郭 薇， 張 燕,, 陳紅松,， 郭建英, 周忠實(shí)*

1中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所植物病蟲(chóng)害生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100193； 2廣西大學(xué)農(nóng)學(xué)院，廣西 南寧 530004； 3廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所，廣西 南寧 530007

廣聚螢葉甲OphraellacommunaLesage最初分布于北美洲，主要取食豚草屬植物(Futuyma & Mccafferty,1990; Palmer & Goeden,1991; Tamuraetal.,2004)。2001年在我國(guó)江蘇省南京市郊首次被發(fā)現(xiàn)(孟玲和李保平，2005)。因廣聚螢葉甲對(duì)豚草AmbrosiaartemisiifoliaL.抑制作用較好，不少國(guó)家和地區(qū)已把該葉甲當(dāng)作一種具有應(yīng)用潛力的豚草天敵(孟玲等，2007; Palmer & Goeden,1991; Yamazakietal.,2000)。為使廣聚螢葉甲在豚草治理中得到更好的應(yīng)用，前人已開(kāi)展了相關(guān)研究(孟玲和李保平，2006; Takizawaetal.,1999; Yamazakietal.,2000)。

一般而言，昆蟲(chóng)通過(guò)生理感覺(jué)器官(例如視覺(jué)、嗅覺(jué)和觸覺(jué)器官)來(lái)察覺(jué)和尋找其潛在的產(chǎn)卵場(chǎng)所和位置(Bernáthetal.,2008; Krugneretal.,2008; Obonyoetal.,2008)。寄主或場(chǎng)所的定位對(duì)于植食性(食草性)昆蟲(chóng)滿足自身營(yíng)養(yǎng)需求和找到適合的產(chǎn)卵場(chǎng)所至關(guān)重要(Bruceetal.,2005)。研究表明，昆蟲(chóng)的產(chǎn)卵場(chǎng)所選擇、寄主定位，甚至寄主選擇可能受到環(huán)境或成蟲(chóng)羽化后的經(jīng)歷的影響(Krugneretal.,2008； McCall & Kelly,2002; McNeelyf & Singerf,2001; O′N(xiāo)eilletal.,2003)，昆蟲(chóng)對(duì)產(chǎn)卵場(chǎng)所的選擇是為了提高后代長(zhǎng)時(shí)期的適合度和存活率(Attiqueetal., 2004; Grundeletal.,1998; Mayhew,2001)，這種行為也是昆蟲(chóng)在長(zhǎng)期進(jìn)化過(guò)程中形成的種的固有特性。此外，昆蟲(chóng)交配和產(chǎn)卵節(jié)律揭示昆蟲(chóng)的生命特性和行為習(xí)性(Quiring,1994; Saunders,1982)。昆蟲(chóng)產(chǎn)卵場(chǎng)所選擇不僅反映了某種昆蟲(chóng)逃脫惡劣環(huán)境的生存策略(如天敵和一些不利的非生物因素)，也降低了其后代生存和發(fā)育的能量消耗。對(duì)昆蟲(chóng)的交配與產(chǎn)卵節(jié)律的了解有助于昆蟲(chóng)行為生物和生態(tài)學(xué)的研究(Quiring,1994; Saunders,1982)。

本研究旨在探索廣聚螢葉甲在豚草植株上產(chǎn)卵場(chǎng)所的選擇性、成蟲(chóng)交配及產(chǎn)卵的一系列行為特性，同時(shí)分析不同部位葉片的葉綠素b的含量和廣聚螢葉甲成蟲(chóng)產(chǎn)卵量的相關(guān)性。研究結(jié)果為進(jìn)一步深入研究該葉甲生物學(xué)、生態(tài)學(xué)習(xí)性奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)條件

本實(shí)驗(yàn)在室內(nèi)進(jìn)行。室內(nèi)保持27～28 ℃的溫度、(70±2)%的相對(duì)濕度和14 L∶10 D的光照條件。

1.2 供試寄主

從苗圃將豚草幼苗單株移栽到直徑為15 cm的塑料營(yíng)養(yǎng)杯內(nèi)，每隔3 d澆一次水，每半月按N∶P∶K=13∶7∶15的比例施一次化肥，以維持植株正常生長(zhǎng)。營(yíng)養(yǎng)杯栽培的豚草苗在無(wú)增溫和自然光照條件的溫室內(nèi)進(jìn)行培育，當(dāng)株高達(dá)50 cm時(shí)，用于實(shí)驗(yàn)。

1.3 供試蟲(chóng)源

廣聚螢葉甲成蟲(chóng)采自湖南省臨湘市，飼養(yǎng)于湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所另一個(gè)無(wú)增溫和自然光照條件下的溫室的豚草植株上。將廣聚螢葉甲蛹從溫室豚草植株上剪下，放入規(guī)格為19 cm×12 cm×6 cm的透明塑料養(yǎng)蟲(chóng)盒內(nèi)，并置于25～26 ℃的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行飼養(yǎng)。成蟲(chóng)羽化后，將初羽化的雌雄蟲(chóng)分別飼養(yǎng)于規(guī)格為40 cm×40 cm×60 cm的養(yǎng)蟲(chóng)籠內(nèi)，每養(yǎng)蟲(chóng)籠放入1株豚草苗供成蟲(chóng)取食，每籠接入成蟲(chóng)數(shù)為20頭。取羽化2 d的成蟲(chóng)用于實(shí)驗(yàn)。

1.4 廣聚螢葉甲成蟲(chóng)產(chǎn)卵行為

將1對(duì)成蟲(chóng)放到養(yǎng)蟲(chóng)籠(60 cm×60 cm×80 cm)內(nèi)的一株豚草上，記錄產(chǎn)卵數(shù)量、前后2粒卵之間的產(chǎn)卵時(shí)間間隔，逐日摘除卵塊，直至雌蟲(chóng)死亡。如果雄蟲(chóng)先死亡，則補(bǔ)充1頭新雄蟲(chóng)。此外，記錄雌蟲(chóng)在產(chǎn)卵過(guò)程中的一系列行為反應(yīng)。實(shí)驗(yàn)設(shè)20次重復(fù)。

1.5 廣聚螢葉甲產(chǎn)卵場(chǎng)所的選擇性

將50 cm高的豚草植株從下到上均勻劃分為5部分：0～10、11～20、21～30、31～40和41～50 cm，把10對(duì)成蟲(chóng)隨機(jī)放到一株豚草上，然后將帶成蟲(chóng)的單株豚草放入養(yǎng)蟲(chóng)籠(60 cm×60 cm×80 cm)中，并置于27～28 ℃的室內(nèi)條件下進(jìn)行觀察，實(shí)驗(yàn)設(shè)20次重復(fù)。放入成蟲(chóng)1 d后，逐日觀察記錄植株各部位的卵塊數(shù)量，持續(xù)觀察5 d。

1.6 豚草植株不同部位葉片葉綠素b的含量

隨機(jī)摘取上述5個(gè)部位的葉片，每部位采4張新鮮葉片。將摘下的葉片剪碎放到玻璃研缽內(nèi)，加入2 mL的80%丙酮研磨成勻漿。將勻漿置于5 ℃的黑暗條件下提取6 h，過(guò)濾后將提取液在波長(zhǎng)為645和663 nm(U-3110紫外光分光光度計(jì)，Hitachi Ltd, Tokyo, Japan)的入射光測(cè)定相應(yīng)的吸光度。葉綠素b(chl b)的計(jì)算公式：chl b =(22.9A645-4.68A663)×0.10，式中，A645和A663為提取液的吸光度。

1.7 數(shù)據(jù)分析

將數(shù)據(jù)進(jìn)行正態(tài)和同方差性檢驗(yàn)，不呈正態(tài)分布的數(shù)據(jù)進(jìn)行反正弦平方根或?qū)?shù)轉(zhuǎn)換。不同處理之間的數(shù)據(jù)經(jīng)單因素(ANOVA)多重比較進(jìn)行差異顯著性分析(P≤0.05)，通過(guò)最小差異法(LSD)比較各處理間平均數(shù)的差異程度。同時(shí)，將各部位產(chǎn)卵數(shù)量和葉綠素b含量之間的線性相關(guān)回歸分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 廣聚螢葉甲的交配和產(chǎn)卵行為

廣聚螢葉甲的交配行為按時(shí)間順序可分為交配前、交配和交配后。交配前：雌雄相遇后，雄蟲(chóng)伺機(jī)爬到雌蟲(chóng)的背部，雌蟲(chóng)有時(shí)會(huì)拒絕交配，但被掙脫的雄蟲(chóng)會(huì)再次爬到雌蟲(chóng)背上，直至雌蟲(chóng)愿意交配為止。交配：雄蟲(chóng)抱握雌蟲(chóng)，曲腹從腹末伸出陽(yáng)具插入雌蟲(chóng)生殖腔，交配時(shí)雌蟲(chóng)原地取食不動(dòng)或在葉片間到處游走，在交配期間雄蟲(chóng)有時(shí)會(huì)用觸角不停地拍打雌蟲(chóng)。交配后：雄蟲(chóng)一般會(huì)在雌蟲(chóng)背上停留片刻，之后雌雄蟲(chóng)分開(kāi)各自取食。

一次完整交配的平均持續(xù)時(shí)間為96.09 min，多數(shù)成蟲(chóng)交配時(shí)間在70～120 min之間。進(jìn)入產(chǎn)卵期的雌蟲(chóng)在枝葉間不停地走動(dòng)，以口器試探葉片表面來(lái)尋找適宜的產(chǎn)卵場(chǎng)所，搜尋過(guò)程一般在45 min以上。找到適宜產(chǎn)卵場(chǎng)所后，從口器中分泌粘液于葉表，然后將卵產(chǎn)在粘液上，成蟲(chóng)有轉(zhuǎn)身用口器整理剛產(chǎn)下卵粒的習(xí)性。卵塊多聚集成一叢或成簇排列。前后2粒卵的產(chǎn)卵時(shí)間間隔多為1～2 s(表1)。

表1 廣聚螢葉甲前后2粒卵的產(chǎn)卵時(shí)間間隔Table 1 Mean time interval between two eggs being by a O. communa female

2.2 廣聚螢葉甲產(chǎn)卵場(chǎng)所的選擇

廣聚螢葉甲成蟲(chóng)在豚草植株上對(duì)產(chǎn)卵場(chǎng)所的選擇存在很大差異(df=4,F=122.85,P<0.0001)。一株50 cm的豚草從下往上劃分，成蟲(chóng)更喜歡選擇中部(21～30 cm)和中上部(31～40 cm)的葉片產(chǎn)卵，其卵塊數(shù)量明顯高于其他部位(圖1)。葉片背面的著卵率占88.6%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于葉片正面(11.4%)。

2.3 豚草不同部位葉片葉綠素b的含量

圖1 廣聚螢葉甲在豚草上對(duì)產(chǎn)卵場(chǎng)所的選擇性Fig.1 Mean number of eggs laid per section of A. artemisiifolia by O. communa female 圖中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤，不同小寫(xiě)字母表示在P<0.05水平上差異顯著。

圖2 廣聚螢葉甲產(chǎn)卵量和豚草葉片的葉綠素b含量的線性回歸分析Fig.2 The linear relationship between the number of egg masses and the content of chlorophyll b in the leaves of A. artemisiifolia

3 討論

昆蟲(chóng)的交配和產(chǎn)卵行為往往可以反映昆蟲(chóng)種的行為特性(Heardetal.,1999； Quiring,1994)。本研究發(fā)現(xiàn),成蟲(chóng)更喜歡將卵產(chǎn)于葉片背面，這與孟玲和李保平(2006)的研究結(jié)果一致。然而，孟玲和李保平(2006)的研究結(jié)果表明,成蟲(chóng)完成一次正常的交配平均需38.12 min，而本研究發(fā)現(xiàn)成蟲(chóng)完成一次交配的平均歷時(shí)96.09 min，差異較大。

早期研究表明，寄主葉片顏色可影響昆蟲(chóng)對(duì)產(chǎn)卵寄主和產(chǎn)卵場(chǎng)所的選擇(Held & Potter,2004; Khan,2006； Loughrinetal.,1995)。因此，昆蟲(chóng)對(duì)產(chǎn)卵部位的偏愛(ài)和選擇可能與寄主葉片的一些色素含量存在一定相關(guān)性。本研究發(fā)現(xiàn)，廣聚螢葉甲喜歡將卵產(chǎn)于中部和中上部葉，經(jīng)測(cè)定這2個(gè)部位葉片葉綠素b的含量相對(duì)較高。不同部位葉片上的著卵量與葉綠素b的含量之間呈顯著的正相關(guān)性，這一結(jié)果支持了昆蟲(chóng)可以通過(guò)識(shí)別葉片顏色而選擇和確定產(chǎn)卵場(chǎng)所的假說(shuō)。通過(guò)本實(shí)驗(yàn)可推測(cè)廣聚螢葉甲可能以視覺(jué)識(shí)別葉片顏色來(lái)選擇和定位產(chǎn)卵場(chǎng)所，其具體原因仍待進(jìn)一步研究。