氯虫苯甲酰胺对草地贪夜蛾成虫的致死与亚致死效应：为"诱杀"策略提供新视角

《Frontiers in Plant Science》：Lethal and sublethal effects of chemical and bio-insecticides on Spodoptera frugiperda adults: new perspectives for “attract-and-kill” control strategies

本综述系统评估了五种杀虫剂（特别是氯虫苯甲酰胺）对全球重大农业害虫草地贪夜蛾（Spodoptera frugiperda）成虫的毒力及亚致死效应。研究发现氯虫苯甲酰胺表现出最高毒性（LC50 = 1.29 mg/L），其亚致死浓度可显著缩短子代幼虫和蛹的发育历期、降低蛹重并缩短成虫寿命，同时对解毒酶系（如羧酸酯酶CarE、细胞色素P450、谷胱甘肽S-转移酶GST）诱导作用微弱，提示其具有延缓抗药性发展的潜力，为构建以成虫为靶标的可持续"诱杀"（attract-and-kill）治理策略提供了重要理论依据。

　　

引言

草地贪夜蛾（Spodoptera frugiperda）是一种具有高度破坏性的迁飞性昆虫，对全球农业生产，特别是玉米作物构成严重威胁。由于其夜间活动及羽化后取食的习性，针对成虫阶段采取基于摄食的控制策略，为替代传统的广谱杀虫剂喷洒提供了有前景的新途径。当前，化学杀虫剂在害虫防治中仍被广泛使用，但在实际应用中会产生致死和亚致死效应。低剂量农药能够改变昆虫的关键特性，包括寿命、产卵量、发育阶段和活动能力。然而，高浓度杀虫剂的重复使用常常导致抗药性的发展。因此，寻找能够延缓昆虫产生抗药性的新型杀虫剂至关重要。其中，邻氨基苯甲酰胺类杀虫剂，特别是氯虫苯甲酰胺（chlorantraniliprole），因其独特的作用机制和对非靶标生物的安全性而显示出巨大潜力。

研究方法

本研究首先通过生物测定评估了五种常见杀虫剂——高效氯氟氰菊酯（lambda-cyhalothrin）、茚虫威（indoxacarb）、氯虫苯甲酰胺（chlorantraniliprole）、虫螨腈（chlorfenapyr）和多杀菌素（spinetoram）对草地贪夜蛾成虫的毒性。实验昆虫来自开罗大学农学院实验室种群，在未接触杀虫剂的条件下连续饲养超过12代。新羽化的成虫在24小时内用于实验。杀虫剂用含10%蜂蜜溶液和0.1% Triton X-100的溶剂稀释成系列浓度，通过浸药棉球供成虫取食。24小时后记录死亡率并计算致死中浓度（LC₅₀）。

基于生物测定结果，选择毒性最高的氯虫苯甲酰胺进行后续的亚致死（LC₁₀）和致死（LC₅₀）效应研究。将暴露后存活的雌雄成虫进行不同组合配对，观察其对繁殖参数（如单雌产卵量、卵孵化率）和成虫寿命的影响。同时，收集其子代幼虫，在未处理的蓖麻叶上饲养，评估亚致死浓度对子代生长发育关键参数（如幼虫和蛹的发育历期、蛹重、化蛹率、羽化率及性比）的影响。

此外，研究还测定了暴露于LC₁₀和LC₅₀浓度氯虫苯甲酰胺后，存活成虫体内三种关键解毒酶——羧酸酯酶（CarE）、细胞色素P450（Cytochrome P450）和谷胱甘肽S-转移酶（GST）的活性变化，以探究其潜在的抗药性发展风险。

研究结果

生物测定结果显示，氯虫苯甲酰胺对草地贪夜蛾成虫表现出最强的毒力，其LC₅₀值为1.29 mg/L，远低于其他四种杀虫剂（茚虫威13.33 mg/L，高效氯氟氰菊酯19.39 mg/L，虫螨腈41.68 mg/L，多杀菌素45.30 mg/L）。

在亚致死和致死效应方面，亲代成虫暴露于氯虫苯甲酰胺后，其子代的幼虫和蛹的发育历期显著缩短，蛹重（尤其是雌蛹）显著降低，成虫寿命也显著缩短。然而，子代的幼虫死亡率、化蛹率和羽化率未受到显著影响。性比在各处理组与对照组之间也无显著差异。

在繁殖方面，虽然氯虫苯甲酰胺处理导致单雌产卵量和卵孵化率有所下降，但与对照组相比未达到显著水平。值得注意的是，所有处理组的孵化幼虫数量均显著低于对照组。成虫寿命方面，LC₁₀♀ + LC₁₀♂和LC₅₀♀ + LC₅₀♂组合的雌虫寿命显著短于对照组，存活率也相应下降。

酶活性测定结果表明，在雌性成虫中，暴露于LC₁₀和LC₅₀浓度后，羧酸酯酶、细胞色素P450和GST的活性与对照组相比均无显著差异。在雄性成虫中，仅在LC₅₀浓度下GST活性显著升高，而羧酸酯酶和细胞色素P450活性无显著变化。相关性分析显示，在雌虫中，羧酸酯酶活性与细胞色素P450活性呈显著正相关；而在雄虫中，各酶活性间的相关性较弱且不显著。

讨论

本研究证实氯虫苯甲酰胺对草地贪夜蛾成虫具有极高的毒力，并且其亚致死浓度能对害虫种群产生深远影响。即使未直接导致死亡，亚致死暴露也能通过加速子代发育、降低蛹重、缩短成虫寿命和轻微削弱繁殖能力来干扰种群动态。这种对生命表参数的负面影响有助于在田间条件下更有效地控制害虫种群增长。

与其他杀虫剂相比，氯虫苯甲酰胺的一个重要优势在于其对解毒酶系的诱导作用较弱。酶活性检测显示，除雄性成虫在LC₅₀下GST活性有所升高外，其他解毒酶均未发生显著变化。这表明草地贪夜蛾成虫对氯虫苯甲酰胺产生快速代谢抗药性的风险相对较低，有利于延长该药剂的使用寿命。

将氯虫苯甲酰胺整合到"诱杀"策略中，而非传统的全田喷洒，具有多重优势。"诱杀"策略通过食物引诱剂将成虫吸引至含有致死剂量杀虫剂的诱饵站，实现精准靶向防治。这种方法能显著减少杀虫剂的使用量和环境暴露，最大限度地保护天敌等非靶标生物。氯虫苯甲酰胺对哺乳动物安全，且对多种天敌（如普通草蛉、联斑瓢虫、黑刺益蝽、美洲小花蝽等）具有选择性，使其成为"诱杀"系统的理想候选药剂。对于草地贪夜蛾这类迁飞性害虫，在成虫迁飞和产卵前进行有效干预至关重要。"诱杀"策略通过控制成虫种群，可以从源头上减少下一代幼虫的虫源基数，从而实现区域性的可持续治理。

结论

氯虫苯甲酰胺对草地贪夜蛾成虫及其子代均表现出显著的致死与亚致死效应。亚致死浓度暴露可加速子代幼虫和蛹的发育、降低蛹重、缩短成虫寿命并一定程度削弱繁殖输出，凸显了其即使在不引起直接死亡的情况下也能干扰害虫种群动态的潜力。处理成虫后解毒酶活性仅被微弱诱导，表明与其他化学类杀虫剂相比，其引发快速抗药性的风险较低。氯虫苯甲酰胺的高效、低毒特性以及对成虫的显著作用效果，使其非常适合整合到以成虫为靶标的"诱杀"策略中，在害虫迁飞和繁殖之前进行拦截防治。因此，氯虫苯甲酰胺是用于可持续管理草地贪夜蛾等迁飞性鳞翅目害虫的一种极具前景的工具。