全林發(fā)，李文景，王鳳英，池艷艷，董易之*，陳炳旭*

(1. 廣東省農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所/廣東省植物保護新技術重點實驗室，廣州 510642；2. 廣西農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所/廣西作物病蟲害生物學重點實驗室，南寧 530007)

荔枝蒂蛀蟲ConopomorphasinensisBradley屬于鱗翅目Lepidoptera細蛾科Gracillariidae，以幼蟲鉆蛀為害荔枝LitchichinensisSonn.、龍眼DimocarpuslonganLour.的果實、花穗、嫩梢和嫩葉，尤其偏愛為害果實，一年發(fā)生9～12代，世代重疊嚴重。隨著荔枝產(chǎn)業(yè)在中國的蓬勃發(fā)展，荔枝蒂蛀蟲已經(jīng)取代荔枝蝽成為荔枝龍眼園內的第一大害蟲。一般年份被荔枝蒂蛀蟲為害的荔枝、龍眼蟲果率10%～20%，嚴重時達60%～90%，使荔枝、龍眼產(chǎn)業(yè)蒙受巨大損失(全林發(fā)等, 2018)。化學防治雖然能夠快速高效地防治荔枝蒂蛀蟲，但是長期使用易引起該蟲產(chǎn)生抗藥性，據(jù)報道該蟲已經(jīng)對擬除蟲菊酯、苯甲酸基苯基脲等常用殺蟲劑產(chǎn)生一定程度抗性，因此尋求新的荔枝蒂蛀蟲防控方法顯得尤為重要。

利用外源光來控制害蟲的物理防控技術在有害生物綜合治理(IPM)中占據(jù)重要地位(Johansenetal., 2011)，其原理是利用昆蟲對光譜的行為反應特性，對靶標害蟲直接進行誘殺或夜間活動干擾，不易使靶標害蟲產(chǎn)生抗性，高效、環(huán)保。而大部分昆蟲復眼具有兩種光感受器：紫外-藍光感受器和綠-黃光感受器(Briscoel & Chittka, 2001)。目前應用的黑光燈和頻振式殺蟲燈是利用昆蟲復眼紫外-藍光感受器的生物功能，即昆蟲的趨光性；使用黃色燈防治蛾類害蟲，則是利用昆蟲復眼的綠-黃光感受器的功能，即昆蟲的忌避性(岡村雅広, 2004)。了解害蟲的趨光性是利用外源光開展物理防治技術研發(fā)的重要基礎。近些年，我國科研人員基于害蟲的趨光特性也研發(fā)出一系列燈光防控的技術和產(chǎn)品。例如：廣泛應用于防控夜出習性害蟲的誘蟲燈，尤其是對鱗翅目害蟲吸引力強(Van Grunsvenetal., 2014; Wakefieldetal., 2016; Mikkolaetal., 2018； Owensetal., 2018)；用于捕獲飛虱、葉蟬、蚜蟲、粉虱、薊馬和潛葉蠅類日出型昆蟲的有色裝置，如黃色粘蟲板等(李文景等, 2021)。再者是通過夜間介入外源光干擾和防控夜蛾和細蛾類常見農(nóng)業(yè)害蟲(段云等, 2008; 段云等, 2016; 蔣月麗等, 2018)，如利用LED白光干擾防控荔枝蒂蛀蟲等(王鳳英等, 2020; 李文景等, 2021)。然而，目前人們僅圍繞LED白光對荔枝蒂蛀蟲繁殖調控及應用開展了部分研究和評價，關于荔枝蒂蛀蟲對其它LED光譜行為反應及繁殖響應方面的研究尚未見系統(tǒng)報道，不利于荔枝蒂蛀蟲成蟲高效防控光源篩選以及利用燈光防控荔枝蒂蛀蟲技術的優(yōu)化升級。

為明確荔枝蒂蛀蟲成蟲的趨光行為特性，初步篩選出該蟲趨(避)性不同的光色并進一步研究其對成蟲的影響，本研究較全面測定了荔枝蒂蛀蟲對全光譜白光、七色光和紫外光共9種LED光源(波長范圍：365～700 nm)的趨/避性行為反應，進而選定幾種荔枝蒂蛀蟲趨性不同的LED光色并對其成蟲進行夜間照射處理，觀察不同LED光照下試蟲交配、繁殖及存活情況，以期探明荔枝蒂蛀蟲成蟲的光譜行為反應以及夜間特定LED光照對荔枝蒂蛀蟲繁殖生物學特性的影響，為今后研發(fā)出特異性更強且綠色高效的荔枝蒂蛀蟲燈光防控技術提供科學依據(jù)，同時為促進LED白光干擾防控荔枝蒂蛀蟲技術的優(yōu)化升級提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 材料

供試昆蟲：選擇1日齡荔枝蒂蛀蟲處女蛾作為試驗材料。2021年的4-5月采自于廣東省增城區(qū)竹園村三月紅荔枝落地果，帶回室內平鋪于50 cm×36 cm×3 cm白瓷盤內，上面覆蓋白色瓦楞紙，每天收集瓦楞紙的荔枝蒂蛀蟲蛹，脫果幼蟲化蛹2～3 d后，根據(jù)蛹外部形態(tài)鑒別雌、雄蛹并分裝于養(yǎng)蟲盒中羽化以確保雌、雄成蟲均未交配，備用。試蟲飼養(yǎng)在溫度25℃±1℃，空氣濕度75%±5%，光周期L ∶D=14 ∶10(L，6 ∶00-20 ∶00；D，20 ∶00-6 ∶00)的養(yǎng)蟲室內。成蟲羽化后，加入10%蜂蜜水供其補充營養(yǎng)，并將包裹好餐巾紙的新鮮荔枝果放入養(yǎng)蟲籠中收集卵。

設備和儀器：GXZ型人工智能氣候箱，寧波江南儀器廠；LED單色光燈，深圳市優(yōu)晶光電原廠；LED白光，源自Wi-fi智控全彩SMD燈泡，山東晶泰星光電科技有限公司。PP710型照度計，SanLiangshang?；昆蟲趨光行為試驗裝置—生物測定Y型管(圖1)，定制；50 cm×36 cm×3 cm白瓷盤，市購；自制直徑20 cm、高20 cm的透明養(yǎng)蟲盒。

1.2 方法

1.2.1荔枝蒂蛀蟲雌蛾室內光譜行為反應測定

根據(jù)荔枝蒂蛀蟲成蟲的行為特性并參考相關文獻，設計趨光行為裝置(圖1)。試驗采用荔枝蒂蛀蟲2日齡雌成蟲種群進行。試驗于22 ∶00-23 ∶00在暗室進行，暗室溫度為25℃～26℃，相對濕度70%～80%。選取紫外光(365 nm)、紫光(400～405 nm)、藍光(445～450 nm)、藍綠光(475～480 nm)、綠光(515～520 nm)、黃光(570～575 nm)、橙光(600～605 nm)、紅光(655～665 nm)和白光(400～700 nm)9種不同LED光源，以黑暗為對照。試驗開始前，通過調節(jié)各生物測定Y型管光路上LED燈的高度，保持各光路中光照強度為100 lx。將健壯試蟲置于試蟲活動室內，每次光刺激時長60 min。每次試驗選取健壯試蟲20頭為一組，重復4次。為了減小誤差，每次試驗采用的試蟲均不重復使用，每處理波長持續(xù)照射60 min后，取出反應盒，快速統(tǒng)計趨光室(B)和避光室(-B)內試蟲的個數(shù)，計算其趨光率和避光率。趨光率(%)=趨光室內蟲數(shù)/總蟲數(shù)×100。

測試方法：首先，將試蟲置于暗室(圖1-A)部分，迅速用黑色橡膠塞將暗室的兩端封堵，防止試蟲逃離。然后，用黑色遮光布將暗室包裹，防止光線進入暗室。待置于暗室的試蟲經(jīng)過30 min暗適應后，將暗室與試蟲緩沖區(qū)C聯(lián)通，同時去掉暗室(A)兩側的橡膠塞，迅速將試蟲區(qū)(A+C)與測試套管+B和-B部分相連。測試光照強度恒定為100 lx，測試時間為60 min。60 min后，快速統(tǒng)計趨光室(B)和避光室(-B)內試蟲的個數(shù)。每次測試完之后用酒精擦拭管壁，并用純凈水清洗，然后用吹風機吹干后再進行下一次測試。測試過的荔枝蒂蛀蟲不再重復使用。

1.2.2夜間不同LED光照對荔枝蒂蛀蟲成蟲繁殖生物學特性的影響

荔枝蒂蛀蟲羽化后，選取進入2日齡暗期前的健康雌、雄蛾1 ∶1配對放入內徑20 cm、高20 cm的養(yǎng)蟲盒中，每盒3對。養(yǎng)蟲盒內放置一塊浸潤10%蜂蜜水的棉球用于補充營養(yǎng)，以及新鮮荔枝一顆用于收集荔枝蒂蛀蟲卵。試蟲的飼養(yǎng)條件為溫度25℃～26℃，相對濕度70%～80%，光期設置為06 ∶00-20 ∶00，光照強度統(tǒng)一設定為3 500～4 000 lx；暗期為20 ∶00至次日06 ∶00。試驗于暗期介入4種LED光源進行持續(xù)照射，分別為藍光(445～450 nm)、綠光(515～520 nm)、黃光(570～575 nm)和白光(400～700 nm)，光照強度均設為50 lx，每種光源處理試蟲6盒，共18對成蟲。每日定時(8 ∶00 a.m.)更換各處理養(yǎng)蟲盒內新鮮荔枝果和10%蜂蜜水，并觀察記錄成蟲的產(chǎn)卵與存活情況，直至試蟲全部死亡。成蟲繁殖生物學指標主要以產(chǎn)卵前期、產(chǎn)卵期、產(chǎn)卵量、卵孵化率及成蟲壽命來表示。另外，試驗期間雌蛾自然死亡后立即解剖，根據(jù)雌蛾的交配囊形狀的差異以確定成蟲交配與否，統(tǒng)計交配率。按照公式計算交配率，交配率(%)=交配雌蛾數(shù)/雌蛾總數(shù)×100。此外，將試驗各處理所收集的試蟲卵置于人工智能氣候箱中培育并逐日記錄試蟲卵的孵化情況，試蟲卵的培育條件設為光周期14 L ∶10 D，溫度25℃～26℃，相對濕度70%～80%。

圖1 生物測定Y型管Fig.1 Bioassay Y-tubes注：A，試蟲釋放暗室；+B和-B，試蟲選擇區(qū)；C，試蟲緩沖區(qū)。Note: A, Release area of Conopomorpha sinensis adult; +B and -B, Selection area of C.sinensis adult; C, Buffer area of C.sinensis adult.

1.2.3夜間不同LED光照對交配后荔枝蒂蛀蟲雌蛾繁殖力的影響

為保證雌、雄成蟲成功交配，選取1日齡健壯的成蟲并按雌、雄成蟲比為1 ∶1.5放于養(yǎng)蟲盒中飼養(yǎng)。養(yǎng)蟲盒內放置一塊浸潤10%蜂蜜水的棉球用于補充營養(yǎng)，群體常規(guī)飼養(yǎng)4 d后，將雌蛾取出并放入內徑20 cm、高20 cm的養(yǎng)蟲盒中單獨飼養(yǎng)。試蟲的飼養(yǎng)條件設為溫度25℃～26℃，相對濕度70%～80%；光期為06 ∶00-20 ∶00，光照強度統(tǒng)一設定為3 500～4 000 lx；暗期為20 ∶00至次日06 ∶00，試驗的光期設置為06 ∶00-20 ∶00，光照強度統(tǒng)一設定為3 500～4 000 lx；暗期為20 ∶00至次日06 ∶00。試驗于暗期介入“1.2.2”中的所述的4種LED光源進行持續(xù)照射。每日定時(8 ∶00 a.m.)更換各處理養(yǎng)蟲盒內新鮮荔枝果，并逐日觀察試蟲產(chǎn)卵和存活情況，連續(xù)記錄成蟲產(chǎn)卵盛期(6日齡至11日齡)的產(chǎn)卵量。試驗期間雌蛾自然死亡后立即解剖，根據(jù)雌蛾的交配囊形狀差異以確定成蟲是否交配，以便剔除未成功交配雌蟲的產(chǎn)卵量等無效數(shù)據(jù)。

1.3 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 19.3軟件對試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，應用Duncan氏新復極差法進行差異顯著性檢驗。光行為反應率、交配率和卵孵化率的原始數(shù)據(jù)經(jīng)過反正弦轉換后進行差異顯著性檢驗。作圖采用Excel和Origin 95軟件。

2 結果與分析

2.1 荔枝蒂蛀蟲雌蛾的光譜行為反應

在全光譜(LED白光)和7種LED單色光(365～665 nm)刺激下，荔枝蒂蛀蟲雌成蟲均能產(chǎn)生一定的趨、避光反應，其趨、避光反應率如圖2所示。荔枝蒂蛀蟲雌成蟲對不同LED光源的趨光反應率由高到低分別為：藍光>紫光>紅光>藍綠光>橙光>綠光>黃光>白光>黑暗>紫外光；而對不同LED光源的避光反應率由高到低分別為：紫外光>黑暗>白光>黃光>綠光>藍綠光>橙光>紅光>藍光>紫光。其中雌成蟲對紫外光的趨光反應率顯著低于避光反應率，表現(xiàn)出明顯的避光性；而對其余6種單色光的趨光反應率均在50%以上，且明顯高于其避光反應率，即對6種單色光表現(xiàn)為不同程度的趨光性；另外雌成蟲對白光的趨光反應率為41.42%，與其避光反應率(29.48%)無明顯差異，即荔枝蒂蛀蟲雌成蟲對白光無明顯的趨避光性(圖2)。

2.2 夜間不同LED光源照射對荔枝蒂蛀蟲成蟲繁殖和壽命的影響

對荔枝蒂蛀蟲成蟲夜間進行不同LED光持續(xù)照射后，荔枝蒂蛀蟲成蟲交配率、繁殖力及壽命會受到不同程度的影響(表1)。在不同光源處理下，荔枝蒂蛀蟲成蟲的交配率和平均單雌產(chǎn)卵量由高到低分別為：黑暗>藍光>綠光>黃光>白光，其中50 lx的黃光和白光照射能顯著降低成蟲的交配率和單雌平均產(chǎn)卵量(P<0.05)，而藍光和綠光處理組與對照組相比無顯著差異(P>0.05)。相比于夜間無燈光干擾條件下，各光源處理組成蟲產(chǎn)卵前期顯著延長(P>0.05)，但產(chǎn)卵期沒有明顯差異。此外，除了LED白光處理組外，其余3種單色光處理荔枝蒂蛀蟲成蟲的壽命有所延長，尤其是藍光和綠光處理組雌、雄成蟲壽命顯著高于無燈光干擾組(P<0.05)。再者各光源持續(xù)照射后，荔枝蒂蛀蟲F1代卵的孵化率由高到低分別為：藍光>黑暗>綠光>黃光>白光，其中僅白光處理組的卵孵化率顯著低于無燈光干擾組。

圖2 荔枝蒂蛀蟲雌蛾對不同LED光的行為反應Fig.2 Behavioral response of Conopomorpha sinensis female to different LED light

表1 夜間不同LED光照射對荔枝蒂蛀蟲成蟲繁殖和壽命的影響

2.3 夜間不同LED光照射對已交配荔枝蒂蛀蟲雌蛾產(chǎn)卵量的影響

夜間不同LED光照射對已交配荔枝蒂蛀蟲雌蛾產(chǎn)卵量有不同程度的影響(圖3)。夜間在對照無燈光干擾條件下，6～11日齡雌成蟲各日齡平均產(chǎn)卵量中位數(shù)為17.33，是平均產(chǎn)卵量(18.26粒/♀)的94.91%(圖3-A)。在夜間，交配后的荔枝蒂蛀蟲雌蟲經(jīng)不同LED光源持續(xù)照射后，各處理組雌成蟲產(chǎn)卵量均有所降低，其中藍光處理組雌成蟲各日齡平均產(chǎn)卵量中位數(shù)為7.00粒/♀，是平均產(chǎn)卵量11.31粒/♀的61.89%(圖3-B)；綠光處理組雌成蟲各日齡平均產(chǎn)卵量中位數(shù)為7.50粒/♀，是平均產(chǎn)卵量9.94粒/♀的66.31%(圖3-C)；黃光處理組雌成蟲各日齡平均產(chǎn)卵量中位數(shù)為6.25粒/♀，是平均產(chǎn)卵量9.32粒/♀的67.06%(圖3-D)；白光處理組雌成蟲各日齡平均產(chǎn)卵量中位數(shù)為7.17粒/♀，是平均產(chǎn)卵量9.00粒/♀的79.67%(圖3-E)。綜合分析可以看出，夜間白光和黃光持續(xù)照射能有效干擾已交配的雌蟲的產(chǎn)卵活動，導致單雌日均產(chǎn)卵量分別降低48.96%和50.71%，其中白光處理組雌蟲低產(chǎn)卵量的個體占比較黃光處理組高；另外藍光對雌蟲產(chǎn)卵活動的干擾最小，單雌日均產(chǎn)卵量產(chǎn)卵量降低38.06%。

圖3 夜間不同LED光照射對已交配荔枝蒂蛀蟲雌蛾產(chǎn)卵量的影響Fig.3 Effects of different LED light irradiation at night on fecundity of mated female of Conopomorpha sinensis

3 結論與討論

昆蟲具有獨特且靈敏的光感受器(復眼及單眼)結構，其往往通過對光環(huán)境細微的變化來了解棲境的適合度，繼而調節(jié)自身的生理代謝，最終對整個種群的發(fā)展規(guī)模及結構進行調節(jié)(Abenes & Khan, 1990; Briscoe, 2001; 王甦等, 2014)。因此，光趨性在世界各地被廣泛用于害蟲防治及監(jiān)測預報。然而，作為長期進化而具有的高度復雜適應性的生理特征，昆蟲光趨性的機理和應用研究還有很大的難題和潛力(邊磊等, 2012)。

昆蟲趨光性的本質是接受光刺激后的行為響應，是對特定光源不可遏制的趨向行為，包括正趨光性和負趨光性(即避光)(蔣月麗等, 2015)。昆蟲對不同光譜敏感性的行為試驗，可以篩選出昆蟲敏感的波譜范圍，這是研究昆蟲感知顏色或光的重要方法之一。本研究結果表明，荔枝蒂蛀蟲雌蛾對不同LED光源的趨光反應率由高到低分別：藍(445～450 nm)>紫(400～405 nm)>紅(655～665 nm)>藍綠(475～480 nm)>橙(600～605 nm)>綠(515～520 nm)>黃(570～575 nm)>白(400～700 nm)>紫外(365 nm)，其中對紫外光表現(xiàn)出明顯的避光性，而對藍光和紫光具有很強的吸引力，趨光反應率均在65%以上；其次是藍綠光(475～480 nm)、綠光(515～520 nm)、橙光(600～605 nm)和紅光(655～665 nm)，趨向率在50%～60%之間；而對LED白光和黃光的趨光反應率均在50%以下，尤其對LED白光無明顯的光趨避性。這與李志強等(2009)報道的荔枝蒂蛀蟲具有“惰光性”的不謀而合，其中“惰光性”可能限于白光、黃光等特定波長的光。由此作者推測夜間若給予足夠光強的LED白光或黃光照射時，荔枝蒂蛀蟲成蟲的復眼將仍處于“明適應”狀態(tài)，或使其視覺處于脫敏(Desensitization)狀態(tài)，進而抑制其“暗眼”的發(fā)生，導致其趨、避行為反應遲鈍，表現(xiàn)出“惰光性”。

利用荔枝蒂蛀蟲成蟲“惰光性”和“趨隱蔽性”設計的LED白光干擾防控技術成為目前荔枝園荔枝蒂蛀蟲治理優(yōu)選策略之一。其原理是通過夜間介入特定外源光干擾或破壞成蟲暗期活動行為節(jié)律，影響成蟲交尾、產(chǎn)卵等生殖行為，降低雌蛾產(chǎn)卵量，進而抑制種群的發(fā)展(Jigginsetal., 2001; 李文景等, 2021)。而光環(huán)境作為自然環(huán)境中最重要因素之一，能調控昆蟲生長發(fā)育、捕食能力和生殖行為(Firebaugh & Haynes, 2016; 許喆等, 2019)。尤其是蛾類昆蟲的視覺系統(tǒng)對黑暗環(huán)境比較適應，而白天強烈的陽光或夜間給予燈光則會對其產(chǎn)生一定的影響和干擾。如毛健夜蛾Brithyscrini交尾高峰期和產(chǎn)卵高峰期因暗期位點不同而異(邱小芳等, 2016)；用505 nm、540 nm、589 nm的黃光照射對甜菜夜蛾Spodopteraexigua交配產(chǎn)生阻礙效應后，使產(chǎn)卵前期明顯延長，卵的孵化率明顯降低(蔣月麗等, 2020)。本研究基于荔枝蒂蛀蟲雌成蟲的光譜行為反應在室內進一步補充研究了LED光源對荔枝蒂蛀蟲成蟲的影響，較完整的評價了夜間4種LED光照對荔枝蒂蛀蟲成蟲交配率、繁殖力及壽命的影響。結果顯示：夜間50 lx的LED黃光和白光持續(xù)照射能使荔枝蒂蛀蟲成蟲的交配率由93.75%降低至50%以下，產(chǎn)卵前期延長，并有效降低雌蛾的產(chǎn)卵量，其中白光還能顯著降低其F1代卵的孵化率。此外，不同LED光源照射對交配后荔枝蒂蛀蟲雌蛾產(chǎn)卵也具有一定的抑制效應，其中夜間白光和黃光持續(xù)照射能有效干擾已交配雌蟲的產(chǎn)卵活動，使得單雌日均產(chǎn)卵量降低48.96%～50.71%。由此可見，夜間適當?shù)腖ED白光(400～700 nm)或黃光(570～575 nm)持續(xù)照射能夠通過干擾昆蟲交尾和產(chǎn)卵行為的方式有效控制害蟲種群發(fā)展，該研究結果為優(yōu)選黃光作為荔枝蒂蛀蟲燈光防控的高效綠色替補光源提供科學依據(jù)，對目前LED白光干擾防控荔枝蒂蛀蟲技術的優(yōu)化升級具有重要指導意義。

目前，市場上LED白光多為混合全光譜光源(400～700 nm)，波長范圍較大，特異性不強，研究報道LED白光對荔枝蒂蛀蟲的田間控害效果明顯(王鳳英等, 2020)，但不能忽視其長期應用可能對作物及非靶標生物產(chǎn)生不良影響，為此開發(fā)特異性強、高效綠色的替換光源對于荔枝蒂蛀蟲燈光防控技術的優(yōu)化升級，害蟲抗逆性及環(huán)境光污染的治理具有長遠意義。本研究初步篩選出2種干擾防控荔枝蒂蛀蟲成蟲繁殖的高效光源，首次提出了570～575 nm黃光作為目前荔枝蒂蛀蟲燈光干擾防控技術重要的替補光源之一，為利用特定光譜干擾防控荔枝蒂蛀蟲成蟲技術的開發(fā)提供了重要支撐。然而，本試驗僅是在室內封閉條件下進行，需要進一步在田間測定不同光源對荔枝蒂蛀蟲繁殖的影響。其次，本試驗僅分析了荔枝蒂蛀蟲對9種LED光源的趨性行為反應，側重評價了50 lx的4種LED光照下成蟲繁殖生物學特性的變化，未能涉及全光譜的篩選測試，以及LED光照對該蟲生殖行為活動影響和繁殖調控相關機制的研究，今后將進一步補充開展相關研究工作，以期為荔枝蒂蛀蟲物理防控技術研究增磚添瓦。