新烟碱类杀虫剂亚致死剂量对麦长管蚜和棉蚜取食行为的影响

彭建红 李耀发 高占林 党志红 安静杰 潘文亮

摘要 为了明确新烟碱类杀虫剂亚致死剂量对麦长管蚜和棉蚜拒食作用的差异，通过铷标记法、蜜露法以及两种蚜虫体内总糖、总脂含量的测定研究了新烟碱类杀虫剂亚致死剂量对麦长管蚜和棉蚜取食的影响。结果表明，铷标记法和蜜露法测定的新烟碱类杀虫剂亚致死剂量对麦长管蚜的拒食率均在80%以上，而对棉蚜的拒食率均在25%以下。蚜虫体内总糖总脂含量测定结果表明，新烟碱类杀虫剂亚致死剂量处理后麦长管蚜体内总糖、总脂含量均显著低于对照，而棉蚜体内总糖、总脂含量与对照均无显著差异。三种方法测定结果一致表明新烟碱类杀虫剂亚致死剂量对麦长管蚜具有很强的拒食作用，而对棉蚜没有明显的拒食作用。

关键词 麦长管蚜; 棉蚜; 新烟碱类杀虫剂; 拒食作用

中图分类号： S 482.3

文献标识码： A

DOI： 10.16688/j.zwbh.2018348

亚致死剂量杀虫剂可以对昆虫的一些行为产生影响，如对昆虫产生拒食、忌避、引诱等作用[1]。新烟碱类杀虫剂是近年来不断发展的一类可以有效防治刺吸式口器害虫的新颖杀虫剂，具有触杀、内吸、胃毒、拒食等多种作用方式[2]，在作物体内低含量的情况下仍能保护作物免受害虫为害，表现为拒食作用。国内外在新烟碱类杀虫剂的拒食作用方面已有一定的研究[35]。范文超等[6]的研究发现，小麦经吡虫啉拌种后，在小麦孕穗期及灌浆期仅能检测到微量的吡虫啉，但其对麦蚜仍表现出较高的拒食作用。Devine等[7]研究发现吡虫啉低剂量可对桃蚜和烟蚜的取食行为产生明显的影响，表现出强烈的拒食作用。

已有研究表明吡虫啉等新烟碱类杀虫剂拌种防治小麦蚜虫具有优异的防治效果和超长的持效期，在整个小麦生长期无需再进行麦蚜防治[811]。但是，与小麦拌种相比，该类药剂棉花拌种后对棉蚜田间持效期仅可维持40 d左右，只能保证棉花苗期不需药剂防治[1214]。

本研究采用铷（Rb）标记法、蜜露法以及蚜虫体内总糖、 总脂含量测定等方法研究新烟碱类杀虫剂亚致死剂量对麦长管蚜和棉蚜取食行为的影响，以明确新烟碱类杀虫剂亚致死剂量对两种蚜虫拒食作用差异的原因，本研究对新烟碱类杀虫剂的合理使用具有重要的理论和指导意义。

1 材料与方法

1.1 材料

供试药剂：98.5%吡虫啉原药，拜耳作物科学公司;97.1%啶虫脒原药，河北三农农用化工有限公司;96.0%烯啶虫胺原药，河北德美化工有限责任公司;98.3%噻虫啉原药，拜耳作物科学公司;99.1%噻虫嗪原药，先正达南通作物保护有限公司;98.0%噻虫胺原药，拜耳作物科学公司;95.0%呋虫胺原药，河北三农农用化工有限公司;96.3%吡蚜酮原药，河北嘉博农业有限公司。

将供试7种新烟碱类杀虫剂（吡虫啉、啶虫脒、烯啶虫胺、噻虫啉、噻虫嗪、噻虫胺、呋虫胺）原药分别以丙酮为溶剂溶解配制成一定浓度的母液。将吡蚜酮原药首先用适量的N-N-二甲基甲酰胺及二甲基亚砜溶剂完全溶解，然后用丙酮溶剂定容，最终配制成10 mg/mL的备用母液。

供试虫源：麦长管蚜Sitobion miscanthi （Takahashi）于2016年5月采自中国农业科学院廊坊试验基地田间自然种群，棉蚜Aphis gossypii Glover于2015年8月采自河北省沧州市献县棉田，均饲养于河北省农林科学院植物保护研究所养虫室[简称养虫室，下同。温度（20±2）℃，相对湿度60%～70%，L∥D=16 h∥8 h ]，在不接触任何药剂的情况下室内连续饲养多代。选择身体健壮、生理状态一致的无翅成蚜供试。

供试作物：小麦品种为‘石新733原种，产自河北省农林科学院小麦种植基地;棉花品种为‘鲁研棉20号，山东棉花研究中心提供。供试作物的培养采用水培法[15]，小麦植株培养到两叶一心期，棉花植株培养到两真叶期备用。将各供试药剂母液用含有0.1%吐温80的营养液进行稀释，按照各供试药剂的LC25浓度配制含药营养液（表1，LC25浓度由前期试验测定所得），小麦植株水培24 h，棉花植株水培48 h备用。以含有0.1%吐温80的营养液水培植株作空白对照，吡蚜酮为药剂对照。

主要仪器与试剂：7700x电感耦合等离子体质谱仪，美国安捷伦科技有限公司;VHX-1000超景深三维显微镜，日本KEYENCE公司;Synergy H1酶標仪，美国伯腾仪器有限公司;Rb2SO4，上海麦克林生化科技有限公司;溴甲酚绿指示剂，天津市光复精细化工研究所;蒽酮，上海源叶生物科技有限公司;香兰素，北京索莱宝科技有限公司。

1.2 方法

1.2.1 铷标记法

参照宋国晶等[16]的测定方法并加以改进。将500 mg/L Rb2SO4溶液加入小麦（或棉花）植株的培养液中对植株进行标记。然后各接入40～50头麦长管蚜（或棉蚜），置于光照养虫室中，麦长管蚜处理24 h，棉蚜处理48 h后挑取生理状态一致的无翅成蚜30头于离心管中，液氮中速冻，置于-20℃冰箱中保存待测，每个处理重复4次。

Rb含量检测方法：将全部样品转移至20 mL聚四氟乙烯坩埚中，加优级纯硝酸0.5～1 mL，优级纯高氯酸0.2 mL，旋紧聚四氟乙烯坩埚外塞，于控温电热板上150℃加热2 h，自然冷却，去离子水定容至20 mL，等离子质谱仪检测。

1.2.2 蜜露法

参照范文超等[17]的测定方法并加以改进。选取大小均一的小麦叶片和棉花叶片，叶子正面用双面胶粘到培养皿的皿盖上，每皿接入5头试虫（试验前饥饿处理1 h），将皿盖轻轻盖在已经放好指示试纸的皿底上，用封口膜封好缝隙，让试虫在小麦叶片和棉花叶片背面取食和生活，蚜虫排泄的蜜露滴在滤纸上即变成孔雀蓝色。每隔6 h更换1次滤纸，观测24 h。根据滤纸上蜜露的分布面积计算排蜜量。试验重复4次。

指示试纸的制备：称取0.2 g溴甲酚绿指示剂，溶于100 mL 20%的乙醇中配成0.2%的溴甲酚绿溶液，将直径为9 cm的定性滤纸浸入配好的溶液中，取出后自然晾干备用，标准的滤纸呈鲜橘黄色[17]。

1.2.3 蚜虫体内总糖总脂含量测定方法

1.2.3.1 试虫的准备

在药剂处理后的小麦和棉花植株上各接入40～50头麦长管蚜（或棉蚜），置于养虫室中，麦长管蚜处理24 h，棉蚜处理48 h后，挑取生理状态一致的无翅成蚜40头，置于干燥箱中于70℃下烘干至恒重，称重，记录每个处理试虫干重。每个处理重复4次。

1.2.3.2 总糖总脂含量测定方法

总糖和总脂的分离提取参照王燕[18]、Zhou等[19]的方法。

总糖含量测定采用硫酸蒽酮法，取分离提取好的总糖溶液1 mL于试管中，加入4 mL蒽酮试剂充分混匀，沸水浴15 min，冷却至室温，再将反应液转移到96孔的酶标板中，在620 nm处测定吸光值。以葡萄糖建立标准曲线。

总脂含量测定采用香兰素硫酸显色法，取分离提取好的总脂溶液30 μL于试管中，90～100℃水浴蒸干，加入100 μL浓硫酸沸水浴10 min，在冰上冷却到室温后加入香兰素试剂2.4 mL混匀，在室温下黑暗中反应15 min，再将反应液转移到96孔的酶标板中，在525 nm处测定吸光值。以甘油三酯建立标准曲线。

1.3 数据统计和分析方法

分别以新烟碱类杀虫剂亚致死剂量处理后蚜虫体内铷含量减退率和蜜露排泄量降低率代表药剂对蚜虫的拒食率，并将处理后试虫体内总糖、总脂含量与对照试虫比较，综合分析药剂对两种蚜虫的拒食作用。各拒食率及蚜虫体内总糖、总脂含量变化计算公式如下：

蜜露排泄量降低率=对照蚜虫蜜露排泄量-处理蚜虫蜜露排泄量对照蚜虫蜜露排泄量×100%;

拒食率=对照蚜虫平均含铷量-处理蚜虫平均含铷量对照蚜虫平均含铷量×100%;

总糖含量（μg/mg）=标准曲线查得的含糖量（μg）×提取液体积（mL）×稀释倍数n测定时取用的体积（mL）×样品重量（g）×1 000;

总脂含量（μg/mg）=标准曲线查得的含脂量（μg）×提取液体积（mL）×稀释倍数n测定时取用的体积（mL）×样品重量（g）×1 000。

采用SPSS 22.0统计软件进行数据处理，采用Duncan氏多重比较进行差异显著性分析。

2 结果与分析

2.1 铷标记法测定新烟碱类杀虫剂亚致死剂量对两种蚜虫的拒食作用

新烟碱类杀虫剂处理后的麦长管蚜体内Rb含量显著低于对照蚜虫体内Rb含量，拒食率在83.89%～97.41%，其中噻虫啉处理的麦长管蚜的拒食率最高，为97.41%，烯啶虫胺处理的拒食率略低，为83.89%;新烟碱类杀虫剂处理后棉蚜体内Rb含量与对照相比没有显著差异，拒食率均低于10%。说明新烟碱类杀虫剂亚致死剂量对麦长管蚜具有很强的拒食作用，对棉蚜的拒食作用不明显，有些药剂可能对棉蚜存在一定的诱食作用。对照药剂吡蚜酮处理后的麦长管蚜体内Rb含量亦显著低于对照蚜虫体内Rb含量，拒食率为78.44%;吡蚜酮处理后的棉蚜体内Rb含量与对照相比无差异，拒食率仅为0.38%（表2）。

2.2 蜜露法测定新烟碱类杀虫剂对两种蚜虫的拒食作用

新烟碱类杀虫剂处理后的麦长管蚜蜜露排泄量显著低于对照蚜虫蜜露排泄量，新烟碱类杀虫剂蜜露排泄量降低率均在85%以上;新烟碱类杀虫剂处理后的棉蚜蜜露排泄量与对照相比均没有显著性差异，蜜露排泄量降低率均在25%以下。说明新烟碱类杀虫剂亚致死剂量显著减少了麦长管蚜的取食量，能够明显抑制麦长管蚜的取食行为，对麦长管蚜具有很强的拒食作用，对棉蚜的拒食作用不明显，有些药剂可能对棉蚜存在一定的诱食作用。对照药剂吡蚜酮处理后的麦长管蚜蜜露排泄量显著低于对照蚜虫蜜露排泄量，蜜露排泄量降低率为77.61%;吡蚜酮处理后的棉蚜蜜露排泄量与对照相比亦无差异（表3）。

2.3 新烟碱类杀虫剂亚致死剂量对两种蚜虫体内总糖总脂含量的影响

通过对麦长管蚜和棉蚜体内总糖、总脂含量的测定发现，新烟碱类杀虫剂处理后麦长管蚜体内总糖、总脂含量均显著低于对照（表4），而新烟碱类杀虫剂处理后棉蚜体内总糖、总脂含量与对照均无显著差异（表5）。因此可以说明麦长管蚜体内总糖、总脂含量的降低可能是由于麦长管蚜取食量的减少造成的，又进一步说明了新烟碱类杀虫剂亚致死剂量对麦长管蚜具有明显的拒食作用，而对棉蚜这种拒食作用不明显。对照药剂吡蚜酮对两种蚜虫体内总糖、总脂含量的影响与供试药剂一致。

3 讨论

微量元素铷（Rb）标记技术是目前昆虫生态学研究中应用最普遍的标记技术之一，已广泛应用于如昆虫的取食行为、迁移扩散、生境选择和配偶竞争等昆虫生态学研究[1620]。本研究中采用铷标记法对两种蚜虫的取食行為进行研究，可有效避免药剂对试虫的触杀及熏蒸作用，并且微量元素对昆虫的生长发育及取食不会产生任何影响，也不会因为蜕皮而使昆虫失去标记。该方法没有放射性，对试验人员、试验昆虫及周围环境安全，是一种较好的用于昆虫取食行为研究的方法。

前人针对新烟碱类杀虫剂亚致死剂量对试虫拒食作用的研究，多采用叶面喷雾[21]、浸叶[22]、涂茎[23]及拌种[17]等方法处理，根据蚜虫蜜露排泄量研究药剂的拒食作用。或采用浸叶法、内吸法处理植物叶片，根据试虫栖息率分析药剂对试虫的拒食效果[24]。Nauen等[21]研究发现叶面喷施亚致死剂量的吡虫啉后可显著减少桃蚜的蜜露排泄量。范文超[17]对经吡虫啉拌种的小麦植株不同时期蚜虫蜜露排泄量进行测定，发现不同时期蜜露排泄量显著降低。Daniels等[23]研究发现用亚致死剂量噻虫嗪涂茎法处理小麦植株后可显著减少蚜虫蜜露排泄量。本研究采用蜜露法测定新烟碱类杀虫剂对两种蚜虫蜜露排泄量的影响，结果表明麦长管蚜蜜露排泄量与对照相比显著降低，此结果与Nauen等[21]、范文超[17]、Daniels等[23]的研究结果基本一致。本研究中多种方法测定的新烟碱类杀虫剂亚致死剂量对麦长管蚜和棉蚜的拒食作用研究结果一致表明，新烟碱类杀虫剂亚致死剂量对麦长管蚜具有很强的拒食作用，而对棉蚜拒食作用不明显。分析原因可能由于与麦长管蚜相比棉蚜存在很强的抗药性，虽然本研究中所用棉蚜试虫在室内连续饲养多代，但棉蚜种群本身对环境的适应能力很强，药剂亚致死剂量不足以对棉蚜的正常生长及取食产生不良影响。此结果也在某种程度上解释了新烟碱类杀虫剂拌种小麦能够在中后期植株体内药剂残留极微的情况下具有全生育期控制麦蚜的超长持效作用，而拌种棉花对棉蚜控制作用只有40 d左右的原因。

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（责任编辑：田 喆）