水稻生态系统中二条黑尾叶蝉（Nephotettix virescens）的杀虫剂抗性及相对繁殖表现

《Heliyon》：Insecticide resistance and relative reproductive performance of Nephotettix virescens in rice ecosystem

　　

水稻生态系统中二条黑尾叶蝉（Nephotettix virescens Distant，半翅目：叶蝉科）的杀虫剂抗性及相对繁殖表现对水稻生产构成显著挑战。研究人员评估了来自孟加拉国东古罗病（tungro）流行区库米拉（Cumilla）的二条黑尾叶蝉（GLH）田间种群的杀虫剂抗性谱，并与无杀虫剂暴露的敏感实验室品系进行比较，同时量化了与GLH相对繁殖表现相关的特定杀虫剂水平。研究采用国际抗性行动委员会（IRAC）005协议（略作修改）测试两个GLH来源：持续18代无杀虫剂暴露的实验室品系，以及田间采集第一代种群。实验室品系致死中浓度（LC50）范围为：芬诺克巴（Fenobucarb）48.44 ppm、盐酸卡塔普（Cartap hydrochloride）216.41 ppm、噻嗪酮（Buprofezin）24.78 ppm、毒死蜱（Chlorpyrifos）360.32 ppm、吡虫啉（Imidacloprid）8.19 ppm，氯氰菊酯（Cypermethrin）与毒死蜱混剂仅0.91 ppm，毒性差异显著。田间种群对盐酸卡塔普（7.39）、噻嗪酮（6.49）和芬诺克巴（5.16）呈低水平抗性；氯氰菊酯+毒死蜱混剂（3.33）和吡虫啉（1.06）几乎无抗性，接近敏感基线。在推荐剂量下，毒死蜱（Dursban 20 EC）相对繁殖比最高（0.73），剂量响应中推荐剂量与2倍推荐剂量分别为0.71和0.48。氯氰菊酯+毒死蜱混剂（Nitro 505 EC）LC50极低（实验室0.91 ppm，田间3.03 ppm），第3天存活率为零。优化杀虫剂选择、实施轮换策略及限制低效药剂，对维持防治效果并处理生态问题至关重要。

研究背景方面，水稻为全球逾半数人口主食，昆虫害虫致年产量损失约20%，其中二条黑尾叶蝉（GLH）作为东古罗病毒主要传毒媒介，在孟加拉国库米拉等稻区频发暴发。自绿色革命以来，稻田集约化用药加速GLH杀虫剂抗性及相对繁殖表现演化，农民每季施药2—4次，2000年农药用量较1960年增约25倍，破坏生态平衡并诱发褐飞虱（BPH）等对33种化合物抗性。目前缺乏东古罗流行区GLH抗性倍数数据、无药暴露长期实验室品系敏感基线，以及亚致死剂量促繁殖效应识别尚属空白，故研究人员旨在明确抗性药剂类别、促繁殖药剂及剂量，为政策制定提供基线。

作者为开展研究用到几个主要关键技术方法：以孟加拉国水稻研究所（BRRI）农场采集并经18代无药温室扩繁的敏感实验室品系，及2023—2024年库米拉东古罗流行区农户苗床网捕第一代田间种群为样本队列；采用IRAC 005法（稍改）以3龄若虫为统一试虫，盆栽浸渍法设6浓度3重复求LC₅₀与抗性倍数（RR＝田间LC₅₀/敏感LC₅₀）；网室盆栽释放25头3龄若虫，于72小时及30天计数存活与F₁成虫，按相对繁殖比＝处理30天F₁数/对照30天F₁数评估繁殖刺激；统计用PoloPlus概率回归算LC₅₀与95%置信限，R程序ANOVA及Tukey HSD检验（p＜0.05）。

研究结果部分，3.1实验室种群生物测定显示，18代无药品系对6类药剂LC₅₀差异大，氯氰菊酯+毒死蜱混剂最低（0.91 ppm），毒死蜱最高（360.32 ppm）。3.2田间种群生物测定表明，库米拉田间种群对盐酸卡塔普（RR 7.39）、噻嗪酮（RR 6.49）、芬诺克巴（RR 5.16）呈低抗，氯氰菊酯+毒死蜱混剂（RR 3.33）与毒死蜱（RR 1.48）、吡虫啉（RR 1.06）近敏感；混剂LC₅₀田间3.03 ppm。3.3芬诺克巴与毒死蜱剂量效应显示，芬诺克巴高剂量（3450 ppm）30天繁殖比为0，推荐剂量（1725 ppm）仅0.021，低剂量（864 ppm）升至0.342；毒死蜱随剂量降低繁殖比升高，低剂量（200 ppm）达0.843，推荐剂量（400 ppm）0.707，高剂量（800 ppm）0.477，证实亚致死剂量刺激繁殖。3.4九药剂推荐剂量比较中，毒死蜱相对繁殖比最高（0.731），其后马拉硫磷（0.083）、噻嗪酮（0.065）、芬诺克巴（0.009），盐酸卡塔普、甲萘威（Carbaryl）、吡虫啉、噻虫嗪（Thiamethoxam）、氯氰菊酯+毒死蜱混剂均为0。

讨论部分指出，田间LC₅₀普遍高于实验室敏感基线，盐酸卡塔普、噻嗪酮、芬诺克巴抗性上升最著，吡虫啉仍高效但需警惕长期演化；毒死蜱具最强繁殖刺激，亚致死剂量促GLH种群反弹，机制兼直接生理效应与天敌削减间接作用；氯氰菊酯+毒死蜱混剂速效致死但LC₅₀极低，对非靶标与土壤微生物生态风险高。结论部分翻译如下：本研究探明GLH中对盐酸卡塔普、噻嗪酮、芬诺克巴呈低水平抗性，对氯氰菊酯+毒死蜱混剂及吡虫啉敏感；建立18代无药实验室品系敏感基线供后续监测；芬诺克巴与毒死蜱在半推荐剂量相对繁殖比最高，推荐剂量下毒死蜱失效（实验室与田间即使提高至1600 ppm仍难达80%死亡率）；后续将聚焦肠道菌宏组学阐释毒死蜱LC₅₀升高机制。该研究助农政界限制低效药剂、评估非稻用农药影响，于综合害虫管理（IPM）框架内制定可持续GLH防治名录，论文发表于《Heliyon》。