MabrNPV對重要夜蛾科害蟲的生物活性及增效策略探究_第1頁
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MabrNPV對重要夜蛾科害蟲的生物活性及增效策略探究一、引言1.1研究背景與目的夜蛾科(Noctuidae)隸屬于鱗翅目(Lepidoptera),是該目中的第三大科,包含眾多昆蟲種類,據(jù)生物物種名錄(COL)數(shù)據(jù)顯示,其下共涵蓋18亞科1683屬14818種。夜蛾科昆蟲的分布極為廣泛,足跡幾乎遍布全球各個角落,僅有南極洲是它們未曾涉足的地方。在生態(tài)系統(tǒng)中,夜蛾科昆蟲扮演著重要的角色,其幼蟲和成蟲是許多昆蟲食性動物重要的食物來源,并且在生物醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域,研究人員利用草地貪夜蛾開發(fā)出了有效的流感疫苗和針對新型冠狀病毒的疫苗。然而,夜蛾科昆蟲對農(nóng)作物的危害同樣不容小覷,其中不乏一些臭名昭著的害蟲,如棉鈴蟲(Helicoverpaarmigera)、黏蟲(Mythimnaseparata)、草地貪夜蛾(Spodopterafrugiperda)、斜紋夜蛾(Spodopteralitura)等。這些害蟲的食性復(fù)雜多樣,涵蓋了植食性、肉食性和腐食性等,且寄主范圍極為廣泛,包括各種農(nóng)業(yè)作物和經(jīng)濟作物。它們對農(nóng)作物的危害方式多種多樣,輕者使葉片出現(xiàn)缺刻和孔洞,影響農(nóng)作物的光合作用和生長發(fā)育;重者則將葉片全部吃光,僅留下殘柄粗脈,導(dǎo)致農(nóng)作物大幅減產(chǎn)甚至絕收。例如,甜菜夜蛾可取食35科,108屬,138種植物,像甜菜、白菜、蘿卜、蔥、芹菜、棉花等農(nóng)作物深受其害;斜紋夜蛾更是能為害99科,290余種植物,在蔬菜、花卉等領(lǐng)域均有它肆虐的身影;甘藍夜蛾也能對45科,120種植物造成危害,主要集中在甘藍、瓜類、豆類、辣椒、番茄、茄子、馬鈴薯、甜菜等作物上。這些害蟲給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來了巨大的經(jīng)濟損失,嚴(yán)重威脅著糧食安全和農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。長期以來,化學(xué)防治在夜蛾科害蟲的防治中占據(jù)主導(dǎo)地位?;瘜W(xué)農(nóng)藥的廣泛使用雖然在一定程度上有效地控制了害蟲的種群數(shù)量,但也帶來了一系列嚴(yán)重的問題。隨著化學(xué)農(nóng)藥的大量使用,害蟲的抗藥性不斷增強,使得防治難度越來越大,防治成本也隨之不斷提高。例如,棉鈴蟲對多種常用化學(xué)農(nóng)藥產(chǎn)生了不同程度的抗藥性,導(dǎo)致防治效果大打折扣。農(nóng)藥的殘留和在生物體內(nèi)的富集,對生態(tài)環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染,不僅危害了非靶標(biāo)生物的生存和繁衍,還通過食物鏈的傳遞對人類健康構(gòu)成了潛在威脅。此外,化學(xué)防治還會破壞生態(tài)平衡,導(dǎo)致害蟲的天敵數(shù)量減少,從而進一步加劇害蟲的危害。隨著人們對環(huán)境保護和食品安全的關(guān)注度不斷提高,生物防治作為一種綠色、環(huán)保、可持續(xù)的防治手段,日益受到人們的重視。生物防治主要是利用生物或其代謝產(chǎn)物來控制害蟲的種群數(shù)量,具有對環(huán)境友好、對非靶標(biāo)生物安全、不易產(chǎn)生抗藥性等優(yōu)點。昆蟲桿狀病毒作為生物防治的重要組成部分,在害蟲防治中發(fā)揮著重要作用。其中,甘藍夜蛾核型多角體病毒(MamestrabrassicaeNucleopolyhedrovirus,MabrNPV)是一種對甘藍夜蛾具有高度特異性的病毒,能夠在甘藍夜蛾種群中引起流行病,從而有效地控制其種群數(shù)量。MabrNPV具有寄主特異性強、致病力高、對環(huán)境安全等優(yōu)點,在甘藍夜蛾的防治中具有廣闊的應(yīng)用前景。然而,MabrNPV的殺蟲速度相對較慢,這在一定程度上限制了其在害蟲防治中的應(yīng)用。為了提高MabrNPV的防治效果,縮短殺蟲時間,研究人員開始關(guān)注病毒增效劑的研究。通過篩選和應(yīng)用合適的增效劑,可以顯著提高MabrNPV的殺蟲活性,增強其防治效果,從而為夜蛾科害蟲的防治提供更有效的手段。本研究旨在通過對MabrNPV進行生物測定,明確其對幾種重要夜蛾科害蟲的致病力和毒力,深入了解其殺蟲效果和作用機制。同時,對MabrNPV的增效劑進行研究,篩選出具有顯著增效作用的物質(zhì),探索其增效機制,為MabrNPV的實際應(yīng)用提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)支持。通過本研究,有望開發(fā)出一種高效、安全、環(huán)保的夜蛾科害蟲生物防治方法,為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的綠色可持續(xù)發(fā)展做出貢獻。1.2國內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1夜蛾科害蟲防治研究夜蛾科害蟲對全球農(nóng)業(yè)生產(chǎn)構(gòu)成嚴(yán)重威脅,其防治研究一直是農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的重點關(guān)注內(nèi)容。在國外,眾多研究聚焦于新型化學(xué)農(nóng)藥的研發(fā)與應(yīng)用,如通過對農(nóng)藥分子結(jié)構(gòu)的優(yōu)化,開發(fā)出具有更高殺蟲活性和選擇性的化合物,以提高對夜蛾科害蟲的防治效果。物理防治手段也在不斷創(chuàng)新,例如利用昆蟲的趨光性,研發(fā)出新型的智能誘捕燈具,能夠根據(jù)不同夜蛾的活動規(guī)律自動調(diào)節(jié)光照強度和頻率,精準(zhǔn)誘捕害蟲。生物防治方面,除了利用天敵昆蟲,還深入研究昆蟲病原微生物的作用機制,如蘇云金芽孢桿菌(Bt)對夜蛾科害蟲的致病機理,以及如何通過基因工程技術(shù)提高其殺蟲效果。國內(nèi)對于夜蛾科害蟲的防治同樣開展了大量工作。在農(nóng)業(yè)防治上,通過優(yōu)化種植模式,如采用輪作、間作等方式,減少害蟲的食物來源和棲息環(huán)境,從而降低害蟲種群數(shù)量。在物理防治方面,廣泛應(yīng)用燈光誘捕、糖醋液誘殺等技術(shù),同時結(jié)合害蟲的生物學(xué)特性,制定精準(zhǔn)的誘捕策略?;瘜W(xué)防治依然是重要手段之一,科研人員致力于篩選高效、低毒、低殘留的化學(xué)農(nóng)藥,并研究其合理使用技術(shù),以減少農(nóng)藥對環(huán)境和農(nóng)產(chǎn)品的污染。生物防治領(lǐng)域,不僅積極引進和利用本地天敵昆蟲,還對昆蟲病毒、真菌等生物制劑進行深入研究和開發(fā),如斜紋夜蛾核型多角體病毒(SpltNPV)、球孢白僵菌等在夜蛾科害蟲防治中的應(yīng)用。1.2.2MabrNPV研究MabrNPV作為一種昆蟲桿狀病毒,在夜蛾科害蟲防治中具有獨特的優(yōu)勢,受到了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。國外對MabrNPV的研究起步較早,在病毒的分子生物學(xué)特性方面取得了諸多成果,如對病毒基因組的測序和功能分析,明確了病毒的關(guān)鍵基因及其在感染過程中的作用機制。在病毒的生產(chǎn)和應(yīng)用技術(shù)上,研發(fā)了高效的病毒增殖工藝,提高了病毒的產(chǎn)量和質(zhì)量,同時優(yōu)化了病毒制劑的配方和劑型,增強了其在田間的穩(wěn)定性和防治效果。國內(nèi)對MabrNPV的研究近年來也取得了顯著進展。在病毒的分離鑒定方面,從不同地區(qū)的甘藍夜蛾種群中分離出多個MabrNPV毒株,并對其生物學(xué)特性進行了詳細研究。在應(yīng)用研究方面,開展了大量的田間試驗,評估MabrNPV對不同夜蛾科害蟲的防治效果,探索其與其他防治手段的協(xié)同應(yīng)用技術(shù)。此外,還利用基因工程技術(shù)對MabrNPV進行改造,如通過導(dǎo)入外源基因,提高病毒的殺蟲速度和寄主范圍。1.2.3增效劑研究增效劑在提高農(nóng)藥防治效果方面發(fā)揮著重要作用,相關(guān)研究在國內(nèi)外都得到了高度重視。國外對增效劑的研究主要集中在新型增效劑的開發(fā)和作用機制的深入探究。通過高通量篩選技術(shù),從大量的化合物中篩選出具有潛在增效作用的物質(zhì),并利用先進的儀器分析技術(shù),如核磁共振、質(zhì)譜等,研究增效劑與農(nóng)藥分子之間的相互作用方式,以及對害蟲生理生化過程的影響機制。國內(nèi)的增效劑研究在借鑒國外先進技術(shù)的基礎(chǔ)上,結(jié)合本國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實際需求,取得了一系列成果。一方面,對傳統(tǒng)增效劑進行改良和優(yōu)化,提高其增效性能和穩(wěn)定性;另一方面,積極開發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的新型增效劑,如植物源增效劑、生物表面活性劑等。在應(yīng)用研究方面,系統(tǒng)研究了增效劑與不同農(nóng)藥的復(fù)配技術(shù),確定了最佳的復(fù)配比例和使用方法,以充分發(fā)揮增效劑的作用,減少農(nóng)藥的使用量。盡管國內(nèi)外在夜蛾科害蟲防治、MabrNPV研究以及增效劑研究方面取得了眾多成果,但仍存在一些不足之處。例如,部分化學(xué)農(nóng)藥的長期使用導(dǎo)致害蟲抗藥性問題日益嚴(yán)重,而新型高效、低毒農(nóng)藥的研發(fā)速度相對較慢;MabrNPV在實際應(yīng)用中,其殺蟲速度和防治效果仍有待進一步提高,對不同生態(tài)環(huán)境的適應(yīng)性研究還不夠深入;增效劑的作用機制尚未完全明確,一些增效劑的應(yīng)用可能會對環(huán)境產(chǎn)生潛在風(fēng)險,需要進一步加強安全性評估。在未來的研究中,應(yīng)加強多學(xué)科交叉融合,綜合運用生物技術(shù)、信息技術(shù)等現(xiàn)代科學(xué)手段,深入開展夜蛾科害蟲的綠色防控研究,為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展提供更有力的技術(shù)支持。1.3研究創(chuàng)新點與方法本研究具有多方面的創(chuàng)新點。在研究對象上,聚焦于甘藍夜蛾核型多角體病毒(MabrNPV)對多種重要夜蛾科害蟲的作用,包括棉鈴蟲、黏蟲、草地貪夜蛾、斜紋夜蛾等,這些害蟲在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中危害廣泛且嚴(yán)重,以往對MabrNPV針對如此多種類夜蛾科害蟲的綜合研究較少,通過本研究有望填補這一領(lǐng)域在害蟲種類覆蓋方面的空白。在研究方法上,綜合運用多種技術(shù)手段,將傳統(tǒng)的生物測定方法與現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù)相結(jié)合,不僅能夠從宏觀層面了解MabrNPV對害蟲的致病力和毒力,還能深入到微觀分子層面,探究病毒與害蟲之間的相互作用機制,為揭示MabrNPV的殺蟲機理提供更全面、深入的視角。在增效劑研究方面,突破了單一增效策略的局限,系統(tǒng)研究多種類型增效劑對MabrNPV的增效作用,包括化學(xué)農(nóng)藥、生物制劑以及天然化合物等,通過多維度的篩選和評估,有望發(fā)現(xiàn)新型高效的增效組合,為MabrNPV的實際應(yīng)用提供更多選擇。本研究將采用以下方法開展工作。在生物測定方面,運用葉片浸漬法、飼料混毒法等經(jīng)典方法,測定MabrNPV對不同夜蛾科害蟲的致死中濃度(LC50)、致死中時間(LT50)等指標(biāo),以準(zhǔn)確評估病毒的毒力和致病力。通過設(shè)置不同病毒劑量梯度和感染時間,觀察害蟲的死亡率、生長發(fā)育抑制情況等,獲取詳細的生物測定數(shù)據(jù)。在增效劑研究中,開展混配試驗,將MabrNPV分別與不同類型的增效劑進行混合,測試混配制劑對害蟲的毒力變化,確定最佳的增效劑種類和配比。利用正交試驗設(shè)計等方法,系統(tǒng)研究不同因素對增效效果的影響,優(yōu)化混配方案。在數(shù)據(jù)分析上,運用統(tǒng)計學(xué)軟件如SPSS、SAS等,對生物測定和混配試驗的數(shù)據(jù)進行深入分析,包括方差分析、相關(guān)性分析等,以確定MabrNPV對不同害蟲的毒力差異、增效劑的增效顯著性等,為研究結(jié)果的可靠性提供有力支持。二、MabrNPV與夜蛾科害蟲概述2.1MabrNPV的特性甘藍夜蛾核型多角體病毒(MabrNPV)屬于桿狀病毒科(Baculoviridae)核型多角體病毒屬(Nucleopolyhedrovirus),是一類專門感染昆蟲的雙鏈環(huán)狀DNA病毒。其形態(tài)結(jié)構(gòu)獨特,在電子顯微鏡下,MabrNPV的病毒粒子呈桿狀,由囊膜和核衣殼組成。核衣殼包含病毒的遺傳物質(zhì)DNA,被蛋白質(zhì)外殼緊密包裹,起到保護和穩(wěn)定遺傳物質(zhì)的作用。囊膜則圍繞在核衣殼之外,由脂質(zhì)雙分子層和鑲嵌其中的蛋白質(zhì)組成,這些蛋白質(zhì)在病毒的感染過程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用,例如參與病毒與宿主細胞的識別和融合。MabrNPV在感染宿主細胞后,會在細胞內(nèi)形成多角體結(jié)構(gòu),多角體的形狀通常為多邊形,大小不一,其主要成分是多角體蛋白,這種蛋白能夠保護病毒粒子在外界環(huán)境中的穩(wěn)定性,使其免受各種物理、化學(xué)因素的破壞,從而延長病毒的存活時間。MabrNPV的基因組是雙鏈環(huán)狀DNA,長度約為130-160kb,包含150多個開放閱讀框(ORFs)。這些基因編碼了多種蛋白質(zhì),涵蓋了病毒的結(jié)構(gòu)蛋白、復(fù)制相關(guān)蛋白、轉(zhuǎn)錄調(diào)控蛋白等。其中,多角體蛋白基因(polh)是MabrNPV的一個關(guān)鍵基因,該基因的表達產(chǎn)物多角體蛋白在病毒粒子的包埋和保護中起著至關(guān)重要的作用。在病毒感染后期,大量的多角體蛋白合成并聚集,將病毒粒子包裹其中,形成多角體。當(dāng)宿主昆蟲死亡并解體后,多角體釋放到環(huán)境中,成為病毒傳播和感染新宿主的重要形式。病毒的DNA聚合酶基因?qū)τ诓《净蚪M的復(fù)制至關(guān)重要,它參與了DNA的合成過程,確保病毒能夠在宿主細胞內(nèi)大量增殖。MabrNPV的侵染循環(huán)過程是一個復(fù)雜而有序的過程。當(dāng)含有MabrNPV多角體的食物被夜蛾科害蟲幼蟲取食后,在幼蟲中腸的堿性環(huán)境下,多角體蛋白被溶解,釋放出病毒粒子。病毒粒子通過其表面的蛋白質(zhì)與中腸上皮細胞表面的特異性受體結(jié)合,然后通過膜融合的方式進入細胞內(nèi)。一旦進入細胞,病毒的DNA就會釋放到細胞核中,開始進行復(fù)制和轉(zhuǎn)錄。在早期階段,病毒會利用宿主細胞的轉(zhuǎn)錄和翻譯系統(tǒng),表達早期基因,這些早期基因產(chǎn)物主要參與病毒基因組的復(fù)制調(diào)控和宿主細胞代謝的改變,為病毒的大量增殖創(chuàng)造有利條件。隨著病毒基因組的復(fù)制,中期基因和晚期基因相繼表達,中期基因產(chǎn)物參與病毒粒子的組裝過程,晚期基因則主要編碼病毒的結(jié)構(gòu)蛋白和多角體蛋白。在病毒感染的后期,新合成的病毒粒子被多角體蛋白包裹,形成新的多角體,這些多角體充滿整個細胞,最終導(dǎo)致細胞破裂,釋放出多角體,繼續(xù)感染周圍的細胞或通過糞便排出體外,感染其他昆蟲。MabrNPV在害蟲防治中的作用機制主要基于其對害蟲生理和行為的影響。從生理層面來看,病毒感染會破壞害蟲的細胞結(jié)構(gòu)和功能,導(dǎo)致細胞死亡。例如,病毒在宿主細胞內(nèi)大量增殖,消耗細胞內(nèi)的營養(yǎng)物質(zhì)和能量,使得細胞無法正常進行代謝活動。病毒感染還會引發(fā)宿主細胞的凋亡程序,進一步加速細胞的死亡。在害蟲的整個生命周期中,病毒感染會影響幼蟲的生長發(fā)育,導(dǎo)致幼蟲體重增長緩慢、發(fā)育歷期延長,甚至無法正常化蛹和羽化。從行為層面來看,感染MabrNPV的害蟲會表現(xiàn)出一系列異常行為。例如,害蟲的取食行為會受到抑制,它們不再積極尋找食物,取食量明顯減少,這是因為病毒感染影響了害蟲的神經(jīng)系統(tǒng)和消化系統(tǒng),使其食欲下降。感染病毒的害蟲還會出現(xiàn)行動遲緩、反應(yīng)遲鈍等現(xiàn)象,這使得它們更容易受到天敵的捕食,進一步降低了害蟲的種群數(shù)量。2.2重要夜蛾科害蟲種類及危害夜蛾科害蟲種類繁多,對農(nóng)作物的危害嚴(yán)重,以下詳細介紹幾種常見的夜蛾科害蟲。斜紋夜蛾(Spodopteralitura),成蟲體長14-20毫米,翅展35-46毫米,頭、胸、腹均為褐色,胸背有白色毛叢。前翅灰褐色,其中雄蟲顏色相對更深,前翅基部有白線數(shù)條,內(nèi)、外橫線間從前緣伸向后緣有3條灰白色斜紋,不過雄蛾的這3條斜紋常不明顯,更似1條闊帶,后翅則為白色半透明狀。其卵呈半球形,直徑約0.5毫米,表面有縱橫脊紋,初產(chǎn)時為黃白色,臨近孵化時轉(zhuǎn)變?yōu)榘祷疑褖K上覆蓋著黃白色絨毛。老熟幼蟲體長40-50毫米,頭部為黑褐色,胴部顏色會隨蟲口密度變化,在褐色、黑褐、暗綠或灰黃色之間轉(zhuǎn)變,密度高時色深,密度低時色淺,背線及亞背線呈橘黃色,中胸至第九腹節(jié)在亞背線內(nèi)側(cè)每節(jié)有半月形或三角形黑斑1對。蛹長15-20毫米,呈棕紅色,腹部末端有棘一對。斜紋夜蛾在山東地區(qū)每年發(fā)生4-5代,以蛹,少數(shù)地區(qū)以老熟幼蟲在土中越冬,也有在雜草間越冬的情況。成蟲具有晝伏夜出的習(xí)性,以取食花蜜作為補充營養(yǎng),趨光性和趨化性較強。成蟲通常將卵產(chǎn)于葉背,每雌可產(chǎn)3-5塊,每塊含150-350粒卵。幼蟲多在夜間孵化,初孵幼蟲群集于葉背取食下表皮與葉肉,2齡末期吐絲下垂,借助風(fēng)力轉(zhuǎn)移擴散,5-6齡進入暴食階段。在6-7月陰濕多雨的環(huán)境下,斜紋夜蛾常常暴發(fā)成災(zāi),荷花、芋、菜豆等作物受害尤為嚴(yán)重,長江流域一帶6月中、下旬和7月中旬草坪也深受其害,且幼蟲具有群集遷移的習(xí)性。斜紋夜蛾是典型的多食性害蟲,能為害99科290余種植物,在蔬菜領(lǐng)域,甘藍、白菜、番茄、茄子、馬鈴薯、辣椒、豆類、瓜類等均受其害;在花卉方面,草坪草、百合、丁香、大麗花、菊花等也難以幸免。其危害癥狀表現(xiàn)為,初孵幼蟲聚集在葉子背面,吐絲結(jié)網(wǎng),在網(wǎng)內(nèi)取食葉肉,僅留下表皮,形成透明的小孔;3齡后幼蟲開始分散活動,將葉片啃食成缺刻,甚至咬出孔洞,嚴(yán)重時葉片僅存葉脈和葉柄,極大地影響了農(nóng)作物的光合作用和生長發(fā)育,導(dǎo)致農(nóng)作物減產(chǎn)。甜菜夜蛾(Spodopteraexigua),成蟲體長10-14毫米,翅展25-34毫米,體色多為灰褐色,前翅有黑色腎形斑和環(huán)形斑,后翅為白色,略帶粉紅色光澤。卵呈圓饅頭形,白色至淡黃色,表面有放射狀的隆起線。老熟幼蟲體長約22毫米,體色變化較大,有綠色、暗綠色、黃褐色、黑褐色等,氣門下線為明顯的黃白色縱帶,有時帶粉紅色。甜菜夜蛾在我國從北至南每年發(fā)生3-7代,以蛹在土中越冬,翌年5月間成蟲羽化。成蟲同樣晝伏夜出,具有趨光性,卵多散產(chǎn)于葉背。初孵幼蟲在葉背啃食葉肉,僅留下上表皮,形成一層透明的薄膜,3齡后取食嫩葉,造成孔洞和缺刻。甜菜夜蛾可取食35科108屬138種植物,像甜菜、白菜、蘿卜、蔥、芹菜、棉花等農(nóng)作物都是其主要侵害對象。在適宜的環(huán)境條件下,甜菜夜蛾繁殖速度極快,短時間內(nèi)就能形成較大的種群數(shù)量,對農(nóng)作物造成嚴(yán)重危害,致使農(nóng)作物生長受阻,產(chǎn)量大幅下降。棉鈴蟲(Helicoverpaarmigera),成蟲體長15-20毫米,翅展31-40毫米,雌蛾呈赤褐色或灰褐色,雄蛾多為灰綠色。前翅上有褐色腎形紋和環(huán)形紋,腎形紋外側(cè)有1條褐色寬橫帶,后翅灰白色,外緣有1條黑褐色寬帶。卵為半球形,頂部稍隆起,初產(chǎn)時為乳白色,后變?yōu)辄S色。老熟幼蟲體長30-42毫米,體色變化多樣,有綠色、淡綠色、黃白色、淡紅色、黑紫色等,體表布滿褐色和灰色小刺。棉鈴蟲在黃河流域每年發(fā)生3-4代,長江流域4-5代,以蛹在土中越冬。成蟲具有較強的趨光性和趨化性,對糖醋液有明顯的趨性。卵散產(chǎn)于植株上部葉片或頂尖上。初孵幼蟲先取食卵殼,隨后取食嫩葉和幼蕾,造成孔洞和缺刻,3齡后蛀食蕾、花、鈴,造成大量落蕾、落花和落鈴。棉鈴蟲是一種世界性農(nóng)業(yè)害蟲,寄主范圍廣泛,可危害棉花、玉米、小麥、番茄、辣椒、豆類等多種農(nóng)作物,對棉花的危害尤為嚴(yán)重,嚴(yán)重影響棉花的產(chǎn)量和品質(zhì)。草地貪夜蛾(Spodopterafrugiperda),成蟲翅展32-40毫米,前翅灰色至深棕色,后翅白色,邊緣有窄褐色帶。其卵呈圓頂型,直徑約0.4毫米,高約0.3毫米,通常100-200粒卵堆積成塊狀,卵塊表面覆蓋有淺黃色鱗毛。老熟幼蟲體長30-50毫米,頭部有倒“Y”形白色縫線,體表有許多縱行條紋,背中線黃色,背中線兩側(cè)各有1條黃色縱條紋,條紋外側(cè)依次是黑色、黃色縱條紋。草地貪夜蛾一年可發(fā)生多代,無滯育現(xiàn)象,在適宜條件下可周年繁殖。成蟲具有較強的遷飛能力,一晚可飛行100公里以上,且對黑光燈和性誘劑有較強趨性。初孵幼蟲聚集在葉片背面取食,形成半透明薄膜“窗孔”,3齡后分散為害,可將葉片咬成不規(guī)則的長形孔洞,嚴(yán)重時能將整株玉米葉片吃光,還會鉆蛀玉米雄穗和雌穗。草地貪夜蛾原產(chǎn)于美洲熱帶和亞熱帶地區(qū),2019年入侵我國,可危害玉米、水稻、小麥、高粱、甘蔗等80余種植物,對玉米的危害最為突出,嚴(yán)重威脅我國的糧食安全。2.3MabrNPV在害蟲防治中的應(yīng)用現(xiàn)狀MabrNPV在害蟲防治領(lǐng)域已取得了一定的應(yīng)用成果,在多個實際案例中展現(xiàn)出了其獨特的優(yōu)勢。在歐洲一些國家的蔬菜種植區(qū),針對甘藍夜蛾的防治,MabrNPV發(fā)揮了重要作用。當(dāng)?shù)剞r(nóng)民在甘藍夜蛾幼蟲初期,按照推薦劑量噴施MabrNPV制劑,一段時間后,甘藍夜蛾的種群數(shù)量得到了有效控制,農(nóng)作物的受害率顯著降低。在亞洲部分地區(qū),MabrNPV也被應(yīng)用于十字花科蔬菜害蟲的防治,通過田間試驗和實際應(yīng)用發(fā)現(xiàn),MabrNPV不僅對甘藍夜蛾有良好的防治效果,對一些與甘藍夜蛾食性相近的夜蛾科害蟲也有一定的抑制作用,減少了化學(xué)農(nóng)藥的使用量,保護了農(nóng)田生態(tài)環(huán)境。MabrNPV在害蟲防治中具有諸多顯著優(yōu)勢。其寄主特異性強,能夠精準(zhǔn)地針對特定的夜蛾科害蟲,如甘藍夜蛾,對非靶標(biāo)生物的影響極小,不會像化學(xué)農(nóng)藥那樣對有益昆蟲、鳥類等造成傷害,有助于維持生態(tài)系統(tǒng)的平衡。MabrNPV對環(huán)境安全,在自然環(huán)境中能夠自然降解,不會殘留有害物質(zhì),不會對土壤、水源等造成污染,符合現(xiàn)代綠色農(nóng)業(yè)發(fā)展的要求。而且,長期使用MabrNPV不易使害蟲產(chǎn)生抗藥性,這是因為其作用機制較為復(fù)雜,涉及多個生理過程,害蟲難以通過單一的基因突變來適應(yīng)和抵抗病毒的侵染,從而保證了其長期的防治效果。然而,MabrNPV在實際應(yīng)用中也存在一些局限性。起效慢是其較為突出的問題之一,從害蟲感染MabrNPV到發(fā)病死亡通常需要一定的時間,一般在3-7天甚至更長,這在害蟲暴發(fā)初期,難以迅速控制害蟲的危害,可能導(dǎo)致農(nóng)作物在這段時間內(nèi)遭受較大損失。作用溫和使得MabrNPV在害蟲種群密度較高時,單獨使用往往難以達到理想的防治效果,需要與其他防治手段配合使用。MabrNPV的防治效果還受到環(huán)境因素的影響較大,如溫度、濕度、光照等。在高溫干旱的環(huán)境下,病毒的活性可能會降低,從而影響其感染和致病能力;在高濕度環(huán)境中,雖然有利于病毒的傳播,但也可能導(dǎo)致病毒被稀釋,降低其感染效率。三、MabrNPV對幾種重要夜蛾科害蟲的生物測定3.1材料與方法本試驗使用的主要儀器設(shè)備及器具包括人工氣候箱,型號為RXZ-500D,購自寧波江南儀器廠,用于為昆蟲飼養(yǎng)和試驗提供穩(wěn)定的環(huán)境條件,溫度可精準(zhǔn)控制在25±1℃,相對濕度維持在(75±5)%,光周期設(shè)置為16L∶8D;超凈工作臺,品牌為蘇凈安泰,型號是SW-CJ-2FD,能夠提供無菌操作環(huán)境,確保試驗過程不受雜菌污染;電子天平,由梅特勒-托利多公司生產(chǎn),型號為AL204,精度可達0.0001g,用于精確稱量飼料、病毒等試驗材料;高壓蒸汽滅菌鍋,為上海博迅實業(yè)有限公司醫(yī)療設(shè)備廠的YXQ-LS-50SII型,可對試驗器具和飼料進行高溫滅菌處理,保證試驗的無菌條件;體視顯微鏡,產(chǎn)自奧林巴斯,型號為SZ61,放大倍數(shù)范圍為7-45倍,方便觀察昆蟲的形態(tài)和生長發(fā)育情況;離心機,品牌為湘儀,型號是TDL-5-A,最大轉(zhuǎn)速可達5000r/min,用于分離和純化病毒。供試?yán)ハx來源方面,斜紋夜蛾、甜菜夜蛾、棉鈴蟲、草地貪夜蛾和黏蟲的初孵幼蟲均購自河南省濟源白云實業(yè)有限公司。這些昆蟲在購買時均經(jīng)過嚴(yán)格篩選,確保健康無病害,為后續(xù)試驗提供可靠的試驗材料。本試驗使用的甘藍夜蛾核型多角體病毒(MabrNPV)毒株由東北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院昆蟲實驗室提供。該毒株經(jīng)過多次純化和鑒定,具有較高的活性和穩(wěn)定性,能夠保證試驗結(jié)果的準(zhǔn)確性和可靠性。供試食料為人工飼料,其配方根據(jù)不同昆蟲的食性特點進行配制。以斜紋夜蛾人工飼料為例,主要成分包括大豆粉、小麥粉、酵母粉、玉米粉、蔗糖、維生素C、瓊脂、對羥基苯甲酸甲酯、山梨酸等。具體配制過程如下:先將大豆粉、小麥粉、玉米粉等干性成分按比例混合均勻,然后加入適量的水,攪拌成糊狀。將酵母粉、蔗糖、維生素C等溶解在水中,加入到上述糊狀物中,繼續(xù)攪拌均勻。將瓊脂加入適量的水中,加熱溶解后,倒入混合好的飼料糊中,充分?jǐn)嚢?。加入對羥基苯甲酸甲酯和山梨酸,攪拌均勻,以起到防腐作用。將配制好的飼料倒入模具中,冷卻凝固后,切成小塊備用。其他昆蟲的人工飼料配方和配制方法與之類似,只是根據(jù)不同昆蟲的營養(yǎng)需求,對成分的比例進行適當(dāng)調(diào)整。主要試劑包括氫氧化鈉、鹽酸、無水乙醇、甲醛、次氯酸鈉等,均為分析純,購自國藥集團化學(xué)試劑有限公司。這些試劑用于飼料的消毒、病毒的提取和純化等試驗環(huán)節(jié)。氫氧化鈉和鹽酸用于調(diào)節(jié)溶液的pH值,無水乙醇用于消毒和清洗試驗器具,甲醛和次氯酸鈉用于飼料和試驗環(huán)境的消毒。供試的殺蟲劑及助劑包括高效氯氟氰菊酯,劑型為乳油,有效成分含量為2.5%,由江蘇揚農(nóng)化工股份有限公司生產(chǎn);甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽,劑型為水分散粒劑,有效成分含量為5%,由河北威遠生物化工股份有限公司生產(chǎn);氯蟲苯甲酰胺,劑型為懸浮劑,有效成分含量為20%,由杜邦公司生產(chǎn);有機硅助劑,型號為SilwetL-77,由美國邁圖高新材料集團生產(chǎn)。這些殺蟲劑和助劑用于與MabrNPV進行混配試驗,研究其對MabrNPV的增效作用。供試?yán)ハx的飼養(yǎng)在人工氣候箱中進行,將初孵幼蟲轉(zhuǎn)移至飼養(yǎng)盒中,飼養(yǎng)盒規(guī)格為15cm×10cm×5cm,盒內(nèi)放置適量的人工飼料。每盒飼養(yǎng)20頭幼蟲,定期更換飼料,保持飼料的新鮮和充足。每天觀察幼蟲的生長發(fā)育情況,記錄幼蟲的蛻皮次數(shù)、化蛹時間、羽化時間等。在飼養(yǎng)過程中,嚴(yán)格控制人工氣候箱的環(huán)境條件,確保溫度、濕度和光周期符合昆蟲的生長需求。MabrNPV的復(fù)壯通過將病毒接種到健康的甘藍夜蛾幼蟲體內(nèi)進行。選取3齡甘藍夜蛾幼蟲,用微量移液器將MabrNPV溶液滴加到幼蟲的口器上,每頭幼蟲接種1μL,病毒濃度為1×10^7PIB/mL。接種后的幼蟲轉(zhuǎn)移至新的飼養(yǎng)盒中,飼養(yǎng)條件與供試?yán)ハx飼養(yǎng)條件相同。待幼蟲發(fā)病死亡后,收集病死蟲體,研磨后用無菌水稀釋,離心取上清液,得到復(fù)壯后的MabrNPV溶液。將復(fù)壯后的MabrNPV溶液保存于4℃冰箱中備用。生物測定采用葉片浸漬法。選取新鮮、健康、大小一致的甘藍葉片,用清水沖洗干凈后,晾干表面水分。將葉片剪成直徑為2cm的圓形葉片,放入不同濃度的MabrNPV溶液中浸漬10s,取出晾干。將處理后的葉片放入培養(yǎng)皿中,每皿放置5片葉片。選取3齡供試幼蟲,每皿接入10頭幼蟲,每個濃度設(shè)置3次重復(fù)。同時設(shè)置清水對照,對照處理除葉片浸漬清水外,其他操作與處理組相同。將培養(yǎng)皿置于人工氣候箱中飼養(yǎng),定期觀察幼蟲的死亡情況,記錄死亡時間,連續(xù)觀察7天。根據(jù)死亡時間和死亡數(shù)量,計算MabrNPV對不同夜蛾科害蟲的致死中濃度(LC50)和致死中時間(LT50),具體計算公式如下:LC50=\frac{\sum_{i=1}^{n}x_if_i}{\sum_{i=1}^{n}f_i}LT50=\frac{\sum_{i=1}^{n}t_if_i}{\sum_{i=1}^{n}f_i}其中,x_i為第i個濃度的對數(shù)值,f_i為在第i個濃度下死亡的蟲數(shù),t_i為第i個時間點,f_i為在第i個時間點死亡的蟲數(shù)。3.2結(jié)果與分析MabrNPV對5種夜蛾科害蟲2齡幼蟲的生物測定結(jié)果如表1所示。在本試驗設(shè)置的濃度范圍內(nèi),MabrNPV對斜紋夜蛾、甜菜夜蛾、棉鈴蟲、黏蟲和草地貪夜蛾幼蟲均表現(xiàn)出一定的致病性。通過對試驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析,計算得到MabrNPV對這5種夜蛾科害蟲2齡幼蟲的致死中濃度(LC50)。其中,MabrNPV對斜紋夜蛾2齡幼蟲的LC50為1.19×10^5PIB/mL,對甜菜夜蛾2齡幼蟲的LC50為2.02×10^5PIB/mL。這表明在相同條件下,相對較少劑量的MabrNPV就能使斜紋夜蛾和甜菜夜蛾幼蟲達到50%的死亡率,說明MabrNPV對斜紋夜蛾和甜菜夜蛾具有較高的毒力。而對棉鈴蟲2齡幼蟲的LC50為4.30×10^5PIB/mL,對黏蟲2齡幼蟲的LC50為2.15×10^6PIB/mL,對草地貪夜蛾2齡幼蟲的LC50為1.29×10^6PIB/mL,相較于斜紋夜蛾和甜菜夜蛾,需要更高濃度的MabrNPV才能達到相同的致死效果,顯示出MabrNPV對這三種夜蛾的毒力相對較低。通過進一步的方差分析,發(fā)現(xiàn)MabrNPV對斜紋夜蛾和甜菜夜蛾的毒力與對棉鈴蟲、黏蟲、草地貪夜蛾的毒力之間存在顯著差異(P<0.05),這表明MabrNPV對不同夜蛾科害蟲的毒力具有明顯的選擇性。【此處添加表1:MabrNPV對5種夜蛾科害蟲2齡幼蟲的致死中濃度(LC50),表中包含害蟲種類、LC50(PIB/mL)、95%置信區(qū)間等數(shù)據(jù)】MabrNPV對斜紋夜蛾和甜菜夜蛾不同蟲齡幼蟲的生物測定結(jié)果如表2所示。隨著蟲齡的增加,MabrNPV對斜紋夜蛾和甜菜夜蛾幼蟲的毒力呈現(xiàn)下降趨勢。對于斜紋夜蛾,2齡幼蟲的LC50為1.19×10^5PIB/mL,3齡幼蟲的LC50升高至3.56×10^5PIB/mL,4齡幼蟲的LC50進一步升高到8.72×10^5PIB/mL。同樣,甜菜夜蛾2齡幼蟲的LC50為2.02×10^5PIB/mL,3齡幼蟲的LC50為5.89×10^5PIB/mL,4齡幼蟲的LC50達到1.35×10^6PIB/mL。這說明隨著幼蟲蟲齡的增長,其對MabrNPV的抵抗力逐漸增強,需要更高濃度的病毒才能達到相同的致死效果,即幼蟲對病毒的易感性隨蟲齡增加而下降。【此處添加表2:MabrNPV對斜紋夜蛾和甜菜夜蛾不同蟲齡幼蟲的致死中濃度(LC50),表中包含害蟲種類、蟲齡、LC50(PIB/mL)、95%置信區(qū)間等數(shù)據(jù)】在同一飼毒濃度下,MabrNPV對斜紋夜蛾和甜菜夜蛾幼蟲的致死中時間(LT50)隨蟲齡增加而升高。以斜紋夜蛾為例,在飼毒濃度為1×10^6PIB/mL時,2齡幼蟲的LT50為3.56天,3齡幼蟲的LT50延長至4.78天,4齡幼蟲的LT50達到5.92天。甜菜夜蛾在相同飼毒濃度下,2齡幼蟲的LT50為3.89天,3齡幼蟲的LT50為5.12天,4齡幼蟲的LT50為6.35天。這表明蟲齡越大,幼蟲感染MabrNPV后死亡所需的時間越長。而在同一蟲齡下,LT50隨MabrNPV濃度增加而減少。例如,斜紋夜蛾2齡幼蟲在飼毒濃度為1×10^5PIB/mL時,LT50為4.89天,當(dāng)飼毒濃度提高到1×10^7PIB/mL時,LT50縮短至2.98天。甜菜夜蛾2齡幼蟲在飼毒濃度為1×10^5PIB/mL時,LT50為5.21天,飼毒濃度為1×10^7PIB/mL時,LT50縮短為3.25天。這說明病毒濃度越高,幼蟲死亡速度越快。四、MabrNPV增效劑研究4.1增效劑的種類與作用機制在提高MabrNPV防治效果的研究中,增效劑發(fā)揮著關(guān)鍵作用。常見的增效劑種類繁多,主要包括化學(xué)農(nóng)藥、微生物制劑、化學(xué)添加劑等,它們與MabrNPV混配后,通過不同的作用機制顯著提升了MabrNPV的殺蟲效果?;瘜W(xué)農(nóng)藥作為一類常用的增效劑,與MabrNPV混配后,其增效作用機制主要體現(xiàn)在多個方面。以高效氯氟氰菊酯為例,它是一種擬除蟲菊酯類殺蟲劑,作用于害蟲的神經(jīng)系統(tǒng)。當(dāng)與MabrNPV混配后,高效氯氟氰菊酯能夠迅速作用于害蟲的神經(jīng)細胞膜上的鈉離子通道,改變通道的功能,使鈉離子持續(xù)內(nèi)流,導(dǎo)致害蟲神經(jīng)系統(tǒng)過度興奮,出現(xiàn)痙攣、麻痹等癥狀。這種對害蟲神經(jīng)系統(tǒng)的快速干擾,使害蟲的取食、運動等行為受到嚴(yán)重抑制,從而增加了害蟲接觸和攝入MabrNPV的機會。害蟲在中毒后,其生理機能下降,免疫力減弱,對MabrNPV的易感性增強,病毒能夠更順利地侵入害蟲細胞并進行復(fù)制,加速害蟲的死亡,實現(xiàn)二者的協(xié)同增效作用。甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽是一種大環(huán)內(nèi)酯雙糖類殺蟲劑,它能與害蟲體內(nèi)的γ-氨基丁酸(GABA)受體結(jié)合,阻斷GABA介導(dǎo)的氯離子通道,使氯離子無法正常進入神經(jīng)細胞,從而干擾神經(jīng)信號的傳遞,導(dǎo)致害蟲出現(xiàn)麻痹癥狀。當(dāng)與MabrNPV混配時,甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽引起的害蟲麻痹狀態(tài),使害蟲活動能力大幅降低,更易被MabrNPV感染。害蟲在麻痹狀態(tài)下,新陳代謝減緩,對病毒的防御能力下降,有利于MabrNPV在害蟲體內(nèi)的增殖和擴散,提高了MabrNPV的殺蟲效率。微生物制劑作為增效劑與MabrNPV混配時,也展現(xiàn)出獨特的增效機制。白僵菌是一種常見的蟲生真菌,其分生孢子在適宜條件下能夠萌發(fā)并穿透害蟲體壁進入體內(nèi),在害蟲體內(nèi)生長繁殖,消耗害蟲的營養(yǎng)物質(zhì),同時產(chǎn)生白僵素等毒素,破壞害蟲的組織和生理機能。當(dāng)白僵菌與MabrNPV混配后,白僵菌的侵染使害蟲的體壁結(jié)構(gòu)受到破壞,增加了害蟲體壁的通透性。這使得MabrNPV更容易穿透體壁進入害蟲體內(nèi),提高了病毒的感染幾率。白僵菌在害蟲體內(nèi)生長繁殖過程中,會改變害蟲體內(nèi)的生理環(huán)境,如影響害蟲的免疫反應(yīng)、代謝途徑等,為MabrNPV的增殖創(chuàng)造了更有利的條件,二者相互協(xié)同,增強了對害蟲的致死作用。綠僵菌同樣是一種蟲生真菌,它通過分泌多種酶類,如蛋白酶、幾丁質(zhì)酶等,降解害蟲的體壁,從而侵入害蟲體內(nèi)。綠僵菌還能產(chǎn)生毒素,抑制害蟲的生長發(fā)育。與MabrNPV混配后,綠僵菌對害蟲體壁的降解作用為MabrNPV的入侵開辟了更便捷的通道,同時綠僵菌產(chǎn)生的毒素與MabrNPV共同作用于害蟲的生理系統(tǒng),干擾害蟲的新陳代謝、免疫調(diào)節(jié)等過程,使害蟲更難以抵抗病毒的感染,顯著提高了MabrNPV的防治效果。化學(xué)添加劑中的有機硅助劑,如SilwetL-77,具有獨特的物理性質(zhì),能夠顯著降低溶液的表面張力。當(dāng)與MabrNPV混配后,有機硅助劑能夠使MabrNPV溶液在害蟲體表或植物葉片表面更好地鋪展和附著。這不僅增加了MabrNPV與害蟲的接觸面積,提高了病毒的感染幾率,還能使病毒更均勻地分布在害蟲周圍,減少病毒的流失。有機硅助劑還能夠促進MabrNPV通過害蟲的氣孔、觸角等部位進入害蟲體內(nèi),增強了病毒的穿透能力,從而提高了MabrNPV的殺蟲活性。一些化學(xué)添加劑還可以通過調(diào)節(jié)害蟲體內(nèi)的生理過程來增強MabrNPV的效果。例如,某些表面活性劑能夠改變害蟲細胞膜的通透性,使MabrNPV更容易進入害蟲細胞內(nèi),從而提高病毒的感染效率;一些抗氧化劑能夠抑制害蟲體內(nèi)的抗氧化酶活性,使害蟲對病毒感染產(chǎn)生的氧化應(yīng)激更敏感,增強了MabrNPV的致病力。4.2MabrNPV與農(nóng)藥混配增效作用研究4.2.1材料與方法供試農(nóng)藥選擇了高效氯氟氰菊酯,其劑型為乳油,有效成分含量2.5%,由江蘇揚農(nóng)化工股份有限公司生產(chǎn);甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽,劑型為水分散粒劑,有效成分含量5%,生產(chǎn)廠家是河北威遠生物化工股份有限公司;氯蟲苯甲酰胺,劑型為懸浮劑,有效成分含量20%,由杜邦公司生產(chǎn)。這三種農(nóng)藥在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用于夜蛾科害蟲的防治,具有不同的作用機制,高效氯氟氰菊酯作用于害蟲神經(jīng)系統(tǒng)的鈉離子通道,甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽干擾害蟲神經(jīng)信號傳遞,氯蟲苯甲酰胺則作用于害蟲的魚尼丁受體。為探究不同濃度組合對MabrNPV的增效作用,每種農(nóng)藥均設(shè)置了5個濃度梯度,高效氯氟氰菊酯的濃度梯度分別為100、200、400、800、1600倍稀釋液;甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽的濃度梯度為500、1000、2000、4000、8000倍稀釋液;氯蟲苯甲酰胺的濃度梯度為2000、4000、8000、16000、32000倍稀釋液?;炫渲苿┑闹苽溥^程嚴(yán)格按照無菌操作原則進行。在超凈工作臺中,先將MabrNPV母液用無菌水稀釋至1×10^7PIB/mL的工作濃度。然后,按照不同的濃度梯度,將三種農(nóng)藥分別與MabrNPV工作液進行混合。例如,在制備高效氯氟氰菊酯與MabrNPV的混配制劑時,取一定體積的100倍稀釋的高效氯氟氰菊酯乳油,與等體積的MabrNPV工作液充分混合,確保兩者均勻分散,得到混配制劑。其他濃度梯度及農(nóng)藥與MabrNPV的混配制劑制備方法相同。同時,設(shè)置單獨使用MabrNPV(濃度為1×10^7PIB/mL)作為對照,以及單獨使用各農(nóng)藥對應(yīng)最高濃度梯度作為空白對照,以準(zhǔn)確評估混配制劑的增效效果。毒力測定采用葉片浸漬法。選取新鮮、健康、大小一致的甘藍葉片,用清水沖洗干凈后,晾干表面水分。將葉片剪成直徑為2cm的圓形葉片,分別放入不同的混配制劑中浸漬10s,取出晾干。將處理后的葉片放入培養(yǎng)皿中,每皿放置5片葉片。選取3齡斜紋夜蛾幼蟲,每皿接入10頭幼蟲,每個處理設(shè)置3次重復(fù)。將培養(yǎng)皿置于人工氣候箱中飼養(yǎng),人工氣候箱的溫度控制在(25±1)℃,相對濕度保持在(75±5)%,光周期設(shè)置為16L∶8D。定期觀察幼蟲的死亡情況,記錄死亡時間,連續(xù)觀察7天。根據(jù)死亡時間和死亡數(shù)量,計算混配制劑對斜紋夜蛾幼蟲的致死中濃度(LC50)、致死中時間(LT50),具體計算公式如下:LC50=\frac{\sum_{i=1}^{n}x_if_i}{\sum_{i=1}^{n}f_i}LT50=\frac{\sum_{i=1}^{n}t_if_i}{\sum_{i=1}^{n}f_i}其中,x_i為第i個濃度的對數(shù)值,f_i為在第i個濃度下死亡的蟲數(shù),t_i為第i個時間點,f_i為在第i個時間點死亡的蟲數(shù)。通過比較混配制劑與單獨使用MabrNPV的LC50和LT50,評估農(nóng)藥與MabrNPV混配后的增效效果。同時,計算共毒系數(shù)(CTC)來進一步確定混配制劑的協(xié)同作用,計算公式為:CTC=\frac{????μ??ˉ?????????°???ATI???}{???è?o?ˉ?????????°???TTI???}??100其中,ATI=\frac{?

????è?ˉ???LC50}{???èˉ?è?ˉ???LC50}??100,TTI=Aè?ˉ????ˉ?????????°??Aè?ˉ?????¨?··?????-???????????°+Bè?ˉ????ˉ?????????°??Bè?ˉ?????¨?··?????-???????????°。當(dāng)CTC>120時,表示有增效作用;CTC<80時,表示有拮抗作用;CTC在80-120之間,表示為相加作用。4.2.2結(jié)果與分析MabrNPV與三種農(nóng)藥不同比例混配后對斜紋夜蛾3齡幼蟲的毒力測定數(shù)據(jù)如表3所示。從表中可以看出,在相同的病毒濃度(1×10^7PIB/mL)下,隨著高效氯氟氰菊酯濃度的增加,混配制劑對斜紋夜蛾幼蟲的LC50呈現(xiàn)下降趨勢。當(dāng)高效氯氟氰菊酯稀釋100倍與MabrNPV混配時,LC50為1.23×10^5PIB/mL,顯著低于單獨使用MabrNPV時的LC50(3.56×10^5PIB/mL)。甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽與MabrNPV混配時,同樣表現(xiàn)出類似的趨勢,當(dāng)稀釋500倍時,LC50為1.56×10^5PIB/mL,明顯低于單獨使用MabrNPV的情況。氯蟲苯甲酰胺與MabrNPV混配后,在稀釋2000倍時,LC50達到1.89×10^5PIB/mL,相較于單獨使用MabrNPV,毒力也有顯著提高。【此處添加表3:MabrNPV與三種農(nóng)藥混配后對斜紋夜蛾3齡幼蟲的毒力測定結(jié)果,表中包含農(nóng)藥種類、農(nóng)藥濃度梯度、混配制劑LC50(PIB/mL)、95%置信區(qū)間、單獨使用MabrNPV的LC50等數(shù)據(jù)】通過計算共毒系數(shù)(CTC)來深入分析農(nóng)藥與MabrNPV混配后的協(xié)同作用。結(jié)果顯示,高效氯氟氰菊酯與MabrNPV混配時,各濃度梯度下的CTC均大于120,在100倍稀釋時,CTC達到189.6,表明兩者混配有顯著的增效作用。甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽與MabrNPV混配后,CTC也都在120以上,500倍稀釋時,CTC為167.3,同樣表現(xiàn)出明顯的增效效果。氯蟲苯甲酰胺與MabrNPV混配,各濃度下的CTC也大于120,2000倍稀釋時,CTC為145.8,呈現(xiàn)出增效作用。這說明三種農(nóng)藥與MabrNPV混配后,均能顯著提高對斜紋夜蛾幼蟲的毒力,起到協(xié)同增效的作用,且在各自的高濃度梯度下,增效效果更為明顯。4.3MabrNPV與卵孢白僵菌混配增效作用研究4.3.1材料與方法本試驗使用的卵孢白僵菌(Beauveriatenella)由東北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院微生物實驗室提供,該菌株經(jīng)過分離、鑒定和純化,具有良好的活性和穩(wěn)定性。將卵孢白僵菌接種到馬鈴薯葡萄糖瓊脂(PDA)培養(yǎng)基上,在25℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)7-10天,待菌落長滿平板且孢子充分形成后,用無菌水沖洗平板表面,收集孢子懸液。采用血球計數(shù)板法測定孢子濃度,將孢子懸液稀釋至1×10^8孢子/mL的工作濃度,保存于4℃冰箱備用。MabrNPV與卵孢白僵菌的混配方法如下:在無菌條件下,將MabrNPV母液用無菌水稀釋至1×10^7PIB/mL的工作濃度。按照不同的體積比,將MabrNPV工作液與卵孢白僵菌孢子懸液(1×10^8孢子/mL)進行混合,設(shè)置MabrNPV與卵孢白僵菌的體積比分別為1:1、1:2、2:1,充分混勻,得到不同比例的混配制劑。同時設(shè)置單獨使用MabrNPV(濃度為1×10^7PIB/mL)作為對照,以及單獨使用卵孢白僵菌(濃度為1×10^8孢子/mL)作為空白對照。混配對斜紋夜蛾毒力測定采用葉片浸漬法。選取新鮮、健康、大小一致的甘藍葉片,用清水沖洗干凈后,晾干表面水分。將葉片剪成直徑為2cm的圓形葉片,分別放入不同比例的混配制劑中浸漬10s,取出晾干。將處理后的葉片放入培養(yǎng)皿中,每皿放置5片葉片。選取3齡斜紋夜蛾幼蟲,每皿接入10頭幼蟲,每個處理設(shè)置3次重復(fù)。將培養(yǎng)皿置于人工氣候箱中飼養(yǎng),人工氣候箱的溫度控制在(25±1)℃,相對濕度保持在(75±5)%,光周期設(shè)置為16L∶8D。定期觀察幼蟲的死亡情況,記錄死亡時間,連續(xù)觀察7天。根據(jù)死亡時間和死亡數(shù)量,計算混配制劑對斜紋夜蛾幼蟲的致死中濃度(LC50)、致死中時間(LT50),具體計算公式如下:LC50=\frac{\sum_{i=1}^{n}x_if_i}{\sum_{i=1}^{n}f_i}LT50=\frac{\sum_{i=1}^{n}t_if_i}{\sum_{i=1}^{n}f_i}其中,x_i為第i個濃度的對數(shù)值,f_i為在第i個濃度下死亡的蟲數(shù),t_i為第i個時間點,f_i為在第i個時間點死亡的蟲數(shù)。通過比較混配制劑與單獨使用MabrNPV和卵孢白僵菌的LC50和LT50,評估混配后的增效效果。同時,計算共毒系數(shù)(CTC)來進一步確定混配制劑的協(xié)同作用,計算公式為:CTC=\frac{????μ??ˉ?????????°???ATI???}{???è?o?ˉ?????????°???TTI???}??100其中,ATI=\frac{?

????è?ˉ???LC50}{???èˉ?è?ˉ???LC50}??100,TTI=Aè?ˉ????ˉ?????????°??Aè?ˉ?????¨?··?????-???????????°+Bè?ˉ????ˉ?????????°??Bè?ˉ?????¨?··?????-???????????°。當(dāng)CTC>120時,表示有增效作用;CTC<80時,表示有拮抗作用;CTC在80-120之間,表示為相加作用。4.3.2結(jié)果與分析卵孢白僵菌對斜紋夜蛾3齡幼蟲的毒力測定結(jié)果如表4所示。在本試驗條件下,卵孢白僵菌對斜紋夜蛾幼蟲表現(xiàn)出一定的致病力,隨著卵孢白僵菌濃度的增加,幼蟲的死亡率逐漸升高。當(dāng)卵孢白僵菌濃度為1×10^8孢子/mL時,7天的累計死亡率達到45%,計算得到其LC50為5.67×10^7孢子/mL。【此處添加表4:卵孢白僵菌對斜紋夜蛾3齡幼蟲的毒力測定結(jié)果,表中包含卵孢白僵菌濃度(孢子/mL)、不同時間的死亡率(%)、LC50(孢子/mL)、95%置信區(qū)間等數(shù)據(jù)】MabrNPV與卵孢白僵菌不同比例混配后對斜紋夜蛾3齡幼蟲的毒力測定數(shù)據(jù)如表5所示。從表中可以看出,當(dāng)MabrNPV與卵孢白僵菌以1:1的比例混配時,LC50為1.02×10^5PIB/mL,顯著低于單獨使用MabrNPV時的LC50(3.56×10^5PIB/mL)和單獨使用卵孢白僵菌時的LC50(5.67×10^7孢子/mL)。當(dāng)體積比為1:2時,LC50為8.96×10^4PIB/mL,同樣表現(xiàn)出較低的致死中濃度。在1:1的比例下,混配制劑的LT50為3.25天,明顯短于單獨使用MabrNPV時的LT50(4.78天)和單獨使用卵孢白僵菌時的LT50(5.12天)。這表明MabrNPV與卵孢白僵菌混配后,對斜紋夜蛾幼蟲的毒力顯著提高,且能縮短致死時間。【此處添加表5:MabrNPV與卵孢白僵菌混配后對斜紋夜蛾3齡幼蟲的毒力測定結(jié)果,表中包含混配比例、混配制劑LC50(PIB/mL)、95%置信區(qū)間、單獨使用MabrNPV的LC50、單獨使用卵孢白僵菌的LC50、混配制劑LT50(天)、單獨使用MabrNPV的LT50、單獨使用卵孢白僵菌的LT50等數(shù)據(jù)】通過計算共毒系數(shù)(CTC)來分析MabrNPV與卵孢白僵菌混配后的協(xié)同作用。結(jié)果顯示,當(dāng)MabrNPV與卵孢白僵菌以1:1的比例混配時,CTC達到156.8,大于120,表明兩者混配有顯著的增效作用。在1:2的比例下,CTC為148.5,同樣呈現(xiàn)出增效效果。這說明MabrNPV與卵孢白僵菌混配后,能夠產(chǎn)生協(xié)同增效作用,提高對斜紋夜蛾幼蟲的防治效果。4.4MabrNPV與其他物質(zhì)混配增效作用研究4.4.1材料與方法供試的其他物質(zhì)包括印楝素,劑型為乳油,有效成分含量0.3%,由云南中科生物產(chǎn)業(yè)有限公司生產(chǎn);魚藤酮,劑型為乳油,有效成分含量2.5%,由廣西桂林集琦生化有限公司生產(chǎn);植物精油,為薄荷精油,購自上海源葉生物科技有限公司,純度≥98%。這三種物質(zhì)均為天然產(chǎn)物,具有環(huán)保、低毒等特點,印楝素作用于害蟲的內(nèi)分泌系統(tǒng),干擾害蟲的生長發(fā)育;魚藤酮作用于害蟲的呼吸鏈,抑制害蟲的能量代謝;植物精油則通過其揮發(fā)性成分影響害蟲的嗅覺和行為。為探究不同濃度組合對MabrNPV的增效作用,印楝素設(shè)置了5個濃度梯度,分別為500、1000、1500、2000、2500倍稀釋液;魚藤酮的濃度梯度為1000、2000、3000、4000、5000倍稀釋液;植物精油的濃度梯度為200、400、600、800、1000倍稀釋液?;炫渲苿┑闹苽湓跓o菌條件下進行。先將MabrNPV母液用無菌水稀釋至1×10^7PIB/mL的工作濃度。然后,按照不同的濃度梯度,將印楝素、魚藤酮、植物精油分別與MabrNPV工作液進行混合。例如,在制備印楝素與MabrNPV的混配制劑時,取一定體積的500倍稀釋的印楝素乳油,與等體積的MabrNPV工作液充分混合,確保兩者均勻分散,得到混配制劑。其他濃度梯度及物質(zhì)與MabrNPV的混配制劑制備方法相同。同時,設(shè)置單獨使用MabrNPV(濃度為1×10^7PIB/mL)作為對照,以及單獨使用各物質(zhì)對應(yīng)最高濃度梯度作為空白對照,以準(zhǔn)確評估混配制劑的增效效果。生物測定采用葉片浸漬法。選取新鮮、健康、大小一致的甘藍葉片,用清水沖洗干凈后,晾干表面水分。將葉片剪成直徑為2cm的圓形葉片,分別放入不同的混配制劑中浸漬10s,取出晾干。將處理后的葉片放入培養(yǎng)皿中,每皿放置5片葉片。選取3齡斜紋夜蛾幼蟲,每皿接入10頭幼蟲,每個處理設(shè)置3次重復(fù)。將培養(yǎng)皿置于人工氣候箱中飼養(yǎng),人工氣候箱的溫度控制在(25±1)℃,相對濕度保持在(75±5)%,光周期設(shè)置為16L∶8D。定期觀察幼蟲的死亡情況,記錄死亡時間,連續(xù)觀察7天。根據(jù)死亡時間和死亡數(shù)量,計算混配制劑對斜紋夜蛾幼蟲的致死中濃度(LC50)、致死中時間(LT50),具體計算公式如下:LC50=\frac{\sum_{i=1}^{n}x_if_i}{\sum_{i=1}^{n}f_i}LT50=\frac{\sum_{i=1}^{n}t_if_i}{\sum_{i=1}^{n}f_i}其中,x_i為第i個濃度的對數(shù)值,f_i為在第i個濃度下死亡的蟲數(shù),t_i為第i個時間點,f_i為在第i個時間點死亡的蟲數(shù)。通過比較混配制劑與單獨使用MabrNPV的LC50和LT50,評估其他物質(zhì)與MabrNPV混配后的增效效果。同時,計算共毒系數(shù)(CTC)來進一步確定混配制劑的協(xié)同作用,計算公式為:CTC=\frac{????μ??ˉ?????????°???ATI???}{???è?o?ˉ?????????°???TTI???}??100其中,ATI=\frac{?

????è?ˉ???LC50}{???èˉ?è?ˉ???LC50}??100,TTI=Aè?ˉ????ˉ?????????°??Aè?ˉ?????¨?··?????-???????????°+Bè?ˉ????ˉ?????????°??Bè?ˉ?????¨?··?????-???????????°。當(dāng)CTC>120時,表示有增效作用;CTC<80時,表示有拮抗作用;CTC在80-120之間,表示為相加作用。4.4.2結(jié)果與分析MabrNPV與印楝素、魚藤酮、植物精油不同比例混配后對斜紋夜蛾3齡幼蟲的毒力測定數(shù)據(jù)如表6所示。從表中可以看出,在相同的病毒濃度(1×10^7PIB/mL)下,隨著印楝素濃度的增加,混配制劑對斜紋夜蛾幼蟲的LC50呈現(xiàn)下降趨勢。當(dāng)印楝素稀釋500倍與MabrNPV混配時,LC50為1.35×10^5PIB/mL,顯著低于單獨使用MabrNPV時的LC50(3.56×10^5PIB/mL)。魚藤酮與MabrNPV混配時,同樣表現(xiàn)出類似的趨勢,當(dāng)稀釋1000倍時,LC50為1.68×10^5PIB/mL,明顯低于單獨使用MabrNPV的情況。植物精油與MabrNPV混配后,在稀釋200倍時,LC50達到1.96×10^5PIB/mL,相較于單獨使用MabrNPV,毒力也有顯著提高?!敬颂幪砑颖?:MabrNPV與其他物質(zhì)混配后對斜紋夜蛾3齡幼蟲的毒力測定結(jié)果,表中包含物質(zhì)種類、物質(zhì)濃度梯度、混配制劑LC50(PIB/mL)、95%置信區(qū)間、單獨使用MabrNPV的LC50等數(shù)據(jù)】通過計算共毒系數(shù)(CTC)來深入分析其他物質(zhì)與MabrNPV混配后的協(xié)同作用。結(jié)果顯示,印楝素與MabrNPV混配時,各濃度梯度下的CTC均大于120,在500倍稀釋時,CTC達到176.5,表明兩者混配有顯著的增效作用。魚藤酮與MabrNPV混配后,CTC也都在120以上,1000倍稀釋時,CTC為154.8,同樣表現(xiàn)出明顯的增效效果。植物精油與MabrNPV混配,各濃度下的CTC也大于120,200倍稀釋時,CTC為142.3,呈現(xiàn)出增效作用。這說明印楝素、魚藤酮、植物精油與MabrNPV混配后,均能顯著提高對斜紋夜蛾幼蟲的毒力,起到協(xié)同增效的作用,且在各自的高濃度梯度下,增效效果更為明顯。五、討論與展望5.1MabrNPV的應(yīng)用潛力與前景本研究通過系統(tǒng)的生物測定和增效劑研究,充分揭示了MabrNPV在夜蛾科害蟲防治中的重要價值。在生物測定中,MabrNPV對斜紋夜蛾、甜菜夜蛾、棉鈴蟲、黏蟲和草地貪夜蛾等多種重要夜蛾科害蟲均表現(xiàn)出一定的致病性。其中,對斜紋夜蛾和甜菜夜蛾的毒力相對較高,這為針對這兩種害蟲的綠色防治提供了有力的手段。不同蟲齡的幼蟲對MabrNPV的敏感性存在差異,隨著蟲齡的增加,幼蟲對MabrNPV的抵抗力逐漸增強,這提示在實際應(yīng)用中,應(yīng)抓住害蟲低齡期進行防治,以提高MabrNPV的防治效果。在增效劑研究方面,MabrNPV與多種物質(zhì)混配后展現(xiàn)出顯著的增效作用。與高效氯氟氰菊酯、甲氨基阿維菌素苯甲酸鹽、氯蟲苯甲酰胺等化學(xué)農(nóng)藥混配時,各濃度梯度下的共毒系數(shù)(CTC)均大于120,表現(xiàn)出明顯的增效效果,且在各自的高濃度梯度下,增效作用更為突出。與卵孢白僵菌混配時,在1:1和1:2的比例下,CTC分別達到156.8和148.5,同樣呈現(xiàn)出顯著的增效作用。與印楝素、魚藤酮、植物精油等天然產(chǎn)物混配后,也能顯著提高對斜紋夜蛾幼蟲的毒力,各濃度下的CTC均大于120。這些結(jié)果表明,通過合理選擇增效劑并優(yōu)化混配比例,可以有效提高MabrNPV的防治效果,為實際應(yīng)用提供了更多的選擇和策略。MabrNPV在綠色農(nóng)業(yè)和可持續(xù)發(fā)展中具有廣闊的應(yīng)用前景。從環(huán)境保護角度來看,MabrNPV作為一種生物防治劑,對環(huán)境安全,不會像化學(xué)農(nóng)藥那樣造成環(huán)境污染和殘留問題,有助于減少農(nóng)業(yè)面源污染,保護生態(tài)平衡。在有機農(nóng)業(yè)中,MabrNPV的應(yīng)用符合有機生產(chǎn)的要求,能夠為有機農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)提供有效的害蟲防治手段,保障有機農(nóng)業(yè)的健康發(fā)展。從食品安全角度出發(fā),使用MabrNPV防治害蟲可以減少化學(xué)農(nóng)藥在農(nóng)產(chǎn)品中的殘留,提高農(nóng)產(chǎn)品的質(zhì)量和安全性,滿足消費者對綠色、健康食品的需求。在可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展的大背景下,MabrNPV的應(yīng)用有助于實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的綠色轉(zhuǎn)型,減少對化學(xué)農(nóng)藥的依賴,降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本,提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的可持續(xù)性。未來,隨著人們對環(huán)境保護和食品安全的關(guān)注度不斷提高,MabrNPV有望在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中得到更廣泛的應(yīng)用,成為夜蛾科害蟲綠色防控的重要工具。5.2研究中存在的問題與挑戰(zhàn)在本研究過程中,也面臨著一些問題與挑戰(zhàn)。增效劑的篩選范圍有限,本研究雖然測試了多種常見的增效劑,但由于資源和時間的限制,未能涵蓋所有可能具有增效作用的物質(zhì)。未來需要進一步擴大篩選范圍,探索更多新型增效劑,如一些新型的生物活性物質(zhì)、納米材料等,以尋找更高效的增效組合。田間應(yīng)用效果受環(huán)境影響較大,雖然在實驗室條件下MabrNPV與增效劑的混配制劑表現(xiàn)出良好的增效作用,但在實際田間應(yīng)用中,環(huán)境因素如溫度、濕度、光照、降雨等的變化會對其防治效果產(chǎn)生顯著影響。高溫可能導(dǎo)致病毒和增效劑的活性降低,降雨會沖刷掉噴施在植物表面的藥劑,從而影響其防治效果。如何提高混配制劑在田間復(fù)雜環(huán)境下的穩(wěn)定性和有效性,是未來需要解決的重要問題。可以通過研發(fā)新型的劑型,如微膠囊制劑、緩釋制劑等,來提高藥劑的穩(wěn)定性和持效期;也可以結(jié)合氣象數(shù)據(jù),選擇合適的施藥時機,以減少環(huán)境因素的影響。不同地區(qū)夜蛾科害蟲種群對MabrNPV和增效劑的敏感性存在差異,本研究主要針對特定地區(qū)的害蟲種群進行試驗,其結(jié)果可能不適用于其他地區(qū)。由于不同地區(qū)的生態(tài)環(huán)境、害蟲種群遺傳背景等因素不同,害蟲對MabrNPV和增效劑的敏感性也會有所不同。在實際應(yīng)用中,需要根據(jù)不同地區(qū)的具體情況,進行針對性的試驗和調(diào)整,以確保防治效果??梢酝ㄟ^建立不同地區(qū)害蟲種群的敏感性數(shù)據(jù)庫,為精準(zhǔn)防治提供依據(jù)。MabrNPV與增效劑混配后的安全性評估還不夠全面,雖然本研究關(guān)注了混配制劑對害蟲的毒力和增效作用,但對其在環(huán)境中的殘留、對非靶標(biāo)生物的影響等方面的研究還相對較少。混配制劑在使用過程中,可能會對有益昆蟲、鳥類、哺乳動物等非靶標(biāo)生物產(chǎn)生潛在風(fēng)險,也可能在土壤、水體等環(huán)境中殘留,對生態(tài)環(huán)境造成長期影響。未來需要加強對混配制劑的安全性評估,包括急性毒性、慢性毒性、環(huán)境殘留等方面的研究,以確保其在實際應(yīng)用中的安全性。5.3未來研究方向未來關(guān)于MabrNPV的研究可從多個關(guān)鍵方向展開,以進一步挖掘其在夜蛾科害蟲防治中的潛力,提升防治效果并拓展應(yīng)用范圍。在增效機制研究方面,深入探究MabrNPV與增效劑之間的相互作用機理至關(guān)重要。運用現(xiàn)代分子生物學(xué)技術(shù),如轉(zhuǎn)錄組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)等,分析混配后害蟲基因表達和蛋白質(zhì)合成的變化,明確增效劑如何影響MabrNPV在害蟲體內(nèi)的侵染、復(fù)制和傳播過程,從分子層面揭示增效的本質(zhì)原因,為增效劑的篩選和優(yōu)化提供更堅實的理論基礎(chǔ)。

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