微塑料暴露对斜纹夜蛾耐受杀虫剂的影响及机理研究.pdf

摘要

微塑料是当今聚焦的一种新兴环境污染物，其种类多样，分布广泛。微塑料能够

进入植物体或覆盖在叶片表面，进而通过食物链进入植食性昆虫体内。关于微塑料对

昆虫影响的研究集中于家蚕和蜜蜂，较少涉及农业害虫。斜纹夜蛾（Spodopteralitura）

分布广泛且食性多样，其在自然环境中很容易通过食物链摄入微塑料。并且，当前防

治主要依赖化学杀虫剂，而关于微塑料暴露对斜纹夜蛾耐受杀虫剂影响还不清楚。本

论文以最常见的聚苯乙烯微塑料为模式，研究微塑料暴露对斜纹夜蛾耐受茚虫威、毒

死蜱和λ-高效氯氟氰菊酯的影响，同时根据解毒酶活性和基因表达量的变化探究作用

机制，主要研究结果如下：

1.三种杀虫剂致死中浓度测定及微塑料暴露对斜纹夜蛾耐药性的影响

采用人工饲料混毒法测定三种杀虫剂对斜纹夜蛾四龄幼虫的48h致死中浓度

（LC50），结果显示茚虫威、毒死蜱、λ-高效氯氟氰菊酯的LC50分别为4.23mg/kg、

8.49mg/kg、1.70mg/kg。微塑料预饲喂72h后斜纹夜蛾对茚虫威和毒死蜱的敏感性

显著提高，对高效氯氟氰菊酯的敏感性则无影响；微塑料与杀虫剂联合暴露仅在高浓

度处理下提升斜纹夜蛾对杀虫剂的敏感性；并且，斜纹夜蛾对杀虫剂的敏感性与微塑

料粒径大小无关。

选择NP（0.1μm）、MP（10μm）两种粒径的微塑料按照浓度1mg/kg采用预饲

喂72h的方式测定LC50。与对照组相比，NP处理对茚虫威和毒死蜱增效比为1.56

和1.35，而对λ-高效氯氟氰菊酯的增效作用不显著；MP处理对茚虫威和毒死蜱增效

比为1.37和1.32，而对λ-高效氯氟氰菊酯的增效比仅为1.16。

2.微塑料暴露对斜纹夜蛾中肠解毒酶活性的影响

斜纹夜蛾中肠解毒酶活性结果显示，100mg/kg浓度的NP处理组的P450相对活

性（0.78）和100mg/kg的MP处理组的P450相对活性（0.64）均显著低于对照组（设

定为1）。100mg/kg浓度的NP、MP处理的UGT相对活性（0.71、0.72）显著低于

对照组（设定为1）。不同浓度的NP处理组的CarE相对活性与对照组没有显著差异，

而1、10、100mg/kg三种浓度的MP处理的CarE相对活性相对于对照组分别下降了

25%、22%、26%。三种浓度的NP、MP处理组的GST相对解毒酶活性与对照组差异

均不显著。

3.微塑料暴露对斜纹夜蛾中肠解毒酶基因表达量的影响

P450解毒酶基因表达量检测结果显示，与对照组相比，NP、MP能够抑制大部

分P450基因表达量。在所检测的27个P450基因中，有个25基因表达被NP处理所

抑制，有20个基因表达被MP处理所抑制。这其中包括多个已被证实参与解毒代谢

I

的P450亚家族，如CYP6B、CYP6AB、CYP6AE和CYP321A等。

转录因子CncC和MafK在斜纹夜蛾响应杀虫剂调控P450基因表达中发挥重要

作用，故检测了微塑料对CncC/MafK基因表达的影响。结果显示，浓度为1、10、100

mg/kg的NP处理组的CncC的相对表达量与对照组相比分别下降了36.9%、29.9%、

31.9%；MP处理组的表达量则下降了66.3%、59.1%、66.9%。同样三种浓度的NP

实验组的MafK的相对表达量与对照组相比分别下降了67.6%、63.3%、69.2%；MP

实验组的表达量则下降了73.9%、72.5%、93.7%。表明微塑料可能通过抑制CncC和

MafK的表达进而削弱P450介导的解毒代谢。

4.微塑料长期暴露对斜纹夜蛾的影响

为明确微塑料长期暴露对斜纹夜蛾的影响，使用微塑料（NP、MP；浓度1mg/kg）

连续处理斜纹夜蛾一个世代。结果显示，NP处理组的幼虫历期与对照组（CK）相比

下降了1.36%，而MP实验组的幼虫历期则延长了0.01倍。CK、NP、MP的化蛹率

分别为96%、98%、94.7%，三者之间没有显著差异。CK的蛹重为0.33g，NP、MP

实验组的蛹重相较于对照组上升了0.14、0.