CN107711722B - 一种培育具有抗药性的椰心叶甲啮小蜂种群的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种培育具有抗药性的椰心叶甲啮小蜂种群的方法,通过直接接触法,采用固定致死百分比的杀虫剂浓度进行筛选,挑选存活的椰心叶甲啮小蜂成蜂,繁育至下一代幼蜂;并对其含有椰心叶甲啮小蜂幼蜂的椰心叶甲僵蛹进行间接接触法,采用固定致死百分比的杀虫剂浓度进行筛选,将成功羽化的成蜂继代饲养,培育15~20代以后的椰心叶甲啮小蜂种群具有高效的抗药性,害虫区域如存在多种类型的杀虫剂时,同时利用释放多种具有抗药性种群的椰心叶甲啮小蜂,用以抵御多种不同种类的杀虫剂的危害。
Description
技术领域
本发明属于农业领域,涉及一种培育椰心叶甲啮小蜂的方法,具体涉及一种培育具有抗药性的椰心叶甲啮小蜂种群的方法。
背景技术
椰心叶甲Brontispa longissima(Gestro)是典型的热带入侵性棕榈科植物害虫,2002年6月首次在海南海口市发现,2004年底已广泛分布于海南省18个县市,以及广东、广西、福建和云南等省的部分地区,是目前我国棕榈科植物产业上最重要的害虫。椰心叶甲的成虫和幼虫均取食椰子等寄主未展开的心叶表皮组织,形成与叶脉平行的狭长褐色条斑,心叶展开后呈大型褐色坏死条斑,造成叶片皱缩、卷曲,心叶坏死,导致受害棕榈科植物如椰子、槟榔等的生长受阻,结果产量减少60%~80%,严重时导致树林大部分植株死亡,制约了棕榈科经济作物及其苗木产业的发展,同时该虫破坏了我国热带亚热带地区的生态自然景观,对于建设富有海南特色的旅游产品体系的海南国际旅游岛战略方针构成严重威胁。在海南地区,该害虫危害以椰子树为主的棕榈科植物,具有繁殖能力强、危害严重和防治难度大的特点。鉴于椰心叶甲为害的严重性,国内外对该虫开展了化学防治、寄生蜂防治等防控技术研究。目前,国内外控制椰心叶甲的主要措施包括化学防治和天敌寄生蜂释放和应用等方法。
在椰心叶甲应急防控或爆发性成灾时,采用化学防治能够迅速压低种群数量,扑灭疫情。在海南,应用挂药包为主,兼以喷药法的杀虫剂防治法是化学防治的主要方法,目前应用了已有十年时间。挂药包的药剂多为各种药剂的复合配制,含触杀性药剂和内吸性药剂成分,粉剂具有渗透性强、内吸性好及持效期长等特点,药剂可以通过降雨淋溶直接触杀害虫或内吸进入心叶,药效缓慢释放。作为化学防治,挂药包法见效快。
椰心叶甲啮小蜂Tetrastichus brontispae,原产印度尼西亚,是一种广泛被用来防治椰心叶甲的蛹寄生蜂。自1932年开始,先后被各国家或地区引进29次,其中成功的达20次。在海南地区,于2004年从中国 台湾引进椰心叶甲啮小蜂,对其进行安全性评估后,在我国热带地区进行推广和应用。该蜂羽化交配后,即有寻找寄主产卵的行为,选取椰心叶甲蛹上的适合位置,将产卵器插入蛹体内进行产卵,其卵在椰心叶甲蛹内发育孵化,幼虫和蛹均以椰心叶甲的蛹内物质作为营养源,成蜂羽化后咬破椰心叶甲蛹壁飞出,完成世代发育。目前,年产椰心叶甲啮小蜂超过2亿头,在海南全省18个市县范围推广应用,对椰心叶甲的持续治理方面已取得较为成功的防治效果。
化学防治和释放寄生蜂是椰心叶甲综防治的主要措施。在海南的大部分地区如文昌、琼海和儋州等地区,喷洒杀虫剂法、挂药包法和释放寄生蜂法常年同时应用于防治椰心叶甲。化学杀虫剂在降低椰心叶甲种群密度的同时,也不可避免的杀死天敌寄生蜂,造成了适得其反的效果。虽然可以设置放蜂和用药间隔期的方法,可避免杀虫剂直接杀死寄生蜂,但是残效期的杀虫剂,仍然长期对寄生蜂具有潜在的危害性,寄生蜂在搜寻寄主期间碰触到这些残留成分,会产生一定致死效应,影响到寄生蜂野外种群长期可持续繁衍。
通过选育具有抗药性的天敌寄生蜂,应用椰心叶甲啮小蜂的抗性种群拓展寄生蜂本身对杀虫剂的抵抗性,增强生理选择性的机率,是缓解寄生蜂防治和杀虫剂防治主要方法。同时,利用多种具有抗药性种群的椰心叶甲啮小蜂,能够抵御多种不同类型的杀虫剂的危害,因此,急需一种具有抗药性的椰心叶甲啮小蜂种群。
发明内容
本发明的目的是提供了一种通过较少的世代数培育,较快地提高椰心叶甲啮小蜂种群的抗杀虫剂水平,且具有相对较高的抗性个体频率培育具有抗药性的椰心叶甲啮小蜂种群的方法。
为了实现上述目的,本发明的技术方案为:提供一种培育具有抗药性的椰心叶甲啮小蜂种群的方法,包括以下步骤:
(1)初始种群数个体数量依据需进行汰选抗杀虫剂种群个数而定,每个抗杀虫剂种群的初始种群数量不少于1万头,按每个椰心叶甲蛹平均出椰心叶甲啮小蜂成蜂20头计,至少需要500个以上被椰心叶甲啮小蜂寄生的椰心叶甲僵蛹,作为进行杀虫剂汰选的初始种群。对椰心叶甲啮小蜂初始种群汰选前,确定杀虫剂剂量-死亡率线性曲线后,选取10%~50%淘汰率作为对初始种群进行抗杀虫剂汰选;
椰心叶甲啮小蜂成蜂毒力测定技术细节:采用药膜法。将试药剂用丙酮配制成母液,稀释成5~6个浓度。将稀释药液倒入到玻璃容器中,药液量由容器内壁表面积多少而定,每平方米需要25~130ml的药液。在瓶壁上滚吸形成均匀的药膜,至丙酮完全挥发后,引入羽化后4小时内椰心叶甲啮小蜂成蜂120-240 头,使用棉球封口后,用纱布封住瓶口并用橡皮圈扎紧。1小时后将所有蜂转移至无药剂处理的指形管中,放入沾有质量百分比为5~20%蜜糖水棉球后用纱布封住瓶口并用橡皮圈扎紧,倒立放置于室温26~30℃下。使用丙酮作为对照。每处理3次重复,每重复的供试寄生蜂在120~240头左右。24h后检查死亡率,判断试虫死亡的标准:震动指形管,在虫体翻身后,5s内不能翻转视为死亡。对照组死亡率在10%以下为有效试验。确定杀虫剂剂量-死亡率线性曲线,获得椰心叶甲啮小蜂初始种群10%~50%淘汰率。
毒力测定的计算方法:应用SPSS数据处理系统(Statistical Product andService Solutions V17.0)分析软件,绘制杀虫剂浓度对数与死亡率关系线性曲线,并以此计算出的致死中浓度及其95%置信度,或其它如致死10%浓度,或致死 30%浓度,或致死任意百分数的浓度数值,以及卡方值及相关系数(r)等相关参数。以获得到的对药剂汰选后种群的致死中浓度与汰选前种群的的致死中浓度的比值,判断椰心叶甲啮小蜂对该药剂产生的抗性水平差异。
(2)成蜂直接接触法:
a、使用丙酮稀释杀虫剂至LC10~LC50浓度,将稀释药液倒入到玻璃容器中,每平方米需要25~130ml的药液润洗,在瓶壁上滚吸形成均匀的药膜,至丙酮完全挥发;
b、引入羽化后4小时内的椰心叶甲啮小蜂成蜂,使用棉球封口后用纱布封住瓶口并用橡皮圈扎紧;
c、1小时后将行为活泼,飞行敏捷的成蜂,转移到含有椰心叶甲蛹的指形管中,繁育下一代蜂种群,获得椰心叶甲僵蛹;
(3)幼蜂间接接触法:
a、使用丙酮稀释杀虫剂,按蒸馏水与丙酮体积比为5~9,将丙酮稀释后的杀虫剂与蒸馏水混合均匀;
b、按每头椰心叶甲僵蛹需要0.2~0.8ml的药液量,将药液倒入到玻璃容器中;
c、挑选寄生5~10天的含有椰心叶甲啮小蜂幼虫的椰心叶甲僵蛹,置于细纱网编织的指形漏液管中,浸入到含有药液的玻璃容器中;
d、轻震指形漏液管2~4s取出,倒出椰心叶甲僵蛹,放置于卷纸上吸干药液;
e、待药液完全挥发后,放回至饲养盒中待成蜂羽化;
(4)对其寄生后子代5~10代的椰心叶甲僵蛹进行抗性汰选,以后每2~5 代重新确立一次抗性种群的杀虫剂剂量-死亡率线性曲线,并以新获得的致死浓度继续筛选后1代或多代抗性种群,每代的淘汰率均为10%~50%;
(5)待抗性种群与初始种群的致死浓度比值大于3倍,且抗性个性频率比值大于3倍时,即获得到椰心叶甲啮小蜂对该杀虫剂的相对抗性种群。
本发明使用的杀虫剂为单一配方成分的杀虫剂,包括:(1)有机磷类,如敌百虫、久效磷等;(2)氨基甲酸酯类,如速灭威、灭多威、甲萘威等;(3) 有机氯类,如杀虫双、杀螟丹、杀虫脒等;(4)拟除虫菊酯类,如氯氰菊酯、功夫菊酯等;(5)氯化烟酰类,如吡虫啉、啶虫脒等;(6)阿维菌素类,如阿维菌素、甲胺基阿维菌素苯甲酸盐等;(7)吡咯类,如溴虫腈、氟虫腈;(不完全涵盖,指的是以上用来说明,并不是限定)
本发明培育具有抗药性的椰心叶甲啮小蜂种群的方法具有以下的有益效果:
1、本发明能在有限的蜂源情况下,通过较少的世代数培育,较快地提高椰心叶甲啮小蜂种群的抗杀虫剂水平,且具有相对较高的抗性个体频率,增加释放后的寄生蜂在野外的生理适应性,提高寄生蜂野外种群的生存几率。
2、本发明培育具有抗药性的椰心叶甲啮小蜂种群的方法操作步骤简单,要求条件低,能够满足椰心叶甲啮小蜂种群快速扩繁的要求。
3、本发明培育15~20代以后的椰心叶甲啮小蜂种群具有高效的抗药性,害虫区域如存在多种类型的杀虫剂时,同时利用释放多种具有抗药性种群的椰心叶甲啮小蜂,用以抵御多种不同种类的杀虫剂的危害。
附图说明
图1为本发明方法与对照方法获得的椰心叶甲啮小蜂抗性种群的结果对比 (种群世代数-抗性倍数);
图2为本发明方法与对照方法获得的椰心叶甲啮小蜂抗性种群的结果对比 (种群世代数-抗性个体频率);
具体实施方式
实施例一椰心叶甲啮小蜂的抗阿维菌素种群的培育
以中国热带农业科学院环境与植物保护研究所保存的大量扩繁的椰心叶甲啮小蜂种群作为初始种群,按照上述培育方法。定期的使用阿维菌素对试虫处理,形成药剂选择压力,实施继代培育。以致死30%浓度,每5代更新一次汰选浓度,即F0到F4的LC30为16.92mg·L-1,F5到F9的LC30为31.84mg·L-1,F10到F14的 LC30为44.26mg·L-1,分别以上述的成蜂直接接触法和幼蜂间接接触法进行抗性培育,抗性倍数=培育前供试种群的LC50/培育后种群的LC50,以LC50的95%置信限是否有重叠作为判断抗药性水平差异是否显著的标准。并以初始种群的LC90 (151.85mg·L-1)作为诊断剂量浓度,对抗性汰选种群的抗性频率进行抗性个体频率侦测,结果如表1所示。
抗个性频率的侦测方法:从待测种群中选取200头左右的成蜂,以初始种群的致死90%浓度作为诊断剂量。采用丙酮稀释原药至诊断剂量浓度,将0.3ml稀释药液倒入内直径为1cm,长度为12cm的指形管(表面积S≈38.48cm2)中,瓶壁上滚吸形成均匀的药膜,至丙酮完全挥发后,引入羽化后4小时内的椰心叶甲啮小蜂成蜂,使用棉球封口。1小时后将所有蜂转移至无药剂处理的指形管中,放入沾有质量百分比为5%蜜糖水棉球后用纱布封住瓶口并用橡皮圈扎紧,倒立放置于室温26~30℃下,使用丙酮作为对照。每处理3次重复。24h后检查死亡率,判断死亡试虫的标准:震动指形管,在虫体翻身后,5s内不能翻转视为死亡。
表1椰心叶甲啮小蜂的阿维菌素抗性种群的培育
注:同列数据后不同小写字母表示处理间在0.05水平差异显著。
通过成蜂直接接触法和幼蜂间接接触法汰选,在阿维菌素的选择压力下,椰心叶甲啮小蜂种群从原始种群F0代到其子代F15代的抗性水平呈上升趋势,从药剂筛选的F0代的致死中浓度32mg·L-1,显著增长至F15代的致死中浓度150.91 mg·L-1,抗性倍数(LC50的比值)逐步增长至4.72倍,抗性增长趋势显著,且抗性个体的频率比例稳定逐步增加,从7.01%增长至46.27%,显著提升了初始种群对阿维菌素的抗性水平。表明了通过本发明方法,能较快地建立椰心叶甲啮小蜂对阿维菌素的抗性种群。
实施例二椰心叶甲啮小蜂的抗高效氯氰菊酯种群的培育
以中国热带农业科学院环境与植物保护研究所保存的大量扩繁的椰心叶甲啮小蜂种群作为初始种群,同样按照上述培育方法。定期的使用高效氯氰菊酯对试虫处理,形成药剂选择压力,实施继代培育。以致死20%浓度,每5代更新一次汰选浓度,即F0到F4的LC20为1.17mg·L-1,F5到F9的LC20为2.1mg·L-1,F10到 F14的LC20为3.08mg·L-1,F15到F19的LC20为4.8mg·L-1,分别以上述的成蜂直接接触法和幼蜂间接接触法进行抗性培育,抗性倍数=培育前供试种群的LC50/培育后种群的LC50,以LC50的95%置信限是否有重叠作为判断是否显著的标准。并以初始种群的LC90(17.11mg·L-1)作为诊断剂量浓度,侦测方法同实施例一,对抗性汰选种群的抗性频率进行抗性个体频率侦测,结果如表2所示。
表2椰心叶甲啮小蜂的高效氯氰菊酯抗性种群的培育
注:同列数据后不同小写字母表示处理间在0.05水平差异显著。
通过成蜂直接接触法和幼蜂间接接触法汰选,在高效氯氰菊酯的选择压力下,椰心叶甲啮小蜂种群从原始种群F0代到其子代F20代的抗性水平呈上升趋势,F0代致死中浓度3.93mg·L-1,通过药剂筛选的F20代的致死中浓度显著增长至13.23mg·L-1,抗性倍数(LC50的比值)逐步增长至3.37倍,抗性增长趋势显著,且抗性个体的频率比例稳定逐步增加,从3.29%增长至18.68%,显著提升了初始种群对高效氯氰菊酯的抗性水平。表明了通过上述方法,能较快地建立椰心叶甲啮小蜂对高效氯氰菊酯的抗性种群。
实施例三椰心叶甲啮小蜂抗啶虫脒种群的培育
以中国热带农业科学院环境与植物保护研究所保存的大量扩繁的椰心叶甲啮小蜂种群作为初始种群,同样按照本发明的培育方法。定期的使用啶虫脒对寄生蜂处理,形成药剂选择压力,实施继代培育。以致死30%浓度,每5代更新一次汰选浓度,即F0到F4的LC30为5.58mg·L-1,F5到F9的LC30为21.66mg·L-1,F10到F14的LC30为31.11mg·L-1,分别上述的成蜂直接接触法和幼蜂间接接触法进行抗性培育,抗性倍数=培育前供试种群的LC50/培育后种群的LC50,以LC50的95%置信限是否有重叠作为判断是否显著的标准。并以初始种群的LC90(58.12 mg·L-1)作为诊断剂量浓度,对抗性汰选种群的抗性频率进行抗性个体频率侦测,结果如表3所示。
表3椰心叶甲啮小蜂啶虫脒抗性种群的培育
注:同列数据后不同小写字母表示处理间在0.05水平差异显著。
对照培育:应用寄主椰心叶甲的抗药性培育椰心叶甲啮小蜂的抗啶虫脒种群,包括以下步骤:(1)椰心叶甲抗啶虫脒种群的获得:以椰心叶甲原始种群 F0代的致死中浓度LC50作为筛选剂量,采用逐代群体筛选法,使原始椰心叶甲种群形成了具有1.15-1.33倍的抗啶虫脒椰心叶甲种群。(2)保持椰心叶甲啮小蜂在此椰心叶甲抗啶虫脒种群上的繁衍,每5代使用药膜法对椰心叶甲啮小蜂进行一次生物测定。获得椰心叶甲啮小蜂的抗性种群。
抗性倍数=培育前供试种群的LC50/培育后种群的LC50,以LC50的95%置信限是否有重叠作为判断是否显著的标准。并以椰心叶甲啮小蜂初始种群的LC90 (79.13mg·L-1)作为诊断剂量浓度,对抗性汰选种群的抗性频率进行抗性个体频率侦测,结果如表4所示。
表4对照组的椰心叶甲啮小蜂的啶虫脒抗性种群的培育
注:同列数据后不同小写字母表示处理间在0.05水平差异显著。
如表3所示,以本发明的方法,在啶虫脒的选择压力下,在相同的筛选世代数情况下,椰心叶甲啮小蜂种群从原始种群F0代到子代F10代的抗性水平呈上升趋势,从药剂筛选的F0代致死中浓度10.84mg·L-1,显著增长至62.72mg·L-1,抗性倍数(LC50的比值)逐步增长至5.79倍,抗性增长趋势显著,且抗性个体的频率比例稳定逐步增加,从5.7%增长至40.69%,显著提升了初始种群对啶虫脒的抗性水平。
如表4所示,对照组使用抗性椰心叶甲种群作为椰心叶甲啮小蜂的寄主,通过相同世代数的筛选至F10,获得的抗啶虫脒椰心叶甲啮小蜂种群,从药剂筛选的F0代致死中浓度12.27mg·L-1,增长至F10代致死中浓度33.46mg·L-1,抗性倍数 (LC50的比值)仅仅增长至2.73倍(图1所示),低于本发明中获得的抗性水平 5.79倍。且抗性个体的频率比例虽从初始的8.31%增长至18.73%(图2所示),也远低于本发明方法中得到的40.69%。表明了通过本发明的成蜂直接接触法和幼蜂间接接触法汰选方法,能较快地建立椰心叶甲啮小蜂对啶虫脒的抗性种群,且优于其它抗性汰选方法获得较高抗性水平和抗性个体频率的种群。
以上所揭露的仅为本发明的较佳实施例而已,当然不能以此来限定本发明之权利范围,因此依本发明权利要求所作的等同变化,仍属于本发明所涵盖的范围。
Claims (2)
1.一种培育具有抗药性的椰心叶甲啮小蜂种群的方法,其特征在于,包括以下步骤:
(1)对椰心叶甲啮小蜂初始种群汰选前,确定杀虫剂剂量-死亡率线性曲线后,选取10%~50%淘汰率作为对初始种群进行抗杀虫剂汰选;
(2)成蜂直接接触法:
a、使用丙酮稀释杀虫剂至LC10~LC50浓度,将稀释药液倒入到玻璃容器中,每平方米需要25~130ml的药液润洗,在瓶壁上滚吸形成均匀的药膜,至丙酮完全挥发;
b、引入羽化后4小时内的椰心叶甲啮小蜂成蜂,使用棉球封口后用纱布封住瓶口并用橡皮圈扎紧;
c、1小时后将行为活泼,飞行敏捷的成蜂,转移到含有椰心叶甲蛹的指形管中,繁育下一代蜂种群,获得椰心叶甲僵蛹;
(3)幼蜂间接接触法:
a、使用丙酮稀释杀虫剂,按蒸馏水与丙酮体积比为5~9,将丙酮稀释后的杀虫剂与蒸馏水混合均匀;
b、按每头椰心叶甲僵蛹需要0.2~0.8ml的药液量,将药液倒入到玻璃容器中;
c、挑选寄生5~10天的含有椰心叶甲啮小蜂幼虫的椰心叶甲僵蛹,置于细纱网编织的指形漏液管中,浸入到含有药液的玻璃容器中;
d、轻震指形漏液管2~4s取出,倒出椰心叶甲僵蛹,放置于卷纸上吸干药液;
e、待药液完全挥发后,放回至饲养盒中待成蜂羽化;
(4)每2~5代重新确立一次抗性种群的杀虫剂剂量-死亡率线性曲线,并重新获得新的致死浓度继续筛选下代抗性种群,每代的淘汰率均为10%~50%;
(5)待抗性种群与初始种群的致死浓度比值大于3倍,且抗性个性频率比值大于3倍时,即获得椰心叶甲啮小蜂对该杀虫剂的相对抗性种群;
步骤(1)的确定杀虫剂剂量—死亡率线性曲线,具体操作过程如下:
a、将杀虫剂用丙酮配制成母液,稀释成5~6个浓度,获得稀释药液;
b、将稀释药液倒入到玻璃容器中,每平方米需要25~130ml的药液,在瓶壁上滚吸形成均匀的药膜,至丙酮完全挥发后,引入羽化后4小时内椰心叶甲啮小蜂成蜂120~240头,使用棉球封口,用纱布封住瓶口并用橡皮圈扎紧;
c、1小时后将所有蜂转移至无药剂处理的指形管中,放入沾有质量百分比5~20%蜜糖水棉球后用纱布封住瓶口并用橡皮圈扎紧,倒立放置于室温26~30℃下;
d、使用丙酮作为对照;每处理3次重复,每重复的供试寄生蜂在120~240头,24h后检查死亡率;判断死亡试虫的标准:震动指形管,在虫体翻身后,5s内不能翻转视为死亡;对照组死亡率在10%以下为有效试验;
e、确定杀虫剂剂量-死亡率线性曲线,获得椰心叶甲啮小蜂初始种群10%~50%淘汰率;
每个抗药性椰心叶甲啮小蜂种群的初始种群数量不少于1万头。
2.如权利要求1所述的培育具有抗药性的椰心叶甲啮小蜂种群的方法,其特征在于:所述杀虫剂为单一配方成分的杀虫剂。
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