陳金鋒 賈豐璘 孫凡

(東北林業(yè)大學(xué)，哈爾濱，150040)

榆紫葉甲(AmbrostomaquadriimpressumMotschulsky)是一種在我國北方地區(qū)常常猖獗發(fā)生的食葉害蟲，取食榆樹(Ulmuspumila)及其少數(shù)近緣種，成蟲和幼蟲均可大量取食葉片，嚴(yán)重影響榆樹的生長(zhǎng)和存活[1]。榆紫葉甲成蟲期長(zhǎng)，越冬后出土早，榆樹剛剛出花芽就開始取食，其抗藥性強(qiáng)，化學(xué)防治難以控制其種群，還會(huì)帶來環(huán)境問題[2-3]。榆紫葉甲成蟲不能飛行，擴(kuò)散需要經(jīng)由樹干爬行上樹，目前上樹阻隔防治法和生物防治是控制其種群擴(kuò)散的主要方法[4-6]。

繭蜂科(Braconidae)昆蟲內(nèi)寄生或外寄生于其他昆蟲，是生物防治中可利用的自然天敵資源，其中優(yōu)繭蜂亞科是一個(gè)較大的類群，該亞科繭蜂寄主廣泛，生物學(xué)復(fù)雜[7-8]。目前大部分已經(jīng)定名的繭蜂的生物學(xué)和生態(tài)學(xué)特征并未得到充分研究，影響其在生物防治上的應(yīng)用。同時(shí)，由于缺乏對(duì)其生物學(xué)特性的了解，也給繭蜂的進(jìn)化和系統(tǒng)分類研究帶來困難[9]7。

短室緣繭蜂(PerilitusxynusChen et van Achterberg)于1997年定名，模式標(biāo)本來自于哈爾濱榆紫葉甲成蟲[10]；該蜂內(nèi)寄生于榆紫葉甲成蟲, 是一種潛力很大的生物防治天敵。本研究通過野外調(diào)查，并結(jié)合實(shí)驗(yàn)室觀察，對(duì)其生物學(xué)和在哈爾濱的發(fā)生規(guī)律進(jìn)行研究，為利用該繭蜂進(jìn)行生物防治和研究其系統(tǒng)發(fā)育提供基礎(chǔ)資料。

1 方法與材料

1.1 野外采樣與室內(nèi)檢查

榆紫葉甲成蟲采集于哈爾濱市東北林業(yè)大學(xué)實(shí)驗(yàn)林場(chǎng)(45°72′N, 126°42′E)，采集期從2017年5月初成蟲出土上樹至10月末成蟲下樹越冬，每隔1～2 d采樣1次，每次采集10～15頭甲蟲，在林場(chǎng)內(nèi)隨機(jī)抽樣選取榆樹，每株榆樹只采集1～2頭。實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，將采集的榆紫葉甲在格林氏液下解剖，顯微鏡下檢查血淋巴內(nèi)是否有繭蜂幼蟲或卵，確定是否寄生，并對(duì)寄生蜂計(jì)數(shù)、拍照和測(cè)量尺寸。

1.2 幼蟲蟲齡的確定

參考Carignan et al.的方法[11]，依據(jù)幼蟲的頭部特征來確定蟲齡。初孵幼蟲頭部有1對(duì)明顯的大顎，二齡幼蟲大顎消失，頭部幾乎無任何骨化構(gòu)造，老熟幼蟲頭部有凸起的近圓形的吐絲器。

1.3 蛹期的確定

在6月初采集榆紫葉甲成蟲，待繭蜂老熟幼蟲從寄主鉆出后，單個(gè)放置于指形管(80 mm×12 mm)中，覆蓋少量泥土(15 mm)，用棉塞封口，人工氣候培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)，溫度(25.0±0.5)℃、相對(duì)濕度65%±5%、光暗周期比16∶8，共100頭。每日12:00查看羽化情況。室內(nèi)觀察顯示，老熟幼蟲從寄主體內(nèi)出來入土后第2天即可結(jié)繭化蛹，蛹期的計(jì)算從幼蟲入土到成蟲羽化的歷期中減去1天。

1.4 成蟲壽命及行為觀察

成蟲羽化后放置在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，飼養(yǎng)條件為(23±1)℃、相對(duì)濕度45%±5%、光暗周期比為16∶8。雌雄蜂各15頭，單頭放置于指形管(80 mm×12 mm)中，用滴有10%蜂蜜水的棉塞封口，每日12:00記錄成蟲存活情況；雌雄蜂各15頭，成對(duì)放入透明的養(yǎng)蟲箱中(400 mm×200 mm×450 mm)，共15對(duì)，用脫脂棉球喂食10%的蜂蜜水，觀察成蟲交尾和產(chǎn)卵的習(xí)性。

1.5 卵的觀察

通過對(duì)格林氏液中解剖雌蜂卵巢獲得的卵以及寄主體內(nèi)的卵的形態(tài)觀察來確定短室緣繭蜂卵的形態(tài)特征。

2 結(jié)果與分析

2.1 各齡期形態(tài)及發(fā)育特點(diǎn)

卵：在卵巢內(nèi)呈梭形，其中一端較尖銳，另一端較圓鈍。卵殼薄，近透明(圖1A)。長(zhǎng)(130.1±15.9)μm，寬(19.9±5.1)μm，n=30。單頭雌蜂孕卵數(shù)約500個(gè)。卵在寄主體內(nèi)開始胚胎發(fā)育后，形態(tài)變?yōu)殚L(zhǎng)橢圓形。

初孵幼蟲：長(zhǎng)0.90～2.61 mm，寬0.15～0.60 mm。體節(jié)14節(jié)，身體末節(jié)尖細(xì)呈尾狀(圖1B)。體壁薄而透明，透過體壁可見位于身體中央的污白色消化道，1齡幼蟲末期消化道后端明顯可見淺橙色消化道排泄物。頭部矩形，柔軟未骨化，但有1對(duì)明顯的鐮狀顎(圖1C)，長(zhǎng)(57.7±4.0)μm，基部的最寬處(28.0±4.6)μm，n=20。初孵幼蟲期間，寄主血淋巴液含量豐富，初孵幼蟲末期時(shí)，寄主血淋巴內(nèi)可見大量的畸形細(xì)胞，白色球形，不透明，表面具有微絨毛(圖1D)，直徑90.3±9.5 μm，n=20。畸形細(xì)胞是內(nèi)寄生繭蜂孵化時(shí)釋放到寄主血淋巴內(nèi)的特殊細(xì)胞，功能是為繭蜂幼蟲提供營(yíng)養(yǎng)和破壞寄主的免疫系統(tǒng)[9]13-15。

2齡幼蟲：長(zhǎng)2.11～3.95 mm，寬0.28～0.90 mm。身體體壁較薄近透明，中央依稀可見橙黃色的消化道。隨著蟲體的增大，消化道的顏色逐漸加深。頭部圓形，柔軟，無任何骨化的構(gòu)造(圖1E)。與初孵幼蟲相比，寄主血淋巴的容量及畸形細(xì)胞數(shù)目明顯減少。

老熟幼蟲：長(zhǎng)2.54～5.01 mm，寬0.50～1.25 mm。體節(jié)更清晰，體壁變厚，不透明，體色橘黃色(圖1F)，頭部橢圓形，中央有凸起的近圓形的吐絲器，兩端各有一褐色的溝延伸至后頭(圖1G)。此時(shí)寄主的血淋巴基本耗盡。老熟幼蟲發(fā)育完成后，從寄主的肛門或交配孔鉆出，在寄主體外結(jié)繭化蛹。

蛹：圍蛹，長(zhǎng)(3.74 ± 0.61)mm，寬(1.61 ± 0.36)mm，n=20。幼蟲化蛹后身體變短，變寬，但幼蟲的體壁仍包裹在蛹的外部，頭部的吐絲器可辨，透過體壁還可見1對(duì)黑色卵圓形的復(fù)眼，蛹?xì)つ┒诉B接一段充滿橙紅色排泄物的消化道，由此推測(cè)整個(gè)幼蟲期消化道的廢物并不排到體外，在化蛹時(shí)將積攢廢物的消化道整體移除(圖1H)。在(25.0±0.5)℃、相對(duì)濕度(65±5)%、光暗周期比16∶8條件下，蛹期平均為(16.6±0.9)d，n=30。

繭：長(zhǎng)橢圓形，污白色，長(zhǎng)(3.79±0.62)mm，寬(1.60±0.25)mm，n= 83。養(yǎng)蟲瓶?jī)?nèi)若有土，老熟幼蟲會(huì)鉆到土層中結(jié)繭化蛹。若無土，老熟幼蟲則粘附在瓶壁上結(jié)薄繭化蛹，但結(jié)薄繭的個(gè)體一般不能正常羽化。羽化孔近圓形，靠近繭端部，邊緣不十分齊整。成蟲羽化后繭內(nèi)留有充滿橘紅色排泄物的幼蟲消化道。

2.2 成蟲的壽命及行為

在喂食10%蜂蜜水的情況下，未交配的雌成蟲平均壽命為(5.1±1.3)d，n=15，雄成蟲為(4.9±1.6)d，n=15，雌雄壽命無顯著差異(F檢驗(yàn)，P>0.05)，未交配的成蟲總體平均壽命為(5.0±1.4)d，n=30。羽化后成蟲不能馬上飛行，需靜息7 h左右，等待翅膀干燥，這期間成蟲不斷的用足整理翅和觸角。靜息過后，雌雄蜂當(dāng)天即可交尾，羽化第2天是交尾的盛期。交尾時(shí)雄峰位于雌蜂腹部的背面，用足握住雌蜂，腹部彎曲向下包住雌蜂腹末交尾，交尾時(shí)間30～120 s。交尾后1～2 d雄峰死去，雌性持續(xù)產(chǎn)卵3～4 d后死去，雌雄兩性均可取食蜂蜜水補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)。雌雄成蟲性比接近1。雌蜂將產(chǎn)卵器扎入寄主頭胸間的頸膜，把卵產(chǎn)在寄主血淋巴中。雌蜂一般在同一甲蟲上產(chǎn)卵器扎入3～4次，每次30 min左右。

A.雌蜂卵巢內(nèi)的卵；B.初孵幼蟲；C.初孵幼蟲頭部；D.畸形細(xì)胞；E.2齡幼蟲；F.老熟幼蟲；G.老熟幼蟲頭部；H.蛹；m.鐮狀顎；f.吐絲器；d.幼蟲消化道。

圖1短室緣繭蜂各齡期形態(tài)及發(fā)育特點(diǎn)

2.3 生活史(哈爾濱)

1年發(fā)生2代，10月末榆紫葉甲成蟲下樹，鉆到寄主榆樹附近的土里越冬，短室緣繭蜂在寄主體內(nèi)以初孵幼蟲越冬，翌年4月末，隨寄主離開土層。榆紫葉甲上樹取食后，繭蜂開始發(fā)育，幼蟲共3齡，到老熟幼蟲時(shí)寄主一般不再取食。6月上旬完成幼蟲發(fā)育的個(gè)體陸續(xù)從寄主體內(nèi)鉆出，一般寄主會(huì)在寄生蜂離開后1～2 d死亡。老熟幼蟲離開寄主后到淺土中結(jié)繭化蛹，在入土前有螞蟻捕食。如果掉到水泥地等硬質(zhì)路面上不能入土，幼蟲則在路表面結(jié)薄絲繭化蛹，但一般結(jié)薄繭的個(gè)體不能正常羽化。6月下旬成蟲開始羽化，羽化后正值榆紫葉甲成蟲上樹夏眠，雌蜂交尾后在夏眠的甲蟲上產(chǎn)卵，幼蟲在寄主體內(nèi)迅速發(fā)育，7月中旬開始有老熟幼蟲從寄主體內(nèi)鉆出入土化蛹，并一直持續(xù)到8月中旬。8月中旬第2代成蟲開始出現(xiàn)，交尾后在已經(jīng)結(jié)束夏眠的榆紫葉甲成蟲上產(chǎn)卵，卵孵化后以初孵幼蟲在寄主體內(nèi)于土中越冬。

2.4 寄主田間寄生率與寄生蜂數(shù)量

2017年，在哈爾濱東北林業(yè)大學(xué)實(shí)驗(yàn)林場(chǎng)進(jìn)行野外調(diào)查，榆紫葉甲雌性田間寄生率為38.4%，雄性為39.3%，雌雄兩性田間寄生率無顯著差異(U檢驗(yàn)，P>0.01)，總體寄生率為38.8%。

短室緣繭蜂為典型的聚寄生種類，一頭寄主體內(nèi)可育出多個(gè)個(gè)體。野外調(diào)查表明，雌性寄主體內(nèi)寄生蜂平均為(23.1±14.7)頭，n=48，雄性平均為(21.1±16.6)頭，n=35，雌雄寄主內(nèi)寄生蜂的數(shù)量無差異(F檢驗(yàn)，P>0.05)。每頭寄主平均被寄生(22.3±15.4)頭，n=83。在野外調(diào)查的83頭寄主中，76頭甲蟲寄生蜂數(shù)量在40頭以下，只有6頭甲蟲寄生蜂數(shù)量超過40頭，占調(diào)查總數(shù)的7.23%。寄生數(shù)量在40頭以上的寄主，繭蜂發(fā)育到3齡后寄主常常因營(yíng)養(yǎng)被消耗殆盡而死亡，繭蜂也隨之消亡。

3 討論

內(nèi)寄生昆蟲的發(fā)育過程不能直接觀察，其蟲齡的確定是一個(gè)相對(duì)困難的工作。繭蜂的初孵和老熟幼蟲比較容易識(shí)別，但中間蟲齡的確定仍比較混亂，以至于不同的研究者對(duì)同種繭蜂劃分了不同數(shù)目的蟲齡[11]。用幼蟲尺寸大小確定蟲齡常常有劃分過度的傾向[9]13-15。短室緣繭蜂除老熟幼蟲外，其他時(shí)期幼蟲體壁都很柔軟、未骨化，同齡的幼蟲在尺寸上會(huì)有很大的差距，但其頭部特征有明顯地變化，所以本研究依據(jù)幼蟲頭部特征來確定齡期。

寄生蜂與寄主的關(guān)系可分為容性寄生和抑性寄生，前者是指寄主寄生后可繼續(xù)生存甚至發(fā)育，后者是指寄主被寄生后被殺死或不能繼續(xù)發(fā)育[12]。短室緣繭蜂與寄生的關(guān)系屬于前者，整個(gè)幼蟲的發(fā)育都在寄主體內(nèi)完成。研究發(fā)現(xiàn)，幼蟲在發(fā)育期間排泄物暫存在消化道中不排到寄主體內(nèi)，而是在化蛹時(shí)整體將消化道移除，這樣的排泄方式可以避免寄主中毒，從而保障寄生蜂順利完成發(fā)育。

一般認(rèn)為，獨(dú)寄生繭蜂初孵幼蟲頭部的大顎用于摧毀其他寄生的個(gè)體，而避免種間營(yíng)養(yǎng)的競(jìng)爭(zhēng)[13]。但初孵幼蟲頭部大顎并不是獨(dú)寄生繭蜂獨(dú)有的特征，一些聚寄主繭蜂的初孵幼蟲頭部也具有大顎[14-15]。對(duì)于短室緣繭蜂來說，多數(shù)寄主體內(nèi)同時(shí)寄生不超40頭個(gè)體，這些個(gè)體都能順利發(fā)育至老熟，但也有少數(shù)寄主的寄生蜂個(gè)體超過40頭，幼蟲則會(huì)因?yàn)榧闹鳡I(yíng)養(yǎng)不足而死亡，可見初孵幼蟲頭部大顎并未起到解決個(gè)體間競(jìng)爭(zhēng)的作用。

短室緣繭蜂1年發(fā)生2代，對(duì)野外榆紫葉甲成蟲的寄生率高，是較好的生物防治資源，在綜合防治中應(yīng)注意保護(hù)和利用。研究發(fā)現(xiàn)，在實(shí)驗(yàn)室條件下，短室緣繭蜂老熟幼蟲在無土的條件下，結(jié)薄絲繭化蛹，但這種蛹大多不能正常羽化。在野外，老熟幼蟲離開寄主后行動(dòng)能力較弱，落到硬質(zhì)地面后只能結(jié)薄絲繭，并且不能及時(shí)入土還會(huì)遭到螞蟻的捕食。所以，如果榆樹的樹冠下是硬質(zhì)的地面，將對(duì)短室緣繭蜂的種群產(chǎn)生一定的影響。另外，該繭蜂在自然狀態(tài)下存在過寄生現(xiàn)象，在人工繁育時(shí)需要注意避免。

致謝:感謝浙江大學(xué)昆蟲科學(xué)研究所陳學(xué)新研究員鑒定短室緣繭蜂成蟲標(biāo)本并提出寶貴建議。