氟啶虫酰胺对麦长管蚜生物学特性及相关基因的亚致死与跨代效应研究

推荐：本研究针对小麦重要害虫麦长管蚜(Schizaphis graminum)的化学防治难题，系统评估了新型吡啶酰胺类杀虫剂氟啶虫酰胺(flonicamid)的亚致死浓度(LC15/LC35)对F0和F1代蚜虫的生物学特性及卵黄原蛋白(Vg)、蜕皮激素受体(EcR)基因表达的影响。通过年龄-阶段两性生命表分析和RT-qPCR技术，发现氟啶虫酰胺可显著降低成虫寿命、繁殖力及种群增长参数，并下调关键发育基因表达，为优化小麦蚜虫综合治理策略提供科学依据。

　　

麦长管蚜(Schizaphis graminum)作为全球小麦主产区的毁灭性害虫，每年造成严重产量损失。当前化学防治仍是主要手段，但田间农药降解导致的亚致死浓度暴露可能改变害虫生理生态特性，甚至引发种群再猖獗现象。氟啶虫酰胺(flonicamid)作为新型吡啶酰胺类杀虫剂，虽对刺吸式口器害虫表现出卓越防效，但其亚致死浓度对麦长管蚜的跨代影响机制尚不明确。河南科技学院资源与环境科学学院/河南省生物农药与肥料协同应用工程技术研究中心的研究团队在《Journal of Agriculture and Food Research》发表论文，通过系统研究揭示了氟啶虫酰胺的亚致死与跨代效应分子机制。

研究采用浸叶法生物测定确定LC₁₅(5 mg/L)和LC₃₅(15 mg/L)浓度，运用年龄-阶段两性生命表技术分析F₀-F₁代生物学参数，结合RT-qPCR检测发育相关基因表达。实验种群采集自河南新乡麦田，在标准条件下(19-21°C，RH 60±10%)饲养，使用TWOSEX-MSChart软件进行生命表参数计算，以28S RNA为内参基因进行基因表达分析。

【亚致死效应对F₀代的影响】
暴露于LC₁₅和LC₃₅浓度后，F₀代成虫寿命分别缩短21.9%和37.7%，单雌产蚜量下降28.2%和42.8%。基因表达显示LC₃₅组卵黄原蛋白(Vg)表达显著下调，而两个处理组蜕皮激素受体(EcR)表达均受抑制。

【跨代效应对F₁代的影响】
LC₁₅处理延长F₁代1龄若虫期和总预产期(TPRP)，但LC₃₅组成虫寿命和生殖期显著缩短。种群参数显示LC₃₅组净增殖率(R₀)、内禀增长率(r)和有限增长率(λ)分别降低39.6%、15.5%和4.9%。年龄-阶段特异性生存率(s_xj)分析表明LC₃₅组成虫存活率明显降低。

【基因表达调控机制】
F₁代中LC₃₅组Vg和EcR表达持续下调，与F₀代表现出剂量依赖性抑制效应。这种基因表达的跨代抑制可能是导致繁殖力下降的关键分子机制。

该研究首次阐明氟啶虫酰胺通过调控Vg和EcR基因表达产生剂量依赖性跨代效应，证实其亚致死浓度不会诱发麦长管蚜的 hormesis 现象。研究结果为科学评估氟啶虫酰胺的生态风险提供理论依据，对制定基于亚致死效应的害虫治理策略具有重要实践价值，特别是为小麦蚜虫抗药性治理中农药的合理轮用提供决策支持。研究采用的年龄-阶段两性生命表与分子生物学相结合的评估方法，为杀虫剂的全面效能评价建立了标准化研究范式。