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以椰子織蛾為寄主的麥蛾柔繭蜂的冷藏研究

2020-12-11 07:51王雪梅肖利鋒呂寶乾唐繼洪
生物安全學報 2020年4期
關鍵詞:蟲態(tài)椰子生物防治

王雪梅,肖利鋒,呂寶乾,盧 輝,唐繼洪

1中國熱帶農業(yè)科學院環(huán)境與植物保護研究所/農業(yè)農村部熱帶作物有害生物綜合治理重點實驗室/海南省南繁生物安全與分子育種重點實驗室,海南 ???571101;2海南大學林學院,海南 儋州 571737;3大連九信精細化工有限公司, 遼寧 大連 116600

麥蛾柔繭蜂Habrobraconhebetor(Say)又稱麥蛾繭蜂,屬膜翅目Hymenoptera繭蜂科Braconidae,常寄生于田間和倉儲中的多種鱗翅目Lepidoptera夜蛾科Noctuidae和螟蛾科Pyralidae害蟲,寄主范圍廣泛,是一種外寄生蜂(阿克旦·吾外士等,2006)。國外學者對于麥蛾柔繭蜂的研究多集中于其生理生化及形態(tài)學等方面。國內學者對麥蛾柔繭蜂在高溫環(huán)境中的相關生物學特性變化進行了研究(李理和謝中能,1988;田秋等,2006),還對其在低溫環(huán)境中及其在特定寄主上寄生后的貯存進行了研究,且研究多見于成蟲(阿克旦·吾外士等,2006),鮮有關于麥蛾柔繭蜂在寄主椰子織蛾OpisinaarenosellaWalker上寄生后的冷藏研究報道。

麥蛾柔繭蜂是椰子織蛾的重要天敵寄生蜂(呂寶乾等,2018)。椰子織蛾屬鱗翅目織蛾科Oecophoridae,又名椰子木蛾和黑頭履帶蟲。椰子織蛾原產于印度和斯里蘭卡,現(xiàn)主要分布于南亞和東南亞,是椰子CocosnuciferaL.、中東海棗Phoenixsylvestris、蒲葵Livistonachinensis(Jacq.)R.Br.等多種棕櫚科植物的重要害蟲。目前,椰子織蛾已在我國海南、廣東、廣西等地區(qū)造成嚴重危害,影響本地生態(tài)環(huán)境,可能導致生態(tài)災害(呂寶乾等,2018,2013;閆偉等,2013)。

生物防治是環(huán)境友好型植保措施,目前,我國的生物防治技術不斷進步,但對害蟲天敵的生物防治制劑的包裝、存儲、安全運輸技術等研究還處在發(fā)展階段,我國在全面應用生物防治技術控制病蟲害方面與發(fā)達國家相比還有較大差距(李曉嬌,2016)。研究表明,天敵昆蟲的冷藏可以影響生物防治的效果,冷藏溫度的選取是至關重要的因素,一般在2~10 ℃的范圍內。如卷蛾分索赤眼蜂TrichogrammatoideabactraeNagaraja在3~5 ℃下最適合冷藏(陳科偉等,2004);螟黃赤眼蜂TrichogrammachilonisIshii在10 ℃下最適合冷藏(吐爾遜等,2005;袁曦等,2013)。因此,研究以冷藏技術保存天敵昆蟲對生物防治應用顯得極為重要。本研究在前人對麥蛾柔繭蜂冷藏研究的基礎上設置了4個生產上常見的冷藏溫度,探究麥蛾柔繭蜂最適的冷藏溫度及蟲態(tài),以期為麥蛾柔繭蜂在生物防治中的應用提供一定的理論基礎。

1 材料與方法

1.1 供試昆蟲

麥蛾柔繭蜂采集于海南省儋州市那大鎮(zhèn),實驗室內用椰子織蛾繼代擴繁飼養(yǎng)成實驗室穩(wěn)定種群。

1.2 麥蛾柔繭蜂冷藏的最適溫度和蟲態(tài)

麥蛾柔繭蜂用椰子織蛾3齡幼蟲擴繁飼養(yǎng),因各蟲態(tài)發(fā)育階段時間相差較大,不同蟲態(tài)無法統(tǒng)一齡期,故依據(jù)實際發(fā)育情況,收集麥蛾柔繭蜂的卵、幼蟲(1日齡)、蛹(3日齡)、成蟲(1日齡)用于實驗。因卵和幼蟲依附于椰子織蛾幼蟲,實驗時將這2個蟲態(tài)與寄主一起置于低溫環(huán)境進行實驗。將4種蟲態(tài)的麥蛾柔繭蜂分別置于直徑2 cm、長5 cm的玻璃管中,用脫脂棉封口;然后均放入4個不同溫度(-4、0、4、10 ℃)的冰箱(BCD-230SDCB)中冷藏,同時設置常溫對照組:溫度(26±1)℃,相對濕度(60±5)%。卵、幼蟲、蛹、成蟲在-4、0、4、10 ℃中冷藏后取出的時間間隔分別為0.5、0.5、4、48 h,3、6、48、48 h,12、72、72、72 h,4、24、48、48 h。取出冷藏后的麥蛾柔繭蜂,在室溫下觀察記錄其冷藏后存活率,冷藏后觀察的時間間隔依不同蟲態(tài)略有不同。

1.3 冷藏對麥蛾柔繭蜂成蟲生物學特性的影響

冷藏處理同1.2,待麥蛾柔繭蜂蛹發(fā)育為成蟲后,在每個玻璃管內放入一雌一雄初羽化的麥蛾柔繭蜂,接入3齡椰子織蛾幼蟲1頭供其產卵,24 h后取出麥蛾柔繭蜂。測定冷藏后麥蛾柔繭蜂的羽化率、雌雄蜂壽命、首日產卵量、子代的性比、發(fā)育歷期。

1.4 數(shù)據(jù)處理

利用Graphpad 8.0軟件對所得數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析,得出麥蛾柔繭蜂各個蟲態(tài)在4個溫度中所對應的最佳冷藏溫度、麥蛾柔繭蜂的最佳冷藏蟲態(tài)及麥蛾柔繭蜂冷藏后的生命參數(shù),評估冷藏對其影響。

存活率/%=(冷藏后存活的麥蛾柔繭蜂數(shù)/冷藏前麥蛾柔繭蜂總數(shù))×100

羽化率/%=(冷藏后麥蛾柔繭蜂產卵羽化麥蛾柔繭蜂數(shù)/冷藏后麥蛾柔繭蜂產卵數(shù))×100

性比=雌蜂數(shù)/雄蜂數(shù)

2 結果與分析

2.1 不同蟲態(tài)麥蛾柔繭蜂的冷藏最適溫度

圖1中結果均以二階多項式擬合,各曲線R2值均大于0.93。由圖1可見,以椰子織蛾為寄主時,麥蛾柔繭蜂的成蟲在冷藏初期100 h內,除-4 ℃冷藏的麥蛾柔繭蜂,其他3個處理的麥蛾柔繭蜂成蟲存活率變化情況十分接近,后隨冷藏時間的延長存活率均出現(xiàn)顯著變化,麥蛾柔繭蜂成蟲在4 ℃時冷藏時間最久,具有明顯的存活優(yōu)勢。麥蛾柔繭蜂的蛹在-4、0、4、10℃冷藏的半數(shù)死亡時間T50值分別為98、254、335、370 h,10 ℃時的T50值顯著高于其他3個溫度,10 ℃是蛹的最佳冷藏溫度。麥蛾柔繭蜂的幼蟲在4和10 ℃冷藏時具有極其接近的存活率變化曲線且均優(yōu)于其他2個溫度(-4和0 ℃),而幼蟲冷藏在10 ℃有更高的T50(170 h),高于其他3個溫度(-4℃:9 h;0 ℃:27 h;4 ℃:167 h)。麥蛾柔繭蜂卵在0 ℃及更低溫度下冷藏時0.5 h內全部死亡,表明麥蛾柔繭蜂的卵不適合0 ℃及以下的溫度冷藏,而在4和10 ℃中冷藏時,10 ℃卵的存活時間長,是更具優(yōu)勢的溫度。

圖1 不同蟲態(tài)麥蛾柔繭蜂在不同冷藏溫度下的存活率

2.2 麥蛾柔繭蜂的最佳冷藏蟲態(tài)和溫度

圖2中均以二階多項式擬合,各曲線R2值均大于0.93。寄生椰子織蛾的麥蛾柔繭蜂成蟲、幼蟲、卵在各自對應的最佳冷藏溫度(分別為4、10、10 ℃)下冷藏曲線變化相似,且其T50值接近:成蟲,4 ℃為196 h;幼蟲,10 ℃為170 h;卵,10 ℃為136 h;均顯著小于蛹在10 ℃時的T50值(370 h),隨著冷藏時間的延長,蛹的存活率變化曲線比其他3個處理更為平緩。因此,蛹和10 ℃是麥蛾柔繭蜂在寄主椰子織蛾上的最佳冷藏蟲態(tài)和溫度(圖2)。

圖2 不同蟲態(tài)麥蛾柔繭蜂在最佳冷藏溫度下的存活率

2.3 冷藏對麥蛾柔繭蜂成蟲生物學特性的影響

由圖3可知,麥蛾柔繭蜂蛹的存活率在10 ℃時隨時間推移而顯著下降,但在冷藏6~12 d內存活率變化趨于平和,冷藏12 d時存活率仍達到75.25%。10 ℃的冷藏條件對于首日產卵量的影響逐漸增大,短時低溫對首日產卵量并不會產生顯著影響,但隨冷藏時間的延長,首日產卵量顯著減少。麥蛾柔繭蜂的羽化率在冷藏后顯著降低,冷藏時間增加顯著性也隨之增加,但冷藏12 d后羽化率僅下降到67.49%,仍具有較高羽化率。在短時間10 ℃的低溫環(huán)境中麥蛾柔繭蜂性比會顯著降低,雌蜂數(shù)量下降,但在冷藏后期,性比均值又呈逐漸恢復的趨勢,雌蜂數(shù)量不斷增長。麥蛾柔繭蜂的蛹在10 ℃儲藏后使其發(fā)育歷期有所增加,但與對照并無顯著差異。10 ℃下冷藏可以顯著提高麥蛾柔繭蜂壽命,冷藏初期雌雄蜂壽命接近,冷藏后期雄蜂壽命的增長有高于雌蜂的趨勢。

圖3 10 ℃條件下不同冷藏時間對麥蛾柔繭蜂的影響

3 討論與結論

麥蛾柔繭蜂是棕櫚科植物重要害蟲椰子織蛾的本土寄生蜂,對椰子織蛾具有一定的防治效果(吳琦琦等,2018)。本研究結果表明,寄生于椰子織蛾的麥蛾柔繭蜂的成蟲和蛹比幼蟲和卵更耐寒,這與黃信飛(1986)的研究結果相符。昆蟲的蛹期具有較好的抗寒性,冷藏可有效減緩麥蛾柔繭蜂蛹的發(fā)育速度,且便于操作,還能避免其對天敵昆蟲造成傷害(王磊等,2018)。通過兩次回歸分析證明,寄生于椰子織蛾的麥蛾柔繭蜂的最佳冷藏蟲態(tài)為蛹,本研究結果與其他種類的天敵冷藏的最佳蟲態(tài)相同,可以為麥蛾柔進行生物防治時的冷藏處理提供參考意見。

冷藏可以減慢寄生蜂的代謝速率(Majeedetal.,2018)。低溫顯著影響麥蛾柔繭蜂蛹的存活率,但麥蛾柔繭蜂蛹在10 ℃冷藏12 d后存活率仍超過70%,因此認為此時其仍具有可觀的利用價值,這與前人報道略有不符(張少波等,2017),可能是不同地理種群和寄主來源或生境差別的影響所致(Saadatetal.,2016)。麥蛾柔繭蜂的蛹在10 ℃條件下冷藏,其首日產卵量有顯著變化,可能是低溫環(huán)境下麥蛾柔繭蜂的精巢和卵巢的發(fā)育質量降低,致使產卵量受到一定影響。麥蛾柔繭蜂寄生椰子織蛾的發(fā)育歷期為11.8 d(呂寶乾等,2018),經過冷藏處理,蛹期稍有延長,致使其發(fā)育歷期有增長的趨勢,但變化不顯著,這與前人研究結果類似(Chenetal.,2011)。

在天敵昆蟲遠距離調運或當需要維持足夠寄生蜂野外釋放時,可通過冷藏蜂種來保證。麥蛾柔繭蜂寄生椰子織蛾在最適蟲態(tài)(蛹)和最適溫度(10 ℃)下冷藏12 d后,雖然性比有所改變,但存活率和羽化仍能達到70%左右,發(fā)育歷期未發(fā)生明顯變化,且壽命顯著延長。這說明短時間內的冷藏對麥蛾柔繭蜂的生理學功能不會造成不良的影響,并且便于齡期統(tǒng)一和遠距離調運,保證生物防治的高效性(章玉蘋等,2013)。

本研究結果可為生物防治過程中調運和保存麥蛾柔繭蜂提供一定的理論基礎和應用參考價值,但由于條件限制,對于麥蛾柔繭蜂冷藏溫度的選取相對較低,且在冷藏過程中并未考慮和調節(jié)光周期,未精確控制濕度。因此,研究有待進一步改進,通過完善研究可以對麥蛾柔繭蜂在生物防治的實際應用中提出更加具體的方案。

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