全 文 ：© 1994-2010 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http://www.cnki.net
文章编号 :100028551 (2000) 0120040204
棉铃虫辐射不育效应研究
顾伟平　杨荣新　夏大荣　张严峻
(浙江省农业科学院原子能利用研究所　浙江　杭州　310021)
摘要 :本文报道了棉铃虫经辐照诱导的不育效应。用60 Co2γ射线处理棉铃虫蛹 ,成虫
的羽化率随着剂量的升高而降低 ,畸形率和死蛹率增加。不同时期辐照蛹对成虫羽
化率有明显影响。棉铃虫辐射不育以采用羽化前 2d 的老熟蛹辐照为好 ,其羽化率为
86154 %。卵的不育率随剂量的升高而升高。根据 F1 代辐射遗传不育效应的研究认
为 :棉铃虫当代亚不育剂量以 300 Gy 为宜。
关键词 :棉铃虫 　辐射不育
收稿日期 :1999211218
作者简介 :顾伟平 (1954 - ) ,女 ,山东肥城人 ,浙江省农业科学院原子能利用研究所农艺师。1991 年曾参加 FAD/ IAEA
在马来西亚和日本举办的“昆虫不育技术和 F1 代昆虫不育防治”培训。现从事棉铃虫辐射不育机理研究。
棉铃虫 ( Heliothis arm igera Hübner)属鳞翅目夜蛾科 ,是棉、油、豆等作物的大害虫 ,在棉
铃虫发生的重灾区里棉花损失达 50 %以上 ,由于该虫食性杂 ,世代重叠 ,是钻蛀性昆虫 ,因此
防治困难。由于大量连续使用农药 ,不仅危害环境 ,而且使棉花产量和质量下降 ,经济损失严
重。昆虫辐射不育技术是当前唯一有可能在大范围内灭绝一种害虫的现代化防治手段 ,利用
辐射不育技术防治棉铃虫可以有效防治该虫危害。同时由于该法不污染环境 ,对人、畜和天敌
无害 ,防治效果持久。由于应用辐射不育防治棉铃虫的研究国内刚开始 ,九五期间我们开展了
辐射棉铃虫不育剂量及其遗传效应的研究。
1 　材料和方法
111 　供试虫源
供试棉铃虫蛹采自北京中国农业科学院原子能利用研究所 ,经扩繁得到批量蛹 ,处理蛹为
羽化前 2～3d 的老熟蛹。
112 　辐照剂量
在本所60Co 装置内辐照 ,辐照前 ,将老熟蛹单个装入直径 2cm ,长 8cm 的玻璃管中 ,辐照
剂量为 150、200、250、300 和 350 Gy ,剂量率为 1 Gy/ min。
113 　配对方法
成虫羽化后 ,按不同剂量将雌雄虫分别放入塑料纸篓内放飞 ,篓内置 10 %蜜糖液作成虫
营养液 ,上面用纱布复盖 ,2d 后 ,各剂量按 I ♀×I ♂、I ♀×U ♂、U ♀×I ♂配对 ( I 为辐照处理
过的成虫 ,U 为正常成虫 , ♀为雌虫 , ♂为雄虫) 以 1∶1 的比例配对于 500ml 果酱瓶中 ,果酱瓶
内蘸有 10 %蜜糖液的棉球 ,每组合 10～15 瓶并用 U ♀×U ♂作为对照 ,分别记载成虫羽化率、
寿命、产卵量、孵化数和孵化率。与此同时 ,对各配对组合中的雌成虫 ,在死亡当日进行解剖 ,
04 　核 农 学 报　2000 ,14 (1) :40～43Acta A gricult urae N ucleatae Sinica
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在实体解剖镜 (倍率 10 ×2) 下观察受精囊及受精后遗留的精荚 ,如无精荚 ,则认为未经交尾 ,
不作统计对象。
2 　结果和分析
211 　棉铃虫辐照的适宜剂量
以 150、200、250、300 和 350 Gy 5 个剂量处理棉铃虫蛹 ,其辐照成虫 ( I)与未经辐照的成虫
(U)按 I ♀×I ♂、I ♀×U ♂、U ♀×I ♂组合 ,以 U ♀×U ♂作为对照 ,棉铃虫经γ射线辐照处理
后 ,当代的不育率随剂量的升高而升高 ,从剂量 200 Gy 开始 ,棉铃虫雌虫的不育率显著上升 ,
至 350 Gy 剂量 ,雌虫可达全不育 ,雄虫不育率亦高达 97160 %(见表 1) 。
表 1 　不同剂量辐照棉铃虫蛹的不育率
Table 1 　The sterile rate of pupae irradiated with different dose
配对组合
Composition
of pairs
不同剂量下成虫所产卵的不育率
Sterile rate of eggs oviposited by adult insect with different dose ( %)
0 Gy 150 Gy 200 Gy 250 Gy 300 Gy 350 Gy
1 ♀×I ♂ 87155 88108 91146 97160 100
I ♀×U ♂ 78155 92185 98197 97128 100
U ♀×I ♂ 51110 64108 67108 73166 97160
U ♀×U ♂ 33159
　　由表 1 可见 ,从当代不育情况看 ,250～300 Gy 可视为不育剂量 ,即在此剂量下辐照雌虫与
任何雄虫交尾所产卵基本不育 ,而辐照雄虫则表现部分可育 ,基本符合在不育剂量确定原则。
212 　不同时期的蛹对辐射的敏感性
试验采用亚不育剂量 300 Gy 辐照 ,实验室温度为 25 ℃左右。根据眼点和体色深浅分为老
熟蛹、中熟蛹和早期蛹 (老熟蛹一般处于羽化前 2d ,其眼点黑色 ,体呈深褐色 ,翅、胸、腹分明。
中熟蛹眼点为褐色 ,体色略浅。早期蛹一般在化蛹后 2～3d 的蛹 ,其眼点淡黄 ,翅、胸、腹不分
明) 。各期蛹的辐射敏感性以其成虫羽化情况来表示 (见表 2) 。
表 2 　不同时期辐照对成虫羽化率的影响
Table 2 　The effect of radiation on the emerging rate of adult irradiated in various pupa stages
剂量
Dose
( Gy)
辐照时期
Stage of
irradtation
观察虫数
Observed
number
正常虫
No. of normal
insects
畸形虫
No. of
deformity
insects
羽化不全
No. of
not full
emerging
死蛹
No. of
dead pupae
羽化率
Emering rate
( %)
300
0
(CK)
老熟蛹
Matured 104 90 6 6 2 86154
中熟蛹
Middle stage
100 32 6 22 40 32
早期蛹
Early stage
100 / / / 100 0
老熟蛹
Matured
102 94 2 4 2 92116
中熟蛹
Middle stage
100 82 2 2 14 82
早期蛹
Early stage
100 54 6 10 30 54
14　1 期 棉铃虫辐射不育效应研究
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　　表 2 表明 ,300 Gy 辐照的早期蛹羽化率为零 ,全部为死蛹。300 Gy 辐照的中熟蛹羽化率为
32 % ,畸形率和死蛹率占 68 %。而老熟蛹辐照的羽化率占 86154 % ,CK 为 92116 %。试验认
为 :棉铃虫蛹龄越长 ,其辐射敏感性越低 ,蛹龄越短 ,其辐射敏感性越高 ,因此在用一定剂量辐
照棉铃虫蛹时 ,应该选用老熟蛹为试材 ,以确保试验质量。
3 　不同剂量对成虫羽化的影响
311 　对成虫羽化率的影响
辐照棉铃虫蛹随着剂量的升高其羽化率降低 ,剂量 ( X) 与羽化率 ( Y) 的关系式为 y1 =
9113136e - 711676x ,相关系数为γ1 = 018940。辐照剂量为 250 和 300 Gy 时 ,它们之间成虫羽化
率分别为 77 %和 73 % ,与对照差异不明显 ,而 350 Gy 的剂量则对成虫羽化率影响较大 ,仅为
67 % ,与对照差异明显。
表 3 　辐射对棉铃虫羽化率、畸形率的影响
Table 3 　Effect of radiation on emerging and deforation rates of cotton bollworm
剂量
Dose
( Gy)
观察虫数
(条)
Obseyved
number
羽化情况
Emergence
羽化数
No. of
emerging
羽化率
Emerging
rate ( %)
死蛹情况
Dead pupae
死蛹数
No. of
dead pupae
死蛹率
Dead pupae
rate ( %)
畸形情况
Deformation
畸形数
No.
deformity
畸形率
Deformed
rate ( %)
150 100 85 85 12 12 3 3
200 100 83 83 13 13 4 4
250 100 77 77 15 15 8 8
300 100 73 73 19 19 8 8
350 100 67 67 24 24 9 9
0 (CK) 100 87 87 10 10 3 3
表 4 　棉铃虫遗传不育 F1 代成虫不同组合的孵化率
Table 4 　The hatching rate eggs for sterile inheritance of
F1 in different compostion
配对组合
Composition
of pair
F1 代棉铃虫所产卵的孵化率
Hatching rats of eggs oviposited by F1 adult ( %)
0 Gy 200 Gy 250 Gy 300 Gy
F1 ♀×F1 ♂ 0176 0 0
F1 ♀×U ♂ 14102 4162 1134
F1 ♂×U ♀ 22137 2107 0
U ♀×U ♂ 66118312 　对蛹期的影响辐照引起的成虫畸形率和死蛹率与辐照剂量的关系式分别为 : y2 = 214363e31685 ,4x ,y3 =819138e214357x ,它们的相关系数分别为γ2 = 018824 ,γ3 = 019414 ,当辐照剂量为 250 和 300 Gy时 ,畸形率和死蛹率分别为 8 %、15 %和 8 %、19 % ,它们之间的差异不明显 ,与对照之间的差异亦不明显。当剂量上升到 350 Gy 时 ,其畸形率和死蛹率分别达到 9 %和 24 % ,由此可认为 0～300 Gy 的辐照剂量对棉铃虫羽化率、畸形率和死蛹率影响不明显。当辐照剂量超过 300 Gy时 ,因为羽化率偏低 ,死蛹数明显增高 ,将会影响释放虫的虫量和质量。4 　F1 代遗传不育　　从 200、250、300 Gy3 种剂量所得到的后代饲养至成虫 ,用 3 种组合配对 ,即 F1 ♀×F1 ♂、F1 ♀×U♂、F1 ♂×U ♀,由于棉铃虫成虫配对交尾机率较少 ,将配对数增加 1倍。试验结果发现其 200～300 Gy剂量下所产生的 F1 代虫存在较好
的遗传不育性 ,其中 200 Gy 剂量的
24 核　农　学　报 14 卷
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F1 代的 F1 ♀×F1 ♂组合中的遗传不育率为 99124 % ,250～300 Gy 剂量的遗传不育率均达到
100 %。在 U ♀×F1 ♂组合中 ,250 Gy 的 F1 代遗传不育率达到 97193 % ,而 300 Gy 剂量则为
100 % ,由此可以认为棉铃虫辐射不育防治的适宜剂量应定为 300 Gy。
5 　讨 　论
11 鳞翅目昆虫用电离辐射诱发不育 ,需要较双翅目等昆虫高得多的剂量 ,这对辐照虫的
羽化、交尾等都会产生严重的不良影响。目前 ,在深入研究昆虫细胞遗传学的基础上 ,普遍采
用降低辐照剂量的亚不育方法来控制鳞翅目昆虫的危害。试验证明 :用 250～300 Gy 剂量辐
照棉铃虫老熟蛹并不显著影响成虫的正常羽化 ,使棉铃虫雌虫全不育 ,雄虫保持较强的性竞争
力 ,可认为是棉铃虫辐射不育的亚不育剂量。
21 从辐射不育棉铃虫的 F1 代遗传不育效应来看 ,250 Gy 剂量下 F1 代成虫所产卵的不育
率高达 97173 % ,但仍有 2107 %的卵能孵化出幼虫 ,而 300 Gy 剂量下的 F1 代成虫所产的卵已
达全不育 ,为保证不育棉铃虫连续大量释放的防治效果 ,用于田间释放的棉铃虫辐照剂量以
300 Gy 为宜。
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STUDY ON STERIL E EFFECT OF COTTON BOLLWORM H EL IO THIS
A RM I GERA BY IRRADIATION
GU Wei2ping 　YAN G Rong2xin 　XIA Da2rong 　ZHAN G Yan2jun
( Instit ute f or A pplication of A tomic Energy Zhejiang Academy of A gricult ural Sciences , Zhejiang Prov . Hangz hou ,310021)
ABSTRACT:The irradition2induced sterile effect of Heliot his a rmigera was studied. It showed
that after the pupa of cotton boll worm were treated with 60 Coγ2ray , the emerging rate of adult
insects decreased with increasing of dosage ,and the deformity rate and the dead pupa rate in2
creased with increasing of dosage ,too. The emerging rate of adult insects was affected obviously
when the pupae were irradiated in the different stages. When the matured pupae were irradiated
in 2 days before emerging ,the emerging rate of 86154 % was obtained. The sterile rate of eggs in2
creased with increasing of dosage. According to the study on the effect of sterile inheritance of F1
treated with radiation ,the suitable sub2sterile dosage for cotton boll worm was 300 Gy.
Key words :Cotton Bollworm ( Heliothis arm igera Hübner) ; Radiation ; Sterility
34Acta A gricult urae N ucleatae Sinica
2000 ,14 (1) :40～43