褐飞虱对吡虫啉的抗性选育及毒力测定

摘要：为研究褐飞虱对吡虫啉的抗性规律，进行了褐飞虱对吡虫啉的逐代抗性选育及室内毒力测定研究。从敏感品系开始选育，共饲养了23代，其中前18代为连续施药汰选，后5代为不施药的继代培养。室内生物活性测定结果表明，随抗性选育代数的增加，LC50增大，抗性水平不断提高，其中以18代最大，LC50为101.49 mg/L，抗性为敏感品系的181.2倍；无药剂筛选的18-22代褐飞虱对吡虫啉的抗药性缓慢下降，其抗性由181.2倍下降到151.5倍。研究结果表明，合理控制吡虫啉的施用浓度及施用频率可以适当延长药剂的使用寿命。

关键词：褐飞虱；吡虫啉；抗性选育；毒力测定

中图分类号：S435.112.3 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2013）04-0817-03

Resistance Selection and Toxicity Test of Brown Planthopper to Imidacloprid

DONG De-zhen，YUAN Jing，XING Jia-hua，YU Ji-ping，CHEN Jie

（Zhejiang Research Institute of Chemical Industry Company Limited，Hangzhou 310023，China）

Abstract： In order to investigate the rules of the resistance of brown planthopper to imidacloprid， the resistance selection and toxicity test were studied in laboratory generation by generation. With sensitive strains， 23 generations were selected continuously， in which the former 18 generations were selected with imidacloprid， whereas the latter 5 generations were without pesticides. The result showed that the values of LC50 and the resistance levels increased gradually generation by generation， of which the F18 generation was the highest， LC50 was 101.49 mg/L， and the resistance was 180.3 times as the sensitive strains. The resistance slowly fell to 151.5 times in the 18-22 th generations without pesticides. Our results showed that it was necessary to control the concentration and frequency of imidacloprid， which would be useful for lengthening their service life.

Key words： brown planthopper； imidacloprid； resistance selection； toxicity test

褐飞虱[Nilaparvata lugens（Stal）]属同翅目飞虱科，是亚洲水稻生产的重要害虫，随季风迁移，对环境具有较强的适应性，在外界条件适宜时容易暴发成灾[1-4]。中国每年因褐飞虱为害造成直接稻谷损失达5.0亿～7.5亿kg[5]。迄今，不论是在亚洲温带稻区还是在热带稻区，稻飞虱的防治主要依靠化学杀虫剂，长期大量地使用杀虫剂会导致稻飞虱产生抗药性[6]。吡虫啉（Imidacloprid）是新开发的农药品种，属于硝基亚甲基类内吸杀虫剂，对蚜虫、叶蝉、飞虱、蓟马和粉虱等刺吸式口器害虫有良好的防效[7]。由于该药对褐飞虱的防效较好，导致常年频繁使用。这一现状将导致害虫加快产生对吡虫啉的抗（耐）药性。因此有必要开展褐飞虱对吡虫啉的逐代抗性选育及毒力测定研究，为吡虫啉防治褐飞虱提供科学的指导，延长该药物的使用寿命。

1 材料与方法

1.1 供试药剂

商品药剂10%吡虫啉WP由江苏常隆化工有限公司生产，用分析天平（精确到0.000 1 g）称出一定量10%吡虫啉WP，加蒸馏水配制成母液，再稀释成系列浓度。

1.2 测试对象

褐飞虱敏感品系为浙江省化工研究院有限公司室内长年继代饲养种群，在养虫室温度（27±1） ℃、相对湿度60%～70%、光照14 h/d的条件下用水稻幼苗饲养，不接触任何药剂。

1.3 试验方法

1.3.1 水稻幼苗培养 水稻种子用清水漂洗2～3次后倒入塑料发芽盒中，加入35 ℃清水保温浸泡24 h后取出洗净，重新放入发芽盒中催芽。待种子露白后均匀撒播到苗盘内，苗盘水层浸没水稻种子1/2，覆上保鲜膜，放入（28±1）℃的光照培养箱中培养。苗高5 cm时供试。

1.3.2 敏感种群饲养 养虫笼规格35 cm×35 cm×35 cm，放入栽有水稻的苗盘，接入适量敏感种群进行继代饲养。

1.3.3 抗性选育 褐飞虱饲养方法同敏感种群饲养。待试虫3龄初期取样（活虫），测定试虫的LC50。并以此浓度为标准设计筛选压，子代筛选压略高于当代LC50。用小喷壶将药液均匀喷到养虫笼内的稻株上，喷药量以雾滴在叶片上不流失为准。存活成虫正常饲养，直至产卵结束，进入下一个抗性选育周期。为保证筛选压力，根据上一世代的筛选效率适当调整下一世代的汰选用药浓度（汰选浓度）。多代筛选后即获得抗性品系。以起始代为F0，药剂筛选后的1、2、3…n代分别用F1、F2、F3…Fn表示。

1.3.4 LC50测定 采用稻苗培养皿喷雾法测定LC50。将4～6株水稻苗用石英砂栽植于培养皿中，接CO2麻醉的褐飞虱3龄初期若虫后置于Potter喷雾塔下定量喷雾，设清水为空白对照（CK），每处理重复4次。喷雾后用透明塑料杯罩住培养皿放观察室内，温度（27±1） ℃、光照14 h/d培养3 d后检查，毛笔轻触虫体无反应者视为死虫。

1.4 数据处理

用Abbott公式计算各处理的褐飞虱死亡率和校正死亡率，用DPS 6.50软件进行数据统计分析，求出毒力回归方程、相关系数、LC50以及95%置信度。

抗性倍数=Fn的LC50 / F0的LC50；抗性倍数增长率=（Fn的LC50 - Fn-1的LC50）/ Fn-1的LC50×100%。

2 结果与分析

试验从2010年5月开始抗性选育，到试验结束共饲养23代，其中前18代为连续施药的汰选，后5代为不施药的继代培养。共进行了23次生物活性测定，测定结果见表1。从表1可见，随着抗性选育代数的增加，LC50增大，抗性水平提高，其中F18抗性水平最高，LC50最大，为101.49 mg/L，抗性倍数为敏感品系F0的181.2倍。从各世代较前一世代抗性倍数的增长率（抗性增长率）来看，F6较前一世代增长最多，增长率达192.8%。作为抗性筛选的连续世代，从F1到F18抗性倍数总体保持增长状态，但其中也存在2个负增长的世代，分别是F7和F10。其负增长的原因可能是由于它们的前一世代，即F6和F9增长较快造成的。从无药剂筛选的F18到F22来看，这几代的抗性增长率全部为负值。说明在没有药剂压力的情况下，褐飞虱对吡虫啉的抗药性呈下降趋势。然而，与药剂筛选过程中敏感品系褐飞虱对吡虫啉的抗性响应相比较，抗性品系在去除药剂选择压力后的抗性回复速度要远远低于敏感品系对药剂选择的响应速度。另外，试验在F2、F4、F5、F12、F15增大了汰选用药浓度，结果F3、F5、F6、F13、F16的抗性增长率都超过了60%，表明筛选压力越大，褐飞虱抗性增长越快。

根据表1可以建立抗性倍数和世代关系图（图1）。根据图1的曲线可以将抗性增长划分为4个阶段。Ⅰ，缓慢增长期，药剂选育初期（F0到F5）抗性增长缓慢，抗性倍数在1.0～6.6之间；Ⅱ，较快增长期， F5到F12抗性逐渐上升，LC50值从3.73上升到21.11，抗性倍数在6.6～37.5之间；Ⅲ，迅速增长期，从F12到F18抗性增长迅速，抗性倍数在37.5～181.2之间；Ⅳ，缓慢下降期，F18到F22没有给药，抗性倍数缓慢降低，表现出抗性倍数在没有农药选择压力后逐步下降的趋势。经过18代的抗性选育，褐飞虱种群的吡虫啉敏感度显著下降，LC50值从选育前的0.56 mg/L上升至选育后F18的101.49 mg/L，抗性倍数达181.2。

3 小结与讨论

根据进化论的观点，天然群体中的害虫受自然选择压力的影响，群体内会发生随机的中性突变[8]。然而，杀虫剂的施用对群体内的中性突变产生了定向选择作用。这种选择将淘汰害虫群体中不抗药的个体而保留抗药个体，由此造成抗药个体的抗药等位基因频率在存活群体内迅速增加，进而造成害虫群体整体抗药性增加。有研究[9，10]提出在产生抗药性的害虫群体中停止用药后害虫抗药性就不会再发展，甚至可以下降直至消失，这一说法也得到部分研究数据[11-14]的支持。但在本研究中发现，经吡虫啉筛选的褐飞虱抗性品系停止用药后，虽然其抗性逐渐下降，但抗性衰退速度缓慢，不给药饲养5代后抗性倍数由181.2下降到151.5，虽然表现出一定的下降趋势，但是较难恢复到最初（筛选前）的敏感水平。类似的情况在其他昆虫的研究中也有报道[11，15]。因此，对褐飞虱而言，其群体一旦对吡虫啉产生了高水平抗性，短期内很难使其恢复敏感性。

害虫的抗性是生物对环境胁迫产生的应答，以利于生物在不同环境中生存、繁衍并进化。从这个角度上讲，生物的抗性对其自身是有利的。然而，这种抗性会给农业生产造成巨大的麻烦，是作物生产的病虫害控制中不得不应对的主要问题。目前应对害虫抗药性最常用的措施就是停用产生抗药性的杀虫剂，并换用其他不具有交互抗性的杀虫剂。已产生抗药性的药剂停用后，害虫抗性的稳定性及衰退情况直接影响到该药剂能否重新使用以及需要多长时间的停用才能重新被启用[12]。因此，在抗性治理上，通常需要对害虫的抗性稳定性进行分析。虽然本研究中未恢复褐飞虱对吡虫啉的敏感性，但生产上暂停使用吡虫啉防治褐飞虱是可行的，应该较早采取轮换使用去交互抗性的药剂以降低或延缓褐飞虱对吡虫啉的抗性发展，达到延长吡虫啉使用期限的目的。

本研究在室内抗性筛选中发现，抗性发展速度与药剂的筛选压力密切相关，药剂的筛选压力越大，褐飞虱抗性发展越快。也就是说在较高的筛选压力情况下，害虫种群中对药剂敏感的个体淘汰的比例明显高于低筛选压力下的淘汰比例，进而造成存活下来的群体中对吡虫啉抗性较高的个体比例明显偏高。因此，在使用农药的过程中，还应该按照要求合理用药，避免用药不当、盲目加大用药量造成褐飞虱抗性的快速增长。

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