烯虫酯对烟草甲和烟草粉螟的生物活性

臧云 刘英杰 余祥文 徐蓬军 董勇浩 王秀芳 王新伟 任广伟

摘要 ：为明确烯虫酯对烟叶仓储害虫烟草甲和烟草粉螟的生物活性，采用卵卡浸渍法测定烯虫酯对孵化率的影响，采用浸叶法测定对化蛹率、羽化率和发育历期的影响。结果表明，烯虫酯对烟草甲和烟草粉螟的致死效果随浓度的升高而增强。烯虫酯可显著降低两种害虫卵的孵化率、幼虫化蛹率及成虫羽化率，并可明显延长幼虫的发育历期。其中，5 mg/kg烯虫酯处理烟草甲和烟草粉螟卵7 d的校正死亡率分别为67.2%和50.7%，处理烟草甲幼虫42 d的校正死亡率为57.1%，处理烟草粉螟幼虫84 d的校正死亡率为60.1%，幼虫化蛹率分别为9.6%和3.6%，成虫不能正常羽化。因此，5 mg/kg为室内筛选出的可同时防治这两种害虫的烯虫酯适宜浓度。

关键词 ：烟草甲; 烟草粉螟; 烯虫酯; 生物活性

中图分类号：

S 435.72

文献标识码： B

DOI： 10.16688/j.zwbh.2020426

Biological activity of methoprene against Lasioderma serricorne and Ephestia elutella

ZANG Yun1， LIU Yingjie2， YU Xiangwen3， XU Pengjun1， DONG Yonghao1，

WANG Xiufang1， WANG Xinwei1， REN Guangwei1*

（1.Tobacco Research Institute of CAAS， Qingdao 266101， China; 2.Staff Development

Institute of China National Tobacco Corporation， Zhengzhou 450008， China; 3.Tobacco

Research Institute of Shichuan Province， Chengdu 610041， China）

Abstract

In order to clarify the biological activity of methoprene against Lasioderma serricorne and Ephestia elutella， we used the egg card impregnation method to test the effect of methoprene on hatching rate and the leaf impregnation method to test the effect of methoprene on pupation rate， emergence rate and developmental duration.The results showed that the lethal effect of methoprene on L.serricorne and E.elutella increased with the increase of concentration.The egg hatching rates， larval pupation rates and adult emergence rates were significantly reduced， and the larval developmental duration was significantly prolonged.The corrected mortalities of L.serricorne and E.elutella eggs treated with 5 mg/kg methoprene for 7 d were 67.2% and 50.7%， respectively， those of L.serricorne larvae for 42 d and E.elutella larvae for 84 d were 57.1% and 60.1%， respectively， the pupation rates of larvae were 9.6% and 3.6% respectively， and adults could not emerge normally.Therefore， 5 mg/kg is the appropriate methoprene concentration to be screened in the laboratory against the pests.

Key words

Lasioderma serricorne; Ephestia elutella; methoprene; biological activity

煙草甲Lasioderma serricorne （Fabricius）和烟草粉螟Ephestia elutella（Hübner）是发生普遍、为害严重的仓储害虫[12]，既可为害储存的谷物、香料和中药材料等，也可为害储存过程中的烟叶及卷烟制品，在烟叶仓库中常混合发生，造成较为严重的经济损失[35]。据估计，全世界每年因仓储害虫造成的烟叶损失占烟叶总储存量的1%[6]，我国每年因虫害造成的烟叶损失大约为1.64%～2%[7]。近年来，虽然气调、控温等多种方式被应用于防治仓储害虫，但化学熏蒸仍然是防治的主要手段[810]。随着环境安全意识的增强，曾是仓储害虫主要防控药剂的溴甲烷已被禁用[11]，磷化铝也于2020年被限制使用[12]，因此，开发仓储害虫绿色防控技术具有重要意义。

烯虫酯是一种昆虫保幼激素类似物，其主要作用是通过抑制卵孵化、阻碍幼虫变态、阻碍蛹羽化来控制害虫生长发育[1315]。烯虫酯对哺乳动物毒性低，对施药者相对安全，在美国被注册为粮食保护剂[16]，也是欧盟批准的杀虫剂之一[17]。烯虫酯用于蚊虫防治已取得了良好效果[1819]，且在储粮害虫防治方面也被证明有效，如玉米中加入5 mg/kg烯虫酯可有效抑制谷蠹Rhyzopertha dominica羽化[2021]，小麦中加入47.5 mg/kg烯虫酯可减少书虱的种群数量[22]。

已有研究表明，在烟叶仓储害虫的防治中，采用烯虫酯可以较好控制烟草甲和烟草粉螟的危害[2324]。但相关研究对这两种害虫不同虫态的生物活性，尤其是对烟草粉螟的生物活性尚缺少系统研究。本研究通过室内毒力测定比较分析了不同浓度烯虫酯对烟草甲和烟草粉螟的生物活性，明确了烯虫酯对两种害虫的防治效果，以期筛选出可同时防治两种害虫的烯虫酯适宜浓度，为应用烯虫酯防治烟叶仓储害虫提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 供试虫源

供试烟草甲和烟草粉螟采自中国农业科学院烟草研究所烟叶样品储藏室。烟草甲用面粉饲料（95%小麦粉、5%酵母粉）在人工培养箱内多代繁殖饲养，饲养条件为温度28℃±1℃、相对湿度（70±5）%，光周期L∥D=0 h∥24 h。烟草粉螟用粗大豆粉在人工培养箱内多代繁殖饲养，饲养条件为温度28℃±1℃、相对湿度（75±5）%，光周期L∥D=14 h∥10 h。定期检查成虫产卵、幼虫发育及蛹羽化状况，取1日龄的卵和2龄幼虫进行试验。

1.2 供试药剂

95.3% S-烯虫酯原药由常州胜杰化工有限公司提供。

1.3 生物活性测定方法

1.3.1 烯虫酯对烟草甲和烟草粉螟卵孵化率的影响

采用卵卡浸渍法测定烯虫酯对烟草甲和烟草粉螟卵孵化率的影响。将烯虫酯用无水乙醇溶解，加入0.1%吐温80的水溶液稀释为6个质量浓度，分别为0.5、2、5、10、20、100 mg/kg，每个浓度为1个处理，重复3次，每浓度药液量为50 mL，并以0.1%吐温80的水溶液处理作为对照。用毛笔将初产卵粒粘在贴有双面胶的载玻片上制成卵卡，每卡卵量20粒，将卵卡浸入药液10 s后，放入培养皿内，转移至人工培养箱中培养，培养条件同1.1。每日记录卵的孵化数，连续观察7 d，计算累积死亡率和校正死亡率（不能孵出幼虫视为卵死亡）。

1.3.2 烯虫酯对烟草甲和烟草粉螟幼虫的致死作用

采用浸叶法测定烯虫酯对烟草甲和烟草粉螟幼虫的致死作用。烯虫酯的溶解、稀释和浓度设置等步骤与1.3.1相同。用孔径1.3 cm打孔器将C3F等级的烟叶制成叶碟，浸入药液10 s，晾干后分别置于24孔培养板中，再用毛笔分别接入2龄幼虫，每孔1头。每处理24头幼虫，重复3次。转移至人工培养箱中培养，培养条件同1.1。每日记录幼虫的存活数（用毛笔轻触虫体，试虫不动视为死亡），分别观察42 d和84 d，计算累积死亡率和校正死亡率。

1.3.3 烯虫酯对烟草甲和烟草粉螟幼虫的化蛹率、羽化率及发育历期的影响

采用浸叶法测定烯虫酯对烟草甲和烟草粉螟幼虫的化蛹率、羽化率及发育历期的影响，步骤同1.3.2。每处理24头幼虫，重复3次。每日观察记录化蛹数和羽化成虫数，直至全部试虫羽化或死亡观察结束。发育历期为试验起始到试虫化蛹或死亡的天数。

1.4 数据分析

数据采用SPSS 17.0软件进行单因素方差分析（one-way ANOVA），并通过Duncan氏多重比较法在0.05水平上进行差异显著性检验，采用Probit回归计算LC 50、95%置信限及毒力回归方程。死亡率和校正死亡率的计算采用下列公式。

死亡率=死亡数试虫数×100%;

校正死亡率=处理组死亡率-对照组死亡率1-对照组死亡率×100%。

2 结果与分析

2.1 烯虫酯对烟草甲和烟草粉螟卵孵化率的影响

烯虫酯对烟草甲和烟草粉螟卵孵化的抑制效果随浓度的增加而增强（图1）。0.5 mg/kg和2 mg/kg烯虫酯处理后，烟草甲和烟草粉螟卵的校正死亡率均低于50%。浓度高于5 mg/kg的烯虫酯处理对烟草甲和烟草粉螟卵的孵化有显著的抑制作用，其中，5 mg/kg烯虫酯处理后7 d，烟草甲和烟草粉螟卵校正死亡率分别为67.2%和50.7%;当100 mg/kg烯虫酯处理后7 d，校正死亡率分别为98.1%和72.5%。毒力测定结果显示，烯虫酯对烟草甲和烟草粉螟卵的毒力较高，其LC 50分别为4.11 mg/kg和7.61 mg/kg（表1）。

2.2 烯虫酯对烟草甲和烟草粉螟幼虫的致死作用

烯虫酯对烟草甲幼虫的致死效果随浓度升高、处理后时间的增加而增强（图2）。0.5 mg/kg和2 mg/kg烯虫酯处理烟草甲幼虫42 d，校正死亡率均小于50%;5、10、20 mg/kg和100 mg/kg烯虫酯处理35 d即出现显著的致死效果，处理烟草甲幼虫42 d的校正死亡率分别为57.1%、65.4%、75.2%和84.1%。

烯虫酯对烟草粉螟幼虫的致死效果随浓度、处理时间的增加而增强（图3）。当质量浓度高于2 mg/kg的烯虫酯处理烟草粉螟幼虫84 d，校正死亡率均超过50%;而当10、20 mg/kg和100 mg/kg烯虫酯处理烟草粉螟幼虫70 d，即可出现明显的致死效果。其中，5 mg/kg烯虫酯处理烟草粉螟幼虫84 d，校正死亡率为60.1%。

2.3 烯虫酯对烟草甲和煙草粉螟化蛹率、羽化率和发育历期的影响

烯虫酯对烟草甲和烟草粉螟幼虫化蛹率和羽化率有显著的抑制效果，且抑制效果随浓度的升高而增强（表2）。20 mg/kg和100 mg/kg烯虫酯处理后，烟草甲幼虫不能化蛹及羽化;当高于10 mg/kg的烯虫酯处理烟草粉螟幼虫，即可导致其不能正常化蛹及羽化。其中，5 mg/kg烯虫酯处理，烟草甲幼虫化蛹率为9.6%，烟草粉螟幼虫化蛹率仅为3.6%，皆不能正常羽化为成虫。

烯虫酯处理后，烟草甲和烟草粉螟幼虫的发育历期与对照相比均显著延长，10 mg/kg烯虫酯处理，烟草甲和烟草粉螟从2龄到化蛹（死亡）历期达到最长。

3 讨论

烟草甲和烟草粉螟是烟叶储藏过程中的两种主要害虫，常规防治方法主要采用磷化氢熏蒸，其弊端日益显现，因此绿色防控技术已成为仓储害虫的研究重点。近年来，昆虫生长调节剂已应用于多种害虫的防治，如赤拟谷盗Tribolium castaneum、印度谷螟Plodia interpunctella、灰肉蝇Parasarcophaga argyrostoma等[2526]。与传统杀虫剂相比，昆虫生长调节剂对害虫不会表现出快速的击倒作用[27]或导致死亡，但由于对害虫当代及后代有影响，可在很大程度上阻止害虫种群的增长。因此，烯虫酯在烟叶仓储害虫防治上的应用研究也值得关注。

Manzelli[23]研究表明，在烟叶存储前，以10 mg/kg浓度的烯虫酯直接喷洒于烟叶，可在4年内阻止烟草甲成虫出现;穆小丽等[24]研究表明，采用5 mg/kg烯虫酯处理烟草甲，可使烟草甲卵死亡率增加，化蛹率降低，羽化率几乎为零。本研究结合前人研究结果，采用浸卵法和浸叶法同时测定烯虫酯对烟草甲和烟草粉螟的生物活性，以期筛选出最适合烟叶储藏的烯虫酯浓度。本研究采用烯虫酯处理烟草甲和烟草粉螟的卵和幼虫，一方面导致两种害虫卵和幼虫死亡率增加，且生长发育时间延长，另一方面导致两种害虫幼虫化蛹率和成虫羽化率降低，结果表明，5 mg/kg烯虫酯即可产生对烟草甲和烟草粉螟卵和幼虫明显的抑制效果。与前人研究结果基本一致，与Manzelli筛选出的浓度稍有不同，可能与施药方式不同有关。

保幼激素是一种从咽侧体释放的倍半萜激素，与蜕皮激素共同调节昆虫的蜕皮与变态发育过程[28]。保幼激素在幼虫蜕皮期间会阻止由蜕皮激素引发的功能转换[29]。烯虫酯作为一种保幼激素类似物，应用后会导致昆虫体内激素水平发生变化。在害虫末龄幼虫阶段，保幼激素滴度降低，保幼激素类似物会抑制幼虫正常化蛹，诱导幼虫继续蜕皮并形成超龄幼虫或中间体[30]。并且害虫变态发育程度和生长发育时间与保幼激素类似物剂量也有关[31]。本研究表明，烯虫酯处理后烟草甲和烟草粉螟的存活率、化蛹率和羽化率随烯虫酯浓度的增加而降低，而质量浓度低于10 mg/kg烯虫酯处理后的两种害虫幼虫发育历期随烯虫酯浓度的增加而增加，在20 mg/kg和100 mg/kg处理时发育历期存在一定程度缩短。因此，从本研究可以发现，烯虫酯处理对防治烟叶仓储害虫烟草甲和烟草粉螟有相似效果，烯虫酯处理可抑制两种害虫卵的孵化和幼虫生长发育，延长幼虫历期。烯虫酯具有毒性低、持效期长、对环境安全的特点[32]，在烟叶仓储害虫烟草甲和烟草粉螟的防治中，可作为替代磷化氢的有效药剂。

4 结论

烯虫酯可显著降低烟草甲和烟草粉螟卵的孵化率、幼虫化蛹率及成虫羽化率，并可明显延长两种害虫幼虫的发育历期，5 mg/kg烯虫酯对两种害虫均有显著的抑制效果，实仓中的防治效果有待进一步验证。

参考文献

[1] DA SILVA A P O， MARTINS J R， GOULART H F， et al. Pest management in stored products： the case of the cigarette beetle， Lasioderma serricorne （Coleoptera： Anobiidae）[C]∥ LICHFOUSE E. Sustainable Agriculture Reviews 27. New York： Springer Cham， 2018： 6165.

[2] EBERHARDT H J. Alternative forms of storage protection： biological insecticides for the control of the cigarette beetle （Lasioderma serricorne） and the tobacco moth （Ephestia elutella） [J]. Nephron Clinical Practice， 1997， 17（2）： 3147.

[3] LU Jianhua， MA Dan. Repellent and contact toxicity of Alpinia officinarum rhizome extract against Lasioderma serricorne adults [J/OL]. PLoS ONE， 2015， 10（8）： e0135631. DOI： 10.1371/journal.pone.0135631.

[4] HORI M， MIWA M， IIZAWA H. Host suitability of various stored food products for the cigarette beetle， Lasioderma serricorne （Coleoptera： Anobiidae） [J]. Applied Entomology and Zoology， 2011， 46（4）： 463469.

[5] 羅梅浩， 马淑健， 程占胜， 等. 烟草粉螟危害对储存烟叶经济损失的研究[J]. 河南农业大学学报， 2002， 36（4）： 352355.

[6] RYAN L. Post-harvest tobacco infestation control [M]. London： Chapman & Hall， 1995.

[7] 宋纪真， 冯大戌. 全国贮烟害虫危害程度的调查研究[J]. 烟草科技， 1995（4）： 2630.

[8] 吕建华， 马丹， 苏新宏， 等. 三种非化学防治方法对烟草甲的控制作用[J]. 中国烟草科学， 2016， 37（5）： 4750.

[9] 杨国浩， 叶明亮， 郑东胜， 等. 利用乙基多杀菌素防治初烤烟仓库中的烟草粉螟[J]. 烟草科技， 2017， 50（10）： 3034.

[10]袁敏. 烟草粉螟药剂防治研究[D]. 贵阳： 贵州大学， 2019.

[11]毛连纲. 新型熏蒸剂的毒力评价及应用技术研究[D]. 北京： 中国农业科学院， 2015.

[12]董峻. 5年内我国将禁用全部高毒农药[J]. 农药市场信息， 2017（30）： 13.

[13]WIJAYARATNE L K W， FIELDS P G. Effect of methoprene on the heat tolerance and cold tolerance of Tribolium castaneum （Herbst） （Coleoptera： Tenebrionidae） [J]. Journal of Stored Products Research， 2010， 46（3）： 166173.

[14]SUTTON A E， ARTHUR F H， ZHU K Y， et al. Residual efficacy of synergized pyrethrin+methoprene aerosol against larvae of Tribolium castaneum and Tribolium confusum （Coleoptera： Tenebrionidae） [J]. Journal of Stored Products Research， 2011， 47（4）： 399406.

[15]WIJAYARATNE L K W， ARTHUR F H， WHYARD S. Methoprene and control of stored-product insects [J]. Journal of Stored Products Research， 2018， 76： 161169.

[16]ATHANASSIOU C G， ARTHUR F H， THRONE J E. Efficacy of methoprene for control of five species of psocids （Psocoptera） on wheat， rice， and maize [J]. Journal of Food Protection， 2010， 73（12）： 22442249.

[17]白小宁. 四种生物农药获欧盟审批[J]. 农药科学与管理， 2014， 35（6）： 39.

[18]BRIAN H K， RICHARD C R. Mosquito eradication： the story of killing Campto [M]. Australia： CSIRO Publishing， 2013.

[19]陈辉莹， 冷培恩， 徐友祥， 等. 1%S-烯蟲酯颗粒剂控制雨水井中白纹伊蚊的效果研究[J]. 中华卫生杀虫药械， 2019， 25（3）： 213216.

[20]CHANBANG Y， ARTHUR F H， WILDE G E， et al. Susceptibility of eggs and adult fecundity of the lesser grain borer， Rhyzopertha dominica， exposed to methoprene [J]. Journal of Insect Science， 2008， 8（48）： 15.

[21]ARTHUR F H. Evaluation of methoprene alone and in combination with diatomaceous earth to control Rhyzopertha dominica （Coleoptera： Bostrichidae） on stored wheat [J]. Journal of Stored Products Research， 2004， 40（5）： 485498.

[22]沈兆鹏. 绿色储粮——用昆虫生长调节剂控制储粮害虫[J]. 粮食科技与经济， 2005， 30（5）： 69.

[23]MANZELLI M A. Management of stored-tobacco pests， the cigarette beetle （Coleoptera： Amobiidae） and tobacco moth （Lepidoptera： Pyralidae） with methoprene [J]. Journal of Economic Entomology， 1982， 75（4）： 721723.

[24]穆小丽， 任建新， 罗嘉， 等. 烯虫酯对烟草甲的生物活性影响[J]. 农药， 2013， 52（5）： 380382.

[25]GHONEIM K， AI-KERIDIS L A. Disruptive effectiveness of methoprene （a juvenile hormone analogue） on adult performance and natality of the grey flesh fly Parasarcophaga argyrostoma （Diptera： Sarcophagidae） [J]. African Entomology， 2019， 27（1）： 121134.

[26]马致卿. 不同类杀虫药剂的致毒症状与作用机理关系研究[D]. 杨凌：西北农林科技大学，2002.

[27]WINKS R G. The toxicity of phosphine to adults of Tribolium castaneum（Herbst）： Phosphine-induced narcosis[J]. Journal of Stored Products Research， 1985， 21（1）： 2529.

[28]TRUMAN J W， HIRUMA K， ALLEE J P， et al. Juvenile hormone is required to couple imaginal disc formation with nutrition in insects [J]. Science， 2006， 312（5778）： 13851388.

[29]RIDDIFORD L M， CHERBAS P， TRUMAN J W. Ecdysone receptors and their biological actions [J]. Vitamins and Hormones， 2000， 60（1）： 173.

[30]SMET H， RANS M， LOOF A D. Activity of new juvenile-hormone analogs on a stored food insect， Tribolium-confusum （J. du Val） （Coleoptera： Tenebrionidae） [J]. Journal of Stored Products Research， 1989， 25（3）： 165169.

[31]TRIPATHI P， TIWARI S K. Potential of an insect growth regulator in the management of the rice moth Corcyra cephalonica Stainton， 1866 （Lepidoptera： Pyralidae） [J]. Polish Journal of Entomology， 2014， 83（1）： 7997.

[32]陳辉莹， 蔡恩茂. 昆虫保幼激素类似物烯虫酯的应用研究进展[J]. 上海预防医学， 2018， 30（8）： 659662.

（责任编辑：田 喆）