甜菜夜蛾卵和成虫携带核型多角体病毒对种群数量的影响

周利琳, 杨 帆, 司升云

(武汉市农业科学技术研究院蔬菜科学研究所, 武汉 430345)



甜菜夜蛾卵和成虫携带核型多角体病毒对种群数量的影响

周利琳#, 杨 帆#, 司升云*

(武汉市农业科学技术研究院蔬菜科学研究所, 武汉 430345)

在室内分别测定了甜菜夜蛾的卵、雌蛾和雄蛾分别携带甜菜夜蛾核型多角体病毒(SeNPV)对其卵孵化率、幼虫存活率及单雌产卵量的影响。结果表明:甜菜夜蛾卵块携带SeNPV后,卵孵化率和幼虫存活率均显著下降。雌、雄蛾分别携带病毒再交尾后,对单雌产卵量、卵孵化率和幼虫的存活率也有显著影响,并且不同带毒量处理间存在显著差异,表现为带毒量越高,单雌产卵量越少、卵孵化率和幼虫存活率越低。同等带毒处理条件下,卵、雌蛾和雄蛾带毒3种处理方式对甜菜夜蛾种群数量的影响没有显著差异。说明SeNPV能通过甜菜夜蛾的卵、雌蛾和雄蛾3种虫态进行垂直传播,可以明显抑制甜菜夜蛾种群数量的增长,为昆虫性诱剂和病毒集成技术在田间的应用提供了理论依据。

甜菜夜蛾; 核型多角体病毒; 产卵量; 卵孵化率; 幼虫存活率

甜菜夜蛾SpodopteraexiguaHübner是一种世界性分布的多食性害虫,由于化学农药的不合理使用,导致其对多数化学农药均产生了不同程度抗药性。同时,农药残留也危害到人类和牲畜的健康,对环境造成了不良的影响[1-3]。昆虫病毒及昆虫性信息素均具有对防治对象的专一性、对环境的安全性、不易产生抗性和对害虫控制的持续性等优点[4]。目前,甜菜夜蛾核型多角体病毒S.exiguanuclear polyhedrosis virus (SeNPV)及甜菜夜蛾性信息素是公认防治甜菜夜蛾比较理想的生物制剂[5-7],分别作为喷雾与诱捕手段用于甜菜夜蛾的田间防治。自SeNPV被发现以来,国内对其毒力测定、致病机理和增效剂等进行了广泛的研究[8-9]。SeNPV对甜菜夜蛾的田间防治效果受多种因素的影响[10]。施药时的环境温度对SeNPV药效的发挥影响显著,随着温度的升高,SeNPV对目标昆虫的毒力明显增强,29℃是SeNPV侵染昆虫的最适温度[11-12];甜菜夜蛾幼虫对SeNPV的敏感性会随着虫龄的增加而逐渐降低,其中1龄到3龄为最佳防治时期;同时施药浓度也会对防治效果产生一定的影响[13]。此外,不同的甜菜夜蛾品系对SeNPV敏感程度也不尽相同[14]。然而,目前未见有卵和成虫携带SeNPV对甜菜夜蛾种群数量影响的相关报道。根据SeNPV与性诱剂的作用原理,笔者提出甜菜夜蛾性诱剂与SeNPV集成防控应用技术,利用甜菜夜蛾性信息素引诱雄蛾至防控器,携带SeNPV后返回田间,并与雌蛾交尾,将病毒传染给雌蛾,继而传染给雌蛾产的卵,使这些卵孵化出的幼虫染病、死亡,以达到控制害虫子代种群的目的。在甜菜夜蛾病毒田间自传播过程中,需明确两个至关重要的问题,卵和成虫携带病毒后对甜菜夜蛾种群数量的影响,以及雄蛾-雌蛾-卵对病毒带毒量的传递效率。笔者在室内分别测定了甜菜夜蛾卵、雌蛾和雄蛾携带SeNPV对子代种群数量的影响,以期为进一步研究甜菜夜蛾的传毒效率以及性信息素和SeNPV集成技术的田间应用提供科学的理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试昆虫

2014年7月在武汉市农业科学技术研究院蔬菜科学研究所武湖基地马齿苋PortulacaoleraceaL.和辣椒CapsicumannuumL.上采集甜菜夜蛾幼虫,携至室内后,置于直径2.5 cm、高8 cm的指形管内,用未接触过任何农药的新鲜甘蓝叶片单管单头饲养,直至化蛹。羽化后将成虫转移至1 000 mL玻璃烧杯内,每杯20头健康成虫,雌雄性比1∶1,饲喂10%蜂蜜水,瓶壁围有白纸供其产卵,每2 d更换一次蜂蜜水和产卵纸。甜菜夜蛾的继代饲养与试验条件均为(27±1)℃、相对湿度70%±10%、L∥D=12 h∥12 h。

1.2 供试病毒

甜菜夜蛾核型多角体病毒原粉(2 000亿PIB/g)为河南省济源白云实业有限公司产品。

1.3 甜菜夜蛾卵块携带病毒对卵孵化率和幼虫存活率的影响

将病毒原粉用滑石粉配制成有效成分含量为2×1011、2×1010、2×109、2×108PIB/g的病毒粉剂。选择饱满、有光泽的甜菜夜蛾卵块(每卵块约100粒卵),在卵块表面均匀涂抹不同处理的病毒粉剂0.1 g。每处理重复4次,每重复含4个带毒卵块,设未涂抹病毒粉剂的卵块为对照。将卵块置于人工气候箱内,观察卵孵化及幼虫存活情况,计算卵孵化率及幼虫存活率。甜菜夜蛾幼虫因感染SeNPV而死亡的鉴定标准是虫体组织液化,体表不破裂,但用镊子等硬物触碰即破,有脓水流出;死亡虫体发黑(刚死的虫体不发黑)。

1.4 甜菜夜蛾成虫携带病毒对子代卵孵化率和幼虫存活率的影响

将病毒原粉用滑石粉配制成有效成分含量为2×1011、2×1010、2×109、2×108PIB/g的病毒粉剂1.0 g,分别置于250 mL具塞试剂瓶底部,轻轻晃动试剂瓶使病毒粉剂黏附在瓶壁上。取当天羽化的健康雌/雄蛾单头置于试剂瓶内,任其活动1 min,然后转移至1 000 mL烧杯内。每10头携带病毒粉剂的雌/雄虫为1次重复,再分别取当天羽化的健康未带毒雄/雌蛾10头置于烧杯内与其交配产卵。烧杯内壁围上白纸、上盖纱布供其产卵,底部放置浸有10%蜂蜜水的脱脂棉为成虫补充营养。每处理重复4次,以未携带病毒粉剂的雌、雄蛾配对组为对照。观察并计算平均单雌产卵量、卵孵化率,以及幼虫存活率。

1.5 数据分析

文中所有数据为平均值±标准误。卵孵化率和幼虫存活率数据经反正弦转换后,采用SAS 9.0软件对数据进行统计分析。两组数据间的差异显著性用t测验进行分析,多组数据间的差异显著性用Tukey’s HSD检验进行分析。

2 结果与分析

2.1 甜菜夜蛾卵块带毒后的卵孵化率和幼虫存活率

甜菜夜蛾卵块表面涂抹病毒粉剂后,卵的孵化率及幼虫存活率较对照均显著下降(表1)。不同浓度粉剂处理后,随着浓度的上升,卵孵化率和幼虫存活率显著下降(卵孵化率:F(4,10)=223.452,P<0.000 1;幼虫存活率:F(4,10)=927.406,P<0.000 1),但是在2×1011PIB/g和2×1010PIB/g高浓度处理间没有显著差异(表1)。这些结果表明,病毒处理卵块可以显著降低甜菜夜蛾卵孵化率,但对甜菜夜蛾幼虫存活率的影响更明显。

2.2 甜菜夜蛾带毒雄虫与健康雌虫交配后的单雌产卵量、卵孵化率和幼虫存活率

甜菜夜蛾带毒雄虫和健康雌虫交配产卵后,单雌产卵量、卵孵化率和幼虫存活率与对照组相比均存在显著差异(表2)。随着病毒浓度的增加,单雌产卵量显著降低(F(4, 10)=12.623,P=0.001),卵孵化率(F(4, 10)=334.292,P<0.000 1)和幼虫存活率(F(4, 10)=469.753,P<0.000 1)显著下降。

表1 甜菜夜蛾卵块携带不同浓度SeNPV对卵孵化率和幼虫存活率的影响1)

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

浓度/PIB·g-1Concentration卵孵化率/%Egghatchingrate幼虫存活率/%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) 同列数据后标有不同字母表示经Tukey’s HSD检验后差异显著(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 甜菜夜蛾雄蛾携带不同浓度SeNPV对单雌产卵量、卵孵化率及幼虫存活率的影响

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

浓度/PIB·g-1Concentration产卵量/粒Lifetimefecundity卵孵化率/%Egghatchingrate幼虫存活率/%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 甜菜夜蛾带毒雌虫与健康雄虫交配后的单雌产卵量、卵孵化率和幼虫存活率

甜菜夜蛾带毒雌虫和健康雄虫交配产卵,单雌产卵量、卵孵化率和幼虫存活率较对照显著降低,并且在不同病毒浓度处理间存在着显著差异(单雌产卵量:F(4, 10)=14.336,P<0.000 1;卵孵化率:F(4, 10)=100.187,P<0.000 1;幼虫存活率:F(4, 10)=207.862,P<0.000 1)(表3)。

表3 甜菜夜蛾雌蛾携带不同浓度SeNPV对单雌产卵量、卵孵化率及幼虫存活率的影响

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

浓度/PIB·g-1Concentration产卵量/粒Lifetimefecundity卵孵化率/%Egghatchingrate幼虫存活率/%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 不同带毒方式对甜菜夜蛾种群数量的影响

通过不同浓度SeNPV处理的比较,2×1011PIB/g处理对甜菜夜蛾种群繁殖的各项指标影响最大,因此我们进一步分析了此浓度下卵带毒、雌蛾带毒和雄蛾带毒3种处理方式对甜菜夜蛾种群数量影响的差异。结果表明,单雌产卵量、卵孵化率和幼虫死亡率在不同带毒方式处理间没有显著差异(单雌产卵量:t(1, 6)=0.092,P=0.938;卵孵化率:F(2,9)=1.049,P=0.533;幼虫存活率:F(2,9)=2.541,P=0.073)(图1)。

3 讨论

采用SeNPV田间防治甜菜夜蛾时,一般于低龄幼虫期进行喷雾,幼虫通过直接取食感染病毒死亡,可以达到很好的防治效果[7]。蒋杰贤等[15]对甜菜夜蛾卵表进行消毒,发现卵孵化后甜菜夜蛾幼虫仍能染毒死亡,说明甜菜夜蛾可能通过母体以垂直传播的方式将病毒传递给后代[16],但是以父体为介导的垂直传播研究报道较少。本研究表明,分别以甜菜夜蛾雌蛾 (表3)、雄蛾(表2)以及卵(表1)为介导对象,均显著降低了单雌产卵量、卵孵化率和幼虫的存活率,其中成虫带毒导致的幼虫感染死亡率高达80%～85%(图1c)。这些结果表明,SeNPV既可以通过甜菜夜蛾雌蛾传递到下一代,也可以通过甜菜夜蛾雄蛾传递给子代,造成子代感染,进而达到控制甜菜夜蛾种群数量的目的。

图1 甜菜夜蛾不同带毒方式携带2×1011 PIB/g浓度SeNPV的单雌产卵量(a)、卵孵化率(b)和幼虫存活率(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

甜菜夜蛾性诱剂与SeNPV集成防控应用技术是利用甜菜夜蛾性信息素引诱雄成虫携带SeNPV病毒,然后在田间种群间进行垂直传播,进而影响甜菜夜蛾子代种群数量的一项防控技术。雄成虫-雌成虫-卵对病毒带毒量的传递效率,以及对子代幼虫成活率的影响都是本项技术实用化成败的关键。本研究证明,甜菜夜蛾各虫态携带SeNPV后对子代种群均有较为显著的影响,且卵、雄蛾和雌蛾带毒这3种处理方式对防治效果没有显著的差异(图1),这为甜菜夜蛾性诱剂与SeNPV集成防控应用技术的提出与实用化提供了科学的理论依据。雄蛾-雌蛾-卵各环节对SeNPV带毒量的传递效率另文发表。

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(责任编辑：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

武汉市“黄鹤英才计划”人才项目

S 476.13

A

10.3969/j.issn.0529-1542.2017.04.007

* 通信作者 E-mail: sishengyun@126.com

#对本文同等贡献,为并列第一作者