二氧化碳对粉斑螟蛾 和赤拟谷盗不同发育阶段的影响外文翻译资料

 2023-01-07 15:46:33

二氧化碳对粉斑螟蛾

和赤拟谷盗不同发育阶段的影响

原文作者 Mureed Husain1, Sukirno Sukirno1,2, Khalid Mehmood1, Muhammad Tufail1,3, Khawaja Ghulam Rasool1,3, Waleed Saleh Alwaneen4, Abdulrahman Saad Aldawood1

单位 1.沙特国王大学食品与农业科学学院植物保护系经济昆虫学研究室，邮政信箱2460号，利雅得11451，沙特阿拉伯王国；2.印尼日惹加扎马达大学生物学院昆虫学实验室；3.神户大学先进科学技术组织，神户657-8501，日本；4.国家农业技术中心（NCAT），阿卜杜勒阿齐兹国王科学技术城（KACST），邮政信箱6086，利雅得，沙特阿拉伯王国

摘要：溴甲烷是一种优良的熏蒸剂，但是由于其对臭氧层的破坏，对环境和人体健康造成了诸多危害，已被禁用。为此，研究了二氧化碳（CO2，99.9%）替代溴甲烷在25plusmn;1°C的不同暴露时间下对粉斑螟蛾和赤拟谷盗不同发育阶段的影响。对于粉斑螟蛾，成虫、蛹和幼虫死亡99%的时间分别是施加CO2后的37.5 h、78.1 h和99.9 h。而对于赤拟谷盗，成虫、蛹和幼虫死亡99%的时间分别是施加CO2后的29.3h、153.9h和78.4 h。成虫非常敏感；相比之下，蛹和幼虫的耐受性更强。观察到的敏感性的顺序如下：赤拟谷盗成虫 gt; 粉斑螟蛾成虫 gt; 粉斑螟蛾蛹 gt; 赤拟谷盗幼虫 gt; 粉斑螟蛾幼虫 gt; 赤拟谷盗蛹。本研究为发展储存枣免受粉斑螟蛾和赤拟谷盗侵染的防治策略提供参考。

关键词：二氧化碳；混合侵染；枣子；存储害虫；气调；沙特阿拉伯

引言：沙特是世界上主要的优质枣生产国之一，产量居全球第二位。不幸的是，在贮藏条件下，枣子会受到几种昆虫的侵害。Al-Zadjali等（2006）报道了7种侵害枣的害虫，其中粉斑螟蛾Cadra cautella（鳞翅目：螟蛾科）被认为是危害最严重的害虫。与此同时，赤拟谷盗Tribolium castaneum（鞘翅目：拟步甲科）也是主要的家庭害虫，主要危害各种谷类植物、坚果和谷物（Athanassiou et al. 2010;Opit et al. 2012）。储存产品的虫害的发生不仅会造成产品重量、营养价值、商品价值和审美价值的损失，而且会对人体健康造成危害。

传统上，过去30年，已经试用了好几种熏蒸剂，特别是磷化氢和溴甲烷已被广泛用于干果除害，包括枣、谷物和谷物产品。《蒙特利尔议定书》指示逐步淘汰溴甲烷的使用和生产，因为它对环境和人类健康有害。由于它的高化学反应性，它极有可能消耗臭氧层。因此，它已经在世界许多地区被逐步淘汰（Bulathsinghala and Shaw 2013, UNEP 2014）。磷化氢有潜力被接受为溴甲烷的替代品，但它的使用有一些局限性。它需要较长的暴露时间，并可能在关键昆虫物种中产生抗性（Pimentel et al. 2008）。分子生物学研究证实了rph1和rph2基因在谷蠹Rhizopertha dominica（F）（鞘翅目：长蠢科）抗性发育中的作用（Opit et al. 2012；Mau et al. 2012）此外，抗性基因P45S和P49S分别在赤拟谷盗和谷蠹中被鉴定（Chen et al. 2015）。

处理多种关键昆虫种类例如粉斑螟蛾和赤拟谷盗的侵染是具有挑战性的，Sadeghi等人（2011）使用氮和磷化氢混合物防治米象Sitophilus oryzae（L）成虫（鞘翅目：象鼻虫科）；赤拟谷盗；谷蠹；四纹豆象Callosobruchus maculatus（F.）（鞘翅目：叶甲科）和印度谷螟的三龄幼虫，Plodia interpuntella （Hubner）（鳞翅目：螟蛾科）。最大限度地减少溴甲烷和磷化氢用于储存食品的熏蒸，利用二氧化碳和植物提取物、植物油等天然产物等气调是最合理、最环保的方法（Brandl et al. 1983; Riudavets et al.2009; Navarro, 2012; Mohapatra et al. 2015; Rajashekar et al. 2016）。

一些研究集中于使用气调处理来评估不同存储害虫和果蛾的耐受性（Neven and Rehfield-Ray 2006; Tilley et al. 2007; Tiwari et al. 2011; Neven et al. 2012; Son et al. 2012; Li et al. 2015; Yan et al. 2016）。二氧化碳已被广泛研究用于气调来存储如谷物、花生和枣子等商品，Dhouibi等人（2015）使用了磷化氢和CO2的混合物在25plusmn;1℃下，对威胁枣子果实的害虫——地中海斑螟（Ephestia kuehniella）进行防治，并且得出结论：用于控制地中海斑螟需要16h并且推荐剂量为3 g/m3。在144 h的暴露时间内，要使赤足郭公虫，Necrobia rufipes（De Geer）（鞘翅目：郭公虫科）所有生长阶段的死亡率达到100%，二氧化碳浓度要高于75.1%，腐食酪螨Tyrophagus putrescentiae（Schrank）（疥瞒目：粉螨科）则需要在23℃下（Hasan et al. 2016）。类似地，Emami等（2016）将CO2单独使用和将CO2与丙酮混合使用来防治赤拟谷盗成虫，并且结果表明，将CO2与丙酮混合使用可以更好的控制赤拟谷盗成虫。据报道，高于70%的CO2可以更加迅速地杀死昆虫。此外，它还可以通过破坏器官的呼吸作用来抑制微生物的生长（Navarro 1978; Navarro and Calderon 1979;Jay 1980; Navarro et al. 2001）。二氧化碳对环境的影响最小，无残留物，并且在密封结构中可长期应用（Annis 1990; Tarr et al. 2001）。

单独使用二氧化碳或与氮结合使用二氧化碳已经被测试用于防治多种昆虫的不同生长阶段（Jay 1984; Tutuncu et al. 2000; Navarro et al. 2001; Alrukban 2010; Vachanth et al. 2010）。我们在不同的温度条件下，用22 ppm的臭氧对除了核的枣子果实中的赤拟谷盗幼虫进行了测定（Husain et al. 2015）。本研究报道了CO2对两种贮藏害虫混合侵害的刺激作用。该研究的目的是评估在温度为25plusmn;1℃、相对湿度（RH）为65plusmn;5%的条件下，将不同的生长阶段的昆虫暴露在二氧化碳中，以达到100%死亡率的强制暴露时间。

材料和方法

昆虫

研究了粉斑螟蛾，C. cautella（Walker）（鳞翅目：螟蛾科）和赤拟谷盗，T. castaneum （Herbst）（鞘翅目：拟步甲科）3个发育阶段：初出成虫（1-2天）、蛹（1-2天）和幼虫（10-12天）。所有昆虫的生长阶段均从沙特阿拉伯利雅得沙特国王大学经济昆虫学研究单位实验室（EERU）的母系繁殖得到。为了获得1-2日龄的成虫，从群体中采集蛹，当蛹发育成成虫后，将其转移到50克的塑料杯中。同样地，为了获得1-2日龄的粉斑螟蛾和赤拟谷盗的蛹，从群体中采集末龄幼虫，分别放置在单独的容器中，每日观察。当它们化蛹后，就被用于实验。同样，也从种群中获得了各物种10-12日龄的幼虫。每个生长阶段的20个个体被放置在单独的50克塑料杯中。根据各物种发育阶段的需要提供饲料。给粉斑螟蛾成虫提供一块浸了10%的糖溶液的棉花，不给粉斑螟蛾的蛹提供饲料，给粉斑螟蛾的幼虫提供5 g枣的果实。类似地，给赤拟谷盗成虫和幼虫提供1 g小麦粉。

气调

使用1.91（64盎司）容量的密闭箱（Lock and Lockreg;absolutely, Vietnam）作为处理室。对于充气和抽气，实验前在箱体两侧开孔，然后固定进、出气阀。被试昆虫按种类和生长时期的要求单独与上述食物保存在50g容量的塑料杯中。每杯含有的每个发育阶段的20个个体被认为是一个重复。所有杯子的盖子都有洞。然后我们将6个杯子，因为我们有两个物种的三个不同的发育阶段，随机放入一个熏蒸箱中。然后用一层薄保鲜膜塑料（12.5mu;m厚）将包装盒包裹起来。在本研究中，99.9%的CO2为处理组，用正常的空气作为对照。气调时，打开箱体出口阀，将气瓶管与箱体进口阀连接。气体从进气阀排出，空气从出气阀流出，在10-15s后对出气阀检验点的气体进行气体浓度的测定（PBI-Dansensor, Denmark）。当传感器气体显示出所需的二氧化碳浓度时，停止气体通入，两个阀门紧紧关闭。所有处理重复三次。昆虫暴露于气体中的时间不同，即9，12，18，24，36，48，72，96和120 h。气调后置于环境箱中，温度为25plusmn;1℃，湿度为65plusmn;5%，明暗比例为9:15。对照组（呼吸空气）的处理方式与CO2的处理方式相同。

数据收集

在每次暴露时间结束时，将箱子从培养箱中取出并打开，释放气体并测量死亡率。在各暴露时间结束后立即进行死亡率观察。用No.0骆驼毛刷轻轻触碰昆虫，证实它们是否运动。运动或任何其他生命或死亡的迹象都不清楚的可疑发育阶段在显微镜（Omano OM4413 dual power stereo microscope）下观察。幼虫和蛹的死亡特征为在所有生命阶段均无运动、颜色变化、身体僵硬和身体卷曲。成虫的延迟死亡率则在处理后一个月进行观察；对于幼虫和蛹，直到它们成功或失败发展到下一个生命阶段，再进行死亡率的观察（Valizadegan et al. 2012; Husain et al. 2015）。

实验设计与统计分析

实验采用完全随机化设计（CRD）。采用单因素方差分析（one-way ANOVA）和Fisher最小显著性差异检验（Fisher s least significant difference, LSD）分析处理后死亡率的差异（alpha;= 0.05）。用Abbott公式校正死亡率。使用概率分析计算LT50和LT99。所有统计分析均采用SPSS（2005） 13.0版本进行。

结果

立即死亡

应用CO2对粉斑螟蛾和赤拟谷盗立即死亡的影响见表1。我们使用这些暴露时间，直到达到100%的死亡率。暴露于CO2的时间对受试物种的死亡率有显著影响。物种的死亡率与施用二氧化碳的时间成正比。除了赤拟谷盗的蛹期，即时死亡率是显著的。对于粉斑螟蛾的成虫，CO2处理48 h后死亡率达到100%（F = 451.9, df = 5;12, P lt; 0.001）。而在蛹期和幼虫期，72 h后死亡率均达100%（F = 482.25, df = 7, 16, P lt; 0.001）（F = 56.1, df = 6;14, P lt; 0.001）。这表明成虫期比幼虫期更容易受到CO2的影响。在赤拟谷盗的死亡率上也有类似的趋势，施用CO2 24小时后，成虫死亡率极高（(F = 57.8, df = 5; 12, P lt; 0.001）。而赤拟谷盗的蛹期与其成虫期不同，蛹期的抗逆性性最强，其次是幼虫期，而且蛹期都没有出现立即死亡，直到施加CO2 72小时后才有立即死亡。

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