許秀蘋,譚秀梅,王吉青,張慧妍,冷春蒙,門興元,周洪旭*
(1.青島農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)與植物保護(hù)學(xué)院,山東省植物病蟲害綜合防控重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,青島 266109;2.青島農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所,青島 266100;3.山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所,濟(jì)南 250100)
綠盲蝽Apolygus lucorum(Mayer-Dür)屬半翅目Hemiptera 盲蝽科Miridae,是一種雜食性昆蟲,寄主植物十分繁雜,可危害多種農(nóng)林植物和雜草(Lu et al.,2010;卓德干等,2011)。綠盲蝽是為害棉花的優(yōu)勢盲蝽種群之一,在我國南北棉區(qū)均有發(fā)生,主要以成、若蟲刺吸頂芽、嫩葉、花蕾及幼鈴汁液為害棉花,嚴(yán)重影響其生長發(fā)育、開花結(jié)實(shí)以及產(chǎn)量品質(zhì)(牛贍光等,2011;毛紅等,2011)。1997年以來,隨著中國大規(guī)模商業(yè)化種植轉(zhuǎn)基因抗蟲棉,化學(xué)農(nóng)藥使用大幅度減少,導(dǎo)致棉田盲蝽種群數(shù)量增加,危害加劇,逐漸成為轉(zhuǎn)基因棉上的主要害蟲(Wu et al.,2002)。近年來,果樹種植面積大幅度增加,為綠盲蝽提供了豐富的寄主植物和適宜的越冬場所(張龍娃等,2005),綠盲蝽逐漸向棗、桃等北方果樹轉(zhuǎn)移,危害果樹的花芽、嫩葉和果實(shí),嚴(yán)重影響果實(shí)的食用、商品價(jià)值。目前,綠盲蝽已成為影響我國多種農(nóng)作物生產(chǎn)的重要致災(zāi)因子,并呈現(xiàn)進(jìn)一步蔓延和大面積災(zāi)變的發(fā)展趨勢。
植食性昆蟲與寄主植物的協(xié)同進(jìn)化是進(jìn)化生物學(xué)中一個(gè)重要研究領(lǐng)域。一方面,植食性昆蟲通過取食寄主植物獲得營養(yǎng)(Chapman,1998;Schoonhoven et al.,2005),如水、糖類、脂類及氨基酸等,以滿足其生長、發(fā)育和繁殖等活動需要。另一方面,寄主植物能產(chǎn)生對昆蟲有害次生代謝物,抵御植食性昆蟲的取食。植物體內(nèi)分布的主要化學(xué)物質(zhì)有萜類、酚類、單寧、生物堿、糖苷等(Bell et al.,1980)。不同寄主植物的營養(yǎng)及次生物質(zhì)在數(shù)量和組成上存在極大差異(Bernays and Chapman,1994)。該差異不僅影響昆蟲的行為、生長發(fā)育和繁殖;也影響昆蟲體內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)含量和體型等表型變化(Anthony and Behmer,1997;Bi et al.,2003)。陸宴輝研究綠盲蝽對田間不同寄主植物表現(xiàn)出了不同的選擇性,在100 余種供試植物中,綠盲蝽偏好綠豆、蠶豆、香菜、茼蒿、蓖麻、鳳仙花、葎草、野艾蒿、黃花蒿等植物(陸宴輝,2008)。雒珺瑜等研究發(fā)現(xiàn)取食豆類、轉(zhuǎn)基因抗蟲棉品種、常規(guī)棉品種的綠盲蝽若蟲發(fā)育歷期和成蟲壽命均存在顯著差異(雒珺瑜等,2009)。隨著綠盲蝽對果茶的危害日趨嚴(yán)重,研究不同果樹對綠盲蝽生長發(fā)育的影響顯得尤為重要。本研究在常年種植桃樹、棗樹、茶樹地區(qū),以棉區(qū)的綠盲蝽為對照,通過田間采集綠盲蝽成蟲的方法,研究不同果樹及茶樹對綠盲蝽生長發(fā)育的影響,為進(jìn)一步研究綠盲蝽對寄主的適應(yīng)性等提供理論依據(jù)。
桃樹、棗樹、茶樹三種寄主植物上的綠盲蝽成蟲于2012年6-8月分別采自山東省青島市城陽區(qū)的桃園、棗園、茶園,棉花上的綠盲蝽成蟲于2012年8月采自山東省濟(jì)南市長清區(qū)的棉田。采用試管和捕蟲網(wǎng)的方法捕捉綠盲蝽的成蟲。所有采集地點(diǎn)均是常年大面積種植寄主的區(qū)域。
將采集的綠盲蝽成蟲分別鑒定雌雄,雌蟲腹部末端有一黑色縱線,而雄蟲的腹面末端是一個(gè)黑色小點(diǎn)。分別統(tǒng)計(jì)各種寄主植物上綠盲蝽成蟲的雌雄數(shù)量,并記錄。
單頭綠盲蝽的成蟲用萬分之一的電子天平(AE 260,瑞士Mettler-Toledo 公司)進(jìn)行稱重。
測量時(shí)將綠盲蝽置于凹槽載玻片上,添加少量乙醚,加蓋蓋玻片,使綠盲蝽處于昏迷狀態(tài)。用顯微鏡(Olympus SZ61)上的測微尺分別測定雌、雄綠盲蝽體長[綠盲蝽靜止伸展?fàn)顟B(tài)下,背面觀,頭部前沿(不包括觸角)沿中縱向腹部最末端的距離]、體寬(綠盲蝽靜止伸張狀態(tài)下,背面觀,與蟲體縱軸垂直的最寬處度量)、頭寬(與蟲體縱軸垂直的頭殼最寬處量度)和口針長(測量口針伸出的長度)。
利用Excel 軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì),采用SPSS 20.0 對數(shù)據(jù)進(jìn)行方差分析、多重比較等。
不同寄主植物綠盲蝽雌成蟲的形態(tài)結(jié)構(gòu)差異比較見表1。不同寄主植物綠盲蝽雌成蟲,在體長、體寬、口針長、頭寬上,棉花最大,棗樹最小;在體重上,棉花綠盲蝽最大,桃樹綠盲蝽最小。不同寄主植物綠盲蝽雌成蟲,在體長、體寬、口針長、頭寬上,棉花綠盲蝽均顯著大于桃樹(P=0.012、0.041、0.024、0.007<0.05)、茶 樹(P=0.007、0.006、0.000、0.001<0.05)、棗樹(P=0.000、0.003、0.000、0.000<0.05)綠盲蝽;在體長上,茶樹(P=0.222>0.05)、桃樹(P=0.168>0.05)綠盲蝽與棗樹綠盲蝽差異不顯著;在體寬上,桃樹與茶樹(P=0.192>0.05)綠盲蝽差異不顯著、桃樹綠盲蝽(P=0.045<0.05)顯著大于棗樹綠盲蝽;在口針長上,桃樹(P=0.000<0.01)綠盲蝽極顯著大于茶樹的,茶樹綠盲蝽(P=0.003<0.01)極顯著大于棗樹的;在頭寬上,桃樹(P=0.008<0.01)和茶樹(P=0.036<0.01)綠盲蝽均顯著大于棗樹的。在體重方面,茶樹與棉花綠盲蝽(P=0.168>0.05)差異不顯著,但均顯著大于桃樹(P=0.042、0.004<0.05)的;棗樹與茶樹綠盲蝽(P=0.207>0.05)差異不顯著。
表1 不同寄主植物綠盲蝽雌成蟲的形態(tài)結(jié)構(gòu)差異比較Table 1 Comparison of morphological structure among Apolygus lucorum female adults on different host plants
不同寄主植物綠盲蝽雄成蟲的形態(tài)結(jié)構(gòu)差異比較見表2。不同寄主綠盲蝽雄成蟲,在體長、體寬、口針長、頭寬上,棉花最大,棗樹最小;在體重上,茶樹最大,桃樹最小。不同寄主綠盲蝽雄成蟲,在體長、體寬、口針長、頭寬上,棉花綠盲蝽均極顯著大于桃樹(P=0.004、0.000、0.000、0.000<0.01)、茶樹(P=0.008、0.000、0.000、0.000<0.01)、棗樹(P=0.000、0.000、0.000、0.000<0.01)綠盲蝽;在體長上,茶樹(P=0.009<0.01)綠盲蝽極顯著大于棗樹的,茶樹與桃樹(P=0.363>0.05)綠盲蝽差異不顯著,桃樹與棗樹綠盲蝽(P=0.237>0.05)差異不顯著;在體寬上,桃樹和茶樹綠盲蝽(P=0.759>0.05)差異不顯著,桃樹(P=0.045<0.05)和茶樹綠盲蝽(P=0.040<0.05)均顯著大于棗樹的;在口針長上,桃樹(P=0.083>0.05)、茶樹(P=0.617>0.05)和棗樹綠盲蝽之間均差異不顯著;在頭寬上,棗樹與桃樹(P=0.152>0.05)、茶樹(P=0.623>0.05)綠盲蝽均差異不顯著。在體重方面,茶樹和棉花綠盲蝽(P=0.096>0.05)差異不顯著,但均極顯著大于桃樹(P=0.000、0.006<0.01)的;棗樹與棉花(P=0.096>0.05)、茶樹(P=0.074>0.05)綠盲蝽均差異不顯著。
昆蟲體型大小是衡量雌性昆蟲生殖潛力的一個(gè)重要指標(biāo),體型越大,昆蟲生殖力越強(qiáng);雄蟲體型越大,在交配競爭中更具有競爭優(yōu)勢。體型大的雄蟲與雌蟲交配能提高雌蟲的生殖力(Scott and Francisco,2002)。對果蠅Drosophila melanogaster的研究發(fā)現(xiàn),果蠅中樞神經(jīng)系統(tǒng)和脂肪體能對體內(nèi)血淋巴中的營養(yǎng)水平作出反應(yīng),從而調(diào)控體內(nèi)生長調(diào)節(jié)物質(zhì)的分泌,進(jìn)而調(diào)節(jié)昆蟲的生長發(fā)育(Britton and Edgar,1998;Edgar,1999;Ikeya et al.,2002)。果蠅雌蟲個(gè)體大小限制了其生殖潛能,體型越小產(chǎn)卵能力越差(Thomas,1993)。本研究發(fā)現(xiàn),棉花、茶樹和桃樹雌蟲體長顯著大于棗樹,而棉花和茶葉雄蟲顯著大于桃樹和棗樹。雄蟲體長不同于雌蟲的變化趨勢,這可能與雌雄蟲對營養(yǎng)的需求存在差異有關(guān)。
表2 不同寄主植物綠盲蝽雄成蟲的形態(tài)結(jié)構(gòu)差異比較Table 2 Comparison of morphological structure among Apolyugs lucorum male adults on different host plants
本研究發(fā)現(xiàn),棉花雌雄蟲的體長、體寬、口針長、頭寬均顯著大于其他3個(gè)寄主,這與雒珺瑜等發(fā)現(xiàn)13種不同寄主植物中,轉(zhuǎn)基因抗蟲棉和豆類植物更適合綠盲蝽的生長發(fā)育結(jié)果一致(雒珺瑜等,2009)。本試驗(yàn)中棉花綠盲蝽的口針長顯著大于其他3個(gè)的口針長,可以用植食性昆蟲與寄主植物的協(xié)同進(jìn)化來解釋,棉花葉片表面具有茸毛,而棗樹、茶樹和桃樹葉片表面則不具有。本研究發(fā)現(xiàn)棉花綠盲蝽頭寬顯著大于其他,棗樹、茶樹和桃樹的三者之間頭寬差異不顯著,即頭寬相近,這與高勇等綠盲蝽一生中頭部的骨化程度高于身體其他部位(高勇等,2013),可以根據(jù)綠盲蝽頭寬來識別成蟲與各齡若蟲結(jié)果有所差異,可能與綠盲蝽取食的寄主不一致有關(guān)。
當(dāng)植物的營養(yǎng)物質(zhì)處于昆蟲最適需要范圍之外時(shí),植物的營養(yǎng)性狀被看作是一種潛在抗性因素(李奕震等,2006)??扇苄蕴遣粌H是高等植物的主要光合產(chǎn)物,而且是碳水化合物代謝和暫時(shí)儲藏的主要形式,在植物代謝中占有重要地位,是植物體內(nèi)一種重要的抗逆調(diào)節(jié)物質(zhì),與植物抗蟲性存在密切聯(lián)系(譚光球等,2006)。綠盲蝽偏好程度越高的植物,為害后植物葉片中可溶性糖增加越明顯。劉昱等研究發(fā)現(xiàn)轉(zhuǎn)Bt 基因棉花受危害后頂部嫩葉可溶性糖含量上升(劉昱等,2013)。高勇等研究棗樹和桃樹受綠盲蝽危害后(高勇等,2012),棗樹葉片可溶性糖含量增加,而桃樹葉片內(nèi)可溶性糖含量明顯下降。本研究發(fā)現(xiàn),在體重上,綠盲蝽雌蟲和雄蟲均是棉花>茶樹>棗樹>桃樹,而且棉花綠盲蝽的體重顯著高于桃樹綠盲蝽的體重。
本研究通過田間采集不同寄主植物綠盲蝽成蟲,結(jié)果表明,不同寄主植物綠盲蝽成蟲的體長、體寬、口針長、頭寬和體重存在顯著差異。在棉花、茶樹、棗樹和桃樹四種寄主中,棉花最有利于綠盲蝽成蟲的生長發(fā)育,不同寄主植物綠盲蝽成蟲,棉花雌雄蟲的體長、體寬、口針長、頭寬、均極顯著大于其他3個(gè)寄主,棗樹、茶樹和桃樹的三者之間頭寬和體寬差異未達(dá)極顯著。在體重上,雌蟲和雄蟲均是棉花>茶樹>棗樹>桃樹,而且棉花綠盲蝽的體重極顯著高于桃樹綠盲蝽的體重。這些表型差異為進(jìn)一步研究綠盲蝽對寄主的適應(yīng)性提供理論依據(jù)。
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