丹皮酚对马铃薯块茎蛾成虫的亚致死效应及其对生殖行为的影响

韩 瑞，杨 帆，吴 梅,2，肖 春*

(1.云南农业大学 植物保护学院，云南 昆明 650201；2.云南中医药大学 药学院，云南 昆明 650201)

马铃薯块茎蛾(Phthorimaeaoperculella.Zeller)又名烟草潜叶蛾、马铃薯麦蛾，是一种寡食性害虫，主要以幼虫钻蛀危害茄科植物[1-2]。在田间，马铃薯块茎蛾通过幼虫钻蛀叶片，使得马铃薯块茎减产20%～30%。在仓储期，由于雌蛾产卵于马铃薯的芽眼和伤口处，幼虫通过芽眼处钻蛀薯块，使得薯块被完全蛀空，完全失去食用价值[3]。

目前，对马铃薯块茎蛾的防治还是以化学防治为主，化学防治会对马铃薯的品质和食用安全均造成影响[4]。而且在田间，杀虫剂长时间高浓度地使用会使害虫在持续的选择压力下产生抗药性，使得杀虫剂对目标害虫的作用持续减弱。因此，在田间目标害虫可能暴露在亚致死浓度下并且可能会经历某些亚致死作用。经过虫酰肼处理的1日龄和3日龄的簇毛苹果芽蛾幼虫与对照相比，具有更高的蛹死亡率、更低的蛹体重和更多的畸形成虫，处理后的3日龄雌蛾与雄蛾交配后产卵量明显降低[5]。游灵[6]、Yin等[7]用不同杀虫剂亚致死浓度处理小菜蛾后也表现出类似的结果。丹皮酚(Paeonol，Pae)，又称牡丹酚，是从中药牡丹根皮或徐长卿干燥根中提取的一种活性单体成分，不但具有解热、镇痛、镇静、催眠等多种药理作用，还具有驱虫、杀菌等作用[8]。部分研究表明，丹皮酚对几种主要的中药材仓储害虫不仅具有较强的忌避活性，而且对其触杀和熏蒸效果也十分明显，并且能明显降低卵量和卵孵化率[9-11]，是一种潜在的农药植物源。本文研究了丹皮酚亚致死浓度(LC10)对马铃薯块茎蛾的亚致死效应，以明确对雌、雄蛾的求偶行为、信息素以及生殖力的影响，为丹皮酚的合理使用及马铃薯块茎蛾的综合防治提供依据。

1 材料与方法

1.1 供试昆虫

供试马铃薯块茎蛾种群于2017年4月从云南省曲靖市(103.79 E°，25.51 N°)的马铃薯田中采集幼虫建立。幼虫用马铃薯块茎饲养，成虫用10%蜂蜜水饲养。室内饲养条件：光照(L∶D=14∶10)，温度(27±1)℃，相对湿度：50%～70%。

1.2 药剂

丹皮酚(≥99.2%)购自武汉远成共创科技有限公司，丙酮和二氯甲烷均购自重庆川东化工有限公司。

1.3 研究方法

1.3.1 毒力测定 采用三角瓶密闭熏蒸法[12]。用电子天平(精度为万分之一)称取丹皮酚药剂，用丙酮溶解稀释成一系列浓度。在初试前提下选择5个浓度，将1日龄雌、雄虫分别放进三角瓶(v=250 mL，总容积为296 mL)，用细棉线穿过滤纸条并在末端打结，用双面胶将其粘在三角瓶瓶盖底部，在滤纸条滴上药剂，待溶剂挥发后盖上瓶盖，用帕尔膜密封，放置在养虫室内(条件同上)，24 h后统计死亡率(死亡标准：取出放置在桌面3 min内不能移动)，计算毒力回归方程和LC10的值。

1.3.2 产卵器粗提物 用丹皮酚亚致死浓度LC10对1日龄雌蛾进行处理(方法同1.3.1)，然后分别观察经处理的雌蛾和正常的2日龄的未交配雌蛾，在其求偶高峰期将产卵器剪下，放入装有二氯甲烷的棕色瓶中(50头/mL)，浸泡30 min之后将产卵器捞出，并用帕尔膜封口，放入冰箱(<-5 ℃)，保存待用。

1.3.3 对雌、雄虫求偶行为的影响 雌虫：用LC10亚致死浓度对1日龄雌虫处理后(方法同1.3.1)，放在指型管(Φ=2.5 cm，h=8 cm)中并用棉花球堵住指型管管口，在暗室中[温度(27±1)℃，相对湿度为50%～70%]用红光(30 lx)观察求偶行为持续10 h，记录求偶持续时间及次数，重复50次。

雄虫：用LC10亚致死浓度对1日龄雄虫处理后(方法同1.3.1)，在暗室(条件同上)放入指型管(规格同上)中，在圆形滤纸(Φ=2 cm)滴入产卵器粗提物，待滤纸上的溶液挥发完后快速把圆形滤纸放入指型管中，并用棉花球堵住指型管管口，然后在红光下观察1.5 h，记录雄虫在滤纸上的滞留时间、接触次数，重复50次。

利用上述方法分别测定：CK(正常的雄虫对正常雌虫产卵器粗提物的反应)、A(处理后的雄虫对正常雌虫产卵器粗提物的反应)、B(正常的雄虫对处理后雌虫产卵器粗提物的反应)、C(处理后的雄虫对处理后雌虫产卵器粗提物的反应)，并测定0.5、1、2头当量下产卵器粗提物对雄虫求偶行为的影响。

1.3.4 对马铃薯块茎蛾生殖力的影响 对1日龄的雌雄虫分别处理后，立即取10对存活的雌雄虫，将其放入产卵盒(Φ=13 cm，h=14.5 cm)中并提供10%的蜂蜜水；每隔24 h更换一次卵片并记录其产卵量，连续收集3 d；待其卵孵化时计算孵化率，重复5次。

1.4 数据处理

采用SPSS 21.0进行数据分析，求得毒力回归方程、LC10等值；对雌虫的求偶和生殖力分析采用SPSS 21.0中的独立样本t检验，显著水平P<0.05，极显著水平P<0.01。雄虫求偶分析采用SPSS 21.0单因素方差分析(AVONA)。采用Duncan多重比较分析数据间差异。

2 结果与分析

2.1 毒力测定

由表1可知，雌虫毒力回归方程为y=256.04x-5.24，雄虫的毒力回归方程为y=397.78x-5.77，雌虫LC50值为0.020 mg/mL，雄虫LC50值为0.014 mg/mL，雌虫LC10值为0.015 mg/mL，雄虫LC10值为0.011 mg/mL。

表1 丹皮酚对马铃薯块茎蛾1日龄雌、雄虫毒力测定结果

2.2 丹皮酚亚致死浓度对雌、雄虫求偶行为的影响

与对照相比，用LC10的丹皮酚处理1日龄马铃薯块茎蛾雌蛾后，单头的求偶时间显著缩短了27.32 min(P=0.008)，单次求偶持续时间显著缩短了9.75 min(P=0.003)，但是求偶的次数显著增长了2.64次(P=0.044)(表2)。

表2 1日龄雌蛾LC10亚致死浓度处理后对求偶行为的影响

在产卵器粗提物浓度为0.5头当量时，A的接触次数最低，为3.62±0.52次，显著低于CK的8.68±1.52次；B的接触次数显著高于CK和C的接触次数；后两者间无显著差异。在浓度为1头当量时，A的接触次数最低，为3.90±0.83次，显著低于CK的10.26±1.09次；B的接触次数高于CK和C的接触次数，但三者间无显著差异。在浓度为2头当量时，只有 C的接触次数显著高于A的，而 B、C均与CK无显著差异(表3)。

表3 1日龄雄虫经丹皮酚亚致死浓度处理后对产卵器粗提物的接触次数

在产卵器粗提物浓度为0.5头当量时，A的滞留时间最短，为(4.52±0.86)s，显著低于CK的(8.68±1.52)s，B和C的滞留时间显著高于CK；在浓度为1头当量时，A的滞留时间最短，为(4.52±0.92)s，显著低于CK 的滞留时间(14.58±2.49)s，B和C的滞留时间均与CK无显著差异；在浓度为2头当量时，A、B、C的滞留时间均与CK无显著差异(表4)。

表4 1日龄雄虫经丹皮酚亚致死浓度处理后对产卵器粗提物的滞留时间 s

2.3 丹皮酚亚致死浓度对生殖力的影响

与对照相比，用丹皮酚亚致死浓度处理马铃薯块茎蛾后，第1天的产卵量明显降低(P=0.000)，第2、3天的产卵量与对照相比均无显著差异(P>0.05)(图1)。第1天的孵化率与对照相对有明显的差异(P=0.031)，第2、3天的孵化率与对照相比均无明显差异(P>0.05)(图2)。

图1 丹皮酚亚致死浓度处理对马铃薯块茎蛾产卵量的影响

图2 丹皮酚亚致死浓度处理对马铃薯块茎蛾孵化率的影响

3 讨论

目前，关于亚致死效应的研究很多，其中毒力测定均是不区分雌雄虫或是单一性别的毒力测定[5，7，12-13，17]。本文通过分别对马铃薯块茎蛾雌、雄虫进行毒力测定，比较丹皮酚对雌、雄虫LC50和LC10的结果，可知丹皮酚对马铃薯块茎蛾雄虫的毒力更强。

昆虫的交配行为始于交配前两性的信息联系，即求偶行为，它包括伴随着昆虫性活动和作为性活动前奏的全部行为[14]。本文研究了经过丹皮酚亚致死浓度处理后的马铃薯块茎蛾雌蛾的求偶行为，以及处理后和正常的雄蛾对正常和处理后马铃薯块茎蛾产卵器粗提物的反应，实验结果表明：丹皮酚亚致死浓度对2日龄雌蛾的单雌求偶时间和单次求偶时间均有明显的抑制作用；这与用氯氰菊酯处理过的雌性粉纹夜蛾[13]和LC20亚致死浓度的茚虫威处理小菜蛾3日龄幼虫后存活的雌蛾[15]的结果相似。在浓度为0.5、1头当量时，A与CK的接触次数和滞留时间均差异显著，这表明丹皮酚亚致死浓度处理后的雄虫对信息素的反应受到了一定的抑制，这与LC1的氯氰菊酯处理粉纹夜蛾雄虫[14]和氯菊酯处理棉铃虫雄虫[16]的结果相似。而B和C在0.5头当量时的接触次数和滞留时间均高于CK，而在1、2头当量时均与CK没有明显差异，这表明丹皮酚亚致死浓度处理后雌蛾的信息素组分可能发生了改变或可能刺激了雌蛾信息素的合成。

杀虫剂的亚致死浓度对昆虫的产卵及卵的孵化也有一定的抑制作用。经过丹皮酚亚致死浓度分别处理后的雌、雄虫的产卵量和孵化率在第1天与对照相比有显著差异，在第2、3天的产卵量和孵化率与对照相比均无显著差异，这说明丹皮酚的亚致死浓度可能在24 h之内对马铃薯块茎蛾的生殖力有一定的影响，经过这一段时间马铃薯块茎蛾的生殖力得到了明显的恢复。LC20的吡虫啉处理雌蛾后会显著地降低单雌产卵量[17]；用甲氧虫酰肼处理地中海粉斑螟的蛹，存活的成虫的产卵期增长和卵孵化率明显降低[18]，这与本文的研究结果相似。但也有不少研究报道了化学药剂对昆虫繁殖力的亚致死效应表现为低剂量兴奋效应。如将小菜蛾4龄幼虫和蛹分别用亚致死剂量灭多威进行处理，处理后存活成虫的产卵量显著增加，药剂处理对存活成虫的繁殖力表现出了刺激增强的效应[19]。Kerns等[20]研究表明低剂量的联苯菊酯处理棉蚜并没有明显改变其种群的内禀增长率，但可以刺激存活雌虫的产卵。亚致死剂量的氰戊菊酯对小菜蛾的繁殖力及其种群的内禀增长率都有明显的促进作用[21]。这可能由于不同种类的杀虫剂针对不同害虫的不同阶段，使得其结果也会不尽相同。

综上所述，丹皮酚亚致死浓度对马铃薯块茎蛾的生殖行为有明显的不利影响。但无法预测丹皮酚在田间对马铃薯块茎蛾会产生如何的影响，同时也尚未明确对连续后代的影响。此外，虽然本文研究表明，雄虫会对处理后的雌虫的产卵器粗提物表现出更加强烈的反应，但是未明确丹皮酚亚致死浓度处理后是否刺激雌虫产生信息素或是否信息素的比例发生了改变。这些问题均需要进一步的研究。