三氟苯嘧啶对豆缘蝽（*Riptortus pedestris*，半翅目：缘蝽科）生命史特征及酶活性的致死与亚致死效应

《PLOS One》：Lethal and sublethal influence of triflumezopyrim on life history traits and enzyme activities in the bean bug, Riptortus pedestris (Hemiptera: Alydidae)

　　

豆缘蝽（*Riptortus pedestris* Fab.）是东亚地区重要的大豆害虫，其刺吸式取食行为导致大豆症候群。三氟苯嘧啶（triflumezopyrim）作为一种新型介离子类杀虫剂，已被广泛用于防治刺吸式口器害虫。然而，其对豆缘蝽的致死与亚致死影响尚不明确。本研究通过生物测定、年龄-阶段两性生命表分析及酶活性测定，探究了三氟苯嘧啶对豆缘蝽的致死与亚致死效应。结果表明，三氟苯嘧啶对豆缘蝽表现出较强毒性（LC₅₀ = 7.46 mg/L）及显著的驱避活性。若虫暴露于亚致死浓度（LC₁₀和LC₃₀）显著延长了若虫发育历期和成虫产卵前期，同时降低了亲代（F₀）成虫寿命、产卵持续期和繁殖力。此外，LC₃₀暴露对F₁代产生不利的跨代效应，包括成虫产卵前期延长、雄虫寿命缩短、产卵持续期和繁殖力下降，以及种群净生殖率（*R*₀）、内禀增长率（*r*）和周限增长率（*λ*）降低。同时，LC₁₀和LC₃₀处理均导致抗氧化酶（超氧化物歧化酶（SOD）和过氧化物酶（POD））及解毒酶（多功能氧化酶（MFO）和谷胱甘肽S-转移酶（GST））活性显著升高。上述发现表明，三氟苯嘧啶对豆缘蝽具有较强急性毒性和显著的亚致死抑制作用，最终抑制种群增长潜力。本研究为三氟苯嘧啶的合理使用及该虫的治理策略制定提供了科学依据。

**研究背景与问题** 豆缘蝽（*Riptortus pedestris* Fabricius）是分布于中国、韩国、日本等亚洲地区的破坏性刺吸式害虫，可取食13科约30种寄主植物，偏好豆科植物尤其是大豆。若虫和成虫均通过刺吸取食危害叶片、茎秆、豆荚和种子，导致产量和品质下降。近年来黄淮海地区该虫危害日益严重，被认为是大豆"症青"的重要致因。目前中国尚无专门登记用于防治豆缘蝽的杀虫剂，防治主要依赖高效氯氟氰菊酯和甲氨基阿维菌素苯甲酸盐等广谱化合物，但这些药剂对寄生蜂和捕食者等有益节肢动物毒性较高，因此亟需筛选更具选择性和环境相容性的防治药剂。三氟苯嘧啶（TFM）是新型介离子类杀虫剂，作用于烟碱型乙酰胆碱受体（nAChR），作为nAChR抑制剂竞争性结合正构位点阻断神经传导，已广泛用于水稻系统防治飞虱，但其对豆缘蝽的效果尚未系统评价。田间昆虫常因光降解、温度波动和降雨等因素暴露于亚致死浓度杀虫剂，虽不引起立即死亡，但可显著影响昆虫生物学、行为和生理。因此杀虫剂评价应超越传统毒性指标而纳入亚致死效应。基于此，研究人员开展了本研究。

**技术方法** 研究人员于2019年8月从中国河北石家庄大豆田采集豆缘蝽建立实验室种群，在26±1°C、60±5%相对湿度、16L:8D条件下饲养。采用浸苗法测定三氟苯嘧啶对三龄若虫的毒性，使用Y型嗅觉仪评价驱避行为，以LC₁₀和LC₃₀浓度处理评估对F₀代发育和繁殖的亚致死影响，并通过年龄-阶段两性生命表分析F₁代的跨代效应，同时于12、24、48和72 h测定SOD、POD、CAT、MFO、CarE和GST活性。

**研究结果** （1）三氟苯嘧啶对豆缘蝽若虫的毒性：概率分析显示三氟苯嘧啶对三龄若虫的LC₅₀为7.46 mg/L（95%CI：6.03?9.15 mg/L）。（2）三氟苯嘧啶的驱避效应：LC₅₀（χ2=6.37，*P*=0.012）和LC₇₀（χ2=10.71，*P*=0.001）浓度处理苗显著引起若虫回避，而LC₁₀和LC₃₀浓度无显著行为差异。（3）亚致死浓度对F₀代繁殖和发育的影响：LC₁₀和LC₃₀处理显著延长三龄、四龄和五龄若虫发育历期，显著降低雄虫和雌虫成虫寿命，LC₃₀组产卵前期最长（6.51±0.15 d）而对照组最短（5.62±0.17 d），产卵持续期和繁殖力显著降低。（4）亚致死浓度对F₁代繁殖和发育的影响：LC₃₀组后代二龄、四龄、五龄若虫及成虫前期显著延长，雄虫寿命显著降低，产卵前期和总产卵前期显著延长，产卵天数和繁殖力显著降低；LC₁₀组上述指标与对照无显著差异。（5）亚致死浓度对F₁种群参数的影响：LC₃₀组*R*₀、*r*、*λ*和平均世代时间（*T*）与对照差异显著，LC₁₀组无显著差异。年龄-阶段存活率（*s*_*xj*）峰值在LC₁₀和LC₃₀组均低于对照；年龄特异性存活率（*l*_*x*）在两种处理下均下降；LC₃₀组*F*₁代的年龄-阶段繁殖力（*f*_*xj*）、年龄特异性繁殖力（*m*_*x*）和净繁殖力（*l*_*x**m*_*x*）显著降低；LC₃₀组生殖值（*v*_*xj*）峰值（73.20粒/雌/天）低于对照（82.66粒/雌/天）；LC₃₀组雄虫和雌虫生命期望（*e*_*xj*）峰值分别为81.37 d和77.64 d，低于对照的87.30 d和82.57 d。（6）亚致死浓度对酶活性的影响：LC₁₀和LC₃₀处理在12、24、48和72 h均显著升高SOD活性，48 h时LC₁₀和LC₃₀组分别比对照高23.48%和36.52%；POD活性在24 h和48 h显著升高；CAT活性呈浓度依赖性响应，LC₁₀组升高而LC₃₀组受抑制；MFO活性在LC₁₀组12、24和48 h均高于对照，LC₃₀组48 h升高但24 h降低；CarE活性总体受抑制；GST活性在12、24和72 h显著升高。

**讨论与结论** 讨论部分指出，三氟苯嘧啶对豆缘蝽三龄若虫的LC₅₀与甲氨基阿维菌素苯甲酸盐相当但低于高效氯氟氰菊酯，其驱避行为可补充毒性效应减少取食危害。亚致死浓度下若虫发育延迟和成虫寿命缩短可能源于取食抑制导致营养获取减少及内分泌紊乱、氧化应激和解毒途径激活等生理机制。繁殖力下降可能与卵黄原蛋白（Vg）和卵黄原蛋白受体（VgR）表达下调有关。跨代效应呈浓度依赖阈值，LC₃₀组F₁代种群参数显著下降而LC₁₀组无显著变化，其机制可能涉及DNA甲基化和组蛋白修饰等表观遗传修饰及母体资源分配改变，且F₁代抑制程度较F₀代有所减弱。酶活性结果表明亚致死浓度三氟苯嘧啶扰动生理稳态，SOD和POD升高指示氧化应激，MFO和GST升高指示解毒激活，而LC₃₀组CAT受抑制可能反映过量活性氧（ROS）积累损害CAT功能。研究结论译为：本研究提供具体证据表明，三氟苯嘧啶对豆缘蝽三龄若虫具有较强急性毒性及浓度依赖性驱避作用。在亚致死浓度下，LC₁₀和LC₃₀均延长F₀代若虫发育历期和产卵前期并降低成虫寿命、产卵持续期和繁殖力，而仅LC₃₀抑制F₁代繁殖和种群参数（*R*₀、*r*和*λ*）。两种浓度同时升高SOD、POD、MFO和GST活性，表明抗氧化和解毒防御被激活。上述结果证明三氟苯嘧啶不仅通过急性毒性和行为驱避抑制豆缘蝽，还通过持续至未暴露F₁代的亚致死效应发挥抑制作用，支持其作为该虫综合治理（IPM）方案的组成部分。未来研究应优先在田间条件下验证这些实验室推导的种群参数，并探索跨代抑制的分子机制（如卵黄原蛋白调控或表观遗传改变）。