摘要

煙草粉斑螟是倉儲煙草等產品的重要害蟲，化學防治易產生抗性且污染環境。本研究采用 X-RAD 320 輻照儀，探究不同發育階段及 0-300 Gy 劑量 X 射線照射對該蟲生物學參數及不育性的影響，旨在明確 sterile insect technique（SIT）應用中的最優照射蟲態與劑量。結果顯示，蛹期對輻射耐受性最強，200 Gy 為最優照射劑量，可有效誘導雄蛹不育，15:1（不育雄蟲：正常雄蟲）釋放比例下野生種群抑制率達 71.91%，為 X 射線介導的 SIT 技術防治該害蟲提供關鍵數據支撐。

方法

供試蟲源從河南許昌煙草倉庫采集，在 27±1℃、相對濕度 75±5%、16h 光照：8h 黑暗條件下人工飼養。采用 X-RAD 320 輻照儀（配備 F2 束硬化濾光片），運行參數 320.00 kV、12.50 mA，照射位置劑量率 1.45 Gy/min，實際劑量與目標劑量偏差 ±2%。實驗分為三部分：對卵、幼蟲、蛹、成蟲施加梯度劑量照射，統計死亡率以明確最優照射蟲態；對雄蛹施加梯度劑量，測定羽化率、壽命等參數篩選最優劑量；以最優劑量照射雄蛹，設置不同釋放比例，統計孵化率與誘導不育率。

輻照儀的具體實驗方法

將待照射樣品置于輻照儀鉛制載物臺中心確保均勻照射，通過控制面板設定目標劑量，儀器自動計算照射電壓、電流及時間，實時監測累積劑量并在達標后自動停機。儀器每年校準以保證劑量準確性，實驗中設置 0 Gy 對照組，嚴格控制環境條件避免無關變量干擾。

原文 Figure 1：實驗方法流程圖，展示 X 射線照射不同發育階段煙草粉斑螟及后續參數測定的完整流程。

研究結果

輻照儀實現 0-300 Gy 連續劑量精準輸出，實測劑量率 1.44-1.47 Gy/min，確保不同處理組劑量差異精準；成功完成四類蟲態照射處理，通過劑量 - 死亡率曲線明確各蟲態輻射耐受性差異；借助穩定劑量輸出，明確 200 Gy 為不育與活力的平衡點，避免劑量波動導致的效果偏差。

原文 Figure 3：照射雄蛹對羽化率、壽命、產卵量及卵孵化率的影響圖，為最優劑量篩選提供可視化依據。

蛹期對 X 射線耐受性最強，ED??達 380.17 Gy、ED??達 3867.62 Gy，顯著高于其他蟲態，且便于操作運輸，確定為最優照射蟲態。200 Gy 照射雄蛹后，羽化率達 84.44%，成蟲壽命與對照無顯著差異，卵孵化率降至 10.00%，F?代卵和幼蟲存活率顯著下降。照射雄蟲交配競爭力指數為 0.54，隨釋放比例升高誘導不育率顯著提升，15:1 比例下誘導不育率達 71.91%，可有效抑制野生種群。

原文 Figure 2：不同劑量對各發育階段死亡率影響圖，直觀呈現蛹期輻射耐受性最強的核心結果。

原文 Figure 5：不同釋放比例下誘導不育率及交配競爭力指數圖，明確 15:1 釋放比例的最優防治效果。

結論

X 射線照射介導的 SIT 技術可有效防治煙草粉斑螟，蛹期為最優照射蟲態，200 Gy 為最優照射劑量，該劑量能在保證不育效果的同時維持雄蟲交配競爭力，調整釋放比例可實現野生種群有效抑制。X-RAD 320 輻照儀憑借穩定劑量輸出、精準參數調控，為實驗重復性與可靠性提供關鍵保障，其安全、無放射性廢物的優勢，也為 SIT 技術田間推廣奠定基礎。

原文出處DOI：

DOI: 10.3389/fphys.2022.895882