饥饿与取食状态对红棕象甲杀虫剂敏感性的影响及其在害虫综合治理中的意义

《Frontiers in Insect Science》:Feeding or starvation: which condition makes the red palm weevil, Rhynchophorus ferrugineus Olivier, more susceptible to insecticides?

【字体: 时间:2026年01月16日 来源:Frontiers in Insect Science 3.0

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  本综述系统探讨了红棕象甲(RPW)在不同营养状态(取食vs饥饿)下对十种常用杀虫剂的敏感性差异。研究发现饥饿显著增强幼虫和成虫的杀虫剂敏感性,其中Voliam Flexi(氯虫苯甲酰胺)在两种条件下均表现最优。文章揭示了饥饿通过耗竭能量储备、削弱解毒酶(如P450、GST)活性及扰乱肠道微生物群,从而增强杀虫剂毒性的生理机制。该研究为基于昆虫生理状态的精准化学防治提供了新策略,对优化红棕象甲IPM(综合治理)方案、降低农药用量及延缓抗性发展具有重要指导意义。

  
引言:红棕象甲作为全球棕榈树最具破坏性的入侵害虫,其防治效果受营养状态显著影响。本研究旨在探究饥饿与取食条件如何调节红棕象甲幼虫和成虫对十种常用杀虫剂的敏感性,为优化害虫治理策略提供生理学依据。
材料与方法:研究采用完全随机区组设计,以采自沙特阿拉伯卡西姆地区的红棕象甲为对象,在实验室标准条件下(温度25±2°C,相对湿度65±5%)进行饲养。实验设置饥饿(禁食72小时)与取食(禁食2天后提供椰枣树干组织)两种处理,并通过触杀(直接喷洒)和摄入(饲喂浸泡杀虫剂的树干组织)两种方式施用杀虫剂。测试的十种杀虫剂涵盖新烟碱类、拟除虫菊酯类等主要类别,各设?×、1×、2×推荐剂量三个浓度梯度。死亡率数据经Abbott公式校正后,采用三因素方差分析(ANOVA)、概率回归(Probit analysis)及热图聚类等方法进行统计评估,并计算半数致死浓度(LC50)和90%致死浓度(LC90)。
结果:
杀虫剂对不同营养状态红棕象甲的效力
饥饿显著提高了红棕象甲对多数杀虫剂的敏感性,尤其以幼虫阶段最为明显。在饥饿幼虫中,Voliam Flexi(氯虫苯甲酰胺)在所有剂量下均实现100%死亡率,彰显其卓越效力;Coragen(氯虫苯甲酰胺)、Cyprone(氯氰菊酯)和Indocarb(茚虫威)在最高剂量(2×)下也可达到完全致死。相比之下,取食幼虫因食物带来的解毒增强效应,对多数杀虫剂的耐受性升高,如Sivanto(氟吡呋喃)在取食状态下死亡率降至33%。成虫阶段同样受饥饿影响,Medprid(噻虫胺)、Sivanto、Fiprol(氟虫腈)和Deciban(溴氰菊酯)在饥饿成虫中实现100%死亡率,而取食成虫死亡率下降20–40%。唯一例外是Voliam Flexi,其在取食与饥饿状态下均保持完全致死效果,表明其作用机制不受营养状态干扰。
剂量效应与时间动态
杀虫剂效力呈现明显剂量依赖性。例如Fiprol在饥饿成虫中,死亡率从?×剂量时的60–63%升至2×剂量时的100%。热图分析进一步可视化饥饿与取食群体的聚类差异:饥饿昆虫多与高效杀虫剂(如Voliam Flexi、Sivanto)聚集,呈现红色高死亡率区域;而取食昆虫则多对应蓝色低死亡率区域,印证取食的庇护作用。
致死浓度分析
概率回归显示的LC50和LC90值进一步量化了饥饿的增敏效应。在饥饿幼虫中,Sivanto的LC50从取食状态的4.62 g/L降至3.25 g/L,LC90降低3.55 g/L,表明饥饿大幅提升其毒性。相反,Indocarb在取食幼虫中的LC50升至11.5 μg/mL,揭示取食显著削弱其效力。成虫对饥饿的敏感性变化较幼虫温和,但Coragen和Sivanto仍显示清晰的营养状态相关差异。
讨论:
饥饿增强杀虫剂毒性的机制主要归因于能量耗竭与解毒系统抑制。饥饿导致红棕象甲糖原、脂质和蛋白质储备快速消耗,削弱了依赖ATP和NADPH的解毒酶(如P450单加氧酶、谷胱甘肽S-转移酶(GST)和酯酶)活性,使昆虫更易受杀虫剂攻击。同时,取食状态下的肠道微生物群可能通过降解毒素或增强代谢途径提供保护作用,而饥饿扰乱菌群平衡则加剧生理脆弱性。幼虫因持续取食习性更易受营养状态调控,成虫则因代谢速率较低而反应相对稳定。研究还指出,红棕象甲种群遗传多样性(如卡西姆地区存在的53种单倍型)可能通过调节解毒酶谱影响杀虫剂响应,提示需结合地域遗传特征定制防治方案。
结论:
红棕象甲的杀虫剂敏感性高度依赖发育阶段与营养状态。Voliam Flexi为最稳健的选择,其在取食和饥饿条件下均能高效控制幼虫和成虫。针对饥饿幼虫(生理最脆弱阶段)施药,可显著提升防治效率并减少药剂用量。本研究倡导将昆虫生理状态(如自然饥饿期)纳入IPM定时策略,通过整合化学、生理及生态手段实现红棕象甲的可持续治理。未来研究需深入解析饥饿与解毒通路互作的分子机制,为精准害虫管理提供理论支撑。
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