尹艳琼, 李向永, 赵雪晴, 沈慧梅, 谌爱东
(云南省农业科学院农业环境资源研究所,昆明 650205)
云南小菜蛾对Bt的抗药性及盆栽药效评价
尹艳琼, 李向永, 赵雪晴, 沈慧梅, 谌爱东*
(云南省农业科学院农业环境资源研究所,昆明 650205)
摘要2008-2012年,采用浸叶法连续5年测定了云南省2个主要蔬菜种植区通海县和弥渡县的小菜蛾田间种群对Bt制剂的抗药性,并进行了盆栽药效评价。结果表明,两地区小菜蛾对Bt制剂均表现为低抗或无抗性,抗药性无明显上升趋势。比较了在光照培养箱和自然条件下3种不同Bt制剂对通海和弥渡县小菜蛾盆栽药效,药后第5天通海和弥渡小菜蛾种群在恒温(25±1℃,RH65%~70%)和自然条件下(12~28℃,RH50%~75%)的校正死亡率分别为88.3%~95.5%和80.2%~90.6%、78.8%~89.1%和73.4%~85.7%,两者差异不显著。云南小菜蛾种群对Bt制剂均有较高的敏感性,可在十字花科蔬菜生产中有选择地使用。
关键词Bt制剂; 小菜蛾; 抗药性; 盆栽试验
小菜蛾(Plutella xylostella Linnaeus)是云南省十字花科蔬菜的重要害虫之一,其发生世代多、种群数量大,且周年发生[1-2],对化学农药产生抗性的速度较快,几乎已对所有类型的杀虫剂产生了抗药性[3]。苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis,Bt)能够产生杀虫晶体蛋白(insecticidal crystal proteins,ICPs又被称为δ-内毒素),对鳞翅目(Lepidoptera)、双翅目(Diptera)、鞘翅目(Coleoptera)等昆虫具有高度选择性,而对非靶标生物及环境友好安全[4],这些特性使其在农业生产中获得了广泛的应用,目前已经成为应用最广和产量最大的微生物杀虫剂,占微生物杀虫剂总产量95%以上,国内外至少有100多种Bt产品[5-7]。虽然Bt毒素对小菜蛾有较好的防治效果,但是长期处于Bt选择压力之下的小菜蛾亦会对其产生不同程度的抗性,Tabashnik[8]等人首次报道了美国夏威夷田间小菜蛾种群对Bt杀虫剂产生了抗药性。在我国,深圳、东莞等地区供港菜区的小菜蛾对Bt的抗性达17.2~30.2倍[9],广东惠州达高抗水平,福建福州、浙江杭州和江苏南京地区的田间小菜蛾种群都有低至中等水平抗性(8~28倍)[10]。小菜蛾对Bt抗药性的产生,是Bt制剂在其生产应用中有效性和持效性最大的威胁。尤民生等[11]研究还表明Bt制剂在田间使用中存在着一些问题,如防效不稳定、残效期短、杀虫速度慢等,制约着Bt的推广应用。本研究通过对云南省两个蔬菜主要种植区的小菜蛾进行抗药性监测和盆栽药效评价,旨在指导田间科学使用Bt制剂,提高Bt田间防效,促进蔬菜产业可持续发展。
1.1 供试虫源
采自云南省滇中通海县和滇西弥渡县蔬菜种植区,通海县位于东经102°30′,北纬23°65′,海拔1 820 m,年平均气温16.6℃,弥渡县位于东经100°19′,北纬24°47′,海拔1 672 m,年平均气温17.3℃,两个菜区均常年种植十字花科蔬菜。采集虫源选当地具有代表性的菜田2~3块,每块田随机多点采集生长发育较一致的小菜蛾高龄幼虫或蛹,每地采集幼虫(蛹)200头以上,放到置有寄主植物叶片的采虫袋中,供室内饲养。
1.2 试虫饲养
采集的高龄幼虫在人工气候室内[温度(25± 1)℃,RH 65%~70%,L∥D=16 h∥8 h]用寄主植物饲养到蛹,收集蛹。蛹放到产卵箱(45 cm×45 cm ×45 cm),在培养箱[温度(25±1)℃,RH 70%~75%,L∥D=8 h∥16 h]中羽化,待50%以上的成虫羽化后,将用甘蓝汁液浸泡晾干的铝箔片吊挂于养虫笼内壁四周,每24 h更换1次产卵箔,成虫用15%的蜂蜜水饲养以补充营养,逐日收集卵,收集的卵放入4℃的冰箱保存5~7 d,获得大量发育历期一致的供试虫卵,把虫卵放在培育好的萝卜苗[12]或甘蓝苗[13]上饲养,取F1代第3龄初期幼虫进行测试。
1.3 供试Bt制剂
1.3.1 抗性测定药剂
苏云金杆菌可湿性粉剂16 000 IU/mg(LS200-11109),福建浦城绿安生物农药有限公司。
1.3.2 盆栽药效试验药剂及浓度
苏云金杆菌可湿性粉剂16 000 IU/mg(LS200-11109),1 000倍液,福建浦城绿安生物农药有限公司;苏云金芽胞杆菌粉剂16 000 IU/mg,1 000倍液,华中农业大学研制;苏云金杆菌可湿性粉剂8 000 IU/mg(LS20040295),1 000倍液,山东东泰农化有限公司。
1.4 寄主植物品种
甘蓝(Brassica oleracea L.)品种:‘京丰一号’;萝卜(Raphanus sativus L.)品种:‘南畔洲萝卜’。
1.5 抗性测定
采用浸叶法:用含0.05%Triton X-100的蒸馏水稀释药液,按等比级数稀释法,顺次配制成5个系列浓度,每浓度药液量200 m L。将洁净的甘蓝叶片剪成直径6.5 cm的圆片(避免主叶脉)。将叶片在不同浓度的溶液中浸泡10 s后取出晾干,放入直径为6.5 cm的培养皿中,接入10头3龄初期幼虫,重复4次,用0.05%Triton X-100水溶液浸渍的叶片作为对照,覆盖双层吸水卷纸,最后盖上培养皿上盖。将其正面向上置于(RXZ-380B型)培养箱中[温度(25±1)℃,RH 65%~70%,L∥D=16 h∥8 h]。药后96 h调查,以小毛笔轻触虫体,不能协调运动视为死亡。抗性分级标准参考文献[11]:抗性指数<5为无抗性,5≤抗性指数≤10为低抗性,10<抗性指数≤40为中抗性,40<抗性指数≤160为高抗性,抗性指数>160为极高抗性。
1.6 盆栽药效试验
甘蓝苗饲养的小菜蛾每株接卵50粒,饲养到3龄初期幼虫,调查药前虫量,用喷雾器(协丰XF-16B)按推荐浓度将3种Bt可湿性粉剂喷施在甘蓝植株上,以喷清水为对照,每处理4个重复。把喷药后的植株分别放置在光照培养箱[温度(25±1)℃,RH 65%~70%,L∥D=16 h∥8 h,光照强度2 600 lx]和自然条件下(12~28℃,RH50%~75%),记录两种条件下药后第1、第3和第5天小菜蛾的存活数,计算死亡率(%)。
1.7 计算方法
抗性测定结果用POLO软件计算毒力回归方程的斜率,LC50值及其95%置信限,并与室内敏感品系的LC50相比较,计算抗性指数。药剂防治效果用Duncan’s新复极差法比较各药剂防效的差异显著性。
2.1 小菜蛾田间种群对Bt抗药性监测结果
2008-2012年,通海、弥渡两个菜区小菜蛾田间种群对Bt的抗药性均在低水平抗性以下,通海县的LC50在0.17~1.59 mg/L,抗性倍数在2.0~6.1倍,弥渡县LC50在0.27~0.85 mg/L,抗性倍数1.0~3.3倍,相同年度间,滇中通海县抗性水平高于滇西弥渡县(表1)。
2.2 不同菜区小菜蛾对Bt制剂的盆栽药效测定
苏云金杆菌是一种微生物源低毒杀虫剂,药剂作用缓慢,害虫取食后2 d左右才能见效,持效期约3~5 d,因此对试验中第5天的防效进行了显著性分析,从表2和表3可以看出,在自然条件下不同来源的Bt制剂对滇中通海县、滇西弥渡县小菜蛾第5天死亡率分别为78.8%~89.1%和73.4%~85.7%,略低于恒温条件(人工气候室)下的死亡率88.3%~95.5%和80.2%~90.6%,但差异不显著。
表1 云南不同小菜蛾种群对Bt制剂的抗性测定(2008-2012年)Table 1 Resistance of different population of Plutella xylostella to Bacillus thuringiensis formulations in Yunnan(2008-2012)
表2 Bt制剂对通海菜区小菜蛾田间种群的盆栽药效(2010年)Table 2 Control efficacy of Bt formulations to P.xylostella collected from Tonghai area by pot experiment(2010)
表3 Bt药剂对弥渡菜区小菜蛾田间种群的盆栽药效(2010年)Table 3 Control efficacy of Bt formulations to P.xylostella collected from Midu area by pot experiment(2010)
云南省滇中菜区通海县与滇西菜区弥渡县全年以生产花椰菜、莲花白、大白菜等十字花科蔬菜为主,小菜蛾周年发生与为害,用药水平相对较高,以阿维菌素、氯虫苯甲酰胺和甲氨基阿维菌素苯甲酸盐等为主,田间监测表明小菜蛾对这些药剂的抗性指数相对较高[14]。本次监测表明,通过连续5年的抗药性测定,云南主要菜区小菜蛾种群对Bt制剂均保持在低抗与无抗性水平,抗性指数在1.0~6.1之间,年度间抗性没有明显上升趋势,这与田间使用Bt制剂的频率有一定的相关性。调查表明,Bt制剂在云南省农药的使用中所占的比例相对较低,大部分地区并没有把Bt作为防治小菜蛾等害虫的主要使用药剂。研究表明小菜蛾种群在Bt持续选择压力下,能迅速形成抗性,停止筛选则抗性水平迅速下降,对形成抗性的小菜蛾品系停止筛选,10代以后其抗性由500多倍下降到10倍[10]。李建洪等[15]对深圳的抗性小菜蛾在无毒条件下饲养,抗性会自然减退,经5代之后抗性消失。因此,在使用Bt制剂防治小菜蛾时应该与其他药剂轮换使用,以避免小菜蛾对Bt产生抗性。
温度是影响Bt杀虫活性、特别是田间防效的主要因素之一,环境温度过高或过低都会降低Bt杀虫蛋白活性,一般苏云金杆菌制剂的最适温度18~32℃,较适温度24~32℃,不适宜温度13~17℃,当低于13℃,使用效果极差[16]。本次盆栽药效试验也表明,不同厂家的Bt制剂在自然条件下防治效果(73.4%~89.1%)略低于恒温条件(人工气候室)下的死亡率(80.2%~95.5%),但两者间差异并不显著,说明Bt制剂在一定的温湿度范围内其防治效果并没有显著差异。总之,Bt制剂的施用越来越受到人们的广泛重视,做好Bt制剂的抗药性监测,进一步研究Bt制剂在田间药效上的影响因子,制定科学合理的用药方案,延长其使用寿命,充分发挥Bt制剂在防治小菜蛾上的控制效果具有重要的科学和现实意义。
参考文献
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致 谢: 本试验所用的供试虫源由通海县和弥渡县植保植检站采集提供,在此表示衷心感谢!
中图分类号:S 481.4
文献标识码:A
DOI:10.3969/j.issn.0529-1542.2014.03.033
收稿日期:2013-07-17
修订日期:2013-11-28
基金项目:公益性行业(农业)科研专项(200803001,201103021)
*通信作者E-mail:shenad68@163.com
Resistance of Plutella xylostella to Bacillus thuringiensis in Yunnan Province and control efficacy of Bt on potted plants
Yin Yanqiong, Li Xiangyong, Zhao Xueqing, Shen Huimei, Chen Aidong
(Institute of Agricultural Environment and Resources,Yunnan Academy of Agricultural Sciences,Kunming 650205,China)
AbstractTwo field populations of Plutella xylostella(diamondback moth,DBM)were collected from Tonghai and Midu counties of Yunnan Province during 2008-2012.Resistance of the two populations to Bacillus thuringiensis(Bt)was tested by leaf-dipping method and control efficacy of Bt formulations on DBM was evaluated on potted plants.The results showed that low level resistance or no resistance was developed in the two populations and no obvious increase of resistance was detected either.Control efficacies of three kinds of Bt formulations on the two populations were evaluated by pot experiment conducted under natural condition(12-28℃,RH 50%-75%)and indoor constant temperature(25±1℃,RH 65%-70%)in laboratory.Corrected mortalities of Tonghai and Midu populations five days after treatment under constant temperature and natural condition were 88.3%-95.5%and 80.2%-90.6%,78.8%-89.1%and 73.4%-85.7%,respectively,and there was no significant difference between the two treatments.The results indicate that P.xylostella in Yunnan Province is sensitive to Bt and Bt can be recommended to use in cruciferous production in the fields.
Key wordsBacillus thuringiensis; Plutella xylostella; resistance; pot experiment