周利琳, 楊 帆, 司升云

(武漢市農(nóng)業(yè)科學技術(shù)研究院蔬菜科學研究所, 武漢 430345)

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甜菜夜蛾卵和成蟲攜帶核型多角體病毒對種群數(shù)量的影響

周利琳#, 楊 帆#, 司升云*

(武漢市農(nóng)業(yè)科學技術(shù)研究院蔬菜科學研究所, 武漢 430345)

在室內(nèi)分別測定了甜菜夜蛾的卵、雌蛾和雄蛾分別攜帶甜菜夜蛾核型多角體病毒(SeNPV)對其卵孵化率、幼蟲存活率及單雌產(chǎn)卵量的影響。結(jié)果表明:甜菜夜蛾卵塊攜帶SeNPV后,卵孵化率和幼蟲存活率均顯著下降。雌、雄蛾分別攜帶病毒再交尾后,對單雌產(chǎn)卵量、卵孵化率和幼蟲的存活率也有顯著影響,并且不同帶毒量處理間存在顯著差異,表現(xiàn)為帶毒量越高,單雌產(chǎn)卵量越少、卵孵化率和幼蟲存活率越低。同等帶毒處理條件下,卵、雌蛾和雄蛾帶毒3種處理方式對甜菜夜蛾種群數(shù)量的影響沒有顯著差異。說明SeNPV能通過甜菜夜蛾的卵、雌蛾和雄蛾3種蟲態(tài)進行垂直傳播,可以明顯抑制甜菜夜蛾種群數(shù)量的增長,為昆蟲性誘劑和病毒集成技術(shù)在田間的應(yīng)用提供了理論依據(jù)。

甜菜夜蛾; 核型多角體病毒; 產(chǎn)卵量; 卵孵化率; 幼蟲存活率

甜菜夜蛾SpodopteraexiguaHübner是一種世界性分布的多食性害蟲,由于化學農(nóng)藥的不合理使用,導致其對多數(shù)化學農(nóng)藥均產(chǎn)生了不同程度抗藥性。同時,農(nóng)藥殘留也危害到人類和牲畜的健康,對環(huán)境造成了不良的影響[1-3]。昆蟲病毒及昆蟲性信息素均具有對防治對象的專一性、對環(huán)境的安全性、不易產(chǎn)生抗性和對害蟲控制的持續(xù)性等優(yōu)點[4]。目前,甜菜夜蛾核型多角體病毒S.exiguanuclear polyhedrosis virus (SeNPV)及甜菜夜蛾性信息素是公認防治甜菜夜蛾比較理想的生物制劑[5-7],分別作為噴霧與誘捕手段用于甜菜夜蛾的田間防治。自SeNPV被發(fā)現(xiàn)以來,國內(nèi)對其毒力測定、致病機理和增效劑等進行了廣泛的研究[8-9]。SeNPV對甜菜夜蛾的田間防治效果受多種因素的影響[10]。施藥時的環(huán)境溫度對SeNPV藥效的發(fā)揮影響顯著,隨著溫度的升高,SeNPV對目標昆蟲的毒力明顯增強,29℃是SeNPV侵染昆蟲的最適溫度[11-12];甜菜夜蛾幼蟲對SeNPV的敏感性會隨著蟲齡的增加而逐漸降低,其中1齡到3齡為最佳防治時期;同時施藥濃度也會對防治效果產(chǎn)生一定的影響[13]。此外,不同的甜菜夜蛾品系對SeNPV敏感程度也不盡相同[14]。然而,目前未見有卵和成蟲攜帶SeNPV對甜菜夜蛾種群數(shù)量影響的相關(guān)報道。根據(jù)SeNPV與性誘劑的作用原理,筆者提出甜菜夜蛾性誘劑與SeNPV集成防控應(yīng)用技術(shù),利用甜菜夜蛾性信息素引誘雄蛾至防控器,攜帶SeNPV后返回田間,并與雌蛾交尾,將病毒傳染給雌蛾,繼而傳染給雌蛾產(chǎn)的卵,使這些卵孵化出的幼蟲染病、死亡,以達到控制害蟲子代種群的目的。在甜菜夜蛾病毒田間自傳播過程中,需明確兩個至關(guān)重要的問題,卵和成蟲攜帶病毒后對甜菜夜蛾種群數(shù)量的影響,以及雄蛾-雌蛾-卵對病毒帶毒量的傳遞效率。筆者在室內(nèi)分別測定了甜菜夜蛾卵、雌蛾和雄蛾攜帶SeNPV對子代種群數(shù)量的影響,以期為進一步研究甜菜夜蛾的傳毒效率以及性信息素和SeNPV集成技術(shù)的田間應(yīng)用提供科學的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試昆蟲

2014年7月在武漢市農(nóng)業(yè)科學技術(shù)研究院蔬菜科學研究所武湖基地馬齒莧PortulacaoleraceaL.和辣椒CapsicumannuumL.上采集甜菜夜蛾幼蟲,攜至室內(nèi)后,置于直徑2.5 cm、高8 cm的指形管內(nèi),用未接觸過任何農(nóng)藥的新鮮甘藍葉片單管單頭飼養(yǎng),直至化蛹。羽化后將成蟲轉(zhuǎn)移至1 000 mL玻璃燒杯內(nèi),每杯20頭健康成蟲,雌雄性比1∶1,飼喂10%蜂蜜水,瓶壁圍有白紙供其產(chǎn)卵,每2 d更換一次蜂蜜水和產(chǎn)卵紙。甜菜夜蛾的繼代飼養(yǎng)與試驗條件均為(27±1)℃、相對濕度70%±10%、L∥D=12 h∥12 h。

1.2 供試病毒

甜菜夜蛾核型多角體病毒原粉(2 000億PIB/g)為河南省濟源白云實業(yè)有限公司產(chǎn)品。

1.3 甜菜夜蛾卵塊攜帶病毒對卵孵化率和幼蟲存活率的影響

將病毒原粉用滑石粉配制成有效成分含量為2×1011、2×1010、2×109、2×108PIB/g的病毒粉劑。選擇飽滿、有光澤的甜菜夜蛾卵塊(每卵塊約100粒卵),在卵塊表面均勻涂抹不同處理的病毒粉劑0.1 g。每處理重復4次,每重復含4個帶毒卵塊,設(shè)未涂抹病毒粉劑的卵塊為對照。將卵塊置于人工氣候箱內(nèi),觀察卵孵化及幼蟲存活情況,計算卵孵化率及幼蟲存活率。甜菜夜蛾幼蟲因感染SeNPV而死亡的鑒定標準是蟲體組織液化,體表不破裂,但用鑷子等硬物觸碰即破,有膿水流出;死亡蟲體發(fā)黑(剛死的蟲體不發(fā)黑)。

1.4 甜菜夜蛾成蟲攜帶病毒對子代卵孵化率和幼蟲存活率的影響

將病毒原粉用滑石粉配制成有效成分含量為2×1011、2×1010、2×109、2×108PIB/g的病毒粉劑1.0 g,分別置于250 mL具塞試劑瓶底部,輕輕晃動試劑瓶使病毒粉劑黏附在瓶壁上。取當天羽化的健康雌/雄蛾單頭置于試劑瓶內(nèi),任其活動1 min,然后轉(zhuǎn)移至1 000 mL燒杯內(nèi)。每10頭攜帶病毒粉劑的雌/雄蟲為1次重復,再分別取當天羽化的健康未帶毒雄/雌蛾10頭置于燒杯內(nèi)與其交配產(chǎn)卵。燒杯內(nèi)壁圍上白紙、上蓋紗布供其產(chǎn)卵,底部放置浸有10%蜂蜜水的脫脂棉為成蟲補充營養(yǎng)。每處理重復4次,以未攜帶病毒粉劑的雌、雄蛾配對組為對照。觀察并計算平均單雌產(chǎn)卵量、卵孵化率,以及幼蟲存活率。

1.5 數(shù)據(jù)分析

文中所有數(shù)據(jù)為平均值±標準誤。卵孵化率和幼蟲存活率數(shù)據(jù)經(jīng)反正弦轉(zhuǎn)換后,采用SAS 9.0軟件對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。兩組數(shù)據(jù)間的差異顯著性用t測驗進行分析,多組數(shù)據(jù)間的差異顯著性用Tukey’s HSD檢驗進行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 甜菜夜蛾卵塊帶毒后的卵孵化率和幼蟲存活率

甜菜夜蛾卵塊表面涂抹病毒粉劑后,卵的孵化率及幼蟲存活率較對照均顯著下降(表1)。不同濃度粉劑處理后,隨著濃度的上升,卵孵化率和幼蟲存活率顯著下降(卵孵化率:F(4,10)=223.452,P<0.000 1;幼蟲存活率:F(4,10)=927.406,P<0.000 1),但是在2×1011PIB/g和2×1010PIB/g高濃度處理間沒有顯著差異(表1)。這些結(jié)果表明,病毒處理卵塊可以顯著降低甜菜夜蛾卵孵化率,但對甜菜夜蛾幼蟲存活率的影響更明顯。

2.2 甜菜夜蛾帶毒雄蟲與健康雌蟲交配后的單雌產(chǎn)卵量、卵孵化率和幼蟲存活率

甜菜夜蛾帶毒雄蟲和健康雌蟲交配產(chǎn)卵后,單雌產(chǎn)卵量、卵孵化率和幼蟲存活率與對照組相比均存在顯著差異(表2)。隨著病毒濃度的增加,單雌產(chǎn)卵量顯著降低(F(4, 10)=12.623,P=0.001),卵孵化率(F(4, 10)=334.292,P<0.000 1)和幼蟲存活率(F(4, 10)=469.753,P<0.000 1)顯著下降。

表1 甜菜夜蛾卵塊攜帶不同濃度SeNPV對卵孵化率和幼蟲存活率的影響1)

Table 1 Effects of eggs carrying different concentrations of SeNPV on egg hatching and larval survival rate ofSpodopteraexigua

濃度/PIB·g-1Concentration卵孵化率/%Egghatchingrate幼蟲存活率/%Larvalsurvivalrate2×1011(56.05±3.22)d(17.56±2.44)d2×1010(57.58±4.41)d(19.13±4.72)d2×109(83.16±2.48)c(51.23±4.45)c2×108(87.95±2.51)b(55.75±3.30)bCK(95.18±2.25)a(90.07±3.65)a

1) 同列數(shù)據(jù)后標有不同字母表示經(jīng)Tukey’s HSD檢驗后差異顯著(P<0.05)。表2、3同。 Different letters within the same column indicate significant difference by Tukey’s HSD test (P<0.05). The same in table 2 and table 3.

表2 甜菜夜蛾雄蛾攜帶不同濃度SeNPV對單雌產(chǎn)卵量、卵孵化率及幼蟲存活率的影響

Table 2 Effects of males carrying different concentrations of SeNPV on lifetime fecundity, egg hatching rate and larval survival rate ofSpodopteraexigua

濃度/PIB·g-1Concentration產(chǎn)卵量/粒Lifetimefecundity卵孵化率/%Egghatchingrate幼蟲存活率/%Larvalsurvivalrate2×1011(314.85±9.50)d(56.49±1.79)d(12.57±4.40)c2×1010(343.44±16.18)cd(72.46±1.57)c(13.22±4.49)c2×109(400.00±36.00)bc(71.18±4.47)c(57.49±1.76)b2×108(434.33±29.62)b(81.24±2.92)b(62.50±3.56)bCK(557.23±44.10)a(94.98±1.01)a(93.92±1.09)a

2.3 甜菜夜蛾帶毒雌蟲與健康雄蟲交配后的單雌產(chǎn)卵量、卵孵化率和幼蟲存活率

甜菜夜蛾帶毒雌蟲和健康雄蟲交配產(chǎn)卵,單雌產(chǎn)卵量、卵孵化率和幼蟲存活率較對照顯著降低,并且在不同病毒濃度處理間存在著顯著差異(單雌產(chǎn)卵量:F(4, 10)=14.336,P<0.000 1;卵孵化率:F(4, 10)=100.187,P<0.000 1;幼蟲存活率:F(4, 10)=207.862,P<0.000 1)(表3)。

表3 甜菜夜蛾雌蛾攜帶不同濃度SeNPV對單雌產(chǎn)卵量、卵孵化率及幼蟲存活率的影響

Table 3 Effects of females carrying different concentrations of SeNPV on lifetime fecundity, egg hatching rate and larval survival rate ofSpodopteraexigua

濃度/PIB·g-1Concentration產(chǎn)卵量/粒Lifetimefecundity卵孵化率/%Egghatchingrate幼蟲存活率/%Larvalsurvivalrate2×1011(318.00±39.02)c(61.10±2.48)e(11.58±1.37)c2×1010(370.50±39.44)bc(65.67±0.79)d(15.87±2.36)c2×109(394.58±32.62)bc(71.53±1.26)c(53.67±2.68)b2×108(430.28±27.56)b(84.13±0.42)b(58.06±4.64)bCK(557.23±44.10)a(94.98±1.01)a(93.92±1.09)a

2.4 不同帶毒方式對甜菜夜蛾種群數(shù)量的影響

通過不同濃度SeNPV處理的比較,2×1011PIB/g處理對甜菜夜蛾種群繁殖的各項指標影響最大,因此我們進一步分析了此濃度下卵帶毒、雌蛾帶毒和雄蛾帶毒3種處理方式對甜菜夜蛾種群數(shù)量影響的差異。結(jié)果表明,單雌產(chǎn)卵量、卵孵化率和幼蟲死亡率在不同帶毒方式處理間沒有顯著差異(單雌產(chǎn)卵量:t(1, 6)=0.092,P=0.938;卵孵化率:F(2,9)=1.049,P=0.533;幼蟲存活率:F(2,9)=2.541,P=0.073)(圖1)。

3 討論

采用SeNPV田間防治甜菜夜蛾時,一般于低齡幼蟲期進行噴霧,幼蟲通過直接取食感染病毒死亡,可以達到很好的防治效果[7]。蔣杰賢等[15]對甜菜夜蛾卵表進行消毒,發(fā)現(xiàn)卵孵化后甜菜夜蛾幼蟲仍能染毒死亡,說明甜菜夜蛾可能通過母體以垂直傳播的方式將病毒傳遞給后代[16],但是以父體為介導的垂直傳播研究報道較少。本研究表明,分別以甜菜夜蛾雌蛾 (表3)、雄蛾(表2)以及卵(表1)為介導對象,均顯著降低了單雌產(chǎn)卵量、卵孵化率和幼蟲的存活率,其中成蟲帶毒導致的幼蟲感染死亡率高達80%～85%(圖1c)。這些結(jié)果表明,SeNPV既可以通過甜菜夜蛾雌蛾傳遞到下一代,也可以通過甜菜夜蛾雄蛾傳遞給子代,造成子代感染,進而達到控制甜菜夜蛾種群數(shù)量的目的。

圖1 甜菜夜蛾不同帶毒方式攜帶2×1011 PIB/g濃度SeNPV的單雌產(chǎn)卵量(a)、卵孵化率(b)和幼蟲存活率(c)Fig.1 Lifetime fecundity (a), egg hatching rate (b) and larval survival rate (c) of Spodoptera exigua carrying SeNPV of 2×1011 PIB/g by different ways

甜菜夜蛾性誘劑與SeNPV集成防控應(yīng)用技術(shù)是利用甜菜夜蛾性信息素引誘雄成蟲攜帶SeNPV病毒,然后在田間種群間進行垂直傳播,進而影響甜菜夜蛾子代種群數(shù)量的一項防控技術(shù)。雄成蟲-雌成蟲-卵對病毒帶毒量的傳遞效率,以及對子代幼蟲成活率的影響都是本項技術(shù)實用化成敗的關(guān)鍵。本研究證明,甜菜夜蛾各蟲態(tài)攜帶SeNPV后對子代種群均有較為顯著的影響,且卵、雄蛾和雌蛾帶毒這3種處理方式對防治效果沒有顯著的差異(圖1),這為甜菜夜蛾性誘劑與SeNPV集成防控應(yīng)用技術(shù)的提出與實用化提供了科學的理論依據(jù)。雄蛾-雌蛾-卵各環(huán)節(jié)對SeNPV帶毒量的傳遞效率另文發(fā)表。

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(責任編輯：田 喆)

Effects of eggs and adult stages carrying SeNPV on the population dynamics ofSpodopteraexigua

Zhou Lilin, Yang Fan, Si Shengyun

(VegetableResearchInstitute,WuhanAcademyofAgriculturalScienceandTechnology,Wuhan430345,China)

The effects of the eggs, males and females carryingSpodopteraexiguanuclear polyhedrosis virus (SeNPV) on lifetime fecundity, egg hatching and larval survival rate in a natural strain ofS.exiguawere detected in the laboratory. The results showed that the egg hatch and larval survival rate ofS.exiguacarrying SeNPV were significantly decreased compared with the control. Males and females carrying SeNPV also had significant effects on lifetime fecundity, egg hatching and larval survival rate. Furthermore, there were significant differences between different treatment concentrations, showing that the greater the concentration, the fewer fecundity and lower hatchability and larval survival. In addition, there was no significant difference in the control effect after egg masses, females and males were infected with SeNPV.These studies suggested that SeNPV could be transmitted to the offspring by three stages, including eggs, females and males, and significantly inhibited the population dynamics ofS.exigua. The results provide a theoretical basis for the application of the insect sex attractant integrated with the virus technology in the field.

Spodopteraexigua; SeNPV; fecundity; egg hatching rate; larval survival rate

2016-08-24

2016-09-18

武漢市“黃鶴英才計劃”人才項目

S 476.13

A

10.3969/j.issn.0529-1542.2017.04.007

* 通信作者 E-mail: sishengyun@126.com

#對本文同等貢獻,為并列第一作者