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黄瓜花叶病毒(Cucumber Mosaic Virus,CMV)是寄主植物最多、分布最广、对经济作物危害最严重的植物病毒之一。CMV能够被60多种蚜虫传播,其中最有效的介体是棉蚜(Aphis gossypii Glover)。棉蚜以非持久性的传毒方式传播CMV,能够在5-10秒内获毒并在1分钟内传播病毒。由于非持久性病毒传毒过程的短暂性,目前普遍采用喷洒杀虫剂消灭介体的方法难以直接有效地防治CMV,甚至有些杀虫剂还能提高病毒传播率。我们选取了三种不同类型的杀虫剂来研究它们对棉蚜传播CMV以及棉蚜早期行为的影响,寻找杀虫剂控制蚜虫介体传播非持久性病毒的有效方法和措施。此外,我们还对CMV通过干扰寄主植物影响棉蚜繁殖率进行了初步研究。
EPG(蚜虫刺吸电位技术)是目前研究蚜虫传播植物病毒行为最有效的技术,它可以通过直接观察蚜虫在传毒时的取食行为细节分析蚜虫传毒的行为机理。已有研究表明:pd波形的发生对棉蚜获得和接种CMV具有重要意义,而且棉蚜获得CMV的行为可能主要发生在pd波的Ⅱ-3阶段。本研究应用EPG并辅以即时中断技术,直接分析三种杀虫剂影响棉蚜获毒的关键性行为指标,探索杀虫剂影响棉蚜传播植物病毒的机理。研究结果如下:
1) 氯氰菊酯具有高效毒杀作用,药效作用快,可以在棉蚜没有完成获毒、传毒过程前消灭蚜虫,使传毒率显著降低(P=0.035.),防治CMV效果明显;吡虫啉也能高效杀棉蚜,但药效作用不够迅速,防治CMV效果不佳;吡嗪酮是一类新型的非杀伤性杀虫剂,对棉蚜的毒杀作用较前面2种杀虫剂弱,但比氯氰菊酯更能有效地抑制CMV传播(vs对照:P<0.001;vs氯氰菊酯:P=0.007;vs吡虫啉:P<0.001)。
2)在获毒5分钟的实验中,吡嗪酮能显著降低棉蚜在植物细胞间穿刺的次数(P<0.001)。棉蚜传毒行为机理的研究中,未施加杀虫剂的1pd实验显示:发病组pdlI-3的典型脉冲数目显著高于未发病组(P=0.027)。研究杀虫剂对棉蚜获毒1pd行为的影响,发现氯氰菊酯和吡嗪酮均能显著降低棉蚜获毒时的II-3典型脉冲数目(氯氰菊酯:P<0.001;吡嗪酮:P=0.01),而吡虫啉对棉蚜早期行为没有显著影响。对照中未发病组和氯氰菊酯、吡嗪酮处理组的EPG实验都表现出pdII-3脉冲数目显著降低,因此,pdII-3典型脉冲数目可能是决定棉蚜获毒的关键行为因素,三种杀虫剂影响棉蚜获毒结果的行为机理也在于能否改变II-3典型脉冲数目。以上结果表明EPG可以作为考察农药对棉蚜及蚜传病毒,尤其是对非持久性病毒影响的有效手段。 研究还发现CMV在影响植物健康的同时,也影响棉蚜的种群动态。虽然总体趋势上CMV导致棉蚜种群数量下降,但是在接毒1-2周内,CMV能提高蚜虫繁殖率,并使蚜虫提早成熟。