噻虫嗪种薯包衣对马铃薯桃蚜取食行为的影响

李昭煜，刘永刚,，李佳佳,，张海英

(1.甘肃农业大学 草业学院/草业生态系统教育部重点实验室/甘肃省草业工程实验室/中-美草地畜牧业

可持续发展研究中心，甘肃 兰州　730070； 2.甘肃省农业科学院 植物保护研究所，甘肃 兰州　730070)



噻虫嗪种薯包衣对马铃薯桃蚜取食行为的影响

李昭煜1，刘永刚1,2，李佳佳1,2，张海英2

(1.甘肃农业大学 草业学院/草业生态系统教育部重点实验室/甘肃省草业工程实验室/中-美草地畜牧业

可持续发展研究中心，甘肃 兰州730070； 2.甘肃省农业科学院 植物保护研究所，甘肃 兰州730070)

摘要：以噻虫嗪包衣、拌种和空白的马铃薯苗为对象，应用刺探电位图谱(EPG)技术研究马铃薯种薯包衣对桃蚜取食行为的影响。结果表明：桃蚜在噻虫嗪包衣马铃薯苗上取食的过程中，np波和C波次数增加，口针在细胞间穿刺的频率明显增高；E1波和E2波次数减少，桃蚜取食次数减少；首次出现E1波历期显著延长，E2波持续时间缩短，噻虫嗪包衣阻碍桃蚜在马铃薯苗上取食，使取食时间推后，取食量减少。

关键词：马铃薯；桃蚜；取食行为；包衣；EPG

马铃薯(Solanumtuberosum)是仅次于水稻、小麦、玉米的第4大粮食作物，在工农业生产中占有重要地位。我国是世界上最大的马铃薯生产国，提高马铃薯单位面积产量，促进马铃薯产业发展，关系到我国甚至世界的粮食安全问题。桃蚜(Myzuspersicae)是马铃薯上重要的传毒介体昆虫和迁飞性害虫，不仅直接刺吸马铃薯汁液，而且传播多种病毒，造成植株生长发育不良，产量和品质下降，品种退化，故有效防治蚜虫等传毒介体是脱毒种薯繁育的关键环节。

种子包衣是在传统浸种、拌种的基础上，利用药物内吸作用和包衣成膜控制释放原理的种子处理新技术，其对蚜虫[1-4]、飞虱[5]、蓟马[6]、跳甲[7]等害虫及种传病害[8-9]防效显著，尤其适用于防治难度大的迁飞性传毒介体昆虫，是控制植物病毒病的一条新的有效途径。

刺吸电位技术(electrical penetration graph，EPG) 已经成为研究植食性刺吸式昆虫抗性机制和植物诱导防御反应机理[10-13]、传播植物病毒机理[14-16]、取食行为[17-21]等的重要手段，在国内外的昆虫学研究中得到了广泛应用。近年来，新烟碱类杀虫剂的广泛使用使其作用机理的研究得到普遍重视，也有利用新烟碱类杀虫剂进行种子处理后对害虫取食行为的影响及其控害机制的研究报道[22]，但马铃薯种薯包衣对传毒介体蚜虫的作用机理未见报道。试验将利用刺探电位图谱(EPG)技术研究噻虫嗪种薯包衣对桃蚜取食行为的影响，以期阐明噻虫嗪种衣剂的控害机制，为种薯包衣技术在脱毒种薯繁育中的应用提供理论依据，为马铃薯病毒病防治提供新思路和新方法。

1材料和方法

1.1供试药剂、仪器和植物培养

70%噻虫嗪可分散性种子处理剂(瑞士先正达作物保护有限公司)和自研的1.2%噻虫嗪种衣剂，供试仪器为DC-EPG Giga-4刺探电位图谱记录仪。

自研的噻虫嗪种衣剂以1∶100包衣，70%噻虫嗪可分散性种子处理剂以40 g/100 kg种子进行拌种，将包衣、拌种和未做处理的马铃薯种薯(陇薯8号)种植在8 cm×8 cm营养钵中，在(20±1)℃，光照周期L∶D= 16 h∶8 h，光照强度1 500～2 000 lx，相对湿度70%～80%条件下培养，按需浇水，出苗20 d备用。

1.2试虫来源

在田间采集鉴定、挑取桃蚜，以马铃薯为寄主植物，在(20±1)℃，光照周期L∶D= 16 h ∶8 h，光照强度1 500～2 000 lx，相对湿度70%～80%条件下饲养，期间不接触任何药剂。连续饲养4～5代后，选取大小基本一致的无翅成蚜用于试验。

1.3试验步骤

采用DC-EPG Giga-4刺探电位图谱记录仪研究马铃薯桃蚜成虫的取食行为。先将桃蚜成虫饥饿处理1 h,然后将蚜虫与马铃薯分别与刺探电位放大器的昆虫电极和植物电极相连,昆虫电极自由端是一段长2～3 cm,直径18 μm的金丝,金丝末端用水溶性导电银胶垂直粘在蚜虫的前胸背板上,植物电极插在土壤中。当蚜虫口针刺入植物组织时,整个回路接通,回路电流经生物电流放大器放大后在输出端输出一系列不同的电流信号[23，24]。通过计算机记录刺探信号波形，每个处理设20次重复，每次记录重复用不同的蚜虫个体，每个重复连续记录6 h，采用stylet+a将图像信号转换成数字信号，再用EPG_analysisworksheet_v 4.4.1分析数字信号[25]。

1.4数据处理

使用Excel对数据进行整理，用SPSS软件进行方差分析。

2结果与分析

2.1桃蚜的特征波形及意义

Pd波反映了桃蚜口针刺破细胞膜(图1a)；E2为桃蚜主动分泌水溶性唾液到筛管中的过程(图1b)；E1为昆虫从筛管中被动吸收韧皮部汁液的过程(图1c)；F波是桃蚜口针在细胞膜外胞间或细胞壁内的机械穿刺受阻所形成的波形(图1d)；G波是桃蚜在木质部主动吸食的波形(图1e)。图1f是F波和G波的混合波，桃蚜先遇到机械阻力，克服阻力后，开始在木质部取食。

2.25种波型出现的次数

噻虫嗪包衣和拌种的马铃薯苗，桃蚜取食时，np波(电路未接通时的波形)和C波(蚜虫口针与植物表皮接触，电路接通)次数均高于对照，但差异不显著，说明噻虫嗪包衣对桃蚜取食产生了一些阻碍作用。pd波(刺探波)次数高于对照，且与对照差异显著，说明桃蚜寻找合适取食部位的时间延长。E1和E2波次数与对照相比，均有所下降，说明噻虫嗪包衣减少了桃蚜的取食次数(表1)。

表1　桃蚜取食马铃薯苗时5种波型出现次数

注：数据为均值±标准误；同行数据后不同小写字母表示差异显著(P<0.05)，下同

2.33种波型首次出现的时间

桃蚜取食马铃薯苗时，对照C波首次出现的时间早于噻虫嗪包衣和拌种处理，但差异不显著；pd波(刺探波)首次出现的时间以包衣和拌种处理较晚，对照早一些。表明从EPG开始到首次E2波出现，包衣和拌种处理与对照相比，E2波发生滞后，说明噻虫嗪包衣推后了桃蚜的取食时间(表2)。

表2　桃蚜取食马铃薯苗时3种波型首次出现的时间

图1　桃蚜取食时的波型Fig.1　Tyypes of probe on feeding behavior注:a.Pd波；b.E1波；c.E2波；d.F波；e.G波；f.F波与G波的混合波.

2.45种波型平均持续时间

连续6 h的EPG波形记录中，噻虫嗪包衣和拌种处理的np波持续时间要长于对照，且与对照差异显著；C波持续时间也长于对照；E1和E2波持续时间均短于对照。表明包衣和拌种马铃薯苗上桃蚜的持续取食时间要明显低于对照，而非取食时间则明显高于对照，说明噻虫嗪包衣和拌种减少了桃蚜的取食量(表3)。

表3　桃蚜取食马铃薯苗时5种波型平均持续时间

3讨论与结论

韧皮部汁液是植物中最富有营养的成分，桃蚜在包衣马铃薯苗上取食时，主要取食韧皮部的汁液，并且在韧皮部中的取食行为是一个被动过程,此过程受多方面的调控，分析桃蚜在马铃薯苗上取食的EPG波谱图，np波和C波的次数增加，持续时间变长，与都振宝[26]研究吡虫啉和噻虫嗪2种药剂处理后的小麦苗上荻草谷网蚜的持续取食时间要明显低于对照,而非取食时间则明显高于对照的结果基本一致，说明桃蚜寻找适合自身取食部位所用的时间延长。桃蚜的取食量取决于取食持续时间和吸食速率，E2波首次出现历期显著延长，持续时间缩短，即口针第1次进入韧皮部和木质部的时间明显比对照组时间长，且在韧皮部和木质部中的取食时间明显缩短，噻虫嗪包衣使桃蚜取食时间、取食量减少，对桃蚜产生了一定的拒食作用，与崔丽[27]利用EPG技术测定亚致死剂量的吡蚜酮对禾谷缢管蚜成虫取食行为的影响结果基本一致，说明噻虫嗪包衣对桃蚜取食马铃薯叶片产生了消极影响，一种原因是马铃薯本身发生改变导致桃蚜取食行为发生变化，另一种可能是噻虫嗪随韧皮部的汁液进去桃蚜体内产生毒害作用。

试验首次明确了马铃薯种薯包衣对传毒介体蚜虫的作用机理，噻虫嗪包衣种薯使桃蚜取食次数减少，可有效阻止病毒病的传播；并且取食量减少，可有效控制桃蚜的种群数量，使马铃薯增产增收。在今后的研究中，将进一步使用刺探电位图谱(EPG)研究桃蚜与马铃薯苗的传毒机理，结合种子包衣技术，为脱毒种薯生产提供一种安全、高效、低成本、无公害的防治新技术。

参考文献:

[1]都振宝,苗进,武予清,等.新烟碱类杀虫剂拌种对麦蚜田间防效及药剂残留动态分析[J].应用昆虫学报,2011,48(6):1676-1681.

[2]张海英,刘永刚,郭建国,等.两种悬浮种衣剂对燕麦蚜虫及红叶病的防治效果[J].麦类作物学报,2010,30(4):775-777.

[3]胡凯军,赵桂琴,刘永刚,等.药物拌种对燕麦抗蚜性与产量及其构成因素的影响[J].草原与草坪,2010,30(5):70-73.

[4]刘永刚,张海英,赵桂琴,等.防蚜种衣剂对燕麦生长的影响及增产效果[J].草原与草坪,2011,31(4):60-63.

[5]李伟群,刘晓亮,黄秀枝,等.30%吡蚜酮悬浮种衣剂对水稻的安全性及对稻飞虱的防控效果[J].南方农业学报,2014,45(11):1976-1980.

[6]雷斌,胡爱芝,王东,等.18.6%拌福乙种衣剂防治棉花蓟马的效果研究[J].新疆农业科学,2010,47(12):2530-2533.

[7]孙玉萍,张跃.35%噻虫嗪悬浮种衣剂防治油菜黄曲跳甲药效试验[J].安徽农学通报,2013,19(20):62-63.

[8]马金萍.甘肃草坪病害调查及防治[J].草原与草坪,2013,33(5):78-80.

[9]郑果,王春明,洪 流,等.7种杀菌剂对大麦条纹病的防治效果[J].草原与草坪,2011,31(6):65-68.

[10]胡想顺,赵惠燕,胡祖庆,等.麦长管蚜在3个小麦品种上取食行为的EPG比较[J].中国农业科学,2008,41(7):1989-1994.

[11]刘勇,陈巨莲,倪汉祥,等.茉莉酸诱导小麦幼苗对麦蚜取食行为的影响[J].植物保护学报,2001,28(4):325-330．

[12]武晶晶,高欢欢,白小惠,等.镉胁迫对麦长管蚜取食行为的影响[J].西北农业学报,2012,21(12):198-201.

[13]Yin H D,Wang X Y,Xue K,etal.Impacts of transgenic Bt cotton on the style penetration behaviors of Bemisia tabaci biotype B-an evidence from laboratory experiments[J].Insect Science,2010,17( 4):344-352．

[14]Martin B,Collar J L,Tjallingii W F,etal.Intracellular ingestion and salivation by aphids may cause the acquisition and inoculation of non-persistently transmitted plant viruses[J].General Virol,1997,78:2701-2705．

[15]Mauck K E,De Moraes C M,Mescher M C.Deceptive chemical signals induced by a plant virus attract insect vectors to inferior hosts[J].Proc Natl Acad Sci，2010,107(8):3600-3605．

[16]Jiang Y X,Walker G P.Identification of phloem sieve elements as the site of resistance to silverleaf whitefly in resistant alfalfa genotypes[J].Entomol Exp Appl，2007,125(3):307-320．

[17]胡想顺,赵惠燕,U do Heimbach，等.麦蚜取食行为特殊刺探电位波形图(EPG)研究初报[J].西北农林科技大学学报,2003,31:22-24.

[18]Xue K,Wang X Y,Huang C H,etal.Stylet penetration behaviors of cotton aphid Aphis gossypii on transgenic Bt cotton[J].Insect Science,2009,16(2):137-146．

[19]Arnaud A,Aude C,Maria M.Effects of mineral oil application on the orientation and feeding behaviour of Macrosiphum euphorbiae(Homoptera:Aphidae)[J].Acta Entomologica Sinica,2009,52(6):617-623.

[20]Daniels M,Bale J S,Newbury H J,etal.A sublethal dose of thiamethoxam causes a reduction in xylem feeding by the bird cherry-oat aphid (Rhopalosiphum padi),which is associated with dehydration and reduced performance[J].Journal of insect physiology,2009,55:758-765.

[21]Sun R C,Koo H N,Yoon C,etal.Sublethal Effects of Flonicamid and Thiamethoxam on Green Peach Aphid,Myzus persicae and Feeding Behavior Analysis[J].J Korean Soc Appl Biol Chem,2011,54(6):889-898.

[22]何月平,陈利,陈建明,等.吡蚜酮对水稻褐飞虱取食行为的影响[J].中国水稻科学,2010,24(6):635-640.

[23]胡想顺,刘小凤,赵惠燕.刺探电位图谱(EPG)技术的原理与发展[J].植物保护,2006,32(3):1-4．

[24]汤清波,张大山,姬琨,等.刺吸电位技术应用中的几个问题[J].应用昆虫学报,2011,48(5):1519-1527.

[25]Sarria E,Cid M,Garzo E,etal.Excel Workbook for automatic parameter calculation of EPG data[J].Computers and Electronics in Agriculture,2009,67:35-42.

[26]都振宝.吡虫啉和噻虫嗪亚致死剂量对荻草谷网蚜生命表参数及取食行为的影响[D].武汉：华中农业大学,2012.

[27]崔丽,杨代斌,李克斌,等.吡蚜酮对禾谷缢管蚜的亚致死效应[J].植物保护,2010,36(6):26-30.

Effect of coating potato seed with thiamethoxam on feeding behavior ofMyzuspersicae

LI Zhao-yu1,LIU Yong-gang1，2,LI Jia-jia1,2,ZHANG Hai-ying2

(1.CollegeofPrataculturalScience,GansuAgriculturalUniversity，Lanzhou730070,China；2.InstituteofPlantProtection,GansuAcademyofAgriculturalSciences,Lanzhou730070,China)

Abstract：The effect of coating and dressing potato seed with thiamethoxam on feeding behaviour of Myzus persicae was studied through electrical penetration graph technology (EPG). The results showed that the frequency of np wave,C wave and stylet in intercellular penetration increased,and the values of E1 wave and E2 reduced. The period of E1 wave significantly prolonged and the duration of the E1 wave shortened. The feeding of Myzus persicae was hindered by thiamethoxam coating and the feeding time was delayed，the feeding amount reduced.

Key words：potato；Myzus persica；feeding behavior；coating；EPG

中图分类号：Q 966

文献标识码：A

文章编号：1009-5500(2016)01-0060-05

作者简介：李昭煜(1988-),男,甘肃镇原人,在读硕士研究生。

基金项目：甘肃省农业科学院农业科技创新专项“马铃薯脱毒种薯包衣技术的研究与应用(2012GAAS07-2)”资助

收稿日期：2015-04-24； 修回日期：2015-12-11

E-mail：810157428@qq.com

刘永刚为通讯作者。