一种用于评估慢作用杀虫剂对番茄潜叶蛾Phthorimaea absoluta活性的新型生物测定方法的验证

《Pest Management Science》：Validation of a novel bioassay method for the evaluation of the activity of slow-acting insecticides on tomato borer Phthorimaea absoluta

　　

**背景**：Phthorimaea absoluta是番茄作物最具破坏性的害虫之一，其防治严重依赖化学杀虫剂。评估控制失败和抗性水平的风险对于评价杀虫剂效果至关重要。全球采用的生物测定方案是杀虫剂抗性行动委员会（IRAC）方法022（IRAC 022），该方案在3天暴露后评估死亡率。然而，这种短期方法可能低估慢作用杀虫剂的效果。近期，研究人员使用IRAC 022方法和该方案的改良版（允许延长暴露间隔至害虫化蛹（处理后12天（DAT））和成虫羽化（27 DAT））评估了印楝素（azadirachtin）和螺虫乙酯（spirotetramat）两种杀虫剂。方法评估中使用了来自希腊的敏感品系和野生抗性品系。

**结果**：对于印楝素，在3 DAT和12 DAT之间观察到中位致死浓度（LC₅₀)存在超过100倍的差异，此后直至成虫羽化变化极小。相比之下，螺虫乙酯在3 DAT和12 DAT之间显示出至少10倍的差异，而在12 DAT和27 DAT之间则显示出高达17倍的差异，表明其具有延迟且阶段特异性的活性。这些结果表明，杀虫剂的毒性作用可能因其药理特性和害虫发育阶段的不同而有显著差异。

**结论**：强烈建议将长期暴露方案纳入经过验证的IRAC方法中，用于评估慢作用化合物。通过结合短期和长期生物测定，可以更准确地评估现有和新杀虫剂的真实效果轮廓——这是为P. absoluta制定基于证据的害虫管理策略的关键因素。? 2026 The Author(s). 《Pest Management Science》由John Wiley & Sons Ltd代表英国化学工业学会出版。

**论文解读：基于延长暴露时间的新型生物测定方法验证——以慢作用杀虫剂对番茄潜叶蛾的活性评估为例**

**1. 研究背景与问题**

番茄潜叶蛾Phthorimaea absoluta（同义名：Tuta absoluta，鳞翅目：麦蛾科）是全球番茄作物最具破坏性的害虫之一，原产于南美洲，在15年内入侵欧洲、非洲和亚洲，在希腊于2009年首次报道并迅速扩散，造成严重产量损失。该害虫每年可连续繁殖10-12代，雌虫一生可产卵约260粒，对叶片、茎和果实造成危害。目前其主要依赖化学杀虫剂在田间和温室中进行防治，但过度选择压力导致抗性发展，进而引起控制失败。因此，评估杀虫剂化合物的效果对于估计控制失败可能性和抗性水平至关重要。全球广泛采用的生物测定方案是杀虫剂抗性行动委员会（IRAC）方法022（IRAC 022），该方案在3天（72小时）暴露后评估死亡率。然而，这一短期方法可能低估慢作用杀虫剂（如昆虫生长调节剂（IGRs）和几丁质合成抑制剂）的效果，因为这些化合物需要更长的暴露时间才能发挥全部效力。因此，固定的短期暴露间隔可能无法准确反映其在田间条件下的实际效果。本研究旨在填补这一技术空白，通过引入延长暴露间隔（直至害虫化蛹和成虫羽化）的方法，评估慢作用杀虫剂印楝素（azadirachtin）和螺虫乙酯（spirotetramat）的真实效果，为优化害虫管理提供依据。该论文发表在《Pest Management Science》。

**2. 主要关键技术方法**

研究人员使用了一种基于IRAC 022方法改良的新型生物测定方法。样本来源包括：一个敏感参考品系（LAB 2021，于2010年从希腊伯罗奔尼撒地区采集，具有对农药的敏感毒理学特征）和一个野生抗性品系（TYMP 21-4，于2021年从希腊克里特岛中部南部的Tympaki温室番茄作物中采集）。主要关键技术包括：①叶碟浸渍法（IRAC 022标准方法）：将同步化的2龄幼虫置于经杀虫剂系列浓度处理的番茄叶片上，在3天（72小时）后评估幼虫死亡率（以不能移动整个身体长度作为死亡标准）；②延长暴露生物测定法（改良IRAC 022方法）：将幼虫置于带有湿棉塞的复合叶片上，在透明盒中培养，分别在处理后12天（DAT，化蛹完成）和27 DAT（成虫羽化完成）评估死亡率，以成功化蛹作为幼虫活力指标，以成功羽化作为蛹活力指标；③概率分析（Probit分析）：使用PriProbit 3.4软件对剂量-死亡率数据进行线性评估，计算斜率、中位致死浓度（LC₅₀）和95%置信限（FLs），并用Abbott公式校正对照死亡率；④相对效力比（relative potency ratio）用于比较不同暴露间隔和品系间的差异，当95%置信区间不包含1时认为差异显著。

**3. 研究结果**

**3.1 使用IRAC 022方法评估P. absoluta对商业制剂的敏感性**

通过IRAC 022方法，研究人员评估了TYMP 21-4品系对氰虫酰胺（cyantraniliprole）、氯虫苯甲酰胺（chlorantraniliprole）、茚虫威（indoxacarb）、多杀菌素（spinosad）、乙基多杀菌素（spinetoram）、甲氨基阿维菌素苯甲酸盐（emamectin benzoate）和阿维菌素（abamectin）的响应。结果显示，TYMP 21-4品系对大多数农药具有高度抗性：对双酰胺类（氯虫苯甲酰胺和氰虫酰胺）的抗性比（RR）高达370倍以上（其中氯虫苯甲酰胺RR达11985倍）；对茚虫威的RR为2997倍；对甲氨基阿维菌素苯甲酸盐的RR为74倍；对多杀菌素和乙基多杀菌素表现出中等抗性（RR分别为20和13倍）；仅对阿维菌素表现出低水平抗性（RR为4倍）。该结果明确了野生品系的高抗性背景。

**3.2 IRAC 022方法与改良延长暴露方法对慢作用杀虫剂的比较**

对于印楝素和螺虫乙酯，研究人员分别使用IRAC 022方法（3 DAT）和改良方法（12 DAT和27 DAT）测定了LAB 2021和TYMP 21-4品系的LC₅₀值。延长暴露评估（12和27 DAT）重复两次，且重复间LC₅₀值无显著差异（表中用小写字母表示）。然而，不同暴露间隔间的LC₅₀值存在显著差异（大写字母表示），表明暴露间隔对慢作用分子的效果估计有关键影响。

**3.2.1 印楝素案例**

对于印楝素，在LAB 2021和TYMP 21-4品系中，LC₅₀值从3 DAT到12 DAT显著下降（约30-100倍），但从12 DAT到27 DAT无进一步显著下降。具体而言，3 DAT时LC₅₀为154 mg L^-1（LAB 2021）和244 mg L^-1（TYMP 21-4）；12 DAT时降至5.9±2.7 mg L^-1（LAB 2021）和2.1±0.5 mg L^-1（TYMP 21-4）；27 DAT时为2.1±0.7 mg L^-1（LAB 2021）和1.7±0.6 mg L^-1（TYMP 21-4）。合并数据后，两个品系间在所有暴露间隔下均无显著差异，最大RR仅为2，表明TYMP 21-4对印楝素无抗性。通过分析27 DAT时不同剂量下昆虫活力状态（图1），研究人员发现印楝素的主要效果是杀幼虫作用，在12 DAT时阻止幼虫化蛹，在最高剂量下死亡幼虫占100%，而对蛹的影响很小（大多数情况下死蛹比例在3%-10%）。

**3.2.2 螺虫乙酯案例**

对于螺虫乙酯，LC₅₀值在3 DAT与12 DAT之间以及12 DAT与27 DAT之间均存在显著差异，表现出逐步下降模式。3 DAT时LC₅₀为70 mg L^-1（LAB 2021）和95.4 mg L^-1（TYMP 21-4）；12 DAT时降至4.65±0.32 mg L^-1（LAB 2021）和12.92±4.8 mg L^-1（TYMP 21-4）；27 DAT时进一步降至0.93±0.42 mg L^-1（LAB 2021）和0.74±0.15 mg L^-1（TYMP 21-4）。合并数据后，两个品系间LC₅₀值无显著差异，RR≤2，表明无抗性。通过分析27 DAT时昆虫活力状态（图2），研究人员发现螺虫乙酯在幼虫阶段有影响，但更显著的作用发生在蛹期（变态阶段）：在大多数剂量下，死幼虫比例低于30%，而死蛹比例随剂量增加而逐渐升高，在最高剂量下可达60%-70%，表明螺虫乙酯具有延迟且阶段特异性的活性。

**4. 讨论与结论**

讨论部分指出，现有的IRAC 022方法对慢作用化合物（如生长调节剂印楝素）可能有限制。本研究开发的延长暴露方法（基于Galdino等（2015）和Silva等（2016）的方法，但将观察期延长至成虫羽化）更准确地评估了残留和延迟毒性。虽然延长暴露可能反映田间条件下幼虫继续取食造成额外损害的风险，但结合短期和长期数据能更好地评估慢作用化合物的真实效果。对于印楝素，LC₅₀值随暴露时间延长下降高达100倍，与田间早期观察（如Hosseinzadeh等报道的15天效果逐渐增加）一致。对于螺虫乙酯，从3 DAT到27 DAT的LC₅₀下降达75-130倍，与Braham等（2012）和He等（2013）的研究结果相符，这些研究均表明短期观察可能低估其效果。

**研究结论**：印楝素和螺虫乙酯是控制P. absoluta可靠且有效的解决方案，两者在抗性品系中均达到高死亡率。新改良的IRAC 022生物测定方法能够监测幼虫活力、化蛹和成虫羽化过程。鉴于其慢作用特性，田间应用时需考虑其作用特点，并在处理后10-12天评估效果。