苗昌見 李為爭 湯金榮 李冠楠 王高平 原國輝 郭線茹

摘 要：為明確棉鈴蟲和煙青蟲成蟲的產(chǎn)卵偏好性與幼蟲的取食偏好性之間的關(guān)系，在選擇性和非選擇性試驗條件下，測試了兩種昆蟲的1齡、3齡和5齡幼蟲對普通煙草（K326）和黃花煙草（馬合煙）的嗅覺反應(yīng)和取食反應(yīng)以及成蟲對兩種煙草的產(chǎn)卵選擇反應(yīng)。對幼蟲的嗅覺選擇性測試結(jié)果表明，棉鈴蟲5齡幼蟲和煙青蟲1齡幼蟲對黃花煙草表現(xiàn)出顯著的嗅覺偏好性，其他齡期的兩種幼蟲則對兩種煙草的嗅覺偏好性不明顯。取食反應(yīng)表明，選擇性條件下棉鈴蟲喜食普通煙草，煙青蟲喜食黃花煙草；非選擇性條件下兩種昆蟲幼蟲均喜食普通煙草。產(chǎn)卵選擇反應(yīng)結(jié)果表明，棉鈴蟲對普通煙草的產(chǎn)卵選擇性略大于黃花煙草，但差異不顯著，而煙青蟲偏好在黃花煙草上產(chǎn)卵。綜上所述，棉鈴蟲和煙青蟲成蟲在普通煙草和黃花煙草之間的產(chǎn)卵選擇性與其幼蟲的取食偏好性基本一致，這種現(xiàn)象符合昆蟲寄主選擇的“Preference-performance”假說。

關(guān)鍵詞：煙青蟲；棉鈴蟲；普通煙草；黃花煙草；嗅覺偏好性；取食偏好性

中圖分類號：S435.72 文章編號：1007-5119（2018）06-0051-07 DOI：10.13496/j.issn.1007-5119.2018.06.008

昆蟲的寄主選擇與其種群繁衍密切相關(guān)。自從EHRLICH和RAVEN提出了昆蟲與寄主植物的協(xié)同進(jìn)化理論以后[1]，關(guān)于植食性昆蟲與寄主植物之間的關(guān)系一直是昆蟲學(xué)領(lǐng)域研究的熱點[2]。煙青蟲[Helicoverpa assulta（Guenée）]和棉鈴蟲[Helicoverpa armigera（Hübner）]是為害煙草最嚴(yán)重的2種鈴夜蛾屬昆蟲[3]，二者的寄主范圍差異很大，前者為寡食性，后者為多食性，二者對不同寄主植物的選擇性有很大差別[4]。如在棉花、番茄、煙草、辣椒這4種植物中，不僅棉鈴蟲和煙青蟲成蟲對不同植物的產(chǎn)卵選擇性不同[5-6]，而且幼蟲的取食選擇性也有很大差異，棉鈴蟲幼蟲偏好取食棉花和煙草，而煙青蟲偏好煙草和辣椒[5]。吳明峰等[6]測定了棉鈴蟲和煙青蟲初孵幼蟲對16種寄主和非寄主植物的選擇性，結(jié)果表明棉鈴蟲可選擇其中的13種植物，煙青蟲僅選擇其中的6種植物。李萌等[7]研究比較了不同品種的普通煙草（Nicotiana tabacum L.）對煙粉虱（Bemisia tabaci）的寄主適合度差異，結(jié)果發(fā)現(xiàn)翠碧1號和K326對煙粉虱的適合度最高。我們此前的研究發(fā)現(xiàn)，在近緣種煙草普通煙草和黃花煙草（Nicotiana rustica L.）混合種植的煙田，煙青蟲和棉鈴蟲混合種群在黃花煙草上的落卵量是普通煙草上的6～20倍，進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，黃花煙草葉片粗提物對煙青蟲雌蛾具有顯著的產(chǎn)卵引誘作用，而棉鈴蟲雌蛾則喜在普通煙草葉片的粗提物上產(chǎn)卵[8]。然而取食黃花煙草的棉鈴蟲和煙青蟲幼蟲，其生長發(fā)育均不如取食普通煙草的個體，說明黃花煙草對棉鈴蟲和煙青蟲幼蟲的寄主適合度不如普通煙草[9-10]。從這些研究結(jié)果可以看出，棉鈴蟲和煙青蟲成蟲和幼蟲的寄主選擇不僅存在種間差異，而且每種昆蟲的成蟲偏好寄主與其幼蟲偏好寄主也存在差異。植食性昆蟲這種寄主選擇差異的現(xiàn)象可為我們利用誘集植物防治害蟲提供了依據(jù)。

在昆蟲成蟲的寄主選擇、求偶、逃避天敵等行為活動中，嗅覺起著重要作用[11]，作為近緣種的棉鈴蟲和煙青蟲，其成蟲的嗅覺選擇性和幼蟲的取食選擇性是否一致？成蟲能否在近緣種寄主植物之間選擇出有利于幼蟲生長發(fā)育的寄主呢？雖然已有不少關(guān)于棉鈴蟲和煙青蟲寄主選擇方面的研究報道[3-6，8-10，12-14]，但這些研究中的供試植物多來源于不同的科、屬，尚不清楚棉鈴蟲和煙青蟲對作為近緣種的普通煙草和黃花煙草的取食偏好性是否存在差異；并且在測試幼蟲取食選擇或生長發(fā)育的試驗報道中，幼蟲多被約束在養(yǎng)蟲管或培養(yǎng)皿中單純提供一種植物葉片作為飼料，沒有自由選擇食物的機(jī)會[6，9-10]，因此無法判斷被產(chǎn)在一種植物上的卵所孵化的幼蟲是否還會尋找更適宜的寄主植物；另

一方面，也不清楚幼蟲的取食偏好性是否與嗅覺偏好性有關(guān)，以及這些偏好性是否會隨著幼蟲的生長發(fā)育而變化。為此，本文以近緣種昆蟲棉鈴蟲和煙青蟲-近緣種煙草普通煙草和黃花煙草作為研究系統(tǒng)，在選擇性條件和非選擇性條件下分別測試了不同齡期的棉鈴蟲幼蟲和煙青蟲幼蟲對供試煙草的嗅覺偏好性和取食偏好性，以及兩種昆蟲成蟲對兩種煙草的產(chǎn)卵選擇性，以期為分析昆蟲的寄主選擇和食性演化機(jī)理提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試?yán)ハx

棉鈴蟲、煙青蟲大齡幼蟲采集于河南農(nóng)業(yè)大學(xué)許昌校區(qū)煙田，帶回室內(nèi)采用人工飼料[15]在溫度（27±1）℃、相對濕度（75±5）%和光周期16 h：8 h 的人工氣候箱中連續(xù)飼養(yǎng)10代，飼養(yǎng)至成蟲時飼以10%（m/m）蔗糖溶液。成蟲產(chǎn)卵后及時觀察卵的孵化和幼蟲蛻皮情況。棉鈴蟲和煙青蟲幼蟲一般6齡化蛹，也有個別個體5齡或7齡化蛹。因此，在幼蟲嗅覺選擇反應(yīng)測試中，選擇1齡幼蟲、3齡幼蟲和5齡幼蟲進(jìn)行測試；在取食選擇反應(yīng)測試中，選擇取食量較大的3齡和5齡幼蟲進(jìn)行測試。

1.2 供試煙草

黃花煙草由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所提供，品種為“馬合煙”；普通煙草K326由河南農(nóng)業(yè)大學(xué)國家煙草栽培生理生化研究基地提供。供試煙草均在室內(nèi)采用營養(yǎng)缽育苗，然后移栽到大田進(jìn)行籠罩種植，確保供試煙草植株不受機(jī)械損傷、病蟲害、養(yǎng)分或水旱脅迫。

1.3 試驗方法

1.3.1 幼蟲的嗅覺偏好性 試驗采用葉碟法。根據(jù)棉鈴蟲和煙青蟲幼蟲嗜食煙草嫩葉的習(xí)性，均采集供試煙草的頂葉來制作葉碟，并且每片頂葉僅取葉片中間（不含葉基和葉尖）的部分來制作，每片葉在主脈兩側(cè)對稱制備最多6個葉碟，每個葉碟直徑為1.5 cm。制作前，先用蒸餾水洗去葉面的灰塵，用干凈濾紙吸去表面的水珠，在室溫下晾干后備用。

測試時，選擇直徑12.0 cm的培養(yǎng)皿，在底部鋪一層濕潤濾紙，在濾紙邊緣等距離放置4個葉碟，每種煙草各2個，呈十字交叉放置。

測試1齡幼蟲時，用軟毛刷挑取初孵幼蟲放在添加了葉碟的培養(yǎng)皿底部中央，然后置于黑暗環(huán)境下。在3 h時觀察并記錄接觸或取食每種煙草葉碟的幼蟲數(shù)量，即選擇個體數(shù)。測試20頭初孵幼蟲。最后統(tǒng)計供試幼蟲對每種葉碟的選擇個體總數(shù)，即選擇頻次。

3齡和5齡幼蟲具有自殘習(xí)性且爬行速度較快。故測試時，為避免個體之間的相互干擾，每次測試時每個培養(yǎng)皿底部中央只放1頭幼蟲，黑暗環(huán)境下放置3 min時觀察并記錄接觸或取食供試煙草葉碟的幼蟲數(shù)量。每個齡期測試20頭幼蟲。幼蟲在測試前饑餓4 h。最后統(tǒng)計供試幼蟲對每種煙草葉碟的選擇個體總數(shù)，即選擇頻次。

1.3.2 幼蟲的取食選擇反應(yīng) 分別采用選擇性試驗和非選擇性試驗方法測定幼蟲對兩種寄主的取食反應(yīng)。

（1）選擇性取食反應(yīng)。葉碟制備和放置方法及幼蟲處理方法同1.3.1。因1齡幼蟲僅少量取食，故該試驗僅測試3齡和5齡幼蟲。每次每個培養(yǎng)皿放1頭幼蟲，兩種煙草各兩枚交叉放置，在黑暗環(huán)境中6 h后，取出葉碟。將葉碟放置在用1 mm2規(guī)格的透明坐標(biāo)紙制作的直徑1.5 cm的葉碟上，比較測定各煙草葉碟被食面積，測定時葉碟所占面積大于或等于0.5 mm2的按1 mm2計，小于0.5 mm2的則舍去不計。每個齡期測試20頭幼蟲，計算每種幼蟲每個齡期的取食總面積。

（2）非選擇性取食反應(yīng)。葉碟制備方法同1.3.1，每次在培養(yǎng)皿底面中央放置1個葉碟，采用取食量較大的5齡幼蟲進(jìn)行測試，幼蟲測試前饑餓4 h。每次每個培養(yǎng)皿放試蟲1頭，觀察并記錄1 h內(nèi)幼蟲在葉碟上的取食時間，1 h后測定葉碟被食面積，測定方法同選擇性取食反應(yīng)。測試期間及時觀察，發(fā)現(xiàn)葉蝶完全被食后補(bǔ)充新葉蝶。每種昆蟲在每種

煙草葉碟上測試20頭幼蟲，計算每種幼蟲的取食

總面積。

1.3.3 成蟲的產(chǎn)卵選擇反應(yīng) 采用葉碟法。采集供試煙草的中上部葉片來制作葉碟，每個葉碟直徑為4 cm，制備方法同前。在試蟲進(jìn)入蛹期按雌雄分開，將羽化后3 d齡的成蟲放置在一個圓柱形的養(yǎng)蟲籠（直徑30 cm；高28 cm）中，每籠放3頭雌蛾和5頭雄蛾，籠底部放置蘸有10%蔗糖溶液的脫脂棉供成蟲取食，籠頂部用紗布覆蓋供作產(chǎn)卵支撐物，在紗布上面靠近養(yǎng)蟲籠邊緣等距離放置4個葉碟，每種煙草各2個，呈十字交叉放置。第2天記錄紗布上4個葉碟區(qū)域的落卵量。每種試蟲重復(fù)10次，計算每次兩種葉碟區(qū)域的平均落卵量。

1.4 統(tǒng)計分析方法

針對嗅覺偏好性反應(yīng)數(shù)據(jù)，首先剔除在相應(yīng)觀察記錄時間內(nèi)對煙草葉碟無選擇的個體，然后采用Yate修正的c2測驗判斷選擇普通煙草和黃花煙草葉碟的幼蟲數(shù)量（即選擇頻次）之間的差異顯著性。

為了比較供試幼蟲種間的嗅覺偏好性差異，以每種昆蟲、每個齡期對普通煙草的選擇率進(jìn)行比較，計算公式為：

幼蟲對普通煙草的選擇率=

×100%

計算結(jié)果采用Yate修正的c2測驗進(jìn)行判斷。

對選擇性條件下幼蟲的取食量、非選擇性條件下幼蟲的取食時間及取食量和成蟲的落卵量差異均采用配對t測驗法進(jìn)行分析。顯著性水平設(shè)置為a=0.05。所有的統(tǒng)計分析利用SPSS for Windows 19.0進(jìn)行。

2 結(jié) 果

2.1 幼蟲對普通煙草和黃花煙草的嗅覺偏好性

從不同齡期的棉鈴蟲和煙青蟲幼蟲對兩種供試煙草的嗅覺偏好性測試結(jié)果（圖1、2）可以看出，在兩種煙草共存環(huán)境中，棉鈴蟲5齡幼蟲對黃花煙草的選擇頻次顯著大于對普通煙草的選擇頻次（c25齡=4.05，P=0.044 2），而1齡和3齡幼蟲對兩

種煙草的選擇頻次無顯著差異（圖1）。從圖2煙青蟲對兩種煙草的選擇性測試結(jié)果可以看出，1齡幼蟲對黃花煙草的選擇頻次顯著大于對普通煙草的選擇頻次（c21齡=4.05，P=0.044 2），3齡和5齡幼蟲則對兩種煙草的選擇頻次無顯著差異（P>0.05）?？梢姡谶x擇性條件下，棉鈴蟲和煙青蟲不同齡期的幼蟲對兩種煙草均存在不同的嗅覺偏好性。

如以幼蟲對普通煙草的選擇率來衡量兩種幼蟲嗅覺偏好性之間的差異，則發(fā)現(xiàn)無論在哪個齡期進(jìn)行種間比較，兩種幼蟲對普通煙草的選擇率均無顯著性差異（c21齡=0.46，P=0.499 6；c23齡=0.10，P=0.750 6；c25齡=0.46，P=0.499 6）（圖3）。但不同發(fā)育階段的幼蟲對普通煙草的嗅覺偏好性表現(xiàn)不同。

其中，煙青蟲幼蟲對普通煙草的嗅覺偏好性高峰出現(xiàn)在3齡階段，此時幼蟲對普通煙草的選擇率為50%。這一結(jié)果說明，無論處于何種齡期的棉鈴蟲和煙青蟲幼蟲，二者不存在嗅覺偏好性之間的差異。

2.2 幼蟲對普通煙草和黃花煙草的選擇性取食反應(yīng)

從幼蟲對普通煙草和黃花煙草的選擇性取食反應(yīng)（圖4）可以看出，無論是3齡幼蟲還是5齡幼蟲，棉鈴蟲對普通煙草的取食偏好性均顯著大于對黃花煙草的取食偏好性（t3齡=15.88，P<0.000 1；t5齡=2.14，P=0.045 5）；煙青蟲對黃花煙草的取食偏好性均顯著大于對普通煙草的取食偏好性（t3齡=4.65，P=0.000 2；t5齡=2.15，P=0.044 7）。這說明在兩種煙草共存環(huán)境中，棉鈴蟲偏好取食普通煙草葉片，而煙青蟲則偏好取食黃花煙草葉片。

2.3 幼蟲對普通煙草和黃花煙草的非選擇性取食反應(yīng)

在非選擇性條件下，棉鈴蟲和煙青蟲5齡幼蟲不僅在普通煙草上的取食時間（圖5）顯著長于在黃花煙草上的取食時間（t棉鈴蟲=10.55；t煙青蟲=18.16），而且對普通煙草的取食量（圖6）也顯著大于黃花煙草（t棉鈴蟲=12.25；t煙青蟲=18.46）。說明在非選擇性條件下，棉鈴蟲和煙青蟲5齡幼蟲偏好取食普通煙草葉片。

2.4 成蟲對普通煙草和黃花煙草的產(chǎn)卵選擇反應(yīng)

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