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综述:全球视角看草地贪夜蛾抗药性发展史


草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda (J. E. Smith)属鳞翅目 (Lepidoptera) 夜蛾科 (Noctuidae) 灰翅夜蛾属 (Spodoptera),又名秋黏虫,起源于美洲地区,是玉米生产上的主要害虫之一,也是巴西历史上最具破坏性的玉米作物害虫之一。其幼虫以多种植物为食,可为害玉米、水稻、高粱、小米、甘蔗、蔬菜作物和棉花等,若防控不及时,可能造成重大产量损失。该虫容易世代重叠,具有很强的适应性和迁徙能力,因而使得其能在任何条件适宜的地区爆发为害。草地贪夜蛾存在与寄主相关的两种生态分型:玉米型草地贪夜蛾更喜欢取食玉米和高粱,而水稻型更喜食水稻。这种差异性不仅限于其对寄主的偏好,还延伸到它们的生理、交配行为,以及对杀虫剂的敏感性等方面。

 

自1996 年以来,世界各地陆续开始推广种植能表达苏云金芽孢杆菌 (Bacillus thuringiensis, Bt)杀虫蛋白的转基因作物,用于鳞翅目害虫防治,其中草地贪夜蛾是主要的防治对象之一。然而,草地贪夜蛾对Bt 蛋白的田间抗药性发展已威胁到转Bt 作物的可持续利用。自2010—2018年间,已先后有多篇论文报道了草地贪夜蛾对转Cry1F、Cry1Ab、Cry2A Vip3A 基因作物的田间抗性,表明单一依赖转Bt 作物并不足以防治该害虫。

 

草地贪夜蛾作为外来入侵物种,于2019 年1 月进入中国云南省,后相继在广西、贵州、广东及湖南等地发生、为害,目前已扩散至中国的粮食主产省安徽。由于经历过多个国家化学农药和生物农药的防治,有关这些入侵中国的草地贪夜蛾的具体抗药性状况目前尚不明确,基于此,迫切需要针对草地贪夜蛾开展一系列科学有效的抗药性监测和抗性机理研究。2019 年,李永平等和崔丽等针对草地贪夜蛾抗药性发生现状及化学防治技术,从抗药性程度及交互抗性、种群遗传以及化学防治的关键技术等方面进行了讨论,及时为草地贪夜蛾的化学防治提供了理论支持。本文拟主要综述有关草地贪夜蛾抗药性监测发展历史,以及抗性机理研究的进展,以期为当前中国草地贪夜蛾的田间防治及尽早开展其抗药性监测和研究提供参考。

 

综合来看,不同地区对杀虫剂的依赖程度和使用频率导致了各地草地贪夜蛾抗性程度的不同。在转Bt 玉米推广种植之前,化学防治一直是草地贪夜蛾主要分布国家和地区如美国和巴西等必需的防治手段,常用药剂主要是传统的有机磷类、氨基甲酸酯类和拟除虫菊酯类杀虫剂,而有关其对杀虫剂的抗性报道也主要集中在上述 3 类药剂上,且抗性发生区域大多集中在美国佛罗里达州、波多黎各及墨西哥、巴西等地。此外,也有少量关于草地贪夜蛾对酰胺类杀虫剂如氯虫苯甲酰胺和氟苯虫酰胺抗性的报道。

 

1 草地贪夜蛾对有机磷类杀虫剂的抗性

 

20 世纪70 年代,有机磷类农药作为DDT 的替代品开始用于田间害虫的防治。1981 年,Wood等报道了美国哈蒙德地区草地贪夜蛾对甲基对硫磷 (methyl parathion, 113 倍) 和敌百虫 (trichlorfon,31 倍) 的抗性。1991 年,Yu 等报道,与实验室敏感种群相比,美国佛罗里达州北部玉米田的草地贪夜蛾对常用有机磷类杀虫剂产生了不同程度的抗性,其中,对毒死蜱 (chlorpyrifos)、甲基对硫磷 (methyl parathion)、二嗪磷 (diazinon)、甲丙硫磷 (sulprofos)、敌敌畏 (dichlorvos) 及马拉硫磷(malathion) 的田间抗性在12~271 倍之间,处于中到高等抗性水平;2003 年,他们发现采自佛罗里达州斯特拉地区的草地贪夜蛾对甲基对硫磷的抗性倍数高达354;而到2007 年,他们在佛罗里达州北部城市盖恩斯维尔和斯特拉采集的草地贪夜蛾对甲基对硫磷的抗性水平却有所降低,分别为30 倍和39 倍。Gutiérrez-Moreno 等2019年的研究表明,墨西哥索诺拉省的草地贪夜蛾对毒死蜱产生了20 倍的抗性,而波多黎各种群的抗性倍数为47,抗性水平高于墨西哥种群。以上有关草地贪夜蛾对有机磷类杀虫剂抗性的发展动态可以甲基对硫磷为例,在草地贪夜蛾已对甲基对硫磷产生高抗性 (354 倍) 的美国佛罗里达州斯特拉地区,使用其他药剂进行防治,3 年后其对甲基对硫磷的抗性显著降低 (39 倍)。同时,根据抗性监测报道,草地贪夜蛾对毒死蜱一直维持在中等抗性水平 (20~25 倍)。因此,在用药策略上需注意防范草地贪夜蛾对毒死蜱和甲基对硫磷产生高抗性风险,应采取科学停用及轮换用药等措施。


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