4种植物源杀虫剂对葡萄蓟马的致毒作用

沈登荣, 何 超, 张 睿, 袁盛勇, 田学军, 张宏瑞

(1. 红河学院 生命科学与技术学院, 云南省高校农作物优质高效栽培与安全控制重点实验室,云南蒙自 661199; 2. 云南农业大学 植物保护学院, 昆明 650201)

葡萄是中国重要的水果之一，近年随着全国葡萄种植面积的不断扩大以及温室葡萄种植模式的出现，葡萄蓟马逐渐成为危害葡萄的重要害虫之一[1-4]。该类害虫通过若虫和成虫的锉吸式口器吸取葡萄的幼嫩组织(心叶、花蕾和幼果)的汁液，造成叶片出现斑点、卷曲和畸形；新梢生长受抑制；果穗和幼果表面出现黑斑，严重影响葡萄的产量和品质[1-2]。研究发现中国大多数地区的葡萄蓟马的优势种为烟蓟马TripstabaciLindeman[1-4]。该虫具有个体小、食性杂、群集性和繁殖力强等特点，并能传播烟草条纹病毒(TSV)、鸢尾花黄斑病毒(IYSV)和番茄斑萎病毒(TSWV)等多种植物病毒[5-6]，当前在农业上主要采用化学药剂对其进行防治。由于烟蓟马广泛危害洋葱、棉花、葡萄、百合等150余种植物，受到各类药剂的选择压力较大[7]，研究证实该虫已对有机磷类[8]、拟除虫菊酯类[9]、氨基甲酸酯类[10]、多杀菌素[10]等多种化学杀虫剂产生抗药性，因此评价和筛选新的杀虫剂种类对于烟蓟马的抗性治理和保障葡萄的安全生产具有重要的意义。

植物源杀虫剂是从具有杀虫活性植物中提取的有效成分，具有广谱高效、低毒易降解、无残留等特点，是有害生物综合治理策略的理想药剂[11]。目前国内已有植物源杀虫剂控制蓟马类害虫的研究报道，如沈登荣等[12]研究发现印楝素和苦参碱对石榴上的西花蓟马Frankliniellaoccidentalis、黄胸蓟马Thripshawaiiensis的若虫和成虫有良好的毒力作用。柴建萍等[13]研究发现鱼藤酮对桑蓟马Pseudodendrothripsmori的成虫有良好的毒力和防效作用。穆常青等[14]研究发现印楝素、苦参碱、除虫菊素对温室的西花蓟马表现出较好的速效防治效果，药效也具有较好的持效性。国内目前尚无植物源杀虫剂对葡萄蓟马致毒作用系统的研究报道。

鉴于植物源杀虫剂已在部分植物(石榴、桑树、辣椒)上对蓟马类害虫取得良好的防治效果，本研究采用浸叶法评价4种植物源杀虫剂对烟蓟马的若虫和成虫的毒力作用，以及植物源杀虫剂亚致死浓度对若虫存活率、化蛹率、羽化率和雌虫繁殖力的影响，旨在进一步综合评价植物源杀虫剂对烟蓟马的致毒作用，为烟蓟马的田间抗药性治理提供新的思路，为保障葡萄的无公害生产提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试昆虫

烟蓟马于2018年4月采自云南省蒙自市草坝镇的葡萄上，采用饲养瓶(直径8.5 cm，高11 cm)进行室内饲养，以幼嫩的葡萄叶片作为食物，2～3 d更换1次食物，在室内连续饲养3代，选取龄期一致的2龄若虫和雌成虫用于毒力测定试验。试虫饲养和试验处理条件为：温度(25±1)℃，相对湿度(70±5)%，光周期L∶D= 16 h∶8 h。

1.2 供试药剂

1%印楝素水分散粒剂(成都绿金生物科技有限责任公司)、1.5%除虫菊素水乳剂(内蒙古清源保生物科技有限公司)、1.3%苦参碱水剂(天津市恒源伟业生物科技发展有限公司)、2.5%鱼藤酮乳油(江苏省南通神雨绿色药业有限公司)。

1.3 试验方法

1.3.1 植物源杀虫剂对烟蓟马不同虫态的毒力 采用陈雪林等[15]的浸叶法，略做调整。将4种供试药剂用无菌水稀释成5～6个系列质量浓度，取新鲜幼嫩的葡萄叶片洗净晾干，用打孔器(直径为2 cm)打取叶碟，将叶碟放入各药液中浸泡 10 s后取出，待叶碟晾干后放入玻璃管(直径4 cm，高7 cm)中，每管3片，在叶碟底部放置滤纸加水保湿。采用吸虫管将2龄若虫或成虫接入玻璃管中，每管28～30头，用Parafilm封口膜封口。设无菌水为对照，每处理重复3次，48 h后统计死亡数。

1.3.2 植物源杀虫剂对2龄若虫生长发育的影响 根据“1.3.1”毒力回归方程的测定结果，将各药剂稀释成亚致死浓度LC10、LC40，对烟蓟马的2龄若虫进行处理，处理方法同“1.3.1”若虫毒力的测定方法。各药剂按相同方法处理80～100头2龄若虫，用于后续各处理的虫源补充。每天 8：00、20：00各观察1次，统计若虫存活率，连续观察统计若虫的化蛹时间、羽化时间，统计2龄若虫的发育历期、预蛹期、蛹期、化蛹率和羽化率。

1.3.3 植物源杀虫剂对成虫繁殖力的影响 由于烟蓟马在中国主要以孤雌产雌生殖方式为主，雄虫极为罕见，本试验主要收集亚致死浓度处理的羽化雌成虫，每个处理选取20头雌成虫进行产卵量(单头饲养)的测定，单雌产卵量统计采用沈登荣等[16]的花粉-生物膜法，每天8：00、20：00各观察1次，统计每天雌虫的产卵数，直至成虫全部死亡，并记录雌虫的产卵前期、产卵期、单雌产卵量、孵化率和雌虫寿命。

1.4 数据分析

采用SPSS 17.0软件进行统计分析，采用单因素和Duncan’s法进行方差分析和多重比较，用概率单位回归法计算毒力回归直线方程、致死中浓度(LC50)和95%置信区间。

2 结果与分析

2.1 植物源杀虫剂对烟蓟马不同虫态的毒力

表1表明，4种杀虫剂对不同虫态的毒力结果一致，毒力大小依次为：印楝素> 苦参碱> 除虫菊素> 鱼藤酮；4种杀虫剂对2龄若虫的LC50均低于成虫。印楝素和苦参碱对2龄若虫的毒力相对较高，LC50分别为6.983 mg/L和9.571 mg/L；表明印楝素和苦参碱对烟蓟马2龄若虫均有较好的毒力作用，成虫对4种植物源杀虫剂的耐药性明显好于2龄若虫。

表1 植物源杀虫剂对烟蓟马不同虫态的毒力Table 1 Toxicity of botanical insecticide to Trips tabaci at different stages

2.2 植物源杀虫剂亚致死浓度对2龄若虫生长发育的影响

从表2可知，印楝素、苦参碱和鱼藤酮3种药剂的亚致死浓度LC40对烟蓟马的2龄若虫期、预蛹期和蛹期均有显著的延长作用(若虫期：F=66.68，P<0.05；预蛹期：F=10.64，P<0.05；蛹期：F=71.39，P<0.05)。印楝素LC40对2龄若虫期、预蛹期和蛹期的发育抑制作用最强，处理后的2龄若虫期、预蛹期和蛹期分别比对照延长 0.80 d、0.30 d和0.97 d，苦参碱和鱼藤酮的LC40对3个虫态的发育也有明显的抑制作用。

表2 植物源杀虫剂对2龄若虫生长发育的影响Table 2 2nd nymph growth of Trips tabaci

2.3 植物源杀虫剂亚致死浓度对2龄幼虫化蛹率和羽化率的影响

从表3可看出，印楝素、苦参碱和鱼藤酮3种药剂的亚致死浓度LC40对烟蓟马的化蛹率和羽化率具有明显的抑制作用(化蛹率：F=39.29，P<0.05；羽化率：F=45.23，P<0.05)。印楝素LC40对化蛹率和羽化率的抑制作用最强，处理后的化蛹率为61.37%，与对照相比抑制率为 23.64%；处理后的羽化率为56.67%，与对照相比抑制率为17.60%。苦参碱和鱼藤酮的LC40对化蛹率和羽化率也有显著的抑制作用。

表3 植物源杀虫剂对2龄若虫化蛹率和羽化率的影响Table 3 2nd nymph pupation rate and eclosion rate of Trips tabaci

2.4 植物源杀虫剂亚致死浓度对成虫寿命的影响

从表4可看出，4种植物源杀虫剂亚致死浓度LC40均引起雌虫产卵前期的显著延长和产卵期的显著缩短(产卵前期：F=26.04，P<0.05；产卵期：F=15.27，P<0.05)。印楝素LC40处理下的产卵前期最长，为3.87 d，与对照相比延长1.14 d；印楝素LC40处理下的产卵期最短，为 11.47 d，与对照相比缩短4.33 d。苦参碱和鱼藤酮的LC40也引起产卵前期的显著延长和产卵期的显著缩短，各处理对雌虫的寿命无显著影响。

表4 植物源杀虫剂对成虫寿命的影响Table 4 Adult longevity of Trips tabaci

2.5 植物源杀虫剂亚致死浓度对烟蓟马产卵量和孵化率的影响

从图1、图2可看出，印楝素、苦参碱和鱼藤酮3种药剂的亚致死浓度LC40均引起烟蓟马单雌产卵量和卵孵化率的显著降低(单雌产卵量：F=29.07，P<0.05；卵孵化率：F=16.95，P< 0.05)。印楝素LC40处理下的单雌产卵量最低，仅为66.67粒，与对照相比抑制率为18.37%；印楝素LC40处理下的卵孵化率最低，为70.03%，与对照相比抑制率为12.54%。苦参碱和鱼藤酮的LC40对单雌产卵量和卵孵化率也有显著的抑制作用。

Y1. 印楝素(LC10)；Y2. 印楝素(LC40)；C1. 除虫菊素(LC10)；C2. 除虫菊素(LC40)；K1. 苦参碱(LC10)；K2. 苦参碱(LC40)；YU1. 鱼藤酮(L10)；YU2. 鱼藤酮(L40)；CK. 对照。不同字母表示处理间存在差异显著(P<0.05)，下同

3 讨 论

本研究表明，印楝素和苦参碱对烟蓟马的2龄若虫和成虫有较好的生物活性，3种植物源杀虫剂(印楝素、苦参碱和鱼藤酮)亚致死浓度LC40均可导致若虫发育历期和蛹期的延长，化蛹率和羽化率的显著下降，这与沈登荣等[12]对西花蓟马Frankliniellaoccidentalis、黄胸蓟马Thripshawaiiensis的研究结果类似。3种植物源杀虫剂中印楝素的毒力明显好于其他2种药剂，这与杨广明等[17]对西花蓟马F.occidentalis、文吉辉等[18]对烟粉虱Bemisiatabaci、戴建青等[19]对斜纹夜蛾Spodopteralitura的研究结果基本一致。推测3种植物源杀虫剂的毒力强弱可能与药剂的作用机理有关，印楝素对昆虫有较强的拒食作用，作用的靶标位点是脑部的前胸腺、心侧体等，可降低前胸腺对促前胸腺激素的敏感性，从而抑制昆虫的生长发育[11]。有研究也发现昆虫生长调节剂(虱螨脲、氟铃脲和氟啶脲等)对棉铃虫Helicoverpaarmigera[20]、韭菜迟眼蕈蚊Bradysiaodoriphaga[21]的生长发育具有明显的延缓作用。鱼藤酮主要通过影响昆虫呼吸电子传递链，抑制细胞中纺锤体微管的形成[11]。有苦参碱的作用机理还未完全明确，刘畅等[22]研究表明苦参碱通过干扰花蓟马Frankliniellaintonsa的蛋白质合成与相对含量，达到抑制昆虫的生长发育的作用。说明印楝素可能通过拒食作用和调节昆虫内激素对烟蓟马生长发育造成双重影响，而鱼藤酮和苦参碱可能通过抑制能量生成和生物合成的方式对烟蓟马的生长发育造成影响。

图2 植物源杀虫剂处理后烟蓟马卵的孵化率Fig.2 Egg hatch rate of Trips tabaci

此外，印楝素亚致死浓度还表现出对烟蓟马生殖力的持续抑制作用，印楝素LC40处理后2龄若虫后，可导致烟蓟马雌虫产卵前期的延长和产卵期的缩短，单雌产卵量和卵孵化率的显著下降。这在其他昆虫中也有类似的研究结果，如印楝素亚致死浓度可引起西花蓟马、烟粉虱的单雌产卵量显著下降，后代世代周期延长，种群内禀增长率和周限增长率下降，但对子代的发育影响不明显[17-18]；印楝素亚致死剂量还引起西花蓟马产卵期延长，其单雌产卵量下降的程度与生殖方式有关[17]。关于印楝素亚致死浓度对烟蓟马繁殖力的影响可能是由于昆虫吸收药剂后，体内需要消耗能量物质用于代谢有毒化合物，导致昆虫产卵量的下降[18]，另外印楝素的拒食作用也可引起烟蓟马若虫期和成虫期取食量的下降，从而导致其繁殖力的显著下降。

本研究虽然发现印楝素和苦参碱对烟蓟马具有良好的致毒作用，但试验仅研究印楝素和苦参碱对烟蓟马2龄若虫生长发育和繁殖的影响，而2种药剂对卵、1龄若虫和蛹期的致毒能力；印楝素对烟蓟马若虫、成虫的拒食作用和对烟蓟马体内激素水平的调节作用；苦参碱对烟蓟马的生物合成的抑制作用；以及2种植物源杀虫剂对烟蓟马后代种群的持续影响等问题还不清楚。鉴于植物源杀虫剂速效性较差，施药前期对害虫控制效果不理想等问题，后续还需要深入开展植物源杀虫剂亚致死剂量对烟蓟马的致毒作用方式和繁殖发育的相关机制的研究，才可能为科学合理的施用植物源杀虫剂防治烟蓟马提供理论指导。