茚虫威是由美国杜邦公司开发的噁二嗪类的新型高效杀虫剂,作为一种新型钠离子通道阻断剂,其对鳞翅目、部分同翅目和鞘翅目害虫均具有良好的杀虫活性。由于其对鳞翅目害虫表现出较强的田间杀灭活性,成为替代有机磷和拟除虫菊酯类杀虫剂的理想药剂。茚虫威在我国许多害虫防治上取得了登记,主要用于防治小菜蛾、甜菜夜蛾和菜青虫等十字花科蔬菜害虫、为害棉花的棉铃虫以及为害水稻的稻纵卷叶螟。同时作为卫生杀虫剂登记用于防治蜚蠊、红火蚁等卫生害虫。抗药性是任何杀虫药剂使用后面临的问题,茚虫威也不例外,许多害虫对其产生不同程度的抗药性。
1 茚虫威的抗药性现状
1.1 小菜蛾对茚虫威的抗药性现状
我国许多地区小菜蛾田间种群已经产生了中等到高等的抗药性水平。早在2008年就监测到湖南省岳阳市的小菜蛾对茚虫威产生了中等水平的抗性,2012年抗性水平仍维持在中等水平。在2012—2014年对广东、海南和安徽省的小菜蛾进行茚虫威的抗性监测中发现,2012年广东省白云区的小菜蛾对茚虫威已经达到了750.0倍的高水平抗性,2014年广东省惠州市、安徽省合肥市和海南省三亚市的小菜蛾对茚虫威均发展为高等抗性水平,而广东省增城区的小菜蛾对茚虫威仍为中等抗性水平。2012—2013年对陕西省杨凌市和渭南市的小菜蛾进行茚虫威的抗药性监测,发现这2个地区的小菜蛾处于敏感和低等抗性水平。综合文献分析表明,小菜蛾对茚虫威已经产生了不同程度的抗性,尤其我国湖南和广东省部分地区的小菜蛾对茚虫威发展为高水平抗性。
1.2 甜菜夜蛾对茚虫威的抗药性现状
我国乃至世界范围,甜菜夜蛾对茚虫威的抗性水平监测数据报道较少。2006年监测了湖北省的甜菜夜蛾对茚虫威的抗性,抗药性水平居于敏感至中等,其中荆州、襄樊、麻城市的甜菜夜蛾处于敏感水平,宜昌市的甜菜夜蛾处于低水平抗性,而武汉市已发展为中等水平抗性。2008年对山东省章丘区甜菜夜蛾种群对茚虫威的抗性处于低水平。2011年2012年对广东省惠州市的甜菜夜种群进行茚虫威的抗性监测,发现其从中等抗性水平下降为低水平抗性。
1.3 斜纹夜蛾对茚虫威的抗药性现状
早在2004年在巴基斯坦就监测到了斜纹夜蛾对茚虫威处于中等水平抗性,2009—2011年在巴基斯坦报道斜纹夜蛾对茚虫威的抗性不断发展,部分地区从低水平抗性发展为中等水平抗性。2010和2012年我国研究人员对湖南省长沙、益阳、常德、岳阳等市的斜纹夜蛾种群进行茚虫威监测,监测结果表明,这些地区均处于中等水平抗性,到2014—2016年仍维持在中等抗性水平,而湖南省郴州市的斜纹夜蛾种群在2014—2016年对茚虫威处于低等抗性水平。2014年四川省大部分地区的斜纹夜蛾对茚虫威仍处于敏感水平,而2016年眉山和遂宁市的斜纹夜蛾种群对茚虫威表现出低水平抗性,而双流、金堂和乐山市的斜纹夜蛾对茚虫威已发展为中等水平抗性。值得注意的是,2012年我国湖南省部分地区的斜纹夜蛾对茚虫威已经发展为中等抗性水平,2014年四川省部分地区的斜纹夜蛾对茚虫威发展到中等抗性水平。
1.4 棉铃虫对茚虫威的抗药性现状
2015年对河北省邯郸市棉铃虫的抗药性进行监测,发现其对茚虫威已发展为中等水平抗性,而2016年山东省沂水县的棉铃虫对茚虫威的抗性仍处于低水平抗性。对巴基斯坦的棉铃虫进行茚虫威抗性监测,发现其抗性水平由2003—2010年的中等抗性下降为2011—2012年的低水平,2013—2016年下降为敏感水平。
2 茚虫威的交互抗性
害虫对不同杀虫剂之间的交互抗性问题,关系到化学防治在延缓和治理抗药性的应用,具有重要的实践指导意义。室内筛选的小菜蛾茚虫威抗性品系的交互抗性测定试验表明,其对氰氟虫腙表现出中等交互抗性,同时对高效氯氰菊酯和溴虫腈表现出低水平交互抗性,而对丁醚脲、多杀菌素、氯虫苯甲酰胺、啶虫隆、阿维菌素和溴氰虫酰胺无交互抗性,且茚虫威抗性品系对氰氟虫腙、高效氯氰菊酯和溴虫腈的交互抗性可能与P450s、CarEs活性增加有关。研究表明,甜菜夜蛾的茚虫威抗性种群对茚虫威的抗性比敏感种群增加134.3倍时,其对甲维盐的交互抗性倍数为13.0,表现出中等交互抗性水平;而对溴虫腈、灭多威、氟啶脲、多杀菌素、高效氯氰菊酯、毒死蜱、虫酰肼无交互抗性。通过对斜纹夜蛾实验室敏感品系进行9代的茚虫威抗性筛选,得到抗性倍数为44.0倍的品系,其对多杀菌素和甲基阿维菌素均表现出显著的交互抗性,而对阿维菌素无交互抗性,通过PBO增效试验揭示茚虫威抗性品系对多杀菌素和甲维盐产生交互抗性与细胞色素P450s有关。而对抗性倍数为15.6倍的斜纹夜蛾茚虫威抗性种群进行交互抗性测定,发现其对辛硫磷、高效氯氰菊酯、氟虫腈、溴虫腈、灭多威均无交互抗性。通过抗性筛选得到抗性倍数为敏感品系4.4倍的棉铃虫茚虫威抗性品系,其对氟氯氰菊酯、毒死蜱、氰氟虫腙、乙基多杀菌素、氯虫苯甲酰胺、氟虫脲、溴虫腈、甲氧虫酰肼、阿维菌素无交互抗性。对扶桑绵粉蚧进行5代的茚虫威抗性筛选,其抗性倍数增加2 223.1倍,且对多杀菌素表现出36.0倍的交互抗性,对毒死蜱和联苯菊酯无交互抗性(表1)。
表 1 茚虫威抗性品系昆虫对其他药剂的交互抗性
抗性品系 |
抗性倍数 |
交互抗性 | |
药剂名称 |
抗性倍数 | ||
菜蛾 |
85 |
高效氯氰菊酯 |
9 |
|
氰氟虫腙 |
21 | |
264 |
丁醚脲 |
<5.0 | |
1 069 |
溴虫腈 |
8 | |
|
多杀菌素、氯虫苯甲酰胺、啶虫隆、阿维菌素、溴氰虫酰胺 |
<5.0 | |
甜菜夜蛾 |
134.3 |
甲维盐 |
13 |
|
溴虫腈、灭多威、氟啶脲、多杀菌素、高效氯氰菊酯、毒死蜱、虫酰肼 |
<5.0 | |
44 |
多杀菌素、甲基阿维菌素 |
>5.0 | |
|
阿维菌素 |
<5.0 | |
|
甲基阿维菌素 |
77 | |
15.6 |
辛硫磷、高效氯氰菊酯、氟虫腈、溴虫腈、灭多威 |
<5.0 | |
棉铃虫 |
4.4 |
氯氟氰菊酯、毒死蜱、氰氟虫腙、乙基多杀菌素、氯虫苯甲酰胺、氟虫脲、溴虫腈、甲氧虫酰肼、阿维菌素 |
<5.0 |
扶桑绵粉蚧 |
2 223.1 |
多杀菌素 |
36 |
|
毒死蜱、联苯菊酯 |
<5.0 |
3 茚虫威的抗性风险
对韩国的一个田间小菜蛾种群进行10代的茚虫威抗性筛选,其抗性增加为原来的31.3倍。小菜蛾经61代的茚虫威抗性选育,其对茚虫威的抗性达到1 043.9倍。对甜菜夜蛾田间敏感种群进行抗性筛选,发现到第13代时抗性倍数增加了240.0倍,其现实遗传力为0.25。巴基斯坦的实验室斜纹夜蛾敏感品系经过茚虫威的9代抗性选育后,其对茚虫威的抗性增加了44.0倍,通过培养基混药法进行茚虫威抗性选育,到第9代时抗性增加了15.6倍,其现实遗传力为0.41,表明斜纹夜蛾对茚虫威有较高的抗性遗传力。斜纹夜蛾3龄幼虫经茚虫威13代抗性选育后,其抗性水平达到69.6倍,且抗性现实遗传力达到0.70,表明斜纹夜蛾种群对茚虫威有发展为高抗水平的风险。对室内棉铃虫敏感品系通过11代的茚虫威抗性筛选,其抗性增加为原来的4.4倍,而对印度的田间棉铃虫敏感品系进行抗性筛选,发现其抗性迅速发展,在第11代时达到1 238.9倍的高抗水平,并且抗性现实遗传力为0.45,表明该棉铃虫种群对茚虫威的抗性发展较快。
以上抗性风险评估结果表明,小菜蛾、甜菜夜蛾、斜纹夜蛾和棉铃虫均有对茚虫威产生较高水平抗性的风险。不同种害虫对茚虫威抗性选育的结果如表2。
表2 不同昆虫对茚虫威的抗性风险
种 |
LC50(95%置信限) |
抗性倍数 |
抗性水平 |
遗传力 |
小菜蛾 |
23.30(16.30~33.30) |
90.0 |
中等 |
0.18 |
167.82(155.68~177.69) |
31.3 |
中等 |
/ | |
574.12(389.54~932.45) |
1 043.9 |
高 |
/ | |
甜菜夜蛾 |
55.21(47.31~64.44) |
240.0 |
高 |
0.25 |
斜纹夜蛾 |
410.00(327.00~511.00) |
44.0 |
中等 |
/ |
18.76(14.12~24.92) |
15.6 |
中等 |
0.41 | |
40.47(35.13~46.61) |
69.6 |
中等 |
0.70 | |
棉铃虫 |
26.25(16.90~40.76) |
4.4 |
敏感 |
0.07 |
272.55(248.74~304.41) |
1 238.9 |
高 |
0.45 |
4 对害虫采取抗性治理策略
茚虫威的抗性现状研究表明,小菜蛾、甜菜夜蛾、斜纹夜蛾和棉铃虫均对茚虫威产生了不同程度的抗性,因此必须制定相关的抗性治理措施来延缓害虫对茚虫威的抗性。为延缓害虫对茚虫威的抗性发展,结合文献报道的茚虫威抗性机制、交互抗性情况、抗性风险与抗性遗传特征,对害虫采取抗性治理措施是必要的。
4.1 茚虫威抗性数据的普查
抗性监测数据直接关系到害虫抗性治理策略和综合治理体系的制定。抗性治理的主要关键点是要对早期抗性水平进行监测和评估,以提出合理的治理措施。根据已报道的抗性监测数据,近年我国主要农业害虫对茚虫威抗性水平的数据缺乏,所以急需对目前的抗性数据进行普查,以便及时依据抗性水平采取合适的治理措施,延缓害虫对茚虫威的抗性发展。
4.2 选择合适的轮用组合
合理的杀虫剂轮用是一种经济可行的控制害虫抗药性的方法。轮用关键是在轮用的间隔期内选择无交互抗性的杀虫剂,或者选用不同作用机制类型的杀虫剂,避免交互抗性,减轻其对靶标害虫的持续选择压力,延缓杀虫剂的使用寿命。2010—2012年通过进行茚虫威、氟啶虫酰胺和乙基多杀菌素等不同作用机制类型杀虫剂的轮用,斜纹夜蛾对茚虫威的抗性得到有力控制,并提高了作物的经济效益。2003—2016年对巴基斯坦的棉铃虫进行抗性监测,监测结果表明,其对茚虫威的抗性水平由中等下降为敏感,且其对茚虫威抗性水平的下降与减少茚虫威的使用、与不同作用机制类型的杀虫剂轮用有关。
4.3 充分利用活化代谢
开展药剂混用杀虫剂的原则之一是混用的各组分具有彼此不同的作用机制,进而可以达到对生物的多位点作用,使靶标不易产生抗性。田间药效试验结果表明,茚虫威与甲维盐混用对稻纵卷叶螟的防治效果优于常规药剂,是防治稻纵卷叶螟的理想的混用组合。茚虫威和阿维菌素混用对棉铃虫防治效果卓越,且可持续用于田间防治。因此,茚虫威与其他杀虫剂混用既能提高其药效,又能达到延缓靶标害虫对其抗性的发展。
4.4 合理选择增效剂
增效剂能抑制昆虫体内与代谢相关的解毒酶活性,降低药剂在靶标害虫体内的代谢速度,延缓因代谢抗性机制产生的抗性,保持其高效的杀虫活性,延长使用寿命。在巴基斯坦的试验结果表明,PBO和DEF两种增效剂均能提高茚虫威对不同棉铃虫田间抗性种群的药效;增效试验结果表明,PBO和DEF均对茚虫威有显著的增效作用,能有效提高茚虫威对小菜蛾的毒力。以上结果表明,筛选商业上有价值的增效剂,通过合理使用增效剂可以达到提高茚虫威药效、减少用量的目的。
我国目前茚虫威的田间抗药性不是很突出。加强相关的基础研究,例如,茚虫威活化机制、作用机制与菊酯类药剂的交互抗性问题等,对合理使用该药剂以及弥补新药剂创制中的困难都有重要意义。 (来源:《植物保护学报》2020年)
农药快讯, 2020 (16): 56-58.