小議伊維和阿維的菌素的生物活性比較
時間:2022-05-12 08:47:00
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摘要:采用室內生測方法比較了伊維菌素和阿維菌素對甜菜夜蛾、敏感朱砂葉螨、阿維菌素抗性朱砂葉螨以及煙草根結線蟲的生物活性。結果表明阿維菌素的生物活性略高于伊維菌素,其對三種供試生物的毒力是伊維菌素的1.5-2.4倍,但對阿維菌素產生抗性的朱砂葉螨對伊維菌素沒有交互抗性。
關鍵詞:伊維菌素;阿維菌素;甜菜夜蛾;朱砂葉螨;煙草根結線蟲;毒力
1975年日本北里研究所的研究人員從靜岡縣土樣中分離得到一株鏈霉菌StreptomycesavermitilisMA-4680(NRRL8165),1976年,美國Merck公司從該菌發酵菌絲中提取出了一組由8個結構相近的同系物組成且具有驅蟲活性的混合天然產物,并命名為阿維菌素(avermectins,簡稱AVM)。8個同系物中以異構體B1殺蟲活性高、毒性低,在阿維菌素中的含量超過80%,特別是B1a殺蟲活性最高。隨后,Merck公司將阿維菌素活性成分B1的C22=C23雙鍵加氫還原成飽和狀態,又開發出了第1個阿維菌素(AVM)類藥物衍生物-伊維菌素(ivermactin,簡稱IVM)[1]。伊維菌素的毒性較阿維菌素低,穩定性更好[2]。目前,相對于阿維菌素,伊維菌素主要作為獸藥使用而在農業上使用較少。本文比較了AVM和IVM的殺蟲、殺螨和殺線蟲活性,以探討伊維菌素作為農藥使用的前景。
1材料與方法
1.1實驗材料
1.1.1供試蟲源
甜菜夜蛾(LaphygmaexiguaHubner):從中山大學養蟲室購買蛹,在人工氣候室內26+1oC、相對濕度60%-80%、光照條件L:D=14h:10h條件下用人工飼料進行飼養,以二齡幼蟲作為試蟲。
朱砂葉螨(Tetranychuscinnabarimus):敏感品系和阿維菌素抗性品系都來自于西南大學植物保護學院昆蟲學重點實驗室。在人工氣候室內26+1oC、60%-80%相對濕度、光照條件L:D=14h:10h條件下用盆栽新鮮豇豆苗飼養。以3-5日齡雌成螨為供試螨。
煙草根結線蟲(Meloidogynespp.):從西南大學植物保護學院植物病理實驗室煙草植株根部采集土樣,然后經分離而獲得二齡幼蟲。將分離的二齡幼蟲放入10oC以下的冰箱內貯藏,使其休眠,待收集足夠數量的二齡幼蟲后常溫下供試。
1.1.2實驗設備
Potter噴霧塔、雙目解剖鏡、精密移液槍,24孔生化測試板,培養皿、濾紙、雙面膠、載玻片等。
1.1.2供試藥劑
伊維菌素95.54%原粉(河北威遠動物藥業有限公司)
阿維菌素95.7%原粉(天津市漢邦植物保護劑有限責任公司)
1.2實驗方法
1.2.1甜菜夜蛾的生測方法
選取大小均勻的甜菜夜蛾15頭,放入培養皿內,用Potter噴霧塔進行噴霧,設置一系列濃度梯度。每個濃度設三個重復,每個重復用藥量為2ml。以0.1%吐溫-80水溶液處理作為對照。待培養皿內的藥液干后,放入適量的飼料。24h后觀察。以零號毛筆翻轉蟲體,不能正常翻動者視為死亡。
1.2.2朱砂葉螨的生測方法
玻片浸漬法[3],把寬約20mm的雙面膠帶一面粘帖于載玻片的一端,用零號毛筆挑起3-5日齡雌成螨將其背面貼于雙面膠帶的另一面上,每片粘25-30頭,排成2行,注意不要粘住頭、足、觸角和口器,在溫度26+1oC下,4h后在雙目解剖鏡下檢查,剔除不正常及死亡的個體,將載玻片粘有雌成螨的一端浸入藥液5s,取出后迅速用濾紙吸干蟲體周圍多余的藥液,24h后檢查雌成螨的死亡數以及存活數。以零號毛筆觸動雌成螨足或口器,足、須不動者視為死亡。
1.2.3線蟲的生測方法
直接觸蟲法[4],將藥液設一系列濃度梯度,另設0.1%吐溫-80水溶液為空白對照,每個處理均設置3個重復,取24孔生化測試板,各取1mL供試藥液置于小孔中,加入等體積的線蟲懸浮液,空白對照加入等量的0.1%吐溫-80水溶液,處理24h后檢查煙草根結線蟲的存活數量和死亡數量。
1.2.4數據處理
分別計算2種藥劑對3種供試生物(朱砂葉螨分別為敏感和阿維菌素抗性品系)的校正死亡率,根據劑量對數-校正死亡率幾率值,應用西南大學植物保護學院昆蟲學重點實驗室開發的害蟲抗藥性監測管理軟件(IRM)計算2種藥劑對不同供試生物的毒力回歸線、LC50值及其95%置信限。
2結果與分析
阿維菌素和伊維菌素分別對3種供試生物的室內活性測定結果見表1。
表12種殺蟲劑對3種供試生物的毒力測定結果
藥劑試蟲種類毒力回歸方程LC50(mg/L)相關系數r
伊維菌素甜菜夜蛾y=2.3731+0.9908x448.13(346.96~549.30)0.9211
敏感朱砂葉螨y=6.7528+1.5303x0.072(0.0651~0.0789)0.9910
AVM抗性朱砂葉螨y=8.0233+2.7611x0.080(0.0757~0.0844)0.9682
煙草根結線蟲y=3.9652+1.5321x4.736(3.9611~5.5109)0.9897
阿維菌素甜菜夜蛾y=0.0916x+1.7018310.00(277.986~342.022)0.9785
敏感朱砂葉螨y=8.2831+2.3958x0.043(0.0407~0.0453)0.9855
AVM抗性朱砂葉螨y=6.2032+1.8823x0.230(0.2137~0.2463)0.9744
煙草根結線蟲y=4.6310+1.2740x1.948(1.5731~2.3229)0.9957
注:括號內數據為LC50值的95%置信區間。
由表1可以看出:阿維菌素和伊維菌素都對朱砂葉螨活性最高,其次是對煙草根結線蟲,對甜菜夜蛾的活性相對較低;就同一種供試生物而言,兩種藥劑的毒力存在顯著差異(兩種藥劑分別對同一種供試生物的LC50值的95%置信限沒有重疊),以阿維菌素的生物活性較高,其毒力是伊維菌素毒力的1.5~2.4倍;伊維菌素對朱砂葉螨敏感品系和阿維菌素抗性品系(抗性倍數為5.4倍)的毒力沒有顯著差異。
3討論
自1985年AVM在農業上使用以來,對害蟲、害螨的有效控制發揮了重要作用。但由于人們對AVM的過分依賴和大面積單一使用,很快就導致了害蟲、害螨對其抗性的產生[5-6]。同時,阿維菌素在實際使用中也存在毒性較高、穩定性較差的問題。而伊維菌素的開發成功克服了阿維菌素毒性較高和穩定性較差的缺點。本文研究結果表明,伊維菌素的生物活性略低于阿維菌素,但其對阿維菌素產生抗性的朱砂葉螨卻有很高的活性,與對敏感朱砂葉螨活性相當,表明兩種藥劑間沒有交互抗性。這一方面暗示阿維菌素與伊維菌素雖是同系物,但二者的作用機理可能不同,另一方面提示我們對阿維菌素產生抗性的有害生物或許可通過使用伊維菌素來治理。
總之,雖然伊維菌素的生物活性略低于阿維菌素,但由于其毒性更低、穩定性更好以及可治理已經對阿維菌素產生抗性的有害生物,因此把伊維菌素作為農藥開發將具有廣闊的市場前景。目前,伊維菌素的價格還高于阿維菌素,這可以通過技術改造和合理復配(如我們已經研制成功伊維菌素與毒死蜱的復配水乳劑),降低伊維菌素的畝用量等加以克服。
參考文獻:
[1]KitaK.,ShiomiK.andMuraS.O.2007.ParasitologyinJapan:Advancesindrugdiscoveryandbiochemicalstudies.TRENDSParasitol.23(5):223-229.
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[6]何林,薛傳華,趙志模,王進軍.2008.朱砂葉螨抗性品系不同溫度下的相對適合度.應用生態學報,19(11):2449-2454.