張曉明，胡昌雄，趙浩旭，張宏瑞，桂富榮，李正躍

(云南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院，云南生物資源保護(hù)與利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，昆明 650201)

吡蟲啉脅迫對(duì)西花薊馬生長發(fā)育及種群性比的影響

張曉明，胡昌雄，趙浩旭，張宏瑞，桂富榮，李正躍*

(云南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院，云南生物資源保護(hù)與利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，昆明 650201)

為明確吡蟲啉持續(xù)大量使用對(duì)外來入侵害蟲西花薊馬Frankliniellaoccidentalis的影響。本研究通過毒力測定得到西花薊馬室內(nèi)種群LC30及LC50的兩種吡蟲啉濃度162 mg/L和171 mg/L，在室內(nèi)人工氣候箱環(huán)境下研究了西花薊馬各蟲態(tài)的發(fā)育歷期、成蟲壽命及性比等相關(guān)種群參數(shù)。結(jié)果表明，西花薊馬未成熟蟲期的發(fā)育歷期在經(jīng)過吡蟲啉處理后相比對(duì)照顯著縮短(P<0.05)，且雌性西花薊馬的未成熟蟲期明顯短于雄性西花薊馬，其中以171 mg/L吡蟲啉處理后西花薊馬的雌性種群未成熟蟲期發(fā)育歷期縮短最為明顯(P<0.05)；西花薊馬雄性種群的壽命略長于雌性種群，且171 mg/L吡蟲啉處理后雌雄蟲壽命與對(duì)照相比均顯著縮短(P<0.05)；吡蟲啉處理后西花薊馬的平均產(chǎn)卵期低于對(duì)照，但單雌產(chǎn)卵量、日均產(chǎn)卵量均顯著高于對(duì)照，171 mg/L吡蟲啉處理后的單雌產(chǎn)卵量和日均產(chǎn)卵量最高(P<0.05)。吡蟲啉脅迫后，西花薊馬的雌性種群在整個(gè)種群中所占比例增速迅速上升，經(jīng)過125 d(大約5代)之后，雌性種群已經(jīng)占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，幾乎取代雄性種群，即種群中90%以上均為雌性西花薊馬。西花薊馬雌性種群對(duì)吡蟲啉的脅迫適應(yīng)性強(qiáng)于雄性種群，吡蟲啉脅迫是造成西花薊馬雌性種群比例迅速升高的主要原因之一，在吡蟲啉濃度LC30到LC50脅迫的范圍內(nèi)，隨著吡蟲啉脅迫濃度的增加，種群中雌性種群所占比例增大。

西花薊馬；吡蟲啉；農(nóng)藥脅迫；性比；LC30；LC50

西花薊馬FrankliniellaoccidentalisPergande屬于纓翅目Thysanoptera鋸尾亞目Terebrantia 薊馬科Thripidae花薊馬屬Frankliniella，是一種重要的世界性的蔬菜、花卉等園藝植物害蟲，原產(chǎn)于北美，遷移能力比較差，但通過借助人類對(duì)苗木和花卉的調(diào)運(yùn)等活動(dòng)向世界各地?cái)U(kuò)散(Pearsall, 2000; Kirk & Terry, 2003; 左太強(qiáng), 2015)。西花薊馬營孤雌生殖和兩性生殖兩種生殖方式，以兩性生殖為主，且具有很強(qiáng)的孤雌生殖能力，該蟲在15℃-35℃均能完成發(fā)育，同一種群中雌蟲數(shù)量通常是雄蟲數(shù)量的4倍(Rijnetal., 1995; Janetal., 2001; Wangetal., 2014)。其能造成葉片、果實(shí)出現(xiàn)銹褐色斑點(diǎn)，使果實(shí)商品性喪失，除了直接危害寄主植物外，還可能傳播番茄斑萎病毒病(TSWV)和鳳仙花壞死斑病毒(INSV)(Kritzmanetal., 2002)。我國農(nóng)業(yè)部于1996年將其列為進(jìn)境動(dòng)植物檢疫潛在的危險(xiǎn)性害蟲(戴霖等，2004)。自2003年西花薊馬在我國發(fā)現(xiàn)以來，已擴(kuò)散到幾十個(gè)省、市、自治區(qū)，并呈爆發(fā)之勢(shì)增長，使當(dāng)?shù)厥艿街卮蟮慕?jīng)濟(jì)損失(徐學(xué)農(nóng)和王恩東，2010；呂要斌等，2011)。

目前對(duì)于西花薊馬的防治主要采取化學(xué)防治，由于用藥頻繁，其世代短、繁殖速度快且能進(jìn)行孤雌生殖，單倍體雄蟲完全暴露于殺蟲劑的選擇之下，基于以上所有特點(diǎn)，許多地區(qū)的田間種群都對(duì)各種殺蟲劑產(chǎn)生了不同程度的抗藥性，使生產(chǎn)防治面臨巨大的挑戰(zhàn)。目前在田間主要使用多殺菌素、毒死蜱和吡蟲啉等殺蟲劑進(jìn)行防治西花薊馬。國內(nèi)外已有報(bào)道表明該害蟲對(duì)有機(jī)氯類、有機(jī)磷類、氨基甲酸酯類和除蟲菊酯類殺蟲劑產(chǎn)生了抗性(Martinetal., 1994; Espinosaetal., 2002; Herron & James, 2005; Gotte & Rybak, 2011; 王圣印等，2014)。

吡蟲啉(imidadoprid)是一種硝基亞甲基類內(nèi)吸殺蟲劑，屬氯化煙酰類殺蟲劑(chloronicotinyl)，又稱為新煙堿類殺蟲劑(neonicotinoid)，具有胃毒和觸殺作用(孫建中等，1995)。20世紀(jì)80年代后期，德國拜耳公司和日本特殊農(nóng)藥株式會(huì)社共同開發(fā)了吡蟲啉，于1991年在英國布萊頓作物保護(hù)會(huì)議上提出后開始投放市場，由于其具有低毒、廣譜、高效、有效期長、安全性好且不易產(chǎn)生耐藥性等優(yōu)點(diǎn)，吡蟲啉已被廣泛應(yīng)用于農(nóng)作物保護(hù)和寵物及飼養(yǎng)動(dòng)物保健，現(xiàn)已在超過90個(gè)國家的60種農(nóng)作物上登記使用(Coxetal., 1998; 唐建軍和陳欣，1999；Nauen & Bretschneider, 2002; 張?jiān)伱泛屠罱裨剑?004)。吡蟲啉利用模擬乙酰膽堿(Ach)的作用方式，選擇性地競爭結(jié)合于昆蟲神經(jīng)系統(tǒng)后突觸后膜上煙堿型乙酰膽堿受體上ACh的結(jié)合位點(diǎn)(N型，運(yùn)動(dòng)型)，導(dǎo)致ACh結(jié)合能力下降而抑制其活性，阻斷昆蟲中樞神經(jīng)系統(tǒng)的正常傳導(dǎo)，害蟲麻痹進(jìn)而死亡(Liu & Casida, 1993)，該類殺蟲劑是目前防治西花薊馬效果最好且應(yīng)用范圍最廣的殺蟲劑之一(王澤華等，2011)。

目前有關(guān)吡蟲啉施用頻次及用量的加大對(duì)西花薊馬種群中雌雄種群比例變化方面帶來的影響的研究未見報(bào)道。本研究通過室內(nèi)人工氣候箱內(nèi)持續(xù)使用吡蟲啉后測定對(duì)外來入侵害蟲西花薊馬種群的影響及變化，找出吡蟲啉的持續(xù)大量使用對(duì)西花薊馬種群發(fā)展的影響。研究結(jié)果將對(duì)目前吡蟲啉施用頻次和濃度升高的環(huán)境下入侵害蟲西花薊馬的發(fā)生危害提出預(yù)警，以期為吡蟲啉濫用背景下外來入侵害蟲西花薊馬的種群分化及防治研究提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試飼喂植物：菜豆PhaseolusvulgarisL.，供試種子：美國供給者，由南京理想種苗有限公司生產(chǎn)；在溫室中將種子催芽后，種植于溫室內(nèi)尼龍紗網(wǎng)中，防止昆蟲危害。實(shí)驗(yàn)期間，每2-3 d澆1次水，直至菜豆成熟時(shí)采摘至薊馬飼養(yǎng)缸中進(jìn)行試驗(yàn)。試驗(yàn)期間菜豆不噴灑任何農(nóng)藥，長勢(shì)良好。

西花薊馬試驗(yàn)種群：西花薊馬采自云南省昆明市呈貢區(qū)斗南鎮(zhèn)花卉苗圃培育基地，進(jìn)行種類鑒定后，在云南農(nóng)業(yè)大學(xué)入侵生物研究室室內(nèi)連續(xù)飼養(yǎng)5代以上純化建立穩(wěn)定的實(shí)驗(yàn)種群，以確保本實(shí)驗(yàn)所需西花薊馬雌雄種群來自相同的群體。實(shí)驗(yàn)前收集西花薊馬的偽蛹，待其羽化后，選取同一天羽化的成蟲供本試驗(yàn)用。

供試農(nóng)藥：吡蟲啉，有效成分含量：70%，劑型：可濕性粉劑，由江蘇克勝集團(tuán)股份有限公司生產(chǎn)。

試驗(yàn)條件：所有試驗(yàn)在人工氣候箱中進(jìn)行，飼養(yǎng)溫度26℃±1℃，相對(duì)濕度為75%±5%，光周期 L ∶D=16 ∶8。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1毒力測定

將供試藥劑用水溶液按等比或等差系列稀釋成7個(gè)質(zhì)量濃度，每個(gè)濃度設(shè)置4個(gè)重復(fù)，以清水溶液作為對(duì)照。將新鮮菜豆置于不同濃度的藥液中浸泡30 s后取出晾干，放入培養(yǎng)皿(直徑10 cm、高3 cm)中，每皿3根(每根長度3 cm)，底部放入適量吸水紙。采用吸蟲管將西花薊馬成蟲接入培養(yǎng)皿中，每個(gè)培養(yǎng)皿接入30頭左右，用Prar-film封口膜進(jìn)行封口。將培養(yǎng)皿放入溫度為26℃±1℃、相對(duì)濕度70%、光照16 h ∶8 h(L ∶D)的培養(yǎng)箱中。設(shè)置清水對(duì)照，每處理設(shè)置4次重復(fù)，48 h后觀察記錄死亡率(毛筆輕觸西花薊馬3次，無反應(yīng)者視為死亡)(沈登榮等，2015)。

通過毒力測定，選取西花薊馬成蟲毒力測定的吡蟲啉濃度為LC30:162 mg/L和LC50:171 mg/L作為本試驗(yàn)用吡蟲啉濃度。

1.2.2發(fā)育歷期及產(chǎn)卵量測定

處理方法：將菜豆在162 mg/L和171 mg/L吡蟲啉液中浸泡4 h后取出在室溫自然條件下晾干后分別放入培養(yǎng)皿中(d=9 cm)，后各自接入200頭西花薊馬(雌 ∶雄=1 ∶1)。用保鮮膜將培養(yǎng)皿密封，再用昆蟲針在保鮮膜上均勻扎20-30個(gè)孔，保證空氣流通，將培養(yǎng)皿放入氣候箱內(nèi)，任其產(chǎn)卵繁殖10 h將培養(yǎng)皿中的西花薊馬成蟲全部移走，將該時(shí)間設(shè)定為產(chǎn)卵時(shí)間，以此估算西花薊馬的卵期。

從移走成蟲的第二天開始，分別在每天上午8 ∶00和晚上20 ∶00在解剖鏡下觀察卵的孵化情況，發(fā)現(xiàn)有若蟲孵出即開始接蟲實(shí)驗(yàn)；先將單頭初孵若蟲小心地接入凹玻片構(gòu)成的飼養(yǎng)小室內(nèi)(用橡皮筋固定2片凹面直徑為18 mm的單凹載玻片，使凹面對(duì)合形成一個(gè)安全封閉的環(huán)境)，凹玻片內(nèi)放入約1 cm長的事前準(zhǔn)備好的吡蟲啉浸泡過的菜豆，每天更換1次菜豆。每個(gè)吡蟲啉濃度處理供試若蟲500頭，選擇其中的100頭每隔12 h觀察1次，記錄各蟲態(tài)的發(fā)育和存活情況；另外剩余的400頭用以補(bǔ)充與死亡蟲口數(shù)相同且同一齡期的西花薊馬活蟲，使供試蟲口數(shù)始終保持至少100頭。待西花薊馬羽化時(shí)，將剛羽化的100對(duì)成蟲接入上述培養(yǎng)皿中，每天更換1次菜豆，觀察并記錄成蟲的存活和產(chǎn)卵情況，并將已經(jīng)產(chǎn)卵的菜豆繼續(xù)保留5 d至卵全部孵化，在解剖鏡下面計(jì)數(shù)若蟲數(shù)并以此估算其產(chǎn)卵量，直至雌蟲自然死亡；同時(shí)將孵化的若蟲繼續(xù)用吡蟲啉處理好的菜豆飼養(yǎng)至成蟲，記錄雌、雄成蟲的數(shù)量，統(tǒng)計(jì)性比(錢蕾等，2015)。設(shè)置19次重復(fù)。

1.2.3雌雄蟲種群分化速率比較

處理方法：將162 mg/L處理后的菜豆2根放置于西花薊馬飼養(yǎng)缸中，每一飼養(yǎng)缸中接入西花薊馬雌雄成蟲400頭(雌雄蟲性比為1 ∶1)，每隔5 d添加一次162 mg/L吡蟲啉處理后的菜豆，每次添加2根。設(shè)置4個(gè)重復(fù)。利用相同的方法處理171 mg/L吡蟲啉脅迫后的西花薊馬種群。

對(duì)照：將未經(jīng)農(nóng)藥處理的健康菜豆2根放置于西花薊馬飼養(yǎng)缸中，每一飼養(yǎng)缸中接入西花薊馬雌雄成蟲400頭(雌雄蟲性比為1 ∶1)，每隔5 d添加一次菜豆，每次添加2根。設(shè)置4個(gè)重復(fù)。

實(shí)驗(yàn)記錄：分別在接蟲之后的第25天、第50天、第75天、第100天、第125天、第150天進(jìn)行調(diào)查，調(diào)查時(shí)用吸蟲管隨機(jī)從養(yǎng)蟲缸中吸取50頭西花薊馬成蟲樣品，轉(zhuǎn)移至墊有濾紙的培養(yǎng)皿中，迅速在解剖鏡下面鑒別記錄西花薊馬的性別及數(shù)量，統(tǒng)計(jì)結(jié)束之后將50頭蟲用吸蟲管放回到原來的飼養(yǎng)缸中。

1.2.4數(shù)據(jù)處理

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)用Excel 2010和Tukey’s HSD單因素分析方法(P=0.05，SAS第8版)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，數(shù)據(jù)采用比較每次試驗(yàn)得到的不同處理間的西花薊馬雌雄種群性比。試驗(yàn)圖片繪制均在 Sigmaplot 10.0中進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度吡蟲啉脅迫下西花薊馬發(fā)育歷期

兩種不同吡蟲啉濃度處理下，西花薊馬在相同蟲態(tài)下的發(fā)育歷期長度變化規(guī)律基本一致，即對(duì)照的發(fā)育歷期最長，171 mg/L吡蟲啉處理后的發(fā)育歷期最短。在所有的發(fā)育階段中，以1齡若蟲的發(fā)育歷期最長，蛹期的發(fā)育歷期最短(F8,397=39.02，P<0.0001，圖1)。在兩種濃度的吡蟲啉處理后1齡若蟲的發(fā)育歷期均高于其它蟲態(tài)的歷期(P<0.05)。

西花薊馬未成熟蟲期的發(fā)育歷期在經(jīng)過取食162 mg/L和171 mg/L吡蟲啉處理后的菜豆上的種群與對(duì)照相比均顯著縮短(P<0.05)，其中162 mg/L吡蟲啉處理后西花薊馬各齡期相比對(duì)照組縮短的天數(shù)分別為：卵期0.06 d、1齡0.08 d、2齡0.07 d、預(yù)蛹0.08 d、蛹0.10 d，整個(gè)未成熟蟲期與對(duì)照相比縮短0.39 d。171 mg/L吡蟲啉處理后西花薊馬各齡期相比對(duì)照組縮短的天數(shù)分別為：卵期0.10 d、1齡0.10 d、2齡0.08 d、預(yù)蛹0.11 d、蛹0.10 d，整個(gè)未成熟蟲期縮短0.49 d。

圖1 兩種濃度吡蟲啉脅迫下西花薊馬若蟲種群發(fā)育歷期比較Fig.1 Comparison on the developmental duration of nymphs Frankliniella occidentalis under two different imidacloprid concentrations stress注：圖中數(shù)值為平均值+標(biāo)準(zhǔn)誤，圖柱上不同小寫字母表示西花薊馬同一齡期或發(fā)育期在不同吡蟲啉濃度處理之間差異顯著(P<0.05)，不同大寫字母表示同一齡期或發(fā)育期在不同組別處理之間存著顯著性差異(P<0.05)，下同。Note: Data in the figure are mean±SE. Different lowercase letters above bars represent significant difference in the same age or developmental stage between two imidacloprid concentrations (P<0.05), while different uppercase letters above bars indicate significant difference in the same age or developmental stage between different groups of Frankliniella occidentalis (P<0.05), the same below.

雌性西花薊馬的未成熟蟲期明顯短于雄性西花薊馬(F5,97= 15.88，P<0.0001)，其中以取食171 mg/L吡蟲啉處理后菜豆的西花薊馬的雌性種群未成熟期發(fā)育歷期縮短最為明顯，此時(shí)的雌性種群發(fā)育歷期比171 mg/L處理后雄性種群、162 mg/L吡蟲啉處理后的雌性和雄性種群歷期分別縮短了0.23 d、0.33 d、0.49 d(圖2)。與對(duì)照的發(fā)育歷期相比，經(jīng)過取食162 mg/L(F2,62= 11.16，P<0.0001)和171 mg/L(F2,35= 20.38，P<0.0001)吡蟲啉處理后菜豆的西花薊馬的雌若蟲和雄若蟲的發(fā)育歷期均隨著吡蟲啉的持續(xù)脅迫濃度的增加而顯著縮短(圖2)。

2.2 西花薊馬在不同濃度吡蟲啉脅迫下的分化速率

2.2.1不同濃度吡蟲啉處理下西花薊馬雌雄蟲存活數(shù)量

第25天時(shí)，西花薊馬雌蟲和雄蟲在162 mg/L和171 mg/L吡蟲啉脅迫后兩者之間的種群數(shù)量無顯著差異(雌蟲：F2,9= 0.79，P= 0.4846；雄蟲：F2,9= 0.79，P= 0.4846)；就雌雄蟲比值而言，此時(shí)取食171 mg/L和162 mg/L吡蟲啉處理和對(duì)照上的雌蟲數(shù)量分別是雄蟲的1.46倍、1.33倍和1.23倍，兩種處理間的雌性蟲比值無顯著差異(F2,9= 0.79，P= 0.4837)(表1，圖3)。

圖2 兩種濃度吡蟲啉處理后西花薊馬雌雄若蟲種群發(fā)育歷期比較Fig.2 Comparison on the developmental duration of immature stage of female and male Frankliniella occidentalis under two different imidacloprid concentrations注：圖柱上不同小寫字母表示西花薊馬同一性別在不同吡蟲啉濃度處理之間差異顯著(P<0.05)，不同大寫字母表示雌雄兩性在不同組別間存著顯著性差異(P<0.05)。Note: Different lowercase letters above bars represent significant difference in the same sex between two imidacloprid concentrations (P<0.05)，while different uppercase letters above bars indicate significant difference in different sex between different groups of Frankliniella occidentalis (P<0.05).

西花薊馬吡蟲啉濃度第25天第50天第75天第100天第125天第150天ThripsConcentrations25thdays50thdays75thdays100thdays125thdays150thdays雌性171mg/L2950±119a3325±111a3775±131a4300±091a4750±029a4800±041aFemale162mg/L2825±131a3050±155a3550±060a4025±111b4475±125b4700±071a對(duì)照CK275±087a2925±111a3075±048b3275±111c3875±214c4215±225b雄性171mg/L2050±119a1675±111a1225±131b700±091c250±029c200±041bMale162mg/L2175±131a1925±155a1450±065b975±048b525±125b300±071b對(duì)照CK2250±087a2075±111a1925±048a1725±111a1125±214a875±225a性比171mg/L146±014a203±021a321±040a653±101a1983±241a2817±722aSexratio162mg/L133±016a165±024a247±016a416±024b1140±427b2192±908a對(duì)照CK123±008a143±013a160±007b194±021c408±115c581±148b

注：同列不同字母分別表示不同類型(雌性、雄性、性比)組內(nèi)各處理間差異顯著(P<0.05)，表中數(shù)據(jù)表示不同處理間的西花薊馬雌雄蟲數(shù)量的平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤，下同。Note: Different letters in the same line mean significant difference among different aspects (female, male, sex ratio)within different groups (P<0.05)，the data in the table mean ±SEamong different treatments, the same below.

第50天時(shí)，西花薊馬雌蟲和雄蟲在162 mg/L和171 mg/L吡蟲啉處理后的種群數(shù)量無顯著差異(雌蟲：F2,9=2.52，P=0.1349；雄蟲：F2,9=2.52，P=0.1349)，雌雄蟲比值與第25天時(shí)的雌雄種群數(shù)量比值間無顯著差異(F2,9=1.64，P=0.062)；此時(shí)取食171 mg/L、162 mg/L吡蟲啉的西花薊馬種群和對(duì)照種群中的雌雄蟲比值分別為：2.03、1.65和1.43，但處理和對(duì)照間的雌雄蟲比值無顯著差異(F2,9=2.30，P=0.1556)(表1，圖3)。

第75天時(shí)，西花薊馬雌蟲在取食162 mg/L和171 mg/L吡蟲啉處理后菜豆上的種群數(shù)量與雄蟲種群數(shù)量相比已經(jīng)具有較大優(yōu)勢(shì)，取食162 mg/L和171 mg/L吡蟲啉處理后菜豆上的雌蟲種群數(shù)量顯著高于雄蟲種群數(shù)量(F2,9=16.13，P= 0.0011)，雌雄蟲比值與第50天時(shí)的雌雄種群數(shù)量比值無顯著差異(F2,9=1.28，P=0.054)，此時(shí)171 mg/L、162 mg/L吡蟲啉處理和對(duì)照上的雌蟲數(shù)量分別是雄蟲數(shù)量的3.21倍、2.47倍和1.60倍(表1，圖3)。

第100天時(shí)，西花薊馬雌蟲種群在取食162 mg/L和171 mg/L吡蟲啉處理后菜豆上的數(shù)量優(yōu)勢(shì)進(jìn)一步擴(kuò)大，取食171 mg/L吡蟲啉處理后菜豆上的種群中雌性種群的數(shù)量最高，且取食吡蟲啉處理后菜豆上的雌蟲種群數(shù)量顯著高于對(duì)照中的雌蟲數(shù)量(F2,9=36.85，P<0.0001)；此時(shí)的雌雄蟲比值顯著高于第75天時(shí)的雌雄種群數(shù)量比值(F2,9=3.28，P=0.014)。171 mg/L、162 mg/L吡蟲啉處理和對(duì)照中的雌性種群數(shù)量分別是雄性種群數(shù)量的6.53倍、4.16倍和1.94倍。

第125天時(shí)，西花薊馬的雌蟲種群在取食162 mg/L和171 mg/L吡蟲啉處理后菜豆上的種群數(shù)量與雄蟲數(shù)量相比均達(dá)到絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，171 mg/L吡蟲啉處理中只有少量的雄蟲種群存在(<6%)。兩種處理中的雌蟲種群數(shù)量顯著高于對(duì)照中的雌蟲種群數(shù)量(F2,9=9.67，P= 0.0057)。此時(shí)的雌雄蟲數(shù)量比值顯著高于第100天時(shí)比值(F2,9=9.28，P= 0.004)。171 mg/L、162 mg/L吡蟲啉處理和對(duì)照中的雌蟲種群數(shù)量分別是雄蟲種群數(shù)量的19.83倍、11.40倍和4.08倍。

圖3 兩種吡蟲啉濃度處理后西花薊馬種群性別數(shù)量比較Fig.3 Comparison on female and male Frankliniella occidentalis numbers under two different imidacloprid concentrations注：圖柱上不同小寫字母表示同每次調(diào)查不同吡蟲啉濃度處理之間差異顯著(P<0.05)。Note: Different lowercase letters above bars represent significant difference in the same sampling between two imidacloprid concentrations (P<0.05).

第150天時(shí)，西花薊馬的雌蟲種群在取食162 mg/L和171 mg/L吡蟲啉處理后菜豆上的種群數(shù)量與雄蟲種群數(shù)量相比繼續(xù)保持絕對(duì)優(yōu)勢(shì)，兩種處理中只有少量的雄性種群存在(<5%)，此時(shí)的雌雄蟲數(shù)量比值與第125天時(shí)的比值間無顯著差異(F2,9=1.28，P= 0.064)。兩種處理中的雌蟲種群數(shù)量顯著高于對(duì)照中的雌蟲種群數(shù)量(F2,9=6.95，P= 0.0150)。此時(shí)171 mg/L、162 mg/L吡蟲啉處理和對(duì)照中的雌性種群數(shù)量分別是雄性種群數(shù)量的28.17倍、21.92倍和5.81倍。

2.2.2兩種不同濃度吡蟲啉脅迫下西花薊馬繁殖力

如表2所示，西花薊馬的繁殖力在取食兩種吡蟲啉濃度菜豆后的處理間存在差異。162 mg/L和171 mg/L吡蟲啉處理后，西花薊馬雌成蟲平均壽命均稍短于對(duì)照，且171 mg/L吡蟲啉處理后西花薊馬雌蟲的壽命最短，為18.09 d。吡蟲啉處理后西花薊馬的雌蟲平均產(chǎn)卵期與對(duì)照相比顯著縮短，171 mg/L吡蟲啉處理后的產(chǎn)卵期比與對(duì)照相比縮短了2.31 d。162 mg/L和171 mg/L吡蟲啉處理后西花薊馬的單雌平均產(chǎn)卵量為64.16粒和69.02粒，與對(duì)照相比均顯著增加，分別增加了5.0%和12.9%。162 mg/L和171 mg/L吡蟲啉處理后，西花薊馬雌成蟲的死亡率分別為56.6%和68.4%，與對(duì)照相比分別提高了10.5%和22.6%。

在162 mg/L和171 mg/L吡蟲啉處理后西花薊馬雄成蟲的壽命明顯縮短，與對(duì)照相比兩種處理的雄成蟲壽命分別縮短0.41 d和2.64 d。吡蟲啉脅迫后，西花薊馬雄成蟲的壽命略長于雌成蟲壽命，162 mg/L吡蟲啉處理后雄成蟲壽命比雌成蟲壽命長0.11 d(F2,6= 1.89，P= 0.5776)，171 mg/L吡蟲啉處理后雄成蟲壽命比雌成蟲壽命長1.06 d(F2,6= 9.05，P<0.0001)。

表2 兩種濃度吡蟲啉脅迫下西花薊馬成蟲的繁殖力

注：同行不同字母分別表示同一指標(biāo)組內(nèi)差異顯著(P<0.05)。Note: Different letters in the same line mean significant difference (P<0.05).

3 結(jié)論與討論

本研究發(fā)現(xiàn)，吡蟲啉脅迫對(duì)西花薊馬的種群產(chǎn)生了顯著的影響，經(jīng)過毒力測定，檢測出西花薊馬的室內(nèi)種群的LC30和LC50的吡蟲啉濃度分別為162 mg/L和171 mg/L。王彭等(2016)測定了云南玉溪蔥上采集的室外西花薊馬種群LC50的濃度為172.49 mg/L，這與本研究的結(jié)果存在較大差別，本研究的室內(nèi)飼養(yǎng)5代的西花薊馬種群的LC50就已經(jīng)達(dá)到171 mg/L，接近云南玉溪蔥上采集的室外西花薊馬種群LC50濃度，說明昆明的種群抗藥性高于玉溪的種群，LC濃度的差別也可能與室內(nèi)種群比較敏感，且西花薊馬具有孤雌生殖，抗藥性強(qiáng)，寄主植物不同等原因有關(guān)(Broughton and Herron, 2007)。此結(jié)果一定程度上說明昆明的種群抗性進(jìn)化速度加快。西花薊馬發(fā)育歷期在經(jīng)過兩種吡蟲啉處理后相比對(duì)照均縮短，且雌性西花薊馬的發(fā)育歷期明顯短于雄性西花薊馬，其中以171 mg/L吡蟲啉處理時(shí)西花薊馬的雌性群體發(fā)育歷期縮短最為明顯。

對(duì)于162 mg/L吡蟲啉濃度來說，脅迫后種群中的西花薊馬雌性種群數(shù)量迅速增加，在第 25天、50天、75天、100天、125天、150天調(diào)查時(shí)，雌性種群數(shù)量是雄性種群數(shù)量的1.33倍、1.65倍、2.47倍、4.16倍、11.40倍、21.92倍。171 mg/L吡蟲啉液處理后，西花薊馬的雌雄種群分化速度快于162 mg/L吡蟲啉處理后的種群，在第25天、50天、75天、100天、125天、150天調(diào)查時(shí)，雌性種群數(shù)量是雄性種群數(shù)量的 1.46倍、2.03倍、3.21倍、6.53倍、19.83倍、28.57倍。到第125天調(diào)查時(shí)，162 mg/L吡蟲啉液處理中有少量的雄性西花薊馬種群存在，而171 mg/L吡蟲啉液處理中很難找到雄性西花薊馬種群。直到第150天調(diào)查時(shí)，兩種濃度的吡蟲啉處理中有極少數(shù)西花薊馬雄蟲存在，維持在一個(gè)相對(duì)低的種群數(shù)量水平(<5%)。吡蟲啉對(duì)西花薊馬的抗性隨著種群世代數(shù)的增加而增加，在抗性種群篩選的前23代中，抗性發(fā)展比較緩慢，從23代以后，開始上升到5.80倍，在25-35代期間，西花薊馬種群的抗藥性顯著提高，到35代時(shí)，抗性倍數(shù)達(dá)到21.26倍，達(dá)到了中等抗性水平(王圣印等，2013)。本研究的雌性種群與雄性種群比值也出現(xiàn)了類似的變化規(guī)律，但取代速度明顯快于西花薊馬抗性種群上升的速度，表明吡蟲啉脅迫后雌性種群比例的上升與抗性的增加存在著密切的聯(lián)系，經(jīng)過171 mg/L和162 mg/L吡蟲啉處理后隨著世代數(shù)的增加，雌性取代雄性的速度迅速增加，且171 mg/L吡蟲啉處理后的雌雄蟲種群分化速率高于162 mg/L吡蟲啉處理后的分化速率。從第5代開始，西花薊馬雌性種群基本取代雄性種群，種群中只有少量雄性種群存在，但同時(shí)伴隨著種群內(nèi)的雌性和雄性種群的死亡率增加，此時(shí)，對(duì)照中的雌雄性比也發(fā)生了明顯的變化，雌蟲數(shù)量顯著高于雄蟲數(shù)量。說明西花薊馬種群在未經(jīng)外界環(huán)境脅迫時(shí)，雌性的生長繁殖能力和抗逆能力亦明顯強(qiáng)于雄性，此結(jié)果也說明了吡蟲啉脅迫加速了西花薊馬雌雄種群數(shù)量的迅速分化。

吡蟲啉處理后，西花薊馬中的雌雄蟲成蟲壽命均降低；西花薊馬的平均產(chǎn)卵期、平均單雌產(chǎn)卵量和單雌日均產(chǎn)卵量高于相應(yīng)對(duì)照。說明西花薊馬雌蟲種群恢復(fù)重建能力強(qiáng)于雄蟲，即西花薊馬雌性種群在受到吡蟲啉脅迫后導(dǎo)致產(chǎn)卵期和壽命歷期縮短等過程中，雌蟲通過增加日均產(chǎn)卵量來產(chǎn)出更多的卵，彌補(bǔ)農(nóng)藥脅迫造成的逆境帶來的種群傷害。袁成明等(2010)研究了不同生殖方式下西花薊馬的繁殖力得出，西花薊馬可進(jìn)行兩性生殖和產(chǎn)雄孤雌生殖，不同處理下雌成蟲的壽命、產(chǎn)卵量和性比有顯著差異，兩性生殖中雌雄比1 ∶1處理下的雌成蟲壽命最長，產(chǎn)卵量最大，兩性生殖中雌雄比4 ∶1及孤雌生殖二種處理下，雌成蟲壽命和產(chǎn)卵量較低。這與本實(shí)驗(yàn)的隨著吡蟲啉脅迫濃度和時(shí)間的增加，西花薊馬中雌性種群在整個(gè)種群中的比例迅速升高，單雌平均產(chǎn)卵量、雌日均產(chǎn)卵量均顯著升高結(jié)果不一致，充分說明了吡蟲啉脅迫激發(fā)了西花薊馬種群的內(nèi)在生殖能力，從而增加了西花薊馬種群的抗逆能力，在較短的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生更多的后代。錢蕾等(2015)研究了CO2濃度升高條件下西花薊馬生長發(fā)育及繁殖等相關(guān)指標(biāo)也發(fā)現(xiàn)CO2濃度升高增加了西花薊馬的單雌產(chǎn)卵量，也說明了西花薊馬具有很好的抗逆能力，這與本研究的結(jié)果相似，表明了西花薊馬特別是雌性種群與雄性種群相比具有較好的抗逆能力，也說明了吡蟲啉脅迫對(duì)西花薊馬的繁殖力具有一定的促進(jìn)作用，但增加了西花薊馬的死亡率。

西花薊馬雌性種群對(duì)吡蟲啉的脅迫適應(yīng)性強(qiáng)于雄性種群，吡蟲啉脅迫是造成入侵害蟲西花薊馬種群中雌性種群比例升高的主要原因之一，在LC30到LC50吡蟲啉濃度脅迫的范圍內(nèi)，隨著濃度的增加，雌性種群的抗脅迫能力增強(qiáng)。吡蟲啉脅迫后，西花薊馬雌性種群取代雄性種群后的體內(nèi)生理變化以及田間種群的取代機(jī)制有待于進(jìn)一步研究。

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EffectsofimidaclopridstressondevelopmentandsexratioofFrankliniellaoccidentalispopulations

ZHANG Xiao-Ming, HU Chang-Xiong, ZHAO Hao-Xu, ZHANG Hong-Rui, GUI Fu-Rong, LI Zheng-Yue*

(National Key Laboratory for Conservation and Utilization of Biological Resources in Yunnan, College of Plant Protection, Yunnan Agricultural University, Kunming 650201, China)

In order to clarify the influence on the extensive use of imidacloprid for invasive pestFrankliniellaoccidentalis. Two different kinds of imidacloprid concentrations 162 mg/L and 171 mg/L which theF.occidentalisindoor population LC30and LC50under toxicity determination were used in this study, while the population parameters ofF.occidentalisin different stage, life of adults, sex ratio were studied under artificial climate chamber experiment condition. The results showed that the developmental duration of the immature stage was significantly shorten under imidacloprid stress treatments than that on control, meanwhile, the female population was significantly shorter than that of male, and the female population of immature stage holds the most obvious shortest development duration under 171 mg/L imidacloprid stress (P<0.05). The life of male was longer than that of female，and both of them under 171 mg/L imidacloprid stress were significantly shorter than life of male and female on control (P<0.05)；the oviposition period was in treatments were shorter than that of the control, the treatment of 171 mg/L under imidacloprid stress holds the highest oviposition rate and daily oviposition rate per female, and both treatments of the oviposition rate, daily oviposition rate per female were higher than that of the control (P<0.05). The ratio ofF.occidentalisfemale population increased quickly, after 125 days (about 5 generations), the female population has occupied an absolute advantage in whole population, and that is, more than 90% of the populations were female compared with the control. Imidacloprid stress is one of the main reasons caused to the rising population percentage of female population, and the adaptability to imidacloprid stress of female population is better than that of the male population. The increasing proportion of female population inF.occidentaliswith the increased concentration of imidacloprid while in the range from LC30to LC50concentrations under imidacloprid stress.

Frankliniellaoccidentalis; imidacloprid; pesticide stress; sex ratio; LC30; LC50

云南農(nóng)業(yè)大學(xué)自然科學(xué)青年基金資助項(xiàng)目(2016ZR18)；農(nóng)業(yè)部公益性行業(yè)科研項(xiàng)目(20110326)；云南省教育廳科學(xué)研究基金項(xiàng)目(2014Y202)；云南省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目(2016106760020)

張曉明，男，1984年生，云南昌寧人，博士，研究方向?yàn)槿肭稚飳W(xué)與生態(tài)學(xué)，E-mail: zxmalex@126.com

*通訊作者Corresponding author, E-mail: kmlizhengyue@163.com

Received: 2017-01-11; 接受日期Accepted: 2017-02-26

Q968.1;S433.89

：A

1674-0858(2017)04-0870-09

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