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靠进化进击!适应所有化学药剂的马铃薯甲虫

 PhDZ昆虫视界 2022-01-29

不是谁都可以成为世界性农业大害虫,作为直接促使世界上第一部植物检疫条例诞生的主角,马铃薯甲虫比人更爱吃土豆的——马铃薯甲虫可以说几乎具备了入侵生物的所有优点。

        吃的多,生的多肯定是第一要素,马铃薯甲虫可以取食茄科20多个种的植物,这里既包括马铃薯、茄子等经济作物,以也包括天仙子 (Hyoscyamus niger)和黄花刺茄(Solanum rostratum Dunal)这些野生植物。 这就代表就算马铃薯甲虫不小心飞到野外也能靠省吃俭用活到再次找到大片马铃薯田。马铃薯甲虫成虫常反复交配,雌成虫可以在滞育前交配,也可在滞育后交配。每个雌虫最多可以产下3000个卵,在合适的条件下,即使在卵的死亡率为90%的情况下,若不加防治,一对雌雄个体5年之后可产生1.1×1012个后代。

     正是马铃薯甲虫如此强大的繁殖速度保证了其庞大的种群数量,因此在遇到恶劣条件时产生高适应性遗传变体的几率也随之增高,从而保证新的自适应随机基因突变的出现。这些旧的和新的遗传变异体可以通过自然选择快速提高抗性,并且扩大抗性群体。此外,直到生殖成熟,大约25%的新羽化成虫会在幼虫(移动能力较差)和蛹附近,因此一旦产生新羽化成虫就会开始交配,已经产生抗性的个体可以产生纯合抗性的后代。

      大多数马铃薯甲虫雌虫进入冬季滞育,一部分种群可能将滞育期延长2年以上,滞育使马铃薯甲虫保持休眠状态,只有在条件变得有利之后才开始继续繁殖。这种特性使得轮作等物理防控马铃薯甲虫的手段效果大打折扣

       因马铃薯甲虫代谢酶活性高,对杀虫剂容易产生抗药性,对于一种新的杀虫剂,往往在使用后 2~4年就会产生明显的抗药性。 目前针对马铃薯甲虫进行测试的杀虫剂种类已经多达数百种,但是无论使用砷、有机氯、氨基甲酸酯、有机磷酸酯或拟除虫菊酯都不能破坏马铃薯甲虫的适应机制。马铃薯甲虫可以通过诱导解毒酶,减少杀虫剂渗透,增加杀虫剂排泄或靶位点突变,降低其敏感性。一些新应用的杀虫剂在第2年甚至第1年使用就已宣告失败。目前发现马铃薯甲虫对克百威抗性高达1600 倍, 对吡虫啉已产生309 倍的抗性。由于马铃薯甲虫抗性的快速发展,更多的化学杀虫剂被用于控制这种害虫,在发达国家每年至少0.6t的各种杀虫剂被用于防治马铃薯甲虫。虽然许多新的杀虫剂是针对马铃薯甲虫开发和测试的,但任何一个都无法证明可以成功的防治马铃薯甲虫。

另外,马铃薯甲虫幼虫和成虫会产生马铃薯甲虫毒蛋白(一种神经毒素),保护其免受天敌捕食。马铃薯甲虫天敌主要为一些节肢动物寄生虫和天敌昆虫,如瓢虫(coleomegilla maculata),蝽(Perillusbioculatus)或步甲(Lebia grandis)等,虽然天敌昆虫可以显著降低马铃薯甲虫群体数量,但是这些天敌的传播速度根本跟不上马铃薯甲虫,所以马铃薯田间这些天敌昆虫的密度通常不足以危及马铃薯甲虫种群数量。

想要控制马铃薯甲虫,可能只有不种土豆了!

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