亚致死和致死剂量的broflanilide会干扰Spodoptera frugiperda（苹果卷叶蛾）的性信息素生物合成信号传导过程，从而影响其繁殖成功率

亚致死和致死浓度下broflanilide显著抑制粘虫第三龄幼虫生长及性信息素合成，并通过降低Ca2?和cAMP信号分子影响性腺发育，导致子代繁殖率下降。

　　
斜纹夜蛾的性信息素调控机制与新型昆虫icide broflanilide作用效应研究

一、研究背景与意义
斜纹夜蛾（Spodoptera frugiperda）作为全球性农业害虫，其爆发性种群增长对玉米等主粮作物造成毁灭性威胁。据统计，该虫在非洲每年造成超过20亿吨的玉米减产，经济损失达百亿美元量级。近年来，该虫在亚洲多国呈现扩散态势，其食性杂、适应性强、迁移特性显著的特点，使得传统防控手段面临严峻挑战。在此背景下，日本三菱化学公司研发的 broflanilide 新型昆虫icide，因其独特的γ-氨基丁酸受体作用机制，在2019年澳大利亚率先注册，2020年获中国农业农村部登记许可，成为全球首个获得审批的meta-diamide类化合物。

二、研究方法与材料
研究团队采用系统生物学方法，构建了从分子信号通路到种群动态的多层级研究体系。实验对象为2022年采集于云南（东经103.12°，北纬25.83°）的斜纹夜蛾3龄幼虫，在恒温（25±1℃）、恒湿（60±10%）、光周期16:8（L/D）的控温室内完成系列生物测定。人工饲料配方参照Greene等人1976年建立的标准体系，确保实验材料的遗传纯度与生理状态稳定。

三、核心研究发现
1. 毒理作用特征
通过改良的 probit分析法建立的剂量-效应模型显示，broflanilide对3龄幼虫的半数致死浓度（LC50）为0.332 mg/L，95%置信区间为0.28-0.38 mg/L。该数据表明该化合物对斜纹夜蛾具有显著毒效，较传统昆虫icide如阿维菌素（LC50=1.2 mg/L）、氯虫苯甲酰胺（LC50=0.65 mg/L）具有更优的剂量效应关系。

2. 生理调控机制
（1）性信息素合成干扰：实验发现 broflanilide处理组幼虫的性信息素前体物质（丙酮酸与乙酰辅酶A）浓度分别下降47.2%和32.5%，导致关键酶活性抑制。钙调蛋白（CaN）活性降低58.3%，乙酰辅酶A羧化酶（ACC）活性抑制达72.4%，直接影响酯酶合成途径，造成性信息素分泌量减少63.8%。

（2）发育调控效应：对第三龄幼虫进行连续21天暴露实验显示，接触组幼虫体重增长较对照组抑制41.2%，蛹期转化率下降至28.6%（对照组为63.4%）。特别值得注意的是，即使低于致死浓度的处理组（0.1 mg/L），其幼虫发育周期延长12-15天，成虫产卵量减少39.7%。

3. 世代遗传效应
通过F1代家系追踪实验证实，亲代接触 broflanilide（LC30浓度）的幼虫成活率下降至57.3%，且子代种群增长率（r值）降低至0.41（对照组为0.78），净生殖率（Ro）从1.85降至1.12。这种多代累积效应揭示了化学农药对种群持续压力的潜在风险。

四、作用机制解析
研究团队首次完整揭示了 broflanilide对鳞翅目昆虫的调控网络：该化合物通过双重作用机制影响性信息素系统。一方面，抑制GABA受体复合物功能，导致神经传导紊乱，影响内分泌系统对激素的调控；另一方面，通过干扰三羧酸循环关键酶（如柠檬酸合酶活性降低34.7%），破坏能量代谢基础，造成幼虫蜕皮所需的角蛋白合成受阻。

五、生态安全评估
EPA分类显示 broflanilide具有致癌风险（I类），但其环境半衰期（EPIs）仅为3.2天，土壤吸附率低于8%，符合《农药登记环境安全评价技术导则》要求。田间模拟试验表明，在推荐施用量（3 kg/ha）下，对非靶标昆虫如蜜蜂的急性毒性（LD50）为89.7 mg/kg，远高于国家标准限值（0.4 mg/kg）。但长期暴露（＞6个月）的生态监测数据显示，本地天敌昆虫（如赤眼蜂）种群数量下降12.3%，提示需建立合理的安全间隔期（建议＞14天）。

六、防控策略启示
研究证实 broflanilide在5-10 mg/L浓度范围内具有显著抗性诱导作用，持续使用超过3个月可使幼虫抗性指数提升至2.8倍。据此提出阶梯式防控方案：
1. 基础防治期（第1-20天）：使用20 mg/L broflanilide配合性诱剂诱杀
2. 过渡期（第21-30天）：采用10 mg/L浓度维持种群压力
3. 稳定期（＞30天）：结合生物防治（如Bt制剂）与信息素干扰
田间试验显示该方案可使玉米田虫害损失从68.2%降至21.3%，且成虫交配成功率降低至34.7%。

七、研究局限与展望
当前研究主要聚焦实验室环境下的单一暴露模型，未充分考察田间多因素耦合效应。后续工作将重点开展：
1. 多组学整合分析：结合转录组与代谢组学，解析 broflanilide作用靶点的分子互作网络
2. 适应性进化研究：建立抗性监测数据库，跟踪种群遗传变异特征
3. 环境行为学评估：测定农药对昆虫空间记忆、风险规避等行为的影响

该研究为《中国农作物病虫害防治指南》修订提供了关键数据支撑，建议在华北、黄淮地区玉米带状种植区推广"3+1"综合防控模式（3次 broflanilide使用+1次生物防治），同时建立区域性抗药性监测网络，以实现害虫种群的有效控制与生态平衡维护。