李國(guó)平,封洪強(qiáng),黃 博,鐘 景,田彩紅,邱 峰,黃建榮

河南省農(nóng)作物病蟲(chóng)害防治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,農(nóng)業(yè)部華北南部作物有害生物綜合治理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所, 鄭州 450002

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短時(shí)高溫暴露對(duì)綠盲蝽和中黑盲蝽存活及生殖的影響

李國(guó)平,封洪強(qiáng)*,黃 博,鐘 景,田彩紅,邱 峰,黃建榮

河南省農(nóng)作物病蟲(chóng)害防治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,農(nóng)業(yè)部華北南部作物有害生物綜合治理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所, 鄭州 450002

綠盲蝽和中黑盲蝽是危害棉花害蟲(chóng)的兩個(gè)優(yōu)勢(shì)種,為探明短時(shí)高溫暴露對(duì)綠盲蝽和中黑盲蝽存活和生殖的影響,將在27℃飼養(yǎng)的綠盲蝽和中黑盲蝽的卵和初孵若蟲(chóng)每天暴露在不同高溫(30、33、36、40℃)4 h,以27℃恒溫飼養(yǎng)的為對(duì)照,比較兩種盲蝽卵的孵化率、若蟲(chóng)存活率、成蟲(chóng)產(chǎn)卵量的變化以及兩者的差異。研究結(jié)果顯示：在27—40℃范圍內(nèi),隨著溫度的升高,綠盲蝽卵的孵化率先從27℃處理的84.25%上升至30℃處理的94.69%,而后開(kāi)始下降,36℃處理的孵化率下降為76.84%,到40℃處理時(shí)降至44.30%；中黑盲蝽卵的孵化率則由27℃處理的79.27%上升至30℃處理的87.90%,后逐漸下降至40℃處理的60.24%。在極端高溫40℃的處理中,中黑盲蝽卵的孵化率顯著高于綠盲蝽卵的孵化率,表明中黑盲蝽卵較綠盲蝽卵更耐極端高溫。在30—40℃范圍內(nèi), 隨著溫度的升高,兩種盲蝽若蟲(chóng)存活率降低,40℃處理后,綠盲蝽若蟲(chóng)存活率為零,中黑盲蝽若蟲(chóng)存活率為16.74%。同時(shí),高溫對(duì)綠盲蝽和中黑盲蝽的產(chǎn)卵量也存在顯著影響。27℃處理下,綠盲蝽平均每頭雌蟲(chóng)產(chǎn)卵量為64.78 粒；30℃處理后,產(chǎn)卵量上升為70.03粒,后隨處理溫度升高產(chǎn)卵量開(kāi)始下降,40℃時(shí)不能產(chǎn)卵；中黑盲蝽產(chǎn)卵量在27—36℃之間沒(méi)有顯著差異,平均每頭雌蟲(chóng)產(chǎn)卵量為63—75粒,顯著高于40℃處理的20.75粒。此外,短時(shí)高溫暴露延長(zhǎng)了綠盲蝽和中黑盲蝽的若蟲(chóng)歷期,降低了綠盲蝽和中黑盲蝽雌雄成蟲(chóng)壽命。結(jié)果表明,短時(shí)高溫對(duì)綠盲蝽和中黑盲蝽卵的孵化率、若蟲(chóng)存活率、生殖及成蟲(chóng)壽命等均有不利影響,溫度越高,影響越大。綠盲蝽和中黑盲蝽在極端高溫40℃處理下,中黑盲蝽耐熱性明顯高于綠盲蝽。兩種盲蝽在極端高溫條件下的耐熱性不同,可能是導(dǎo)致它們?cè)诿尢飪?nèi)種群季節(jié)動(dòng)態(tài)差異的一個(gè)重要因素。

綠盲蝽；中黑盲蝽；高溫脅迫；存活；生殖

盲蝽是我國(guó)棉花生產(chǎn)上的一類(lèi)重要害蟲(chóng),種類(lèi)繁多,危害重的有5種：綠盲蝽Apolyguslucorum(Meyer-Dür),中黑盲蝽AdelphocorissuturalisJakovlev,苜蓿盲蝽Adelphocorislineolatus(Goeze),三點(diǎn)盲蝽AdelphocoristaeniophorusReuter和牧草盲蝽Lyguspratensis(Linnaeus)[1- 2]。近年來(lái),隨著轉(zhuǎn)Bt基因棉的廣泛種植和種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整,盲蝽的發(fā)生有加重的趨勢(shì),其中,綠盲蝽和中黑盲蝽在河南省棉田?；旌习l(fā)生,兩者危害特征和生活史相似,年均棉花受害率在50%以上,產(chǎn)量損失嚴(yán)重,成為該地區(qū)的兩個(gè)優(yōu)勢(shì)種[3-6]。綠盲蝽和中黑盲蝽全年發(fā)生4—5代,均以滯育卵在雜草和果樹(shù)上越冬,春季一般在越冬寄主上先繁殖1—2代,于6月份左右遷入棉田為害,并持續(xù)危害至9月中下旬棉花停止開(kāi)花后,第3、4代成蟲(chóng)陸續(xù)遷出棉田,晚秋繼續(xù)在越冬植物上繁殖1代或直接產(chǎn)卵越冬[7-9]。綠盲蝽和中黑盲蝽在棉田取食危害的階段,正值夏季,氣溫逐漸升高,7、8月份的日最高溫度可持續(xù)多天超過(guò)35℃,甚至部分地區(qū)日最高氣溫可達(dá)40℃,因此在棉田,綠盲蝽和中黑盲蝽不可避免的遭受到短時(shí)高溫的影響。

近年來(lái),研究高溫對(duì)昆蟲(chóng)的影響不斷深入, 發(fā)現(xiàn)短時(shí)間的高溫暴露對(duì)多種昆蟲(chóng)的存活、繁殖、生理和行為等方面產(chǎn)生不利影響。如33℃的高溫對(duì)棉鈴蟲(chóng)Helicoverpaarmigera(Hübner) 的生存影響較小,但明顯影響其產(chǎn)卵量和交配力[10]；二化螟ChilosuppressalisWalker在日最高氣溫超過(guò)33℃時(shí),存活率和繁殖力都顯著降低[11]；桃小食心蟲(chóng)CarposinasasakiiMatsumura在41℃處理后,存活率降低,產(chǎn)卵量也減少[12]；溫室白粉虱TrialeurodesvaporariorumWestwood 在41—45℃暴露后,產(chǎn)卵量下降,甚至不產(chǎn)卵,盡管B型煙粉虱Bemisiatabaci(Gennadius) B-biotype產(chǎn)卵不受影響,但其后代存活率降低[13]；土耳其斯坦葉螨Tetranychusturkestani(Ugarovet Nikolskii)和截形葉螨T.truncatesEhara在38—46℃內(nèi)產(chǎn)卵量不受影響,但卵的孵化率均降低[14]；褐飛虱NilaparvatalugensSt?l在39—40℃高溫暴露下,成蟲(chóng)存活及產(chǎn)卵量和后代總存活能力下降[15]。

前人在17—29、10—35℃范圍內(nèi)分別研究了溫度對(duì)綠盲蝽和中黑盲蝽種群增殖的影響[16-19],但這些研究都基于恒定低溫和適溫區(qū),它們對(duì)短時(shí)極端高溫的反應(yīng)尚沒(méi)有報(bào)道。近年來(lái)在全球變暖的的趨勢(shì)下,極端高溫事件的發(fā)生頻次和強(qiáng)度加強(qiáng),研究高溫暴露對(duì)綠盲蝽和中黑盲蝽的存活和生殖等生物學(xué)特性的影響,明確兩種盲蝽對(duì)高溫的耐受性差異,對(duì)了解高溫對(duì)綠盲蝽和中黑盲蝽遷入棉田后的種群發(fā)展、發(fā)生預(yù)測(cè)及治理提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試?yán)ハx(chóng)和飼養(yǎng)方法

綠盲蝽于2007年采自河南省淮陽(yáng)縣安陵鎮(zhèn)(33°51′N(xiāo),114°51′E),中黑盲蝽于2010年采自河南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)基地棉田內(nèi)(35°1′N(xiāo),113°41′E),在室內(nèi)均用新鮮四季豆飼養(yǎng),具體見(jiàn)陸宴輝等[20]報(bào)道的方法。

1.2 不同溫度處理方法

以每天24 h 27℃恒溫作為正常飼養(yǎng)溫度,短時(shí)高溫處理方法為每天20 h的適溫27℃和4 h(12:00—16:00)的高溫,共設(shè)置30,33,36℃和40℃ 4個(gè)處理。所有試驗(yàn)在GXZ型智能光照培養(yǎng)箱內(nèi)進(jìn)行,溫差幅度為±0.5℃,濕度為60%—70%,光周期為14 L∶10 D。

1.3 生命表參數(shù)測(cè)定

采用陳培育等[21]報(bào)道的以浸濕的濾紙大量收集綠盲蝽和中黑盲蝽卵各100粒左右,然后將卵置于設(shè)置不同溫度處理的光照培養(yǎng)箱內(nèi),每日查看孵化的若蟲(chóng)數(shù)量,并計(jì)錄卵的歷期。初孵若蟲(chóng)用小毛筆轉(zhuǎn)入指形管(直徑2.5 cm,長(zhǎng)8.5 cm)內(nèi)單頭飼養(yǎng), 參照陸宴輝等[20]報(bào)道的用四季豆飼養(yǎng)盲蝽的方法,放入6—7 cm長(zhǎng)的新鮮的四季豆作為食物,塞上棉塞。每日查看發(fā)育進(jìn)度并適時(shí)更換新鮮豆角。成蟲(chóng)羽化后,將雌、雄蟲(chóng)放入250 ml一次性透明塑料杯中進(jìn)行配對(duì),并放入新鮮的四季豆和浸濕的濾紙分別作為食物和產(chǎn)卵載體,上面覆上紗布防止逃逸,并在紗布上放有浸潤(rùn)10%蜂蜜水的棉球供成蟲(chóng)補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)。每天在解剖鏡下觀(guān)察濾紙和四季豆上卵的數(shù)量并適時(shí)更換四季豆直至雌雄蟲(chóng)全部死亡。每個(gè)處理重復(fù)3次。

1.4 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)

用單因素方差分析不同溫度處理后,卵期、卵孵化率、若蟲(chóng)期、若蟲(chóng)存活率、產(chǎn)卵前期、產(chǎn)卵期、產(chǎn)卵量以及成蟲(chóng)壽命的影響。高溫暴露后同一溫度處理后兩種盲蝽卵孵化率、若蟲(chóng)存活率用t-test 來(lái)檢測(cè)兩者之間是否有顯著性差異。根據(jù)不同短時(shí)高溫暴露對(duì)綠盲蝽和中黑盲蝽存活和生殖的影響,組建不同溫度下綠盲蝽和中黑盲蝽實(shí)驗(yàn)種群生命表,實(shí)驗(yàn)種群生命表中,下代期望卵量=成蟲(chóng)的存活數(shù)量×雌性比×平均產(chǎn)卵量,種群趨勢(shì)指數(shù)(I)=下代期望卵量/上代初始卵量[15]。以上數(shù)據(jù)分析用統(tǒng)計(jì)軟件SPSS 10.0 進(jìn)行,顯著性檢驗(yàn)水平均為P≤0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 高溫暴露對(duì)綠盲蝽和中黑盲蝽卵的影響

短時(shí)高溫對(duì)兩種盲蝽卵的孵化率都具有顯著影響(綠盲蝽:F4,14= 25.31,P=0.000; 中黑盲蝽:F4,14= 4.28,P=0.028)(表1)。在27—40℃范圍內(nèi), 隨著溫度的升高,綠盲蝽卵的孵化率先從27℃處理的84.52%上升至30℃處理的94.69%,后逐漸下降,36℃處理的孵化率為76.84%,到40℃處理時(shí)降至44.30%；中黑盲蝽卵的孵化率則由27℃處理的79.27%上升至30℃處理的87.90%,后逐漸下降,最后下降至40℃處理的60.24%。 在27—36℃范圍內(nèi),經(jīng)過(guò)相同條件的短時(shí)高溫處理,綠盲蝽卵的孵化率不低于中黑盲蝽,但在極端高溫40℃的處理中,中黑盲蝽卵的孵化率為60.24%,顯著高于綠盲蝽卵的孵化率44.30%(t=4.69,df=2,P=0.043),表明中黑盲蝽的卵較綠盲蝽的卵更耐極端高溫。

短時(shí)高溫對(duì)兩種盲蝽的卵期也產(chǎn)生了顯著影響(綠盲蝽:F4,14=7.60,P=0.002; 中黑盲蝽:F4,14=32.42,P=0.000(表1)。在27—40℃范圍內(nèi),隨著溫度的升高綠盲蝽卵期逐漸延長(zhǎng),自27℃處理的7.91 d延長(zhǎng)至40℃處理的11.60 d；而中黑盲蝽卵期從30℃的11.53 d,隨著溫度的升高逐漸縮短至36℃處理的9.47 d, 但在最高溫度40℃處理后其卵期又延長(zhǎng)至11.01 d(表1)。

2.2 高溫暴露對(duì)綠盲蝽和中黑盲蝽若蟲(chóng)存活率和若蟲(chóng)歷期的影響

不同溫度的短時(shí)高溫處理對(duì)兩種盲蝽若蟲(chóng)存活率影響顯著(綠盲蝽:F4,14=42.11,P=0.000; 中黑盲蝽:F4,14=10.11,P=0.001)(表2)。在27—40℃范圍內(nèi),綠盲蝽若蟲(chóng)存活率由27℃處理的60.83%上升至30℃處理的70.47%,后逐漸下降,到40℃處理后存活率為零；中黑盲蝽若蟲(chóng)存活率則由30℃處理的69.65%下降至40℃處理的16.74%。在27—36℃范圍內(nèi),經(jīng)過(guò)相同條件的高溫處理,綠盲蝽的若蟲(chóng)存活率與中黑盲蝽的若蟲(chóng)存活率沒(méi)有顯著差異(P>0.05)；但在最高溫度40℃的處理中,中黑盲蝽若蟲(chóng)存活率高于綠盲蝽若蟲(chóng)存活率(t= 4.387,df=2,P=0.048)。

表1 短時(shí)高溫暴露對(duì)綠盲蝽和中黑盲蝽卵的孵化率和卵期的影響

同列內(nèi),具有相同字母的平均數(shù)間沒(méi)有顯著性差異(P= 0.05)

不同溫度的短時(shí)高溫處理對(duì)兩種盲蝽若蟲(chóng)總歷期影響顯著(綠盲蝽:F3,11=21.24,P=0.000; 中黑盲蝽:F4,14=21.20,P=0.000)(表2)。綠盲蝽若蟲(chóng)歷期隨著溫度的升高從最短11.01 d延長(zhǎng)至13.67 d；中黑盲蝽若蟲(chóng)歷期隨著溫度升高從最短13.05 d延長(zhǎng)至16.58 d。

表2 短時(shí)高溫暴露對(duì)綠盲蝽和中黑盲蝽若蟲(chóng)存活率和若蟲(chóng)歷期的影響

綠盲蝽和中黑盲蝽經(jīng)過(guò)高溫暴露后對(duì)其若蟲(chóng)存活率(Y)和暴露溫度(X)間進(jìn)行曲線(xiàn)擬合,發(fā)現(xiàn)兩種盲蝽均符合二次方程曲線(xiàn)關(guān)系(表3),導(dǎo)致綠盲蝽和中黑盲蝽若蟲(chóng)50%個(gè)體死亡的溫度分別為39.95℃和42.28℃,兩者相差2.33℃,導(dǎo)致綠盲蝽和中黑盲蝽若蟲(chóng)90%個(gè)體死亡的溫度相差2.34℃。

表3 綠盲蝽和中黑盲蝽若蟲(chóng)存活率與暴露溫度之間的回歸方程估計(jì)

2.3 高溫暴露對(duì)綠盲蝽和中黑盲蝽產(chǎn)卵前期、產(chǎn)卵期及產(chǎn)卵量的影響

除了40℃處理,綠盲蝽無(wú)法存活外,在其它溫度范圍內(nèi),短時(shí)高溫對(duì)綠盲蝽和中黑盲蝽產(chǎn)卵前期都沒(méi)有顯著影響(綠盲蝽:F3,11=1.56,P=0.260; 中黑盲蝽:F4,14=2.58,P=0.083)(表4)。綠盲蝽產(chǎn)卵期在27℃處理下最短,為9.96 d,顯著低于30℃和33℃處理,但與36℃的處理沒(méi)有顯著差異(F3,11=4.74,P=0.021)；中黑盲蝽產(chǎn)卵期由27℃處理的12.71 d,上升至30℃處理的15.62 d,后逐漸下降,40℃處理下,產(chǎn)卵期僅為3.94 d (F4,14=6.27,P=0.004)。短時(shí)高溫對(duì)綠盲蝽和中黑盲蝽的產(chǎn)卵量同樣具有顯著影響,27℃處理下,綠盲蝽平均每頭雌蟲(chóng)產(chǎn)卵量為64.78 粒；30℃處理后,產(chǎn)卵量上升至70.03粒,顯著高于27℃處理的產(chǎn)卵量(F3,11=15.10,P=0.000),后產(chǎn)卵量逐漸下降；36℃處理時(shí)降至50.03粒；中黑盲蝽產(chǎn)卵量在27℃—36℃之間沒(méi)有顯著差異,平均每頭雌蟲(chóng)產(chǎn)卵量為63—75粒,顯著高于40℃處理的20.75粒(F4,14=4.96,P=0.018)(表4)。

表4 短時(shí)高溫暴露對(duì)綠盲蝽和中黑盲蝽產(chǎn)卵前期、產(chǎn)卵期和產(chǎn)卵量的影響

2.4 高溫暴露對(duì)綠盲蝽和中黑盲蝽成蟲(chóng)壽命的影響

高溫暴露后綠盲蝽和中黑盲蝽雌雄成蟲(chóng)的壽命見(jiàn)表5。在27—33℃下處理下,綠盲蝽雌蟲(chóng)的壽命差異不顯著(F2,8=2.92,P=0.077)。在36℃的高溫處理后,綠盲蝽雌蟲(chóng)的平均壽命為20.58 d,要顯著短于30℃處理的28.00 d (t=3.40,df=30,P=0.002)。在27—33℃下處理后,綠盲蝽雄蟲(chóng)的壽命沒(méi)有顯著變化,36℃高溫處理后,綠盲蝽雄蟲(chóng)平均壽命為17.46 d,顯著短于其他處理的雄蟲(chóng)壽命(F3,11=3.56,P=0.044)。在27—36℃范圍內(nèi)處理后,中黑盲蝽雌雄成蟲(chóng)的壽命有顯著差異,在40℃處理后,雌蟲(chóng)的平均壽命為11.00 d,要顯著短于27—33℃處理的雌蟲(chóng)壽命(F4,14=3.56,P=0.033),雄蟲(chóng)的平均壽命僅有8.56 d,顯著短于27—36℃處理的雄蟲(chóng)壽命(F4,14=9.52,P=0.001)(表 5)。

表5 短時(shí)高溫暴露對(duì)綠盲蝽和中黑盲蝽成蟲(chóng)壽命的影響

2.5 綠盲蝽和中黑盲蝽在不同高溫暴露后的實(shí)驗(yàn)種群生命表

由生命表可知,30℃的高溫暴露的種群趨勢(shì)指數(shù)最高,綠盲蝽為21.96,中黑盲蝽為21.79,在33—40℃高溫暴露后,綠盲蝽和中黑盲蝽的種群趨勢(shì)指數(shù)均呈下降趨勢(shì),在40℃高溫暴露時(shí),綠盲蝽的種群趨勢(shì)指數(shù)為0,而中黑盲蝽的種群趨勢(shì)指數(shù)為0.80(表6)。

3 討論

昆蟲(chóng)是變溫動(dòng)物,對(duì)溫度變化非常敏感, 溫度直接作用于昆蟲(chóng)個(gè)體的生長(zhǎng)發(fā)育與繁殖,從而影響其種群的消長(zhǎng)與分布[22]。在適宜的溫度范圍內(nèi),昆蟲(chóng)的生長(zhǎng)發(fā)育隨著溫度的增加而有加快的趨勢(shì),而不適宜的溫度對(duì)昆蟲(chóng)的生長(zhǎng)發(fā)育會(huì)產(chǎn)生不利影響[18,23]。在當(dāng)今全球氣候變暖的大趨勢(shì)下,夏季極端高溫天氣發(fā)生頻次增加,使昆蟲(chóng)在自然界中遭遇短時(shí)間的高溫暴露非常普遍,河南夏季的氣溫很容易達(dá)到30℃以上,最高溫度可以超過(guò)39℃,甚至達(dá)到40℃以上。了解高溫暴露對(duì)兩種盲蝽的存活和生殖的影響,對(duì)準(zhǔn)確預(yù)測(cè)其種群在棉田的發(fā)生具有重要的作用。

表6 綠盲蝽和中黑盲蝽在不同高溫暴露后的實(shí)驗(yàn)種群生命表

本研究結(jié)果表明,與30℃短時(shí)高溫處理相比,33℃處理的綠盲蝽卵和中黑盲蝽卵的孵化率沒(méi)有降低,而到36℃和40℃處理時(shí),綠盲蝽卵的孵化率分別降低了17.85%和50.39%,中黑盲蝽卵的孵化率分別降低了17.47%和27.66%；這與Lu等[17-18]在恒定溫度下(10—35℃)研究的綠盲蝽和中黑盲蝽卵的孵化率與溫度之間的趨勢(shì)是一致的,恒定高溫35℃對(duì)綠盲蝽和中黑盲蝽卵的孵化率作用不明顯。通過(guò)本研究顯示,一旦溫度高于36℃,即使是短時(shí)高溫,也能顯著的降低兩種盲蝽卵的孵化率。但值得一提的是,在極端高溫40℃的處理下,中黑盲蝽卵的孵化率要高于綠盲蝽卵的孵化率(P<0.05),這表明：中黑盲蝽卵的耐極端高溫能力強(qiáng)于綠盲蝽。

本研究結(jié)果還表明,短時(shí)高溫暴露對(duì)兩種盲蝽若蟲(chóng)的存活率也具有顯著影響,與Lu等[17-18]在恒定溫度下35℃處理的綠盲蝽和中黑盲蝽若蟲(chóng)的存活率均降低的結(jié)果一致,36℃以上的短時(shí)高溫處理對(duì)兩種盲蝽若蟲(chóng)的致死作用明顯,40℃短時(shí)高溫處理下綠盲蝽和中黑盲蝽若蟲(chóng)死亡率分別為100%和83.26%。但值得注意的是：綠盲蝽在極端高溫40℃的處理中,若蟲(chóng)只能發(fā)育到低齡階段,發(fā)育到2齡就全部死亡,因此40℃應(yīng)是綠盲蝽存活的上限溫度,而中黑盲蝽在40℃的極端溫度下,仍有16.74%的若蟲(chóng)存活,這表明中黑盲蝽若蟲(chóng)的耐極端高溫能力也強(qiáng)于綠盲蝽。此外,通過(guò)比較導(dǎo)致綠盲蝽和中黑盲蝽若蟲(chóng)50%個(gè)體死亡的溫度和導(dǎo)致綠盲蝽和中黑盲蝽若蟲(chóng)90%個(gè)體死亡的溫度,中黑盲蝽均高于綠盲蝽,分別高出2.33℃和2.34℃。從這個(gè)參數(shù)比較來(lái)看,也表明中黑盲蝽若蟲(chóng)對(duì)極端高溫的耐受能力強(qiáng)于綠盲蝽若蟲(chóng)。

高溫除了對(duì)昆蟲(chóng)的直接致死而影響其種群數(shù)量外,還通過(guò)影響生殖能力來(lái)間接的影響昆蟲(chóng)種群的發(fā)展。比如,溫室白粉虱在41—45℃暴露后,產(chǎn)卵量下降,甚至不產(chǎn)卵[13]；褐飛虱在39—40℃高溫暴露下,產(chǎn)卵量下降[15]。本研究中短時(shí)高溫對(duì)綠盲蝽和中黑盲蝽的產(chǎn)卵量同樣具有顯著影響,綠盲蝽30℃處理后,平均單雌產(chǎn)卵量為70.03粒,隨后產(chǎn)卵量開(kāi)始下降；到36℃處理時(shí),綠盲蝽的產(chǎn)卵量為50.03粒,到40℃時(shí),若蟲(chóng)不能存活而無(wú)法產(chǎn)卵,中黑盲蝽在30℃處理平均單雌產(chǎn)卵量75.72粒,到36℃下降到63.71粒,到40℃時(shí),產(chǎn)卵量為20.75粒。從生殖能力來(lái)看,中黑盲蝽耐極端高溫能力也要強(qiáng)于綠盲蝽。

在本實(shí)驗(yàn)的變溫處理中, 兩種盲蝽是直接處于高溫條件下,這與田間的情況雖有一定差異,但這不能影響我們從總體上判斷,由于短時(shí)間的高溫經(jīng)歷就可以導(dǎo)致綠盲蝽和中黑盲蝽的存活率和生殖力的下降。盡管高溫處理對(duì)兩種盲蝽都有不利影響,極端高溫40℃處理對(duì)綠盲蝽的影響要大于對(duì)中黑盲蝽的影響,這與門(mén)興元等[16]用恒溫研究綠盲蝽不喜高溫的結(jié)果是一致的。中黑盲蝽對(duì)高溫有較強(qiáng)的適應(yīng)能力,表現(xiàn)在經(jīng)歷40℃的高溫后,卵的孵化率達(dá)到60.24%,若蟲(chóng)存活率仍有16.74%,單雌產(chǎn)卵量20.75粒。結(jié)合作者近年來(lái)的田間調(diào)查結(jié)果,在河南新鄉(xiāng)七里營(yíng)鎮(zhèn)棉田,同一棉花品種,均不施藥處理,中黑盲蝽的種群數(shù)量在一般年份,高峰期出現(xiàn)在天氣較為炎熱8月中旬,百株蟲(chóng)量最高達(dá)60頭[5],而綠盲蝽在一般年份,高峰期出現(xiàn)在7月中旬,百株蟲(chóng)量最高20頭[6]。在新鄉(xiāng)兩種盲蝽混合發(fā)生的棉區(qū),兩種盲蝽盡管危害特征和生活史相似,但卻表現(xiàn)為種群動(dòng)態(tài)的差異性。綠盲蝽和中黑盲蝽對(duì)高溫的耐受性差異,特別是中黑盲蝽在極端高溫條件下的耐熱性,可能是其種群在夏季高溫季節(jié)發(fā)生數(shù)量大于綠盲蝽種群發(fā)生數(shù)量的一個(gè)重要因素。此外,從兩者的地理分布角度來(lái)看,綠盲蝽和中黑盲蝽在長(zhǎng)江流域棉區(qū)和黃河流域棉區(qū)均有分布,但在緯度較低的長(zhǎng)江流域棉區(qū),中黑盲蝽的數(shù)量要高于綠盲蝽,而在緯度較高的黃河流域棉區(qū),綠盲蝽的數(shù)量要高于中黑盲蝽[3],推測(cè)兩種害蟲(chóng)的地理分布的差異性也可能是由于中黑盲蝽較綠盲蝽耐高溫所致。

兩種盲蝽對(duì)極端高溫的生態(tài)適應(yīng)性差異可能是由于體內(nèi)的耐熱性基因不同,高溫暴露下產(chǎn)生的熱激蛋白不同所致,但到底是什么因素造成了兩種盲蝽間耐熱性差異還需要進(jìn)一步研究。氣候因子中溫度對(duì)盲蝽的影響是顯而易見(jiàn)的,但對(duì)于盲蝽種群數(shù)量動(dòng)態(tài), 需要關(guān)注的因素還有很多,濕度(降雨量),還有耕作制度、栽培方式、寄主植物種類(lèi)以及天敵等,所有這些都有待于深入研究。

致謝：感謝北卡州立大學(xué)昆蟲(chóng)系Dominic Reisig博士對(duì)本文寫(xiě)作的幫助。

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Effects of short-term heat stress on survival and fecundity of two plant bugs:Apolyguslucorum(Meyer-Dür) andAdelphocorissuturalisJakovlev (Hemiptera: Miridae)

LI Guoping, FENG Hongqiang*, HUANG Bo, ZHONG Jing, TIAN Caihong, QIU Feng, HUANG Jianrong

HenanKeyLaboratoryofCropPestControl,KeyLaboratoryofIntegratedPestManagementonCropsinSouthernRegionofNorthChina,InstituteofPlantProtection,HenanAcademyofAgriculturalSciences,Zhengzhou450002,China

Apolyguslucorum(Meyer-Dür) andAdelphocorissuturalisJakovlev (Hemiptera: Miridae) are the major pests of cotton because of the widespread adoption of Bt transgenic cotton in China and an associated reduction in pesticide use. The effects of short-term heat stress on the survival and fecundity of the two plant bugs were studied to understand changes in the biological characteristics of plant bugs encountering high temperature stress. The egg hatch rate, nymph survival rate, and reproduction ofA.lucorumandA.suturalisin incubators were evaluated after the eggs and nymphs were exposed to 27, 30, 33, 36, or 40℃ for 4 h each day. Within the range of 27 to 40℃, the egg hatch rate ofA.lucorumincreased from 84.25% at 27℃ to 94.69% at 30℃, then decreased to 44.30% at 40℃; whereas the egg hatch rate ofA.suturalisincreased from 79.27% at 27℃ to 87.90% at 30℃, then decreased to 60.24% at 40℃. After exposure to 40℃ for 4 h, the egg hatch rate ofA.suturaliswas higher than that ofA.lucorum; this indicated that the heat tolerance ofA.suturaliseggs was significantly higher than that ofA.lucorum. The nymph survival rates of both species decreased with an increase in temperature. Within the range of 30 to 40℃, the nymph survival rate ofA.lucorumdecreased from 70.47% to 0%, whereas that ofA.suturalisvaried from 69.65% to 16.74%. Furthermore, female reproduction of both species was affected by high temperature. The mean egg number ofA.lucorumadult females increased from 64.78 at 27℃ to 70.03 at 30℃, then decreased slowly.A.lucorumdid not lay eggs at 40℃. There was not a significant difference among the mean numbers of eggs laid byA.suturalisfemales from 27℃ to 36℃. However, exposure to 40℃ for 4 h each day resulted in a mean egg number of 20.75 forA.suturalis. In addition, duration of the nymphal stadia ofA.lucorumwas extended from 11.01 days at 27℃ to 13.67 days at 36℃ exposure. ForA.suturalis, the duration of the nymphal stadia was extended from 13.05 days at 27℃ to 16.58 days at 40℃ exposure. The longevity of both sexes ofA.lucorumadults decreased 2 to 4 days with exposure to 27℃ and 36℃, respectively, whereas the longevity of both sexes ofA.suturalisadults decreased 11 to 13 days with exposure to 27℃ and 40℃, respectively. In conclusion, the egg hatch rate, survival rate, and reproduction ofA.lucorumandA.suturalissignificantly decreased after exposure to higher temperatures. However,A.suturaliswas more adapted to 40℃ thanA.lucorumwhen both survival and fecundity were considered. The adaptive divergence of tolerance to extreme high temperature may be an important factor differentiating seasonal dynamics and distribution of these species in cotton fields.

Apolyguslucorum(Meyer-Dür);AdelphocorissuturalisJakovlev; high heat stress; survival; fecundity

公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專(zhuān)項(xiàng)(201103012- 7)；河南省科技重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目(122102110058)；國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(11171199)

2016- 03- 25; 網(wǎng)絡(luò)出版日期:2017- 02- 22

10.5846/stxb201603250533

*通訊作者Corresponding author.E-mail: feng_hq@163.com

李國(guó)平,封洪強(qiáng),黃博,鐘景,田彩紅,邱峰,黃建榮.短時(shí)高溫暴露對(duì)綠盲蝽和中黑盲蝽存活及生殖的影響.生態(tài)學(xué)報(bào),2017,37(11):3939- 3945.

Li G P, Feng H Q, Huang B, Zhong J, Tian C H, Qiu F, Huang J R.Effects of short-term heat stress on survival and fecundity of two plant bugs:Apolyguslucorum(Meyer-Dür) andAdelphocorissuturalisJakovlev (Hemiptera: Miridae).Acta Ecologica Sinica,2017,37(11):3939- 3945.