研究团队发现,我国大叶蓟马(Megalurothrips usitatus)和棕榈蓟马(Thrips palmi)的田间种群对多种杀虫剂产生了较高的抗性,防治难度大。通过在温室中使用紫外线吸收膜(Uva-FG),防治效率达到96%以上,并提高了豇豆和哈密瓜的产量。这项研究凸显了利用蓟马视觉系统作为一种环境友好型防治方法的潜力,为未来在可持续农业中的应用奠定了基础。

紫外线吸收薄膜有望在中国农业中控制抗药性蓟马

在中国,豇豆种植历史悠久,主要分布在温带和热带地区,但豇豆面临着严重的蓟马威胁,蓟马以幼苗为食,对农作物造成危害。尽管采取了各种管理措施,但化学药剂仍然是最常用的控制方法,导致蓟马种群的抗药性水平很高。目前,Megalurothrips usitatus 和 Thrips palmi 对常用杀虫剂表现出明显的抗药性,这凸显了创新控制方法的必要性。

为了评估 M. usitatus 和 T. palmi 的抗药性,我们在 2021 年至 2023 年期间在海口和三亚地区进行了杀虫剂调查,评估了它们对拟除虫菊酯、新烟碱、乙基多杀菌素和甲维盐的敏感性。结果表明,两种蓟马对拟除虫菊酯的抗药性均显著增加。

海口地区新烟碱类抗药性呈下降趋势,三亚地区抗药性呈上升趋势;三亚地区甲维盐抗药性呈小幅下降趋势,而乙基多杀菌素和甲维盐抗药性则持续上升;此外,研究发现这些蓟马的钠通道和烟碱乙酰胆碱受体存在大量突变,高频率的突变可能是导致其产生抗药性的原因。

针对这些挑战,我们在温室中测试了 UVa-F 的效果,结果表明,UVa-F 可显著减少蓟马数量并提高作物产量。UVa-FG 对 M. usitatus 和 T. palmi 的控制率分别为 96.67% 和 97.69%,对豇豆和哈密瓜的增产率分别为 22.5% 和 14.3%。进一步分析 UVa-F 处理下的蓟马复眼,发现其小眼对紫外线有特定的反应,这表明 UVa-F 的控制效果背后存在视觉机制。

该研究高级研究员吴少英介绍说:“本研究通过对蓟马复眼结构和视觉相关基因的分析,探索了蓟马对紫外线作出反应和适应环境变化的机制。在紫外线条件下,视觉相关基因被上调。这项研究为其田间应用评估奠定了基础。”

总之,本研究监测了 M. usitatus 和 T. palmi 对不同杀虫剂的抗性,并创建了用于温室应用的 UVa-F。对M. usitatus复眼的分析揭示了特定的感光区域,并在紫外线下上调了视蛋白基因。进一步探索蓟马的视觉机制和紫外线反应可以增强可持续的害虫控制,减少杀虫剂的使用,并阻止抗药性的发展,最终改善农业实践和作物质量。