辐射不育技术在害虫防治中的应用

第30卷增刊西南林学院学报

Vol．30Supplement

2010年6月JOURNAL OF SOUTHWEST FORESTRY UNIVERSITY Jun．2010

收稿日期：2010－05－17

第1作者：王建斌（1977—），男，硕士。研究方向：植物保护。E-

mail ：wangjb2@jsciq．gov．cn 。辐射不育技术在害虫防治中的应用

王建斌

（苏州出入境检验检疫局，江苏苏州215021）

摘要：对辐射不育技术在害虫防治中的应用及国内外研究进展展开论述，并讨论昆虫饲养、雌

雄分别技术、辐射处理技术、昆虫生物学特性等4个因素对辐射不育的影响及在害虫防治中的作用。

关键词：辐射不育技术；害虫防治；综述

Research Advances in Application of Inherited

Sterility Technique to Pest Control

WANG Jian-bin

（Suzhou Entry-Exit Inspection and Quarantine Bureau ，Suzhou Jiangsu 215021，China ）

Abstract ：The principles and the research advances in the inherited sterility techniques developed both in Chi-na and overseas for insect pest control were summarized．The influence of the way for insect rearing ，sex identifica-tion for insects ，technique of radiation treatment ，and the biological characteristics on the inherited sterility as well as the role of the inherited sterility techniques in controlling the insect pests were discussed．

Key words ：inherited sterility technique ；pest control ；summarization

昆虫不育技术是利用遗传学的方法防治害虫，其优点是不污染环境，害虫不易产生抗性，而且对有害生物的防控效果迅速，甚至可在几个世代内导致害虫种群的下降、基本消灭或更替。其做法是将1种不育的昆虫，释放到害虫的野生种群中去，不育昆虫与野生昆虫交配后，产生不育卵，从而使害

虫野生种群减少、

基本消灭或被取代的一种方法。目前不育技术防治包括辐射不育、化学不育、杂交不育、胞质不亲和性及染色体易位等，研究较多的是辐射不育。

1辐射不育技术的原理

辐射不育是利用辐射源对害虫进行照射处理，

其结果主要是在昆虫体内产生显性致死突变［1］

即染色体断裂导致配核分裂反常，产生不育并有交配竞争能力的昆虫。而后因地制宜的将大量不育雄性昆虫投放到该种的野外种群中去，造成野外昆虫

产的卵不能孵化或即使能孵化但因胚胎发育不良

造成死亡。最终可达到彻底根除该种害虫的目的。

辐射源主要有α射线、β射线、γ射线、微波、红外线、可见光、紫外线和中子等。由于γ射线有很强的穿透力且研究较多，

通常采用具60Co 和137Cs 。照射时间一般在雄虫精子成熟时进行。照射的剂量，以不影响其交配竞争力和寿命，又能在后代中表现高的显性致死率为标准。

2辐射不育技术在害虫防治中的应用

20世纪50年代初，美国在库拉可岛就利用不

育蝇消灭重大畜牧业害虫新大陆螺旋蝇（Cochliomy-ia hominivorax ），是人类历史上第1次在自然界成功灭绝1个害虫种群

［2］

，美国在1982年宣布不再发现

有螺旋锥蝇危害，

随后美国与墨西哥合作实施根除螺旋锥蝇项目，在1992年宣布实现了螺旋锥蝇的根治

［3］

。日本采用辐射技术于1978年彻底根除了瓜

实蝇（Bactrocera cucurbitae）［4］。美国从1967年开始一直在加州圣金华流域的重要棉产区采用辐射不育技术，成功地防治了从南方扩散来的棉红铃虫（Pectinophora gossypiella）建立种群［5］。现在已开始在加州南部的Impearl棉产区开展消灭棉红铃虫项目［6］。加拿大已在British Columbia的8000hm2果园消灭了苹果蠹蛾（Cydiapomonella），建立的人工饲养苹果蠹蛾能周产1400万头［7］。危地马拉于1984年开始实施不育蝇释放项目，对地中海果蝇（Cerati-tis capitata）进行了根绝［8］。

在国内，马怀云等开展了60Co－γ射线对桑天牛（Apirona germari）雄成虫的辐射不育试验，可育率降低9%，且子代幼虫无一成活，雌虫对辐照敏感。对于不育成虫与正常虫的差异，不育虫的释放比例、次数及方法等，还需要进一步研究［9］。唐桦等［10］采用60Co－γ射线辐射光肩星天牛（Anoplo-phora glabripennis）雌成虫，对其产卵行为产生了显著影响。徐登益等［11］观察了辐照对仓库害虫白腹皮蠹（Dermestes maculatus）的辐射效应。杨长举等［12］对绿豆象（Callosobruchus chinensis）的卵、幼虫、蛹、成虫进行辐射处理，对雌雄虫均产生了不育效果。李咏军等利用60Co－γ辐射羽化前12 24 h的烟青虫（Helicoverpa assulta）蛹，研究了羽化后成虫的飞行能力和生殖能力。结果表明烟青虫成虫的平均飞行距离和平均飞行速度无明显的降低趋势，烟青虫成虫寿命差异不显著，烟青虫雌虫经过辐射处理后，雌产卵量显著低于未辐射雌虫，辐射处理雌虫与正常雄虫杂交后代，受精卵的孵化率明显下降，辐射剂量达到300Gy时，受精卵的孵化率降为1.23%［13］。何丽华等［14］对人工饲养的马尾松毛虫（Dendrolimus punctatus）老熟蛹经10 80Gy剂量的60Co－γ射线辐射后，调查辐射对松毛虫繁殖力的影响。结果表明，辐射老熟蛹对成虫寿命和产卵量影响不明显，辐射后的雌性成虫与对照雄虫交尾所产卵的孵化率随着辐射剂量的加大而明显降低。周永淑等采用60Co－γ辐射谷象（Sitophilus granarius），结果表明处理剂量与寿命成负相关，经辐射处理和未经处理的谷象成虫，雌虫寿命比雄虫稍短。辐射雄虫与正常雌虫的交尾率比辐射雌虫与正常雄虫的交尾率低。从防治方面来看，释放不育雌虫的作用较大两性不育虫都有防治作用［15］。陈云堂等用60Co－γ辐射对烟草中黑粉虫（Tenebrio Obscurus）进行生物学效应研究，结果表明，50Gy的60Co－γ射线就可以完全阻止烟草中的黑粉虫幼虫产生下一代，100Gy及以上剂量的60Co－γ射线辐射可以有效控制黑粉虫幼虫的取食和生长，并最终导致其死亡［16］。用γ射线辐射处理刺桐姬小蜂（Quadrastichus erythrinae），刺桐姬小蜂幼虫化蛹率和蛹的羽化率均显著降低，成虫活动减弱、寿命缩短，交配次数、怀卵量和产卵量随处理剂量增高而降低［17］。王胜利等利用辐射技术确定了舞毒蛾（Lymant riadispar）的成虫、幼虫、卵的灭杀辐射剂量［18］。陈小帆等用不同剂量的60Co－γ射线处理纵坑切梢小蠹（Tomicus piniperda）成虫，不同处理量致死所用时间不同，确定了纵坑切梢小蠹存活和繁殖能力与辐射剂量之间符合剂量效应关系，7d理论致死剂量LD99.99为228.7Gy［19］。牟建军等对松墨天牛（Monochamus alternatus）辐射不育效应进行研究，结果表明通过释放辐射松墨天牛不育虫来降低林间松墨天牛种群数量，达到防止松材线虫病扩散和蔓延是切实可行的［20］。

3影响辐射不育防治效果的因素

3.1昆虫饲养

辐射不育技术是对大量昆虫的各形态进行辐照处理，但通过野外捕获大量同种类昆虫难度很大，通常都是采用人工饲养培育大批目标昆虫。因此，昆虫饲养技术是不育技术的基础。

3.2雌雄分别技术

目前的辐射技术要根据昆虫生物学特性对其雄虫或雌虫分别作不同处理。要求对饲养好的昆虫进行性别区分。例如对家蚊的区性上，根据雌雄个体的大小、质量等差异，采用机械装置将其分开。但饲养的密度、营养和室温等条件都会影响区分性别的效果，机械分离也易造成损伤。实践也证明用这种方法分离上百万的个体是困难的，对实施辐射不育项目是不实用的。目前，正在进行研究的利用地中海果蝇染色体的突变体，可用一种谷物分离机很快分离雌雄蛹，缺点是要饲养雌虫。

3.3辐射处理技术

辐射处理可影响害虫的活动能力、视觉、寿命，可能改变求偶过程中的发声讯号等，辐射剂量越低，影响越小。操作过程对饲养虫质量的影响是不可忽视的，如将蛹与化蛹基质（如麸皮、蛭石）机械分离时，处理不当则蛹体内飞行肌会受伤，羽化的成虫只能水平飞行。

3.4昆虫的生物特性

昆虫的生物特性也是影响应用辐射不育防治

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