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红火蚁(Solenopsis invicta Buren,red imported fire ant,RIFA)为社会性昆虫,被国际上列为最具入侵性和破坏性的百种外来有害生物之一。红火蚁4龄幼虫的存在对维持整个蚁巢具有重要作用,是红火蚁蚁群化学防治的关键因素。目前,关于红火蚁工蚁对不同类型杀虫剂的敏感性研究已有相当多的报道,认为红火蚁工蚁对大多数杀虫剂敏感,但有关杀虫剂对红火蚁幼虫的敏感性研究还未见相关报道。本研究重点开展了红火蚁4龄幼虫的杀虫剂敏感性、表皮结构与药剂穿透性及代谢酶活性研究,为灌巢防治红火蚁提供理论基础。
在室内条件下,利用点滴法测定了18种不同类型杀虫剂对红火蚁4龄幼虫的触杀毒力。毒力测定结果表明,供试杀虫剂对红火蚁4龄幼虫的毒力均相当低,其LC50在639.28～3124.55μg/mL之间,其中83.33％的药剂LC50大于1000μg/mL,苯基吡唑类杀虫剂氟虫腈对红火蚁幼虫触杀毒力相对较高,48 h的LC50为639.28μg/mL,其次为拟除虫菊酯类的杀虫剂高效氯氰菊酯和高效氯氟氰菊酯及有机磷类杀虫剂毒死蜱,48 h后LC50分别为646.72μg/mL、854.91μg/mL和1028.03μg/mL;啶虫脒对红火蚁幼虫的触杀毒力最低,其LC50为3124.55μg/mL。显示红火蚁幼虫对杀虫剂的敏感性低。
为探寻红火蚁不同品级个体对杀虫剂敏感性差异显著的机理,本实验对红火蚁不同品级个体体壁的表皮几丁质含量进行了测定。结果表明,红火蚁同巢不同品级中体壁几丁质含量最高的为有翅雌蚁,其含量为26.65%,其次为蚁后、有翅雄蚁、兵蚁、4龄幼虫,其体壁几丁质含量分别为23.70%、22.32%、22.06%、21.83%。工蚁体壁几丁质含量最低,仅占19.66%。结果显示,红火蚁幼虫体壁几丁质含量比工蚁的高,比其他品级个体的低。
为探寻红火蚁幼虫对杀虫剂敏感性低的机理,进一步研究了红火蚁幼虫体壁结构,红火蚁幼虫的石蜡切片结果表明红火蚁幼虫的体壁很薄,约30μm左右,且红火蚁幼虫体壁下含大量的脂肪体,推测幼虫耐药性可能与脂肪体及解毒酶相关。
利用高效液相色谱法测定了辛硫磷处理2 h对红火蚁不同品级个体的表皮穿透率,以及药剂处理不同时段后,辛硫磷、毒死蜱和氟虫腈对红火蚁工蚁和4龄幼虫的表皮穿透率。结果表明,药剂处理2 h后,辛硫磷对同巢不同品级红火蚁个体的表皮穿透率存在一定的差异,最低的为幼虫。药剂处理1h后,辛硫磷对红火蚁工蚁和幼虫的表皮穿透率均达到了40%以上,氟虫腈对红火蚁工蚁和幼虫的表皮穿透率均达到了30%以上,药剂处理4 h、8 h、10 h、24 h后,辛硫磷和氟虫腈对幼虫表皮的穿透率均显著高于工蚁。药剂处理24 h后辛硫磷、氟虫腈和毒死蜱对幼虫的表皮穿透率分别达到了83.67%、83.36%和80.79%。表明红火蚁幼虫对杀虫剂的耐药性与其表皮结构及表皮穿透率无关。
为研究红火蚁幼虫对杀虫剂的敏感性与代谢酶活性的关系,测定了分别主要作用于多功能氧化酶、羧酸酯酶、谷胱甘肽S.转移酶的增效醚(PBO)、顺丁烯二酸二乙酯(DEM)、磷酸三苯酯(TPP)三种酶抑制剂在红火蚁幼虫上与杀虫剂的互作效应。结果表明,PBO和DEM对辛硫磷、氟虫腈、高效氯氰菊酯均表现增效作用。PBO对辛硫磷增效作用最强,增效比达到了2.62倍。TPP对辛硫磷、高效氯氰菊酯表现增效作用,增效比分别为1.86倍、1.05倍,而对氟虫腈表现为抑制作用,增效比为0.91倍。这一结果显示,多功能氧化酶、羧酸酯酶、谷胱甘肽S-转移酶与红火蚁幼虫对杀虫剂敏感性可能有重要影响。
进一步测定了红火蚁不同品级个体的多功能氧化酶的活性,结果表明幼虫的酶活性极显著高于工蚁,其酶比活力分别为0.4467 nmol/30min·头和0.0193 mol/30min·头。兵蚁、有翅雌蚁和有翅雄蚁的多功能氧化酶活性差异不显著。推测代谢酶活性是影响红火蚁幼虫对杀虫剂敏感性的重要因素。