."In"addition，"there"was"no"sex"difference"in"the"susceptibility"of"these"two"rice"planthoppers"to"other"insecticides."Moreover，"the"female"adults"of"both"rice"planthoppers"have"larger"body"size"than"that"of"male"adults."The"female"adult"body"weight"of"L.striatellus"and"S.furcifera"was"1.88"and"1.85folds"than"that"of"male"adult，"respectively."In"summary，"there"are"sex"differences"in"the"susceptibility"of"L.striatellus"and"S.furcifera"adult"to"nitenpyram"and"triflumezopyrim，"but"individual"size"differences"are"not"the"only"reason"for"the"different"susceptibility"of"male"and"female"insects"to"insecticides.

Key"words

Laodelphax"striatellus;"Sogatella"furcifera;"insecticide;"susceptibility;"sex

昆蟲對殺蟲劑的敏感性存在性別差異的現象普遍存在，一般來說雄蟲比雌蟲更加敏感。例如白紋伊蚊Aedes"albopictus雄蟲對馬拉硫磷［1］和擬除蟲菊酯類藥劑［2］比雌蟲更加敏感;蘋果蠹蛾Cydia"pomonella、梨小食心蟲Grapholita"molesta和葡萄花翅小卷蛾Lobesia"botrana"3種卷蛾科害蟲的雄蟲對高效氯氟氰菊酯和噻蟲啉同樣比雌蟲更加敏感，但是對有機磷殺蟲劑毒死蜱卻是雌蟲比雄蟲敏感，其中毒死蜱對梨小食心蟲雄蟲的LD50是雌蟲的41.5倍［3］。梨小食心蟲雄蟲對其他有機磷殺蟲劑也具有更加耐藥的現象，甲基谷硫磷、馬拉硫磷和甲基對硫磷對其雄蟲LC50是雌蟲的2.6、4.1倍和10.3倍［4］?？梢姡ハx不同性別對于殺蟲劑的敏感性差異與殺蟲劑的類型相關。同一種昆蟲對于某些類型的殺蟲劑是雌蟲更加敏感，而對另一些殺蟲劑可能是雄蟲更加敏感。

研究表明，昆蟲的抗藥性在不同性別之間也存在差異，即同一昆蟲種群不同性別之間對殺蟲劑的抗性水平不同。例如，雌性家蠅Musca"domestica對氯菊酯［5］和多殺霉素［6］的抗性水平顯著高于雄蠅，而對馬拉硫磷的抗性則是雄蠅顯著高于雌蠅［78］。其中雄蠅對馬拉硫磷的抗性水平顯著高于雌蠅，是因為羧酸酯酶基因MdaE7的突變導致其解毒能力增強，而雄性決定因子又與突變型MdaE7基因連鎖，導致雄蠅比雌蠅更加耐藥［8］。同樣家蠅對新煙堿類殺蟲劑的抗性水平也存在性別差異，Markussen等［9］發現一個家蠅品系對吡蟲啉的抗性水平在雌雄蟲中分別是20倍和22倍，對噻蟲嗪是23倍和9倍，用吡蟲啉連續篩選之后，雌雄蟲對吡蟲啉的抗性水平分別上升到150倍和75倍。

灰飛虱Laodelphax"striatellus和白背飛虱Sogatella"furcifera是我國水稻上的2種重要害蟲，它們可以通過口針刺入水稻組織吸食汁液造成水稻生長緩慢，稻株枯死等癥狀，還能傳播多種病毒病造成間接危害。目前，這2種飛虱的防治仍然以化學防治為主?；绎w虱和白背飛虱的雌成蟲個體均大于雄成蟲，但尚不明確其對化學殺蟲劑的敏感性是否存在性別差異。因此，研究其雌雄成蟲對于化學殺蟲劑的敏感性差異，可以為其科學防治提供參考。

本研究主要測定了灰飛虱和白背飛虱雌雄成蟲對氟啶蟲胺腈、三氟苯嘧啶、烯啶蟲胺、噻蟲嗪、呋蟲胺和高效氯氟氰菊酯6種常用殺蟲劑的敏感性差異，為探究性別在昆蟲對殺蟲劑敏感性差異的影響方面提供數據支持，也為田間制定合理防治策略提供理論指導。

1"材料與方法

1.1"供試昆蟲

本試驗所用灰飛虱于2018年7月由青島農業大學郭磊副教授提供，該種群于2014年10月采自遼寧。白背飛虱于2019年8月采自安徽合肥肥東縣。2種稻飛虱均飼養在溫度（27±1）℃，相對濕度60%～80%，光周期"L∥D=16"h∥8"h的恒溫人工氣候室中，飼養期間未接觸過任何殺蟲劑。采用生長一周左右的‘TN1’水稻苗于養蟲籠中飼喂稻飛虱，且根據取食情況及時更換新鮮稻苗，用羽化2"d內的稻飛虱成蟲進行生物測定。

1.2"供試藥劑

99%氟啶蟲胺腈標準品和98.8%三氟苯嘧啶標準品購自北京百靈威科技有限公司，99.4%烯啶蟲胺標準品、97%噻蟲嗪原藥和98.3%呋蟲胺原藥購自上海麥克林生化科技有限公司，95.2%高效氯氟氰菊酯原藥購自上海阿拉丁生化科技股份有限公司。

1.3"生物活性測定

稻飛虱毒力測定采用稻苗浸漬法。用圓形塑料杯（直徑4"cm，高度3"cm）裝滿1%瓊脂，冷卻凝固后播種已催芽的‘TN1’水稻種子，待稻苗長至8"cm左右備用。用0.1%"Triton"X100"水溶液將待測藥劑稀釋成"5"個等比濃度，對照為"0.1%"Triton"X100"水溶液，溶液體積為200"mL，倒入燒杯中并編號，每個處理濃度（包括對照組）設置"3"個重復。將稻苗莖部完全浸入藥液"30"s后取出瀝至無藥液滴下，置于陰涼處晾干。待稻苗晾干至表面無水痕，放入一次性塑料杯中（直徑9.5"cm，高度14"cm），用吸蟲器將稻飛虱移入塑料杯中，每個杯子"15"頭，杯口用紗布（12"cm×12"cm"雙層）封住，置于溫度"（27±1）℃，相對濕度"60%～80%，光周期"L∥D=16"h∥8"h"的人工氣候室中飼養。氟啶蟲胺腈、三氟苯嘧啶、烯啶蟲胺、噻蟲嗪和呋蟲胺處理"4"d"后統計死亡數，高效氯氟氰菊酯處理"3"d"后統計死亡數。用細毛筆輕觸蟲體，若個體無反應即視為死亡。

1.4"灰飛虱和白背飛虱雌雄蟲體重稱量

為了測量灰飛虱和白背飛虱雌雄蟲的體重，選擇羽化后48"h"內的雌（雄）蟲，吸取10頭灰飛虱雌（雄）成蟲于50"mL離心管中，將離心管置于電子天平上稱量，去除空離心管重量則為10頭灰飛虱雌（雄）成蟲的重量，稱量3組昆蟲體重，求得平均單頭灰飛虱雌（雄）成蟲的重量。白背飛虱雌雄成蟲單頭重量的稱量方法同上。

2"結果與分析

2.1"2種稻飛虱雌雄成蟲對殺蟲劑的敏感性

灰飛虱雌成蟲對氟啶蟲胺腈、噻蟲嗪、呋蟲胺和高效氯氟氰菊酯的敏感性與雄成蟲無顯著差異，但是其雄成蟲對三氟苯嘧啶和烯啶蟲胺比雌成蟲更加敏感。其中三氟苯嘧啶和烯啶蟲胺對雌成蟲的LC50"值分別是雄成蟲的1.79"倍和2.88倍（表1）。

白背飛虱的雌雄成蟲在所測定的6種殺蟲劑中，只對烯啶蟲胺的敏感性存在性別差異，烯啶蟲胺對雌成蟲的LC50值是對雄成蟲LC50值的3.09倍（表2）。

氟啶蟲胺腈、三氟苯嘧啶、呋蟲胺對2種稻飛虱的毒力沒有顯著差異。但是對于烯啶蟲胺和噻蟲嗪，白背飛虱比灰飛虱更加敏感。其中烯啶蟲胺和噻蟲嗪對灰飛虱雌成蟲的LC50值分別是白背飛虱雌成蟲的15.34倍和2.68倍，2種藥劑對灰飛虱雄成蟲的LC50值分別是白背飛虱雄成蟲的16.45倍和2.47倍。對于高效氯氟氰菊酯的敏感性，2種稻飛虱的雄蟲沒有顯著差異，但灰飛虱雌成蟲對高效氯氟氰菊酯比白背飛虱雌成蟲更加敏感。高效氯氟氰菊酯對白背飛虱雌成蟲的LC50值是灰飛虱雌成蟲的1.99倍（表1，表2）。

2.2"灰飛虱和白背飛虱雌雄蟲體重

分別將10頭飛虱的雌（雄）成蟲為一組稱量其體重，之后求得單頭試蟲的平均體重。結果如表3所

示，灰飛虱雌蟲的平均體重為（1.0±0.1）mg，雄蟲體重為（0.53±0.12）mg，雌蟲體重為雄蟲的1.89"倍。白背飛虱雌蟲平均體重為（1.2±0.2）mg，雄蟲為（0.65±0.13）mg，其雌蟲體重為雄蟲1.85倍?？梢妰煞N稻飛虱的雌蟲體重均高于雄蟲。

3"結論與討論

本試驗研究了灰飛虱和白背飛虱雌雄成蟲對6種殺蟲劑的敏感性差異，2種飛虱對烯啶蟲胺的敏感性均存在性別差異，雄成蟲比雌成蟲更加敏感。灰飛虱雄成蟲對三氟苯嘧啶比雌成蟲也更加敏感。對于其他幾種殺蟲劑的敏感性，2種飛虱不同性別之間沒有顯著差異。

有關昆蟲對殺蟲劑敏感性存在性別差異的機制研究很少。一般認為雄蟲個體小于雌蟲是導致其對殺蟲劑更敏感的原因，Boubidi等［10］通過點滴法進行生物測定，發現白紋伊蚊雄成蟲對溴氰菊酯比雌成蟲更加敏感，但是經過雌雄蟲體重校正之后對藥劑的敏感性沒有性別差異，該研究認為白紋伊蚊雄性對溴氰菊酯比雌性產生更大的敏感性僅僅與其個體較小有關。本研究中灰飛虱和白背飛虱雄蟲個體均小于雌蟲，但雄蟲并沒有對所有測定的殺蟲劑更加敏感，說明個體大小差異并不是灰飛虱和白背飛虱雌雄蟲對殺蟲劑敏感性不同的唯一原因。在某些昆蟲中，個體更小的雄蟲可能對殺蟲劑的耐藥性比雌蟲更強。例如，梨小食心蟲的雄蟲體重雖僅為雌蟲體重的69%，但其對有機磷殺蟲劑甲基谷硫磷、馬拉硫磷和甲基對硫磷的耐藥性卻比雌蟲更強［4］，這主要是由于雄蟲乙酰膽堿酯酶活性高于雌蟲所致［11］。NavarroRoldán等［12］發現葡萄花翅小卷蛾雌蟲對噻蟲啉的敏感性低于雄蟲是由于其谷胱甘肽S轉移酶和多功能氧化酶活性均顯著高于雄性所致，且增效試驗表明這2種解毒酶參與了其對噻蟲啉的解毒代謝作用。

昆蟲細胞色素P450（cytochrome"P450，P450）是一個超基因大家族，存在多種同工酶，底物廣泛，它不僅在內源化合物（激素、脂肪酸和類激素甾醇等）的代謝中發揮作用，還參與植物次生物質和殺蟲劑等外源有毒物質的解毒代謝。Markussen等［13］在丹麥家蠅多殺霉素抗性品系中，發現雌性家蠅具有21倍的多殺霉素抗性，而雄性只有6倍的抗性，這種差異是由于參與家蠅對多殺霉素抗性的細胞色素P450基因與雌性家蠅特異性連鎖導致。之后Hjland等［14］的研究發現，在多殺霉素敏感的家蠅品系中，雌蟲CYP4G2基因能夠被多殺霉素誘導上調8.3倍，而雄蟲被藥劑處理之后該基因反而下調。CYP4G2在家蠅雌雄蟲中差異表達可能是導致雌雄蟲對多殺霉素抗性水平不同的原因。在雌蟲中，有2個高表達CYP4G2基因的拷貝，而雄蟲中有一個高表達基因的拷貝和一個低表達基因的拷貝，且低表達基因拷貝與性別決定因子連鎖。Markussen等［9］提出CYP6D1和CYP6D3在家蠅對吡蟲啉和噻蟲嗪2種新煙堿類殺蟲劑抗性中發揮了作用，其中CYP6D1在雄蟲中能夠顯著被吡蟲啉和噻蟲嗪誘導上調表達，而CYP6D3在雌蟲中被誘導上調的程度要高于雄蟲。這些P450基因在兩性中的差異表達可能與家蠅雌雄蟲對吡蟲啉和噻蟲嗪抗性倍數存在差異有關。本實驗室前期研究了灰飛虱對三氟苯嘧啶的敏感性存在性別差異的分子機制，其主要原因在于灰飛虱雌成蟲P450酶活性高于雄成蟲，進一步研究表明是由于CYP302A1和CYP307A1在雌蟲中過量表達所致［15］。而在白背飛虱中，其雌雄成蟲對三氟苯嘧啶的敏感性沒有顯著差異，說明白背飛虱對三氟苯嘧啶的解毒代謝與灰飛虱存在差異，其具體解毒代謝機制需要進一步研究。

在所檢測的4種新煙堿類殺蟲劑中，烯啶蟲胺、噻蟲嗪、呋蟲胺和氟啶蟲胺腈分別屬于第一代、第二代、第三代和第四代新煙堿類殺蟲劑。2種稻飛虱的雄成蟲對烯啶蟲胺的敏感性更強，而對其他幾種新煙堿類殺蟲劑的敏感性不存在性別差異。這可能與這幾種殺蟲劑的作用機制不完全相同有關。雖然新煙堿類殺蟲劑的作用靶標都是煙堿型乙酰膽堿受體（nAChR），但不同時期開發的藥劑品種的作用機制還具有一定差別［16］。對于擬除蟲菊酯類殺蟲劑高效氯氟氰菊酯，2種稻飛虱雌雄蟲對其敏感性也不存在性別差異。

本研究表明殺蟲劑對害蟲的殺蟲活性除了與害蟲種類有關，對于某些殺蟲劑，害蟲性別也影響殺蟲劑的殺蟲活性。這是由于昆蟲雌雄個體體內某些生理生化特性的差異導致其對外界不良環境的抵抗能力產生性別間的差異。針對該方面的研究還較少，有待進一步從生理生化及分子生物學等方面進行剖析。

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（責任編輯：田"喆）