截形葉螨\\(Tetranychus truncates Ehara\\)在西北大部分地區是棉花和玉米的主要害蟲, 由于該螨寄主范圍廣, 且具有繁殖快、周期短、抗藥性強、短期內易再暴發、不易控制等特點, 使其成為一種為害嚴重而又難以防治的害螨。尤其近幾年, 甘肅省\\(我國最大的雜交玉米制種生產基地\\)玉米種植面積的逐年擴大, 玉米制種基地連作次數增加以及日光溫室的迅速發展, 這些為截形葉螨提供了豐富的食料條件及穩定的棲息場所, 導致其數量逐年上升,為害不斷加重。
目前主要采用化學藥劑防治截形葉螨, 據報道不同作物上的截形葉螨已對許多殺蟲劑產生了抗藥性, 這給防治造成了較大的困難。生物適合度\\(biological fitness\\)反映了害蟲種群對外界環境條件的反應, 指害蟲在所處環境中能夠生存并把它的特性傳給下一代的能力, 一般包括生命力和繁殖力等?？顾幮栽鰪? 提高了害蟲抗性個體在藥劑選擇下的存活率, 但往往導致種群適合度下降, 表現出生存競爭劣勢。如王偉等通過對甜菜夜蛾\\(Spodopteraexigua Hiibner\\)抗茚蟲威種群的生物適合度的研究得出, 抗性種群相對敏感種群的生物適合度僅為0.44, 表現出一定程度的生長發育和繁殖上的不利性。溫度是影響昆蟲種群數量變動的最顯著生態因子之一。目前在害蟲、害螨的抗性適合度研究中,主要集中在單一溫度條件下抗性適合度的優勢或劣勢。而在實際農業生產實踐中, 變溫是普遍存在的。為明確害螨抗性適合度與溫度的關系, 本研究以截形葉螨為對象, 通過對截形葉螨抗噠螨靈種群\\(Py-R\\)和敏感種群\\(SS\\)在不同溫度下實驗種群的生長發育和繁殖力進行比較研究, 組建兩個種群的生命表, 通過生命參數凈生殖率\\(R0\\)確定其生物適合度, 以期為截形葉螨的田間抗性綜合治理提供一定的理論依據。
1、 材料與方法
1.1 截形葉螨
1\\)敏感種群。從沒有施用任何農藥的甘肅農業大學試驗玉米田采集, 在實驗室恒溫養蟲室內, 用盆栽菜豆苗連續飼養約 90 代以上, 不接觸任何藥劑。飼養溫度\\(24±l\\) ℃ ,相對濕度 60%±5%, 16 h 光照, 8 h 黑暗。
2\\)抗性種群。從敏感種群中分出截形葉螨部分個體, 以噠螨靈殺死種群 60%左右個體的濃度進行汰選, 用藥一定次數后\\(2~3 次\\)進行一次室內毒力測定, 計算致死中濃度\\(LC50\\), 并與敏感種群比較, 求出抗性指數\\(resistance index, RI\\), 掌握抗藥性的發展趨勢, 直至選育出抗性較高的種群。種群起始代用 F0表示, 藥劑篩選后第 1、2、…、n 代, 分別以 F1、F2、…、Fn 表示。RI =Fn 的 LC50/ F0的 LC50。
1.2 供試藥劑
供試藥劑 15%噠螨靈乳油由江蘇藍豐生物化工股份有限公司生產。
1.3 試驗方法
1.3.1 試驗種群生命表的組建
試驗在光照培養箱中進行。設置溫度為 16 ℃、20 ℃、24 ℃、28 ℃、32 ℃、36 ℃ 6個梯度, 光照16 h, 相對濕度為 60%±5%, 飼養期間停止用藥。試驗時首先制作飼養臺, 即制備長 5 cm、寬 4 cm、高0.7 cm 的海綿, 放入直徑 9 cm、高 1.5 cm 的培養皿中, 上面放一張等面積濾紙, 加 2/3 清水, 制成水隔離臺。摘取平整完好的菜豆葉片, 葉面朝下貼在濾紙上, 使葉片四周與濾紙緊密貼合, 葉緣用脫脂棉裹住以便葉片吸水保鮮, 也可防止葉螨逃逸。敏感和抗性種群各飼養 60 頭。每葉片上接 1 只雌成螨,產卵后即棄去, 保留新鮮卵 1 粒。逐日記載單頭葉螨發育歷期及成活狀況, 待進入成螨后, 統計性比,并且每葉接 1 只雄螨交配, 記錄每日每雌產卵量及成螨的存活數, 直至死亡。根據何林等的方法組建截形葉螨敏感種群、抗性種群的生命生殖力表,計算各項生命參數。
1.3.2 數據處理
所有數據處理分析均用 SPSS 19.0 和 Excel 軟件進行。各項生命參數參考 Zhou 和 Qiu 等的方法, 用以下公式分別計算得出:
式中, x 為時間\\(d\\), lx為葉螨在 x 時間的存活率, mx為葉螨在 x?1 到 x 時間內的每雌產卵量, rm為內稟增長率。
以凈生殖率 R0評價生物相對適合度\\(relativefitness, Rf\\):Rf=R0R/R0S\\(6\\)式中, R0R為抗性種群的凈生殖率, R0S為敏感種群的凈生殖率。
2、 結果與分析
2.1 截形葉螨抗噠螨靈種群選育結果
由表 1 可知, 經過連續 49 代的抗性選育, 截形葉螨對噠螨靈的抗性指數已達到 955.25 倍, 成為抗性較高的種群。
2.2 不同溫度下截形葉螨抗性種群和敏感種群發育歷期
由表 2 可以看出, 在不同溫度下, 截形葉螨兩個種群均能順利完成世代發育。兩種群的世代歷期和平均壽命均隨溫度升高而縮短?？剐苑N群和敏感種群在 16~36 ℃的變化范圍內? 世代歷期由25.90 d 和 27.08 d 分別縮短為 7.19 d 和 7.05 d, 平均壽命分別由 40.28 d 和 42.23d 逐漸縮短為 11.05 d和 10.16 d。
抗性種群在 16~28 ℃下, 即低溫和適溫條件下,各螨態發育歷期及平均壽命均顯著低于敏感種群;而在高溫\\(36 ℃ \\)下, 抗性種群除成螨期和若螨期外,其余各螨態歷期和平均壽命均顯著高于敏感種群\\(P<0.05\\)。
2.3 不同溫度下截形葉螨抗性種群和敏感種群的繁殖力和存活率
由表 3 可以看出, 在 16~24 ℃范圍內, 抗性種群的平均每雌日產卵量和每雌總產卵量都顯著低于敏感種群\\(P<0.05\\); 但從 28 ℃開始, 抗性種群的平均每雌日產卵量高于敏感種群, 并且在 32~36 ℃下,抗性種群的平均每雌日產卵量和每雌總產卵量都顯著高于敏感種群。說明在低溫和適溫條件下, 抗性種群的生殖力低于敏感種群; 而在高溫條件下, 抗性種群的生殖力卻又逐漸上升。
圖 1 為不同溫度條件下截形葉螨的存活率。由圖 1 可以看出, 這兩個種群的存活曲線大致呈凸型,即 Deevey A 型\\(表示種群在接近于生理壽命之前,只有個別的死亡, 即幾乎所有個體都能達到生理壽命\\), 并且兩個種群的存活年齡都是隨著溫度的升高而縮短。兩個種群在低溫\\(16 ℃ \\)時, 存活曲線比較一致; 在適溫區 20~32 ℃下, 抗性種群存活率下降較快, 壽命短于敏感種群, 存活曲線存在較大差異;但在 36 ℃ \\(高溫\\)下, 情況正好相反, 抗性種群位于敏感種群的上方, 即敏感種群存活率下降較快, 且壽命短于抗性種群, 這表明截形葉螨產生抗性后,在高溫條件下存活能力優于敏感種群。
圖 2 是不同溫度條件下, 截形葉螨的生殖力曲線圖。由圖可知, 在不同溫度下, 兩個種群的生殖力曲線大都呈拋物線形狀, 生殖初期, 單雌產卵量較低, 隨著時間的推移, 產卵逐漸達到高峰期, 然后生殖力又逐漸下降。但在同一溫度下, 兩個種群的生殖力存在差異, 在 20~28 ℃下, 抗性種群的產卵高峰期早于敏感種群, 整個產卵期短于敏感種群; 但36 ℃下, 抗性種群的生殖高峰期卻晚于敏感種群,且產卵期長于敏感種群, 說明抗性種群高溫下的生殖力優于敏感種群, 而低溫和適溫下存在生殖不利性。
2.4 不同溫度下抗性種群和敏感種群的生命特征參數和相對適合度
由表 4 可知, 不同溫度下, 截形葉螨抗性種群的生命參數——內稟增長率\\(rm\\)、世代歷期\\(T\\)、周限增長率\\(λ\\)、種群加倍時間\\(Dt\\)與敏感種群沒有顯著差異, 但凈生殖率\\(R0\\)存在明顯差異, 如 24 ℃下,抗性種群的 R0遠小于敏感種群的 R0。若以凈生殖率來評價抗性種群和敏感種群的相對適合度\\(Rf\\), 則在 16~28 ℃范圍內 Rf<1, 表明截形葉螨抗噠螨靈種群適合度下降, 存在一定程度的生殖不利性; 但隨著溫度的升高, 在 32~36 ℃下, Rf >1, 適合度上升。
3、 討論與結論
試驗結果表明, 在 16~32 ℃下截形葉螨對噠螨靈產生抗性后, 各螨態發育歷期與敏感種群相比均顯著縮短, 從而使其平均世代歷期縮短, 種群加倍時間也縮短。但在高溫下\\(36 ℃ \\),抗性種群與敏感種群相比, 世代歷期和平均壽命明顯延長。鄧新平等通過對抗藥性朱砂葉螨\\(Tetranychus cinnabarinus\\)實驗種群生命表參數研究\\(26 ℃ \\),也發現朱砂葉螨對甲氰菊酯產生抗性后, 各螨態歷期均有不同程度的縮短, 發育速率加快, 即甲氰菊酯有加速朱砂葉螨發育的作用。高宗仁等的研究結果也與此結論相一致。此結論也解釋了為何在實際生產中對產生抗性的葉螨頻繁噴藥后, 種群數量反而上升加快。但符海波和孟祥梅等研究結果卻與之相反。
符海波等研究結果表明, 二斑葉螨\\(Tetranychusurticae Koch\\)對螺螨酯抗性種群的若螨期比敏感種群延長了 0.92 d, 平均世代歷期較敏感種群延長了0.82 d\\(25 ℃ \\)。孟祥梅等通過對二斑葉螨抗阿維菌素種群研究發現, 抗性種群的各蟲態發育歷期均較敏感種群明顯延長\\(25 ℃ \\)。這些研究結論的差異估計是因為鄧新平、符海波等只研究了單一溫度下[\\(25±1\\) ℃ ]抗藥性葉螨的生長發育情況, 所以得出的結論具有一定的局限性。因此, 變溫條件下研究抗性和敏感種群的生長發育情況, 結論才具有廣泛性和實踐意義。
此外, 本研究表明, 16~28 ℃下, 即低溫和適溫條件下, 抗性種群的產卵期縮短, 產卵量低于敏感種群, 表現出生殖不利性。這一結論與鄧新平等在單一溫度條件下[\\(25±1\\) ℃ ]的研究結論相一致。而在高溫 36 ℃下, 抗性種群的生殖力逐漸上升, 優于敏感種群。但何林等通過對朱砂葉螨抗阿維菌素種群和抗甲氰菊酯種群的研究發現, 朱砂葉螨對阿維菌素產生抗藥性后, 增強了對逆境高溫的適應; 而對甲氰菊酯產生抗藥性后, 對高溫脅迫更敏感。因此可以推測, 葉螨因種類、抗性水平以及藥劑類型等因素影響, 使之對高溫的反應也有一定的差異。
在害蟲抗性治理中, 通常采用殺蟲劑的暫停使用和輪換不同類別殺蟲劑的方法, 即外界藥劑選擇壓消除時, 由于抗性基因在自然選擇中的不利性,使其抗性水平下降, 從而控制抗性發展的速度。但另外一些抗性害蟲不存在生物學上的不利性, 停、輪用這些殺蟲劑只能延緩其抗性的發展, 而很難使抗性害蟲的敏感性得到恢復。因而, 研究抗性害蟲的適合度是選擇抗性治理措施及了解抗性動態的基礎。本研究通過對截形葉螨抗性種群的適合度的計算發現, 在低溫和適溫下, 截形葉螨對噠螨靈產生抗性后, 存在適合度缺陷; 但在高溫條件下, 反而存在適合度優勢, 這表明截形葉螨產生抗性后更適合在高溫下生存和發展。這就提示減少藥劑的使用次數、濃度以及其他藥劑的輪用只能延緩截形葉螨對該類型藥劑產生抗性的速度, 對已經產生抗性的截形葉螨來說, 采用藥劑混用或使用增效劑等措施可能效果比較好。這也為今后葉螨綜合防治方法的制定提供了一定的理論依據。
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