不同抗生素对桃蚜生长发育和繁殖的影响

杨 颖，李合霞，潘新毅，焦 婷，徐昭焕

（江西农业大学 农学院，江西 南昌 330045）

【研究意义】桃蚜（Myzus persicae）属于半翅目，蚜科。桃蚜食性非常广泛，主要取食十字花科植物、茄果类蔬菜、油料作物芝麻、桃、李、烟草等经济类植物，以成虫及若虫刺吸植物汁液，造成植株严重失水和营养不良，危害部位卷缩变形，直接影响农作物的产量和品质，该虫还能传播多种病毒，给农业生产带来巨大的损失。化学防治是十字花科蔬菜田防治的常用方法，但由于长期大量重复使用化学农药，“3R”问题，即抗性(resistance)、再猖獗(resurgence)和残留(residue)较为突出，使生物防治成为今后十字花科蔬菜综合防治的重要途径[1]。【前人研究进展】内共生菌广泛存在于蚜虫体内，与蚜虫互惠共生，协同进化，在宿主蚜虫的生长、生殖及传播植物病害等方面具有重要作用[2-4]。抗生素通过抑制蚜虫体内共生菌生长增殖影响蚜虫的生物学特性。目前已有抗生素影响蚕豆蚜[5]，黑豆蚜[6]，麦长管蚜[7]，豌豆蚜[8]，高粱蚜[9]，萝卜蚜[10]等多种蚜虫生长发育和繁殖的报道。【本研究切入点】不同抗生素和不同的脱共生菌处理方式，对蚜虫的作用效果不同。【拟解决的关键问题】论文通过研究四环素、利福平、阿奇霉素、氯霉素4种抗生素对桃蚜生长发育，寿命和繁殖的影响，以期筛选出对桃蚜生长发育、寿命和繁殖影响较大的抗生素，为进一步研究桃蚜的内共生菌功能奠定基础，也为桃蚜的综合防治提供参考依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

抗生素（四环素、利福平、阿奇霉素、氯霉素）均为化学纯研究专用抗生素。桃蚜采自江西农业大学科技园。用盆栽油菜饲养，温度(24±1) ℃，光周期16:8(L:D)，待产蚜后选用初产2日龄若蚜供试。

1.2 饲养液的配制方法

取新鲜油菜叶，称量后，放入研钵，并加与油菜叶等重的水于研钵中，研磨油菜获取汁液，利用移液器将汁液转移至2 mL离心管中，13 200 r/min离心2 min，吸取3 mL上清液放置于离心管中，加0.6 g蔗糖于离心管中并震荡混匀。用上述液体分别配制0.2%的4种抗生素。

1.3 饲养方法

直径为10 cm的培养皿盖上拉盖一层Parafilm膜，取1 mL饲养液置于膜上，再加盖一层拉薄的Parafilm膜，把2日龄若蚜放入培养皿中，用上述培养皿盖封住，并用橡皮筋固定，每3 d换一次饲养装置。试验设分别含4种抗生素和不含抗生素的营养液共5个处理，单头单皿饲养观察，每处理设10个重复。

1.4 调查方法

若蚜期记录蚜虫的存活情况、蜕皮时间和次数，并将所蜕皮壳移除。成蚜期记录所产仔蚜数量、存活情况，每次检查均需将所产仔蚜移除。

1.5 数据统计与分析

试验结果采用SPSS17.0统计软件进行单因素方差分析，利用Duncan比较各处理之间的显著性差异；试验数据用平均值±标准误（Mean±SE）表示。

2 结果与分析

2.1 抗生素对桃蚜生长发育的影响

不同抗生素对桃蚜生长发育和寿命的影响各不相同（表1）。利福平对若虫发育历期的影响与对照差异不显著，四环素、阿奇霉素、氯霉素与对照差异显著(P<0.05)，四环素延长若虫发育历期2.62 d，阿奇霉素和氯霉素分别缩短若虫发育历期1.66 d和1.33 d；四环素对桃蚜寿命的影响与对照差异显著(P<0.05)，延长寿命5.4 d，而利福平、阿奇霉素和氯霉素对桃蚜寿命的影响与对照差异不显著。

表1 抗生素对桃蚜发育历期的影响

2.2 抗生素处理对桃蚜生殖力的影响

4种抗生素对桃蚜生殖力的影响见图1。利福平和四环素对桃蚜产蚜量的影响与对照差异显著(P<0.05)，其中，利福平使产蚜量下降80%，四环素使产蚜量下降70%。阿奇霉素和氯霉素作用效果与对照差异不显著。

图1 抗生素对桃蚜繁殖力的影响

3 讨论与结论

内共生菌广泛存在于蚜虫体内，内共生菌与蚜虫之间的共生关系是长期协同进化的结果，两者互利共生。蚜虫为内共生菌提供生存环境和营养来源，并对内共生菌的生长繁殖进行调控等[11]；内共生菌为蚜虫生长发育提供多种必需的营养物质，并影响蚜虫的生殖及传播植物病害等。抗生素可作用于蚜虫体内共生细菌，抗生素的抑菌作用导致蚜虫体内共生细菌的数量和功能改变，外部表现是蚜虫体重下降，成虫产蚜量减少或不能繁殖等。目前，常用于消除昆虫内共生菌的抗生素主要有利福平、四环素、氨苄青霉素和硫酸卡那霉素等[12]，方法主要是用抗生素处理寄主植物、人工饲料中添加抗生素或向蚜虫体内注射抗生素[13]。

本研究发现，不同抗生素对桃蚜的影响作用不同。四环素处理后，桃蚜若虫期延长、寿命延长，产蚜量降低；经利福平处理后，产蚜量降低，对若虫期和寿命影响不显著；其中四环素处理桃蚜研究结果与处理蚕豆蚜[5]、高粱蚜[9]的结果一致。利福平降低产蚜量的研究结果与其处理其他昆虫的研究结果一致，但利福平处理豌豆蚜[5]，麦长管蚜[7]及高粱蚜[9]后，发育历期也会延长。本研究中经氯霉素处理后，桃蚜若虫期缩短，但对寿命和产蚜量影响不显著，而Lal[10]利用氯霉素处理萝卜蚜后发现其生长发育期延长，产蚜量显著降低，与本研究结果存在差异，需进一步研究分析。杜军利[9]研究发现适量利用阿奇霉素处理蚜虫可促进昆虫的生长发育及繁殖，本研究中经阿奇霉素处理后仅发现桃蚜若虫期缩短，寿命和生殖力的改变不明显。各抗生素对桃蚜的影响不同，可能是由于抗生素的作用机理不同，如四环素主要通过干扰氨酰-tRNA与核糖体的结合而抑制细菌蛋白质的合成，对革兰氏阳、阴性细菌、细胞内支原体、衣原体和立克次体均有抑制效果[14]。利福平的作用机制是通过和依赖于DNA的RNA多聚酶的β亚基结合，抑制细菌RNA的合成，从而阻断RNA转录过程，达到阻止DNA和蛋白的合成效果[15]。通过本研究结果表明四环素和利福平是对桃蚜生长发育和繁殖影响较大的抗生素，但抗生素处理后对桃蚜体内转氨酶，解毒酶及共生菌等的影响有待进一步研究。