徐忠寶,劉愛萍*,高書晶,徐林波,特木兒,崔智林
(1.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院草原研究所,呼和浩特 010010;2.烏蘭察布市四子王旗草原站,內(nèi)蒙古烏蘭花 011800;3.烏蘭察布市四子王旗草原監(jiān)理所,內(nèi)蒙古烏蘭花 011800)
草地螟阿格姬蜂Agrypon flexorius Thunberg屬于膜翅目,姬蜂科,腫跗姬蜂亞科,阿格姬蜂屬,國(guó)內(nèi)最早記錄于遼寧石城(王淑芳,1984),在山西、河北、內(nèi)蒙古等地區(qū)均有分布,是草地螟Loxostege sticticalis Linne 老齡幼蟲的優(yōu)勢(shì)寄生蜂。田曉霞(2010)在調(diào)查草地螟寄生蜂種類的過程中,對(duì)草地螟阿格姬蜂形態(tài)學(xué)和生物學(xué)作了簡(jiǎn)單的描述,草地螟阿格姬蜂對(duì)草地螟5齡幼蟲寄生率最高,田間最高寄生率可達(dá)92%,室內(nèi)平均寄生率達(dá)60%。因此,應(yīng)用草地螟阿格姬蜂來控制草地螟危害是一種重要生物防治途徑。
自然環(huán)境中的寄生蜂能否成功找到合適靶標(biāo)寄主是控制害蟲、繁衍種群的首要條件。一般情況下,寄生蜂往往需要借助與寄主有關(guān)的化學(xué)信號(hào)搜尋并最定位到寄主(Soler et al.,2007),寄主植物、寄主昆蟲及其附屬物、兩者相互作用的產(chǎn)物以及與寄主昆蟲有聯(lián)系的生物等釋放的揮發(fā)物在昆蟲天敵寄主搜尋過程中具有重要作用(杜永均和嚴(yán)福順,1994;Vet and Dicke,2007)。寄生性昆蟲對(duì)寄主的選擇行為可歸納為寄主搜尋行為、產(chǎn)卵行為、產(chǎn)卵后行為3個(gè)主要過程,而這些行為均與信息化合物有著密切的關(guān)系(候照遠(yuǎn)和嚴(yán)福順,1997)。能引誘寄生蜂產(chǎn)生行為反應(yīng)的揮發(fā)性氣味包括寄主昆蟲和寄主蟲糞揮發(fā)的氣味,這兩種揮發(fā)性氣味物質(zhì)結(jié)合起來可對(duì)寄生蜂達(dá)到一定的引誘效果,因此針對(duì)草地螟幼蟲體表和蟲糞揮發(fā)的氣味對(duì)草地螟阿格姬蜂的趨性行為進(jìn)行了研究。本研究的目的是在提供多種幼蟲條件下,觀察草地螟阿格姬蜂是否對(duì)其有選擇行為和產(chǎn)卵行為,以篩選適合室內(nèi)繁殖的替代寄主,為草地螟阿格姬蜂室內(nèi)大量繁殖及應(yīng)用提供依據(jù)。
供試寄生蜂:草地螟阿格姬蜂于2011年8月采自呼和浩特市郊區(qū),在23 ℃、光周期L∶D=16 h∶8 h、相對(duì)濕度RH 60%~70% 的條件下,利用室內(nèi)飼養(yǎng)的草地螟進(jìn)行累代繁殖。
供試寄主幼蟲:根據(jù)草地螟阿格姬蜂寄主范圍和田間調(diào)查結(jié)果,選取草地螟Loxostege sticticalis Linne,粘蟲Mythimna separata Walker,玉米螟Pyrausta nubilalis Hubern,苜 蓿 夜 蛾 Heliothis viriplaca Linnaeus,旋幽夜蛾Scotogramma trifolii Rottemberg 進(jìn)行測(cè)試。草地螟由室內(nèi)繁殖獲得;玉米螟、粘蟲由中國(guó)農(nóng)科院植保所提供;苜蓿夜蛾、旋幽夜蛾采于呼和浩特市郊區(qū)。試驗(yàn)前一周將6種幼蟲放入23℃、RH 60%~70%、光周期L∶D=16 h∶8 h 的光照培養(yǎng)箱內(nèi)飼養(yǎng),試驗(yàn)中所用幼蟲均為末齡幼蟲。
供試寄主蟲糞在飼養(yǎng)過程中收集,于-20℃條件下保存。
1.2.1 行為選擇測(cè)定裝置
Y 型嗅覺儀(Takabaysshi and Dicke,1992)是由“Y”型玻璃管(基部長(zhǎng)10 cm,臂長(zhǎng)18 cm,直徑4 cm,夾角為60°),大氣采樣儀,味源瓶(錐形瓶),玻璃轉(zhuǎn)子流量計(jì),孟氏洗瓶,活性炭過濾器組成。
行為測(cè)定試驗(yàn)在黑暗的室內(nèi)進(jìn)行,Y 型嗅覺儀兩臂前40 cm 處放置40 W日光燈,燈的前方以白紙隔開,以提供均勻的光照(馬旭東等,2009)。試驗(yàn)前,將味源置于錐形瓶中,用黑布包裹,以消除外部光線影響。用無水乙醇擦洗Y 型管的內(nèi)、外壁,待無水乙醇揮發(fā)盡后,通氣10 min,氣流控制在200mL/s。試驗(yàn)時(shí)取已交配的雌蜂,從寄生蜂放入Y 型管基部開始計(jì)時(shí),觀察時(shí)間為10 min。當(dāng)雌蜂越過Y 型管任意一臂長(zhǎng)達(dá)1 min以上視為選擇,10 min 內(nèi)未作選擇記為無反應(yīng)。每次測(cè)試后,用無水乙醇擦洗內(nèi)壁,并調(diào)換Y型管的兩臂。
1.2.2 雌蜂對(duì)不同幼蟲氣味的趨性行為測(cè)定
行為測(cè)定設(shè)置15個(gè)處理組合,選取空白為對(duì)照。即:幼蟲Vs 空白,供試幼蟲兩兩組合。同時(shí)錐形瓶中分別放入10頭對(duì)應(yīng)的寄主幼蟲,每個(gè)處理測(cè)定30頭寄生蜂,重復(fù)3次。
1.2.3 雌蜂對(duì)不同幼蟲蟲糞氣味的趨性行為測(cè)定
行為測(cè)定設(shè)置15個(gè)處理組合,處理與方法參照幼蟲趨性行為測(cè)定。
選取草地螟,粘蟲,玉米螟,苜蓿夜蛾,旋幽夜蛾的末齡幼蟲10頭,分別放入16 cm×12 cm×11 cm 的養(yǎng)蟲盒中,然后分別接入已交尾的寄生蜂一對(duì),同時(shí)放入各個(gè)幼蟲取食的寄主植物(或人工飼料)和20%的蜂蜜水。每天補(bǔ)充幼蟲食物和20% 蜂蜜水,每組3次重復(fù),每個(gè)重復(fù)處理24 h。之后移出寄生蜂,統(tǒng)計(jì)各個(gè)幼蟲被寄生頭數(shù),并計(jì)算其寄生率。
不同寄主寄生率顯著性分析及兩處理率差別測(cè)定(選擇氣味百分率是針對(duì)總有效選擇的雌蜂),利用Excel 最終整理制表。
從圖1 中看出,在5種幼蟲與空白對(duì)照之間,草地螟阿格姬蜂對(duì)幾種幼蟲的選擇率分別為86.0%、62.0%、61.0%、60.5%、60.5%,除對(duì)草地螟有極顯著性選擇外,對(duì)其它幼蟲均無顯著性選擇;在草地螟與玉米螟、苜蓿夜蛾、旋幽夜蛾、粘蟲之間,除草地螟與苜蓿夜蛾組合外,雌蜂在草地螟與其他幼蟲組合中均明顯趨向于草地螟;在玉米螟與苜蓿夜蛾、旋幽夜蛾、粘蟲之間,除玉米螟與旋幽夜蛾組合外,其他組合中雌蜂均明顯趨向于玉米螟,對(duì)玉米螟與苜蓿夜蛾的選擇差異極顯著,對(duì)玉米螟與旋幽夜蛾的選擇差異顯著;在苜蓿夜蛾與旋幽夜蛾、粘蟲之間,苜蓿夜蛾與旋幽夜蛾組合,雌蜂對(duì)苜蓿夜蛾顯著性選擇,而與粘蟲組合,雌蜂趨向于粘蟲;在旋幽夜蛾與粘蟲之間,對(duì)二者選擇率均為50%,無顯著性差異。
圖1 草地螟阿格姬蜂對(duì)不同幼蟲的嗅覺反應(yīng)Fig.1 The tendency of Agrypon flexorius for different larva
以上看出,草地螟阿格姬蜂對(duì)不同寄主幼蟲的趨性大小依次為草地螟>玉米螟>苜蓿夜蛾>旋幽夜蛾=粘蟲。
從圖2 看出,在5種幼蟲糞便與空白對(duì)照之間,草地螟阿格姬蜂對(duì)幾種幼蟲蟲糞的選擇率分別為89.0%、72.0%、71.0%、69.0%、68.0%,除對(duì)草地螟極顯著選擇、對(duì)玉米螟顯著選擇外,草地螟阿格姬蜂對(duì)其它蟲糞無顯著性選擇。在草地螟與玉米螟、苜蓿夜蛾、旋幽夜蛾、粘蟲之間,雌蜂除在草地螟與玉米螟組合中偏向于玉米螟外,在草地螟與其它幼蟲蟲糞組合中均趨向于草地螟蟲糞,草地螟與粘蟲蟲糞組合差異極顯著,草地螟與苜蓿夜蛾蟲糞組合差異顯著,與旋幽夜蛾組合無顯著性差異;在玉米螟與苜蓿夜蛾、旋幽夜蛾、粘蟲之間,雌蜂在玉米螟與旋幽夜蛾組合明顯偏向玉米螟,在草地螟與其他組合中均無顯著性差異;在苜蓿夜蛾與旋幽夜蛾、粘蟲之間,雌蜂不都偏向于苜蓿夜蛾,前者偏向于旋幽夜蛾,且差異極顯著;在旋幽夜蛾與粘蟲組合中,略偏向于粘蟲蟲糞,且差異不顯著。
以上看出,草地螟阿格姬蜂對(duì)不同幼蟲蟲糞的趨性大小依次為玉米螟>草地螟>苜蓿夜蛾>粘蟲=旋幽夜蛾。
在只提供一種幼蟲條件下,草地螟阿格姬蜂只對(duì)草地螟幼蟲產(chǎn)卵寄生,寄生率為39.78%,而對(duì)玉米螟、粘蟲、苜蓿夜蛾、旋幽夜蛾、甜菜夜蛾、棉鈴蟲不進(jìn)行產(chǎn)卵寄生。在兩種幼蟲兩兩組合時(shí),草地螟阿格姬蜂只對(duì)其中的草地螟幼蟲寄生。,而對(duì)另外一種幼蟲不產(chǎn)卵寄生,而且當(dāng)草地螟幼蟲與粘蟲組合時(shí),草地螟阿格姬蜂對(duì)草地螟幼蟲的寄生率最高達(dá)41.41%。
圖2 草地螟阿格姬蜂對(duì)不同寄主蟲糞的嗅覺反應(yīng)Fig.2 The tendency of Agrypon flexorius for excrement of different tested hosts
表1 草地螟阿格姬蜂對(duì)不同寄主的選擇性Table 1 Host-select of Agrypon flexorius to different host
寄生蜂搜索寄主時(shí)利用的信息化學(xué)物質(zhì)一般來源于寄主取食的植物、寄主本身或者分泌物,以及一些與寄主相關(guān)的有機(jī)體(魏建榮等,2007)。眾多研究證實(shí)寄生蜂利用寄主昆蟲的蟲糞揮發(fā)物對(duì)其寄主進(jìn)行定位(Vinson,1998;Conti et al.,2003;楊元等,2007)。有些寄主昆蟲的蟲糞揮發(fā)物對(duì)寄生蜂只具有引誘作用,由于其揮發(fā)性較弱,常被寄生蜂只用于寄主定位過程,并不能完成產(chǎn)卵寄生(Meiners and Hilker,1997;
Chuche et al.,2006;Rousse et al.,2007 Chiu-Alvarado et al.,2009)。已有研究結(jié)果證明二化螟幼蟲和蟲糞揮發(fā)物對(duì)二化螟絨繭蜂具有顯著的引誘作用(陳華才等,2002);也有研究揮發(fā)物在螟黃足盤絨繭蜂Cotesia flavipes和大螟盤絨繭蜂Cotesia sesamiae 對(duì)斑禾草螟Chilo partellus、沿岸禾草螟Chilo orichal-cociliellus和非洲蛀莖葉蛾Sesamia calamistis 等寄主害蟲定位中的作用,結(jié)果表明寄生蜂主要利用來自寄主昆蟲蟲體及蟲糞的揮發(fā)物來定位和尋找寄主昆蟲(Ngi-song et al.,1996;Ngi-song and Overholt,1997;Potting et al.,1999)。本實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:草地螟幼蟲、蟲糞與空白相比,對(duì)草地螟阿格姬蜂具有顯著吸引作用,顯然草地螟蟲體及蟲糞釋放的信息化學(xué)物質(zhì)引起寄生蜂反應(yīng)。
試驗(yàn)中同時(shí)發(fā)現(xiàn)草地螟與其它幼蟲、蟲糞組合(或者其它不同幼蟲之間不同組合)對(duì)阿格姬蜂的吸引則表現(xiàn)不一,有的甚至偏向其他幼蟲或蟲糞的揮發(fā)物,顯然其它幼蟲蟲體或蟲糞揮發(fā)物對(duì)草地螟自身的揮發(fā)物起到干擾作用,使得寄生蜂在尋找自身寄主時(shí)作出了錯(cuò)誤判斷,但通過草地螟阿格姬蜂對(duì)不同幼蟲寄生率觀察實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),阿格姬蜂除草地螟外不會(huì)在其它幼蟲上產(chǎn)卵寄生,說明草地螟阿格姬蜂即使搜尋到錯(cuò)誤寄主也不會(huì)產(chǎn)卵,顯然寄生蜂搜尋寄主是分不同階段,而且每個(gè)階段使用的刺激信號(hào)不同,有研究發(fā)現(xiàn)寄生蠅使用寄主糞便中的化學(xué)物質(zhì)定位寄主,然后雌蠅會(huì)通過趾骨檢驗(yàn)寄主的紋理、大小、彎曲度,最后才伸出產(chǎn)卵器產(chǎn)卵(Nakamura,1997;Tanaka et al.,1999)。因此我們推測(cè)草地螟阿格姬蜂在搜尋到一種寄主后,在判斷是不是最適合產(chǎn)卵的寄主時(shí)會(huì)使用其它的信號(hào)做決定,因此還需進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)去探究。另外,通過“Y”型嗅覺儀試驗(yàn),草地螟阿格姬蜂對(duì)其他幼蟲和蟲糞有一定的趨性,說明對(duì)不同幼蟲有搜尋行為,但在提供不同幼蟲條件下,并未作出寄生行為,只有提供草地螟幼蟲時(shí)才能被草地螟阿格姬蜂雌蜂寄生??傊莸孛⒏窦Х涞募纳鷮R恍员憩F(xiàn)在對(duì)草地螟具有搜尋、寄生行為,對(duì)其它幼蟲只具有搜尋行為,不作寄生。
References)
Chen HC,Lou YG,Cheng JA,2002.Selection responses of Cotesia chilonis,a larval parasitoid of the rice striped-stemborer Chilo suppressalis,to volatile compounds from its host and host-plants.Acta Entomologica Sinica,45(5):617-622.[陳華才,婁永根,程家安,2002.二化螟絨繭蜂對(duì)二化螟及其寄主植物揮發(fā)物的趨性反應(yīng).昆蟲學(xué)報(bào),45(5):617-622]
Chiu-Alvarado P,Barrera JF,Rojas JC,2009.Attraction of Prorops nasuta(Hymenoptera:Bethylidae),a parasitoid of the coffee berry borer(Coleoptera:Curculionidae),to host-associated olfactory cues.Annals of the Entomological Society of America,102(1):166-171.
Chuche J,Xuéreb A,Thiéry D,2006.Attraction of Dibrachys cavus(Hymenoptera:Pteromalidae)to its host frass volatiles.Journal of Chemical Ecology,32(12):2721-2731.
Conti E,Salerno G,Bin F,2003.Chemical cues from Murgantia histrionica eliciting host location and recognition in the egg parasitoid Trissolcus brochymenae.Journal of Chemical,29(1):115-130.
Du YJ,Yan FS,1994.The role of plant volatiles in tritrophici interactions among phytophagous insects,their host plants an natural enemies.Acta Entomologica Sinica,37(2):233-249.[杜永均,嚴(yán)福順,1994.植物揮發(fā)性次生物質(zhì)在植食性昆蟲、寄主植物和昆蟲天敵關(guān)系中的作用機(jī)理.昆蟲學(xué)報(bào).37(2):233-249]
Hou ZY,Yan FS,1992.Progress in the study on host selection behaviors of parastic wasp.Acta Entomologica Sinica,40(10):94-107.[侯照遠(yuǎn),嚴(yán)福順,1992.寄生蜂寄主選擇行為研究進(jìn)展.昆蟲學(xué)報(bào),40(10):94-107]
Tian XX,2010.The wasp parasitoids and their regulation roles to the population of beet webworm,Loxostege sticticalis(Lepidoptera:Pyralidae).Beijing:Plant Protection Research Institue Chinese of Academy of Agricultural Sciences.[田曉霞,2010.草地螟幼蟲寄生天敵種類、寄生率及其影響因子的研究.北京:中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所]
Ma XD,Pang BP,Li YY,Zheng N,Cao Y,2009.Behavioral response of Liriomyza huidob rensis(Blanchard) adults to host plant volatile.Journal of Inner Mongolia Agricultural University(Natural Science Edition),30(2):74-77.[麻旭東,龐保平,李艷艷鄭楠,曹陽,孟慶玖,2009.南美斑潛蠅對(duì)寄主植物揮發(fā)物的行為反應(yīng).內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),30(2):74-77]
Meiners T,Hilker M,1997.Host location in Oomyzus gallerucae(Hymenoptera:Eulophidae),an egg parasitoid of the elm leaf beetle Xanthogaleruca luteola(Coleoptera: Chrysomelidae).Oecologia,112(1):87-93.
Nakamura S,1997.Ovipositional behaviour of the parasitoid fly,Exorista japonica(Diptera:Tachinidae),in the laboratory:diel periodicity and egg distribution on a host.Applied Entomology and Zoology,32(1):189-195.
Ngi-Song AJ,Overholt WA,Njagi PGN,1996.Volatile infochemicals used in host and host habitat location by Cotesia flavipes Cameron and Cotesia sesamiae(Cameron)(Hymenoptera:Braconidae),larval parasitoids of stemborers on graminae.Journal of Chemical Ecology,22(2):307-323.
Ngi-Song AJ,Overholt WA,1997.Host location and acceptance by Cotesia flavipes Cameron and C.sesamiae(Cameron)(Hymenoptera:Braconidae),parasitoids of African Gramineous stemborers:Role of frass and other host cues.Biological Control,9(2):136-142.
Potting RPJ,Vermeulen NE,Conlong DE,1999.Active defense of herbivorous hosts against parasitism:adult parasitoid mortality risk involved in attacking a concealed stemboring host.Entomologia Experimentalis et Applicata,91(1):143-148.
Rousse P,Chiroleu F,Veslot J,2007.The host-and microhabitat olfactory location by Fopius arisanus suggests a broad potential host range.Physiological Entomology,32(4):313-321.
Soler R,Harvey JA,Kamp AFD,2007.Root herbivores influence the behaviour of an aboveground parasitoid through changes in plant-volatile signals.Oikos,116(3):367-376.
Takabayashi J,Dicke M,1992.Response of predatory mites with different rearing histories to volatiles of uninfested plants.Entomologia Experimentails et Applicata,64(2):187-193.
Tanaka C,Kainoh Y,Honda H,1999.Physical factors in host selection of the parasitoid fly,Exorista japonica Townsend(Diptera:Tachinidae).Applied Entomology and Zoology,34(1):91-97.
Vet LEM,Dicke M,1992.Ecology of infochemical used by natural enemies in a tritrophic context.Annual Review of Entomology,37:141-172.
Vinson SB,1998.The general host selection behavior of parasitoid Hymenoptera and a comparison of initial strategies utilized by larvaphagous and oophagous species.Biological Control,11(2):79-96.
Wang SF,1984.New species of Chinese Agrypon forester II.Acta Zootaxonomica Sinica,9(3):309-314.[王淑芳,1984.中國(guó)阿格姬蜂屬記述II.動(dòng)物分類學(xué)報(bào),9(3):309-314]
Wei JR,Yang ZQ,Du JW,2007.Semiochemicals used by natural enemies as host seeking signal.Acta Ecologica Sinica,27(6):2563-2573.[魏建榮,楊忠岐,杜家緯,2007.天敵昆蟲利用信息化學(xué)物質(zhì)尋找寄主或獵物的研究進(jìn)展.生態(tài)學(xué)報(bào),27(6):2563-2573]
Yang Y,Zhang FJ,Li JQ,Wang Y,Jin YJ,Zhang J,2007.Attraction of volatiles from mulberry branches and Apriona gernari faeces to Aprostocetus fukutai.Science of Sericulture,33(3):360-366.[楊元,張風(fēng)娟,李繼泉,王宇,金幼菊,張潔,2007.桑枝和桑天牛蟲糞揮發(fā)物對(duì)桑天牛長(zhǎng)尾嚙小蜂的引誘作用.蠶業(yè)科學(xué),33(3):360-366]