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補充營養對副珠蠟蚧闊柄跳小蜂成蟲壽命及生殖能力的影響

2023-10-21 01:44張方平朱俊洪陳俊諭王建赟韓冬銀葉政培符悅冠
中國生物防治學報 2023年4期
關鍵詞:蜜露寄生蜂小蜂

張方平,朱俊洪,陳俊諭,王建赟,李 磊,5,韓冬銀,葉政培,符悅冠*

(1.中國熱帶農業科學院環境與植物保護研究所,???571101;2.海南大學環境與植物保護學院,???570228;3.海南省熱帶作物病蟲害生物防治工程技術研究中心,???571101;4.農業農村部熱帶作物有害生物綜合治理重點實驗室,???571101;5.海南省熱帶農業有害生物監測與控制重點實驗室,???571101)

橡副珠蠟蚧Parasaissetianigra是2004 年以來在橡膠樹上大面積暴發成災的一種重要害蟲,已對我國天然橡膠產業造成了嚴重影響[1]。副珠蠟蚧闊柄跳小蜂Metaphycusparasaissetiae是一種內寄生于橡副珠蠟蚧成蟲的本土優勢天敵,并對其具有較大的控制潛能[2]。該蜂為卵育型寄生蜂,剛羽化時其卵巢內僅有少量的成熟卵[3]。

卵育型的寄生蜂需在成蟲期補充一定的氮、碳水化合物、脂類物質等營養物質來繼續完成卵的發育及寄生等活動[4,5]。如Gelisagilis、潛蠅姬小蜂Diglyphusisaea等寄生蜂需取食寄主或其他糖類來完成卵的發育[6,7];提供補充營養物質給Macrocentmsgrandii、Microplitiscrocepes等寄生蜂的成蜂,能使其延長壽命、增強活力,有更多的時間和能量來進行寄生活動[8,9]。

補充營養對副珠蠟蚧闊柄跳小蜂的影響方面僅見溫麗娜[3]報道蜂蜜水能顯著延長其壽命。由于寄生蜂在自然界的營養包括了寄主昆蟲及花蜜、蜂蜜等富糖物質[10],不同來源的糖分在組份、濃度、結構及功能上存在差異,寄生蜂取食后其繁殖能力、成蟲壽命及對后代的發育和繁殖會有所差異[10-12]。鑒于目前已有報道尚未涉及多種糖類物質對副珠蠟蚧闊柄跳小蜂成蟲壽命及繁殖能力的影響,本研究選取了自然界花蜜或蜜露中常含有的葡萄糖、果糖、蔗糖、海藻糖、松三糖、蜂蜜等6 種糖及橡副珠蠟蚧的蜜露作為該蜂成蟲期的營養補充,比較了不同糖源對其成蜂壽命、卵子成熟、產卵及后代發育與出蜂量的影響,以期為該蜂的室內擴繁及大田應用提供理論依據及指導。

1 材料與方法

1.1 供試昆蟲

橡副珠蠟蚧:采于云南省熱帶作物研究所試驗場六隊橡膠樹上,在中國熱帶農業科學院環境與植物保護研究所內溫度25~27 ℃、濕度70%~90%的養蟲室內用南瓜繁殖至成蟲備用。

副珠蠟蚧闊柄跳小蜂:于云南熱作所試驗場橡副珠蠟蚧嚴重發生區的橡膠林段收集跳小蜂褐蛹,待羽化后用橡膠上的橡副珠蠟蚧繁殖,建立起以橡膠為植物寄主的實驗種群。待種群數量擴大后,將蜂轉接在用南瓜飼養的橡副珠蠟蚧上,建立起以南瓜為植物寄主的種群以供試驗所需。

1.2 補充營養對副珠蠟蚧闊柄跳小蜂成蟲壽命的影響

1.2.1 不提供寄主時的成蟲壽命 收集初羽化的成蜂20 頭,以5 頭為一組分別裝于試管(1.5 cm×7.5 cm)內,管口用棉花塞住。分別將蜂蜜(上海冠生園蜂制品有限公司)、葡萄糖(廣州化學制劑廠)、果糖(果藥集團化學試劑有限公司)、蔗糖(廣州化學制劑廠)、海藻糖(上海源葉生物科技有限公司)、松三糖(上海源葉生物科技有限公司)、寄主蜜露配制成濃度為20%的糖源水溶液,用小棉球在上述糖液中浸濕后放入裝蜂的試管中進行營養補充,對照包括清水和空白2 種。每處理雌、雄蜂各20 頭,放入溫度(27±1)℃,相對濕度為70%±10%,光周期12L:12D 的人工氣候箱內,每天觀察2 次,記錄成蜂的存活情況,同時更換新的營養棉球,試驗重復4 次。

1.2.2 提供寄主時的成蟲壽命 收集初羽化、已交配后的雌蜂20 頭,放入1 個裝有20 頭褐色期橡副珠蠟蚧成蟲的自制局部接蜂器(杯口直徑為7.5 cm,高為8.5 cm 的透明塑料杯口邊沿粘一層海綿,杯底開一直徑略大于1.1 cm 孔)內,用小棉球在1.2.1 的糖液中浸濕后放入裝蜂的接蜂器內進行營養補充,然后放入1.2.1 的人工氣候箱內。每天觀察2 次,記錄成蜂的存活情況,并更換1 次新的蚧蟲及補充營養。對照包括清水和空白2 種,試驗重復4 次。

1.3 補充營養對副珠蠟蚧闊柄跳小蜂產卵量的影響

將上述試驗1.2.2 中每天更換出的蚧蟲于體視鏡下解剖,觀察、計錄副珠蠟蚧闊柄跳小蜂的單日產卵量,并統計累計產卵量。

1.4 補充營養對副珠蠟蚧闊柄跳小蜂卵巢的發育動態觀察

選擇初羽化且已交配后的120 頭雌蜂,用20%的蜂蜜、果糖、蔗糖的水溶液為補充營養,清水為對照。然后分別在提供寄主(寄生蜂:寄主=1:1)和不提供寄主的條件下放入1.2.1 的人工氣候箱內,并于0 d、1 d、2 d、3 d、4 d、5 d 定時對20 頭雌蜂解剖,在解剖鏡下觀察卵巢的發育形態,計數未成熟卵子和成熟卵子的數量,試驗重復4 次。

卵子的分級標準參照溫麗娜等[3]:未成熟卵子是卵母細胞橢圓形或短棒狀,半透明或漸變為乳白色,近中部開始縊縮;成熟卵子是卵母細胞已溢縮為淡黃褐色的卵柄,然后將其一分為二形成的卵細胞。

1.5 副珠蠟蚧闊柄跳小蜂成蟲期的補充營養對其子代的影響

在南瓜上挑選褐色期橡副珠蠟蚧成蟲20 頭,按1 雌蜂:1 雄蜂:1 蚧蟲的比例接蜂,并在自制局部接蜂器內分別放入用1.2.1 中糖液浸濕的小棉球,以清水和空白為對照。在1.2.1 設置的人工氣候箱內接蜂24 h后,去除副珠蠟蚧闊柄跳小蜂成蜂,放回同一條件的人工氣候箱內飼養。觀察其子代的發育歷期雌性比、出蜂量和寄生率,試驗重復4 次。

1.6 數據統計與分析

成蟲壽命、未成熟卵量、成熟卵量、產卵量、子代的發育歷期、出蜂量、寄生率及雌性比等的比較采用SAS 分析軟件進行方差分析方法,平均數間的比較采用Duncan’s 新復極差法。

2 結果與分析

2.1 補充營養對副珠蠟蚧闊柄跳小蜂成蟲壽命的影響

以葡萄糖、果糖、蔗糖、海藻糖、松三糖、蜂蜜及寄主蜜露等為副珠蠟蚧闊柄跳小蜂成蜂的補充營養均能延長其成蟲壽命(表1)。不提供寄主時,補充果糖的雌成蜂壽命最長,為16.6 d,顯著長于其他糖類物質,其次為蔗糖(13.6 d)、蜂蜜(10.9 d),清水對照的雌蜂壽命為2.8 d,空白對照的壽命最短,為2.3 d,均顯著短于提供糖類物質的壽命;提供寄主時,補充清水的雌蜂壽命最長,為10.0 d,補充寄主蜜露、松三糖、葡萄糖、蔗糖的壽命均在9.0 d 以上,與清水處理的差異不顯著,空白對照的壽命最短,為3.9 d。雄蜂的壽命在不提供寄主時,以補充果糖的最長,為16.0 d,其次為蔗糖(12.3 d)、葡萄糖(10.0 d),均顯著長于CK(2.0 d)和清水(2.6 d)的。

表1 不同營養條件下副珠蠟蚧闊柄跳小蜂的成蟲壽命Table 1 Longevity of adult M.parasaissetiae in different nutritious conditions (d)

2.2 補充營養對副珠蠟蚧闊柄跳小蜂產卵量的影響

補充糖類物質對副珠蠟蚧闊柄跳小蜂成蜂的產卵有顯著影響(圖1)。補充20%蔗糖水時,該蜂的產卵量最高,為43.7 粒/雌,顯著高于其他處理;其次是果糖(39.0 粒/雌)、葡萄糖(37.1 粒/雌)、清水(31.8粒/雌)、蜂蜜(31.0 粒/雌)、寄主蜜露(28.7 粒/雌);空白對照的產卵量則最少,為12.3 粒/雌,顯著低于補充糖源或清水的處理。

圖1 不同營養條件下副珠蠟蚧闊柄跳小蜂的產卵量Fig.1 Fecundity of M.parasaissetiae in different nutritious conditions

2.3 不同補充營養對副珠蠟蚧闊柄跳小蜂雌成蜂卵子發育的影響

2.3.1 不同營養條件下副珠蠟蚧闊柄跳小蜂體內成熟卵量 成蟲期補充營養能明顯促進副珠蠟蚧闊柄跳小蜂卵巢發育及卵子成熟(表2)。初羽化的成蜂體內有少量的成熟卵,然后隨副珠蠟蚧闊柄跳小蜂日齡的增加,體內的成熟卵量呈先上升后下降的趨勢。僅補充清水時,日齡24 h 雌成蜂成熟卵量最高,然后隨成蜂日齡的增加而逐漸降低;同時提供清水和寄主時,成蜂日齡96 h 達高峰。補充蜂蜜、蔗糖、果糖的成熟卵量均在羽化后48 h 時達高峰,然后呈下降趨勢。寄主對跳小蜂體內成熟卵量的影響總體表現為:在羽化后96 h 之前,補充蜂蜜和果糖時,不提供寄主的成熟卵量多于提供寄主,而補充蔗糖和清水則為不提供寄主的成熟卵量少于提供寄主的成熟卵量。

表2 不同營養條件下副珠蠟蚧闊柄跳小蜂體內成熟卵量Table 2 Amount of mature eggs of M.parasaissetiae in different nutritional conditions

2.3.2 不同營養條件下副珠蠟蚧闊柄跳小蜂體內的未成熟卵量 補充營養對副珠蠟蚧闊柄跳小蜂的未成熟卵量影響明顯(表3)。初羽化時的未成熟卵量最多,隨雌蜂日齡的增加,均呈下降趨勢。24 h 以蜂蜜(無寄主)最高,為4.5 粒,其次是清水(有寄主),為4.4 粒,顯著高于其他處理;48 h、72 h 均是清水(無寄主)最高,蔗糖(無寄主)最低;96 h 以同時提供寄主和清水的最高,蔗糖(無寄主)最低;120 h補充蜂蜜的最高,為3.5 粒,僅補充清水的成蜂則全部死亡。

表3 不同營養條件下副珠蠟蚧闊柄跳小蜂體內的未成熟卵量Table 3 Amount of unmature eggs of M.parasaissetiae in different nutritional conditions

2.4 成蟲期補充營養對副珠蠟蚧闊柄跳小蜂子代的影響

成蟲期的補充營養對副珠蠟蚧闊柄跳小蜂子代的發育與繁殖影響明顯(表4)。補充蔗糖、蜂蜜、葡萄糖、海藻糖、寄主蜜露均能顯著縮短該蜂子代的世代發育歷期,補充蜂蜜時子代雌蜂的世代發育歷期最短,為14.9 d,其次是葡萄糖(15.4 d)、蔗糖(15.7 d)、海藻糖(15.8 d)、寄主蜜露(16.2 d),均顯著短于果糖、清水、空白對照等處理,補充松三糖最長,為17.0 d;補充蜂蜜的子代雄蜂的世代發育歷期最短,為15.0 d,補充松三糖的最長,為17.4 d。出蜂量和寄生率均以補充蔗糖最高,其次為蜂蜜,顯著高于葡萄糖、松三糖、寄主蜜露、空白對照和清水對照等處理。子代的寄生率以補充蔗糖的最高為96.3%,補充葡萄糖的最低為61.5%。雌性比由高到低依次為葡萄糖,清水,海藻糖,無營養,蜂蜜,寄主蜜露,松三糖,果糖,蔗糖,補充葡萄糖最高,為66.1%,而補充蔗糖最低,為47.4%。

表4 補充不同營養對副珠蠟蚧闊柄跳小蜂子代發育及繁殖的影響Table 4 Influence of supplementary nutrition on M.parasaissetiae at adult stage

3 討論

寄生蜂在成蟲期通過取食寄主或糖類物質獲得營養補充,其中,糖類物質是寄生蜂成蟲期的重要營養成份,可以顯著延長寄生蜂的成蟲壽命及提高產卵量[3,13-15]。本研究中,在副珠蠟蚧闊柄跳小蜂成蟲期補充6 種糖類物質和寄主蜜露均能延長其成蟲壽命,結果與潛蠅姬小蜂Diglyphusisaea(Walker)、長絨繭蜂Dolichogenideatasmanica、褐帶蚜小蜂Aphelinusmaculatus等相似[7,11,15]。補充營養對寄生蜂成蟲壽命影響方面的報道較多是單獨針對提供寄主或不提供寄主條件下進行研究[17]。本研究比較觀察了不同營養條件下提供寄主與否對成蜂壽命的影響,結果為補充果糖、蔗糖、蜂蜜、葡萄糖時,提供寄主時的雌蜂壽命短于無寄主的,而補充寄主蜜露、海藻糖、松三糖時提供寄主的雌蜂壽命則長于無寄主的,此結果是否是因為在果糖、蔗糖、蜂蜜、葡萄糖等營養條件下產卵量高,在產卵過程中消耗了大量能量所致[18],還是其他原因引起值得進一步研究。另外,研究發現同時提供寄主和清水能大幅度延長雌蜂壽命,所以,該蜂在野外可利用寄主及水分作為其重要營養補充。產卵方面,補充蔗糖最有利于副珠蠟蚧闊柄跳小蜂的產卵,其次是果糖、葡萄糖、蜂蜜等,這可能是因為補充上述營養時可供產卵的成熟卵子較多和產卵過程中所需能量得到保證。另外,試驗中觀察到補充7 種營養物質和清水的雌成蜂均在產卵高峰后才出現大量死亡,說明補充上述營養有利于該蜂的種群增長。

卵育型寄生蜂成蟲期取食營養的質量或種類明顯影響卵的成熟數量,從而對寄生蜂的生殖能力產生影響[119-121]。本研究中蜂蜜水溶液、蔗糖水溶液和果糖水溶液及寄主蜜露均可促進副珠蠟蚧闊柄跳小蜂卵子成熟,可使其卵巢中成熟卵子數量在高水平維持較長時間,結果與毛缺溝姬蜂Lissonotasetosa、蝶蛹金小蜂Pteromaluspuparum相似[22,23]。潛蠅姬小蜂等在沒有提供寄主產卵條件下,體內的成熟卵在高峰期后被重吸收作為其營養物質[20,24,25]。本研究沒提供寄主時小蜂體內的成熟卵量在高峰期過后均逐漸減少,這可能是該蜂通過卵子重吸收的方式來為搜尋寄主、成蟲存活或發育新的成熟卵子提供能量[24,25]。寄生蜂常常通過取食寄主獲得卵子成熟所需的脂類、蛋白質等物質[20,26-28],盡管提供寄主時各日齡的副珠蠟蚧闊柄跳小蜂體內的成熟卵量與無寄主相比差異不明顯,但考慮到提供寄主時已有大量卵在前期已產到寄主體內,說明提供寄主時小蜂體內成熟卵的累積數量顯著高于無寄主的,提供寄主明顯可以促進其卵子成熟。

許多研究發現寄生蜂親蜂的營養種類能對其子代的產卵、發育歷期、性比、出蜂數量等造成影響[29-30,196]。在本研究中發現補充蜂蜜、蔗糖等可以加快副珠蠟蚧闊柄跳小蜂子代的世代發育,提高子代出蜂量,結果與切割潛蠅繭蜂相似[29];而松三糖、葡萄糖雖然能加快發育,但卻不利于提高子代的出蜂量。郭祥令等[32]報道卷蛾分索赤眼蜂在補充不同營養時其后代的雌性比率與產卵量呈負相關,而本研究中副珠蠟蚧闊柄跳小蜂在補充蔗糖時出蜂量最高,其雌性比最低,而補充葡萄糖的出蜂量最低,其雌性比最高,表現出卷蛾分索赤眼蜂相似同趨勢。由于,寄生蜂的性比通常分為原生性比和次生性比,前者指雌蜂在寄主上產卵的雌雄卵比,后者則指所產的卵經歷孵化、幼蟲和蛹的死亡后最終羽化為成蜂的雌雄數量比[33],因此,本研究補充營養究竟是影響了副珠蠟蚧闊柄跳小蜂原生性比還是次生性比值得進一步明確。補充營養的濃度會影響寄生蜂的成蟲壽命及生殖力[34],本試驗只是研究了質量百分比為20%濃度下補充營養對副珠蠟蚧闊柄跳小蜂的影響,尚需進一步研究利用不同營養的最佳濃度。另外,本研究是在室內穩定的環境條件下進行,其結果可為室內大量繁殖副珠蠟蚧闊柄跳小蜂時的選擇補充營養提供依據。鑒于該蜂在室內和田間的營養需求、存活及繁殖情況可能存在差異,所以在田間利用方面還應充分考慮到田間溫度、寄主、寄主植物及周圍蜜源植物等環境因子的影響。

綜上所述,結合補充營養對副珠蠟蚧闊柄跳小蜂的成蟲壽命、卵子成熟情況、產卵量、子代發育歷期、出蜂量和雌性比等方面的影響,擴繁時可選用濃度為20%的蜂蜜、果糖或蔗糖等作為該蜂擴繁和釋放前的補充營養。

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