氯虫苯甲酰胺对桃小食心虫生长发育的亚致死效应

刘宴弟 孙丽娜 张怀江 闫文涛 岳强 仇贵生

摘要 为明确亚致死浓度的氯虫苯甲酰胺连续处理对第4代桃小食心虫生物学特性的影响，本研究用LC10、LC30和LC50的氯蟲苯甲酰胺处理的苹果分别继代饲养桃小食心虫（简称LC10、LC30和LC50种群）。以第4代初孵幼虫为起点记录其各阶段发育历期、存活率和繁殖力等数据，研究氯虫苯甲酰胺对桃小食心虫的亚致死效应。结果表明，LC30和LC50种群桃小食心虫的卵期与对照（CK）种群相比明显延长;LC50种群桃小食心虫的蛀果率、脱果率、幼虫存活率、世代存活率以及单雌平均产卵量均显著低于CK种群;CK、LC10、LC30和LC50种群单雌平均产卵量分别为（183.67±10.39）、（177.66±14.81）、（147.83±14.54）粒和（126.33±11.29）粒。桃小食心虫LC30和LC50种群与CK种群相比，内禀增长率、净生殖率和周限增长率显著降低，平均世代周期和种群加倍时间延长，相对适合度降低。

关键词 桃小食心虫; 氯虫苯甲酰胺; 亚致死效应; 生长发育; 抗药性

中图分类号： S 436.621， S 433.4

文献标识码： A

DOI： 10.16688/j.zwbh.

2020594

Sublethal effects of chlorantraniliprole on the growth and development of Carposina sasakii

LIU Yandi， SUN Lina， ZHANG Huaijiang， YAN Wentao， YUE Qiang， QIU Guisheng

（Research Institute of Pomology， Chinese Academy of Agricultural Sciences， Xingcheng 125100， China）

Abstract

This study aimed to clarify the sublethal effect of continuous treatment with chlorantraniliprole on the biological characteristics of the fourth generation peach fruit moth Carposina sasakii. Apples treated with LC10， LC30 and LC50 of chlorantraniliprole were continuously provided to C.sasakii （referred to as LC10， LC30 and LC50 populations）. The developmental period， survival rate and fecundity of the fourth generation larvae were recorded to determine the sublethal effect of chlorantraniliprole on C.sasakii. The results showed that the egg duration of LC30 and LC50 populations was significantly longer than that of CK population. The boring rate， exiting rate， larval survival rate， generation survival rate and average eggs laid per female of LC50 populations were significantly lower than those of the CK population， and the average eggs laid per female of CK， LC10， LC30 and LC50 populations were （183.67±10.39）， （177.66±14.81）， （147.83±14.54） eggs and （126.33±11.29） eggs， respectively. Compared with CK population， the intrinsic growth rate， net reproduction rate and finite rate of increase of LC30 and LC50 populations were significantly reduced， and the average generation period and population doubling time were prolonged， and the relative fitness was reduced.

Key words

Carposina sasakii; chlorantraniliprole; sublethal effect; growth and development; insecticide resistance

桃小食心虫Carposina sasakii Matsumura隶属鳞翅目Lepidoptera蛀果蛾科Carposinidae，又称桃蛀果蛾，简称“桃小”[1]。桃小食心虫是我国果树生产中为害程度最重、发生面积最广的食心虫类害虫之一[2]，它的发生严重制约了我国北方果树产业的高效发展[3]。氯虫苯甲酰胺是二酰胺类杀虫剂第一代鱼尼丁受体抑制类杀虫剂，由美国杜邦公司研发，于2008年在中国进行登记，该类杀虫剂目标性极强，对鳞翅目害虫高效，对天敌影响较小[4]，被广泛应用于桃小食心虫的防治，是目前治理桃小食心虫的首选杀虫剂。

随着氯虫苯甲酰胺的大量使用，已有多种鳞翅目昆虫对氯虫苯甲酰胺产生了抗药性，Guo等[5]检测了来自广东连州、惠州和番禺地區的4个小菜蛾Plutella xylostella种群，发现其对氯虫苯甲酰胺的抗性达到了303～658倍。在国外，Troczka等[6]指出，菲律宾小菜蛾对氯虫苯甲酰胺和氟苯甲酰胺的抗性分别超过4 100倍和1 300倍。害虫抗药性的产生不仅仅与杀虫剂的使用次数、选择压等有关，还与昆虫的生物学特性密切相关[7]。在田间，杀虫剂喷洒不均、降解等导致亚致死效应，该效应会引起害虫生物学特性发生改变，对其抗药性产生影响，这种影响甚至可以持续多代[8]，因而在施药过程中，杀虫剂的亚致死效应需多加重视。已有相关报道表明，甜菜夜蛾Spodoptera exigua用LC25氯虫苯甲酰胺连续处理6代后，与敏感品系相比，存在世代存活率降低、雄虫比例增加和繁殖力降低等差异[9]。本研究用LC10、LC30和LC50氯虫苯甲酰胺连续诱导桃小食心虫多代后，对其种群进行生物学特性分析，意在全面评价氯虫苯甲酰胺对桃小食心虫种群生物学参数的影响，为田间桃小食心虫的有效防治和氯虫苯甲酰胺的合理使用提供理论基础，并为桃小食心虫对氯虫苯甲酰胺的抗性风险评估提供科学支撑。

1 材料与方法

1.1 材料

1.1.1 供试虫源及饲养

本实验室桃小食心虫种群采自辽宁省兴城市中国农业科学院果树研究所（40.61°N，120.73°E），在室内用不接触任何杀虫剂的未成熟‘金冠苹果连续累代饲养，饲养条件为温度（25±1）℃、相对湿度（70±5）%、光周期L∥D=15 h∥9 h，并于每年6月底定期从田间采集试虫与室内种群杂交进行种群复壮[10]，至今已连续饲养桃小食心虫100多代。

1.1.2 供试药剂

95%氯虫苯甲酰胺原药，购于艾览（上海）化工科技有限公司;二甲基亚砜（DMSO），购于北京索莱宝科技有限公司;Triton X-100，上海化学试剂采购供应站美国进口分装。

1.2 方法

1.2.1 生物测定

采用果实浸渍法。先用DMSO将氯虫苯甲酰胺原药溶解为10 000 mg/L的母液，再用0.1% Triton X-100 水溶液将母液配制成10、5、2.5、1.25、0.625、0.312 5、0.156 25 mg/L 7个浓度测定药液，每个浓度设5次重复，每个重复一张卵卡，每张卵卡含有20粒出现黑头即将孵化的6日龄卵，以0.1% Triton X-100 水溶液作为对照。用清水将未成熟的‘金冠苹果洗净、晾干，放入药液中浸泡10 s后取出晾干，使药液在苹果表面形成一层药膜，之后接上桃小食心虫卵卡，48 h后检查记录桃小食心虫死亡数，用毛笔轻触虫体，不能协调运动者视为死亡。

1.2.2 亚致死浓度氯虫苯甲酰胺处理桃小食心虫

根据敏感品系生物测定结果，用LC10、LC30、LC50的氯虫苯甲酰胺对桃小食心虫进行继代选育。将洗净晾干的苹果分别在LC10、LC30和LC50浓度药液中浸泡10 s，取出晾干，参照1.2.1方法接上即将孵化的虫卵，置于25℃恒温养虫室中饲养。按此方法对桃小食心虫进行继代繁殖。

1.2.3 亚致死浓度氯虫苯甲酰胺对桃小食心虫生物学特性的影响

桃小食心虫在我国多数地区每年发生2代，发生严重的果园，第一代及越冬代防治时施药2次，全年用药3次[11]。据此，以敏感种群的LC10、LC30和LC50浓度药液处理的苹果继代饲养桃小食心虫（后文分别简称为LC10种群、LC30种群和LC50种群），以第4代桃小食心虫初孵幼虫为起点，观察LC10、LC30和LC50种群的生物学特性相关数值，每个种群3个重复，每个重复20个苹果，每个苹果接10～15粒出现黑头即将孵化的6日龄卵，以敏感种群为对照。将接上虫卵的苹果装入洗净风干的玻璃缸中，用保鲜膜封口，再用封口膜将保鲜膜边缘固定，用昆虫针在保鲜膜上扎若干个孔，最后置于25℃的恒温养虫室中常规饲养。接卵24 h后，对各个苹果上的蛀孔数进行统计，计算蛀果率，蛀果率=蛀孔数/孵化数×100%。幼虫在果内发育1周后，每天8：00，14：00，20：00检查1次老熟幼虫脱果情况，记录脱果时间与脱果数量，计算脱果率，脱果率=脱果数/蛀孔数×100%;待所有果实连续5 d不再有桃小食心虫幼虫脱出时，剖开检查果实内部的幼虫数目，统计幼虫存活率。将同一天脱果幼虫放入装有湿润锯末的玻璃缸中，使其结茧、化蛹和羽化，每天8：00，14：00，20：00观察结茧、化蛹和羽化情况，记录结茧时间、结茧数、化蛹时间、羽化时间、羽化数，计算幼虫期、结茧率、蛹期、羽化率、雌雄性比。待桃小食心虫羽化为成虫后，将成虫置于玻璃缸中饲养，并放入含10%蜂蜜水的湿棉球提供营养，饲养过程中放入卵卡收集虫卵，每天更换1次卵卡，并观察产卵时间，逐日记录产卵量与雌雄虫死亡时间、死亡数，直至成虫全部死亡，计算产卵前期、雌虫单日产卵量、总产卵量、雌雄成虫寿命。最后，将卵卡置于25℃的恒温养虫室中，观察记录孵化时间与孵化数，计算后代卵期与孵化率。

1.3 数据处理

用Excel对所有数据进行初步处理。生物测定数据用DPS软件进行分析，得到氯虫苯甲酰胺对桃小食心虫敏感品系的LC10、LC30和LC50及对LC10、LC30、LC50种群的LC50;生物学特性相关数据用SPSS软件进行单因素方差分析，各参数之间用Fishers LSD法检验显著性差异。

参照戈峰[12]和丁岩钦[13]的方法进行生命表的组建，计算不同处理组的种群动态参数。参数公式参照Euler-Lotka法：内禀增长率rm=lnR0/T;净增殖率R0=∑lxmx;世代平均周期T=∑xlxmx/R0;周限增长率λ=erm;种群加倍时间Dt=ln2/rm[14]。其中，lx表示雌成虫在x年龄存活的概率，mx表示在x年龄每雌虫产卵数。

2 结果与分析

2.1 氯虫苯甲酰胺对桃小食心虫的室内毒性

采用果实浸渍法测得的氯虫苯甲酰胺对桃小食心虫敏感种群的毒力如表1所示，结果表明，氯虫苯甲酰胺处理桃小食心虫敏感种群48 h后，LC10、LC30和LC50分别为0.35、0.99 mg/L和2.01 mg/L。

对桃小食心虫LC10、LC30、LC50种群第4代初孵幼虫进行毒力测定，结果如表2所示。氯虫苯甲酰胺对LC10、LC30、LC50种群的LC50分别为2.40、368 mg/L和5.84 mg/L，对LC10、LC30、LC50种群的毒力分别降至处理前的8375%、54.62%和34.42%。

2.2 亚致死浓度氯虫苯甲酰胺对桃小食心虫发育历期和幼虫体重的影响

表3结果表明，桃小食心虫经过LC10、LC30、LC50氯虫苯甲酰胺处理后，卵期、幼虫期、雌、雄蛾寿命与对照相比均有所延长，其中卵期和雌蛾寿命，随着处理浓度的增加而逐渐增加，LC50种群与敏感种群（CK）差异显著（P<005），LC10、LC30、LC50种群与CK种群相比，卵期分别延长了0.05、0.38 d和0.83 d，雌蛾寿命增加了0.43、1.48、2.36 d;各处理之间幼虫期和雄蛾寿命差异不显著（P>0.05）。CK种群的单头幼虫重显著高于LC30、LC50种群，分别重356、555 mg。

2.3 亚致死浓度氯虫苯甲酰胺对桃小食心虫存活率的影响

用LC10、LC30、LC50氯虫苯甲酰胺处理的苹果连续饲养桃小食心虫多代后，桃小食心虫的蛀果率、脱果率和幼虫存活率均有所下降，存在明显的剂量效应（表4）。以敏感种群为对照（CK），随着处理浓度的增加，蛀果率依次降低2.34%、8.38%、13.26%，脱果率分别下降6.64%、17.43%和32.10%;LC50种群幼虫死亡率明显升高，显著高于CK、LC10种群和LC30种群;各种群之间结茧率和羽化率差异不明显，没有达到显著水平;桃小食心虫的整个世代选育过程中，最终CK种群的世代存活率最高，为32.54%，其次为LC10、LC30、LC50种群，CK种群世代存活率显著高于LC50种群。

2.4 亚致死浓度氯虫苯甲酰胺对桃小食心虫繁殖力及性比的影响

氯虫苯甲酰胺处理未对桃小食心蟲性比造成显著影响。由表5可以看出，LC10、LC30和LC50 种群与对照种群相比，雌雄性比、产卵前期以及单蜼日均产卵量没有显著性的差异，但LC50种群与CK种群相比单雌总产卵量、后代卵历期和卵孵化率有显著差异，LC50种群较CK种群单雌总产卵量少57.34粒，后代卵历期延长了0.54 d，后代卵孵化率降低了1357%。从结果可以看出随着氯虫苯甲酰胺使用浓度的增加，杀虫剂对桃小食心虫的影响也相应增大。

2.5 亚致死浓度氯虫苯甲酰胺对桃小食心虫种群生命表参数及相对适合度的影响

根据桃小食心虫各发育阶段的存活率和繁殖力可确定亚致死浓度氯虫苯甲酰胺对桃小食心虫生命表参数及相对适合度的影响。从表6可知，LC30和LC50种群的内禀增长率rm和周限增长率λ，与CK种群相比显著降低;LC30、LC50种群的净生殖率R0也显著低于CK种群，平均世代周期T相比CK种群显著延长;种群加倍时间Dt随着杀虫剂浓度的增加相应增大;CK种群、LC10、LC30和LC50种群相对适合度分别为1.00、095、0.72、0.61。

3 讨论

在田间利用杀虫剂防治害虫时，由于害虫个体特性以及自然环境等因素，个体接触到杀虫剂的情况不同，亚致死效应普遍存在。前人曾采用LC10、LC20和LC50高效氯氰菊酯处理桃小食心虫1代，研究其生物学特性的变化[10]，尚未见不同亚致死浓度杀虫剂连续处理桃小食心虫多代的研究。本研究根据桃小食心虫的发生情况用氯虫苯甲酰胺LC10、LC30、LC50浓度（敏感品系48 h生测结果）药液处理苹果后连续饲养桃小食心虫，观察LC10、LC30和LC50 3个种群第4代桃小食心虫的生物学特性，并与从未接触杀虫剂的桃小食心虫敏感品系的生物学特性相比较，此研究更加符合氯虫苯甲酰胺在田间长期使用对桃小食心虫产生亚致死效应的实际情况。

试验结果表明，桃小食心虫

LC10、LC30和LC50种群与敏感种群（CK）相比，生长发育均受到不同程度的抑制。在发育历期上，桃小食心虫卵、幼虫和雌蛾的发育都出现了延迟，并且存在明显的剂量效应。研究结果与Lai等[15]报道的LC30氯虫苯甲酰胺处理甜菜夜蛾后幼虫发育历期延长的结果相似。LC30、LC50种群的桃小食心虫脱果幼虫体重明显低于敏感种群脱果幼虫，与谭晓伟等[16]发表的氯虫苯甲酰胺对小菜蛾的亚致死效应结果一致。在存活率上，主要表现为LC10、LC30和LC50种群的蛀果率、脱果率、幼虫存活率、结茧率、羽化率以及世代存活率均低于敏感种群，说明亚致死浓度氯虫苯甲酰胺连续处理对桃小食心虫各阶段的存活率有降低作用。刘霞等[17]的研究发现，LC20和LC50的氯虫苯甲酰胺会导致小菜蛾羽化率降低，与本研究情况相同。在繁殖力及性比方面，Abd-Elghafar 等[18]发现，用杀虫剂处理昆虫后，成虫体内遗留的杀虫剂会继续对精子和卵子造成影响，进而导致产卵量、卵历期和卵孵化率与对照存在差异;Zhang等[19]的研究表明，棉铃虫Helicoverpa armigera经过LC10、LC20、LC40和LC50氯虫苯甲酰胺

处理后，其后代的雄虫比例增加。这与本研究中，亚致死浓度氯虫苯甲酰胺处理桃小食心虫多代后，桃小食心虫产卵量、后代卵孵化率、雌雄性比降低，以及后代卵历期延长的结果相符合。

通过不同处理种群的生命表参数和相对适合度比较，可以得到杀虫剂亚致死浓度对昆虫种群增长的影响情况。本研究组建了敏感种群、LC10、LC30和LC50 种群的桃小食心虫实验种群生命表，表明LC10、LC30和LC50处理组的桃小食心虫内禀增长率、净生殖率和周限增长率均低于敏感种群;且亚致死浓度氯虫苯甲酰胺处理后的桃小食心虫平均世代周期和种群加倍时间与对照相比，有所延长。杨洪等[20]报道，LC10和LC25

氯虫苯甲酰胺

处理白背飞虱Sogatella furcifera若虫后，白背飞虱种群的内禀增长率、净增殖率和周限增长率均减少，而世代平均周期和种群加倍时间延长;Guo等[21]的研究发现，小菜蛾食用LC25氯虫苯甲酰胺

处理过的甘蓝叶片后，其种群出现净增殖率降低和世代周期延长的情况，且其后代仍存在此现象;Yin等[22]报道，用LC25多杀霉素连续处理小菜蛾5代后，小菜蛾的繁殖力、内禀增长率和净增殖率等出现下降趋势。这些研究报道与本研究结果相一致。相对适合度是衡量个体存活和繁殖成功机会的尺度，往往相对适合度越大，个体存活和繁殖成功的机会也越大，本研究中LC10、LC30和LC50种群的相对适合度也明显低于敏感种群，表明亚致死浓度氯虫苯甲酰胺抑制了种群繁殖。

氯虫苯甲酰胺是农业生产中防治桃小食心虫的重要杀虫剂品种，研究掌握氯虫苯甲酰胺对桃小食心虫的亚致死效应，有利于更科学合理地使用氯虫苯甲酰胺，减缓桃小食心虫对该药剂抗药性的发生发展。

参考文献

[1] 陈丽慧， 谭树乾， 刘彦飞， 等. 桃小食心虫成虫种群动态监测与防治指标[J]. 植物保护学报， 2018， 45（4）： 716-723.

[2] 李銳， 赵飞， 彭宇， 等. 滞育诱导温周期对桃小食心虫滞育幼虫生理指标的影响[J]. 昆虫学报， 2014， 57（6）： 639-646.

[3] 孙丽娜， 张怀江， 闫文涛， 等. 桃小食心虫研究进展[J]. 中国果树， 2018（1）： 76-81.

[4] GREG T H， MELISSA Z， PAULA G M. Feeding cessation effects of chlorantraniliprole， a new anthranilic diamide insecticide， in comparison with several insecticides in distinct chemical classes and mode-of-action groups [J]. Pest Management Science， 2009， 65（9）： 969-974.

[5] GUO Lei， WANG Yi， ZHOU Xuguo， et al. Functional analysis of a point mutation in the ryanodine receptor of Plutella xylostella （L.） associated with resistance to chlorantraniliprole [J]. Pest Management Science， 2014， 70（7）： 1083-1089.

[6] TROCZKA B， ZIMMER C T， ELIAS J， et al. Resistance to diamide insecticides in diamondback moth， Plutella xylostella （Lepidoptera： Plutellidae） is associated with a mutation in the membrane-spanning domain of the ryanodine receptor [J]. Insect Biochemistry and Molecular Biology， 2012， 42（11）： 873-880.

[7] 张余杰. 小贯小绿叶蝉对噻虫嗪抗性机制研究[D]. 贵阳：贵州大学， 2019.

[8] PERVEEN F. Sublethal effects of chlorfluazuron on reproductivity and viability of Spodoptera litura （F.） （Lepidoptera： Noctuidae） [J]. Journal of Applied Entomology， 2000， 124（5/6）： 223-231.

[9] 陈羿渠， 向兴， 贡常委， 等. 氯虫苯甲酰胺亚致死剂量对甜菜夜蛾主要解毒酶活性与生长繁殖的影响[J]. 中国农业科学， 2017， 50（8）： 1440-1451.

[10]全林发， 仇贵生， 孙丽娜， 等. 高效氯氰菊酯亚致死浓度对桃小食心虫生物学特性的影响[J]. 昆虫学报， 2017， 60（7）： 799-808.

[11]北京农业大学， 华南农业大学， 福建农学院， 等. 果树昆虫学[M]. 北京： 中国农业出版社， 1990： 2-7.

[12]戈峰. 现代生态学[M]. 北京： 科学出版社， 2002： 104-121.

[13]丁岩钦. 昆虫数学生态学[M]. 北京： 科学出版社， 1994： 155-164.

[14]CHI H， LIU H. Two new methods for the study of insect population ecology [J]. Bulletin of the Institute of Zoology， Academia Sinica， 1985， 24（2）： 225-240.

[15]LAI Tiancai， SU Jianya. Effects of chlorantraniliprole on development and reproduction of beet armyworm， Spodoptera exigua （Hübner） [J]. Journal of Pest Science， 2011， 84（3）： 381-386.

[16]谭晓伟， 任龙， 徐希宝， 等. 氯虫苯甲酰胺对小菜蛾亚致死效应的研究[J]. 植物保护， 2012， 38（4）： 42-46.

[17]刘霞， 牛芳， 王开运. 亚致死浓度氯虫苯甲酰胺对小菜蛾生物学特性的影响[J]. 农药科学与管理， 2014， 35（8）： 58-62.

[18]ABD-ELGHAFAR S F， APPEL A G. Sublethal effects of insecticides on adult longevity and fecundity of German cockroaches （Dictyoptera： Blattellidae） [J]. Journal of Economic Entomology， 1992， 85（5）： 1809-1817.

[19]ZHANG Ruimin， DONG Junfeng， CHEN Jiahua， et al. The sublethal effects of chlorantraniliprole on Helicoverpa armigera （Lepidoptera： Noctuidae） [J]. Journal of Integrative Agriculture， 2013， 12（3）： 457-466.

[20]楊洪， 王召， 金道超. 氯虫苯甲酰胺对白背飞虱实验种群的亚致死效应[J]. 昆虫学报， 2012， 55（10）： 1161-1167

[21]GUO Lei， DESNEUX N， SONODA S， et al. Sublethal and transgenerational effects of chlorantraniliprole on biological traits of the diamondback moth，Plutella xylostella L.[J]. Crop Protection， 2013， 48（2）： 29-34.

[22]YIN Xianhui， WU Qingjun， LI Xuefeng， et al. Demographic changes in multigeneration Plutella xylostella （Lepidoptera： Plutellidae） after exposure to sublethal concentrations of spinosad [J]. Journal of Economic Entomology， 2009， 102（1）： 357-365.

（责任编辑：杨明丽）