劉旭祥，儀傳冬，敖國富，陳 湜，季清娥

（福建農(nóng)林大學生物防治研究所/聯(lián)合國(中國)實蠅防控研究中心/生物農(nóng)藥與化學教育部重點實驗室，福州 350002）

黑腹果蠅隸屬于雙翅目Diptera、環(huán)裂亞目Cyclorrhapha、果蠅科Drosophilidae、果蠅屬Drosophila、水果果蠅亞屬Subgenus Sophophora、黑腹果蠅種組Drosophilamelanogasterspecies group[1-4]，作為一種研究最為深入的模式昆蟲已被人們所熟知。黑腹果蠅屬于腐食性，但同屬于黑腹果蠅種組的斑翅果蠅DrosophilasuzukiiMatsumura則是鮮食性的，為害健康新鮮的水果。斑翅果蠅又稱為鈴木氏果蠅、櫻桃果蠅，其雌蟲產(chǎn)卵器鋸齒狀，能割破漿果類果實的果皮并在果肉內(nèi)產(chǎn)卵，幼蟲孵化后在果實內(nèi)部鉆蛀為害?，F(xiàn)階段對于斑翅果蠅的防治主要是以化學防治為主，但化學防治易引起“3R”問題，且不能從根本上解決斑翅果蠅的為害，所以迫切需要采用生物防治的措施防治斑翅果蠅。

課題組前期研究已篩選到斑翅果蠅的蛹期寄生蜂TrichopriadrosophilaePerkins，但需要對其進行人工大量飼養(yǎng)，才能滿足生產(chǎn)需要。黑腹果蠅作為模式昆蟲，具有生活周期短、雌雄易分辨、易飼養(yǎng)、繁殖快等特點[5]，具備作為斑翅果蠅寄生蜂替代寄主的應(yīng)用潛力；但飼養(yǎng)過程需要分離寄生蜂與未被寄生的寄主，如果能通過輻照使寄主發(fā)育受阻，達到自動分離的目的，將大大提高飼養(yǎng)效率。

紫外線是電磁波譜中波長 10～400 nm射線的總稱，是一種非電離射線，根據(jù)波長可分為近紫外線UVA、遠紫外線UVB和超短紫外線UVC。紫外線廣泛應(yīng)用于滅菌、保健、促進維生素產(chǎn)生、分解油煙、分解有機物、微生物誘變育種等方面[6-12]。已有多項研究涉及利用紫外線輻照果蠅，如UVA輻照對黑腹果蠅生物學特性和抗氧化反應(yīng)的影響[13]、紫外線輻照對于果蠅生長發(fā)育和表型變異的影響[14]、紫外線輻照對果蠅凋亡相關(guān)基因表達的影響[15]等。

本研究利用不同種類的紫外燈輻照黑腹果蠅蛹研究紫外線輻照對黑腹果蠅羽化率、性比、飛出率、死蛹率、成蟲干重、蛹重、F1羽化率、F1性比、F1死蛹率、F1成蟲干重等影響，為利用黑腹果蠅作為寄主飼養(yǎng)斑翅果蠅寄生蜂提供基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 供試昆蟲

黑腹果蠅：實驗室飼養(yǎng)種群，來自田間誘捕。

1.2 儀器設(shè)備

紫外燈（UVA：350 nm；UVB：300 nm；UVC：250 nm，南京華強電子有限公司）、電子分析天平、冰箱、電磁爐、飛出率測試筒（h：20 cm，d：10 cm）、培養(yǎng)皿、養(yǎng)蟲罐、養(yǎng)蟲籠（30 cm×30 cm×30 cm）、飼料盤、海綿、脫脂棉球、毛刷、鑷子、剪刀、保鮮膜、濾紙、量筒、燒杯、玻璃棒。

1.3 黑腹果蠅的飼養(yǎng)

黑腹果蠅飼料配置方法參考林清彩[16]并稍作修改。配置方法：①：玉米粉50 g、蔗糖40 g、酵母粉20 g，加入溫水300 mL攪拌均勻，加入95%酒精7 mL、乙酸3 mL；②：瓊脂5 g加入500 mL水中，加熱溶解成瓊脂溶液；③：將步驟①中的混合溶液加入步驟②中，加水定容至1000 mL并攪拌均勻，加熱將飼料煮熟后加入1 g山梨酸鉀，攪拌均勻使山梨酸鉀充分融化；④：將飼料倒入飼料盤內(nèi)、待飼料自然冷卻到室溫成為固體飼料后用保鮮膜將飼料盤封口，放入冰箱冷藏備用。

1.4 輻照劑量的確定

選擇化蛹48 h內(nèi)的黑腹果蠅蛹，利用專利一種黑腹果蠅蛹的簡易大量獲取方法[17]中所述的大量獲取黑腹果蠅蛹的方法對黑腹果蠅蛹進行獲取并放置于培養(yǎng)皿中。培養(yǎng)皿置于紫外燈（30 W）正前方50 cm處進行輻照處理。

1.5 紫外線輻照對寄主黑腹果蠅蛹的影響

取蛹化48 h內(nèi)的黑腹果蠅蛹，將收集好的黑腹果蠅蛹放置在鋪有濕潤濾紙的培養(yǎng)皿中。分別置于紫外燈UVA、UVB、UVC下進行處理，輻照時間分別為3、6、9 h，另外設(shè)置空白對照組，不進行輻照處理。輻照處理過的黑腹果蠅蛹分別放置在鋪有濕潤濾紙的培養(yǎng)皿中，每個處理取100只蛹，每個處理重復(fù)進行3次；經(jīng)過輻照處理的蛹羽化出的黑腹果蠅產(chǎn)卵化蛹后再次收集的蛹記為F1，F(xiàn)1與親本在相同條件下飼養(yǎng)且不進行輻照處理。統(tǒng)計每個處理供試黑腹果蠅的羽化率、性比、飛出率、死蛹率、成蟲干重、F1蛹重、F1羽化率、F1性比、F1死蛹率、F1成蟲干重。

1.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

采用SPSS 23.0軟件和Excel 2013軟件計算羽化率、性比、飛出率，并對果蠅的羽化率、性比、飛出率、死蛹率、成蟲干重、F1蛹重、F1羽化率、F1性比、F1死蛹率、F1成蟲干重進行單因素方差分析并進行差異顯著性檢驗。

2 結(jié)果與分析

2.1 紫外線輻照對黑腹果蠅蛹的影響

2.1.1 紫外線輻照對黑腹果蠅羽化率的影響 經(jīng)過UVA、UVC輻照處理的黑腹果蠅蛹和對照組三者組內(nèi)和組間的羽化率均無顯著差異，而經(jīng)過UVB輻照處理過的黑腹果蠅蛹羽化率較之其他3個處理顯著降低，且不同UVB輻照時長對羽化率有顯著的影響。其中經(jīng)過UVB處理6 h組的羽化率顯著低于經(jīng)過UVB處理3 h組和9 h組，但經(jīng)過UVB處理3 h組和9 h組的羽化率之間沒有顯著差異。UVA、UVB輻照對F1羽化率均沒有顯著影響，而UVC處理3、6 h后的F1羽化率顯著低于其他各組（表1）。

表1 紫外線輻照對黑腹果蠅羽化率的影響Table 1 Effects of ultraviolet radiation on the emergence rate of D.melanogaster

2.1.2 紫外線輻照對黑腹果蠅性比的影響 經(jīng)過UVA輻照處理9 h組性比顯著高于對照組；其他處理組性比和對照組均無顯著差異（表2）。

表2 紫外線輻照對黑腹果蠅性比的影響Table 2 Effect of ultraviolet irradiation on the sex ratio of D.melanogaster

2.1.3 紫外線輻照對黑腹果蠅飛出率的影響 與對照組相比，所有經(jīng)過紫外線輻照處理的黑腹果蠅蛹羽化得到的成蟲飛出率都顯著降低。經(jīng)過UVB處理的黑腹果蠅飛出率顯著低于其他各組，且UVB處理的時長對飛出率沒有顯著影響。經(jīng)UVA處理3 h的黑腹果蠅飛出率高于UVA處理6 h和9 h組，后二者之間無顯著差異。同樣地，經(jīng)UVC處理3 h的黑腹果蠅飛出率高于UVC處理6 h和9 h的組，后二者之間無顯著差異（表3）。

表3 紫外線輻照對黑腹果蠅飛出率的影響Table 3 Effect of ultraviolet irradiation on the flight rate of D.melanogaster

2.1.4 紫外線輻照對黑腹果蠅死蛹率的影響 經(jīng)過 UVB輻照處理的親代各試驗組死蛹率顯著高于對照組，且和其他試驗組存在顯著差異，UVC輻照處理3 h和6 h組子代的死蛹率比其他子代處理組高且差異顯著（表4）。

表4 紫外線輻照對黑腹果蠅死蛹率的影響Table 4 Effect of ultraviolet irradiation on pupae death rate of D.melanogaster

2.1.5 紫外線輻照對黑腹果蠅雌成蟲干重的影響 經(jīng)過UVA輻照處理6 h后羽化的黑腹果蠅雌成蟲干重相比對照組顯著增加，而UVA輻照3和9 h后羽化的黑腹果蠅雌成蟲干重均顯著低于對照組；經(jīng)過UVB輻照處理后羽化的黑腹果蠅雌成蟲干重顯著低于對照組；經(jīng)過UVC輻照處理后羽化的黑腹果蠅雌成蟲干重顯著低于對照組。黑腹果蠅F1雌成蟲干重相比對照組均顯著降低，且UVA、UVC處理后的F1雌成蟲干重較親代顯著降低，其中，UVA處理6 h組降幅最大。UVB處理3和6 h的F1雌成蟲干重較親代顯著降低，而9 h組的F1雌成蟲干重與親代差異不顯著（表5）。

表5 紫外線輻照對黑腹果蠅雌成蟲干重的影響Table 5 Effects of ultraviolet irradiation on dry weight of female adults of D.melanogaster

2.1.6 紫外線輻照對黑腹果蠅雄成蟲干重的影響 經(jīng)過UVA輻照處理6 h后羽化的黑腹果蠅雄成蟲干重相比對照組增加明顯，其他處理組性比和對照組均無顯著差異（表6）。

表6 紫外線輻照對黑腹果蠅雄成蟲干重的影響Table 6 Effects of ultraviolet irradiation on dry weight of male adults of D.melanogaster

2.1.7 紫外線輻照對黑腹果蠅成蟲干重的影響 經(jīng)過UVA輻照處理6 h后羽化的黑腹果蠅成蟲干重顯著高于其他所有處理組，經(jīng)過UVA輻照處理9 h后羽化的黑腹果蠅成蟲干重和對照組無顯著差異，而UVA輻照3 h后羽化的黑腹果蠅成蟲干重顯著低于對照組；經(jīng)過UVB輻照處理3和9 h后羽化的黑腹果蠅成蟲干重顯著低于對照組，而6 h組與對照組無顯著差異；經(jīng)過UVC輻照處理后羽化的黑腹果蠅成蟲干重均低于對照組。經(jīng)過紫外線輻照處理的黑腹果蠅F1成蟲干重相比對照組均顯著降低。UVA處理3、9 h和UVC處理9 h三個組黑腹果蠅F1成蟲干重與親代成蟲干重無顯著差異，其余處理黑腹果蠅F1成蟲干重均較親代降低（表7）。

表7 紫外線輻照對黑腹果蠅成蟲干重的影響Table 7 Effect of ultraviolet irradiation on dry weight of D.melanogaster adults

2.1.8 紫外線輻照對黑腹果蠅 F1蛹重的影響 經(jīng)過紫外線輻照處理后各試驗組蛹重相比對照組都有不同程度的顯著增加。蛹重的增加可能反映了受紫外線輻照影響的黑腹果蠅對紫外線輻照的適應(yīng)（表8）。

表8 紫外線輻照對黑腹果蠅F1蛹重的影響Table 8 Effect of ultraviolet irradiation on F1 pupae weight of D.melanogaster

3 討論

作為一種重要的物理脅迫因子，紫外線不僅具有滅菌[18,19]和消毒作用[20]，而且可以作為一種輻照源應(yīng)用于生物防治領(lǐng)域。3種紫外線對黑腹果蠅蛹影響試驗中，UVB處理過的蛹，黑腹果蠅親代的羽化率、飛出率、死蛹率顯著降低，說明中波紫外線的輻照對黑腹果蠅的羽化率、飛行能力等造成了一定程度的影響。趙貝等[21]研究發(fā)現(xiàn)長期的UVB脅迫可以顯著降低蚜蟲存活率，長期UVB脅迫世代越長效果越顯著，但本試驗中親代黑腹果蠅經(jīng)過輻照處理后產(chǎn)卵再次羽化為成蟲，其羽化率、死蛹率等指標有明顯的回升，因此黑腹果蠅蛹對多代連續(xù)輻照的適應(yīng)性有待進一步探究。桑文[22]發(fā)現(xiàn)UVB脅迫抑制赤擬谷盜末齡幼蟲蛻皮激素合成，而本試驗中紫外線脅迫導(dǎo)致黑腹果蠅子代蛹重增加，可能因為受到紫外線的脅迫導(dǎo)致果蠅體內(nèi)發(fā)生一系列的代謝變化來適應(yīng)這種降低昆蟲生存力的物理脅迫，為了適應(yīng)這種逆境脅迫[23]，子代化蛹時體內(nèi)較親本會積累更多的營養(yǎng)物質(zhì)進而導(dǎo)致蛹重增加。

UVA處理過的子代與親代相同處理之間的羽化率呈上升趨勢，但隨處理時間的延長，子代的羽化率隨之降低且子代羽化率水平與親代相接近；UVC處理3 h和6 h組子代羽化率顯著降低，可能因為親本受短波紫外線的影響導(dǎo)致所產(chǎn)卵的質(zhì)量有所降低，順利度過幼蟲期化蛹后，部分蛹不可羽化導(dǎo)致對子代羽化率、死蛹率的影響顯著，可以順利羽化的成蟲體型較小，相比親代成蟲干重也有明顯的降低趨勢。唐玉龍等[24]研究發(fā)現(xiàn)紫外線對生物大分子DNA結(jié)構(gòu)有一定影響，其中UVC對堿基基團有致命的傷害，而且可以破壞DNA的構(gòu)象；本研究子代經(jīng)過UVC輻照處理3 h和6 h組的黑腹果蠅F1羽化率顯著降低，經(jīng)過UVC輻照處理后F1性比和F1死蛹率相比對照組都有明顯升高；不難看出輻照對F1代黑腹果蠅的影響中，UVC效果相對顯著，UVC輻照處理可能導(dǎo)致果蠅體內(nèi)生物大分子結(jié)構(gòu)發(fā)生變化。

伴隨著藍莓、樹莓、櫻桃等漿果的經(jīng)濟價值日趨升高，如何防治漿果類果實的重要害蟲——果蠅成為一項亟待解決的難題。在傳統(tǒng)的防治方法基礎(chǔ)之上，結(jié)合新型技術(shù)手段與生物防治方法成為一種新趨勢，本試驗證明紫外線輻照能顯著降低黑腹果蠅的羽化率，可以利用紫外線輻照技術(shù)[25-30]與生物防治材料相結(jié)合對果蠅進行有效防控；不同波段的紫外線對黑腹果蠅蛹的影響不同，可以篩選適合應(yīng)用的紫外線類型，應(yīng)用于果蠅寄生蜂[31-34]的繁殖。研究黑腹果蠅蛹的輻照處理對蛹期寄生蜂的影響，以期將輻照后的黑腹果蠅蛹運用于蛹寄生蜂的大量飼養(yǎng)中，從而省略分離未被寄生的寄主和寄生蜂蛹的步驟，提高果蠅蛹寄生蜂的繁殖效率，以更好地將果蠅寄生蜂應(yīng)用于斑翅果蠅的生物防治；此舉不但可以有效避免化學防治所面臨的困擾，而且更加省時省力、保護環(huán)境、防治效果更加持久。