李紫成 呂寶乾 周世豪
摘要:在海南省發(fā)現(xiàn)寄生于入侵害蟲椰子織蛾體內(nèi)的1種當(dāng)?shù)丶纳洹苁蠂》洌–houioia cunea Yang),它與采集于北京的周氏嚙小蜂在形態(tài)學(xué)上存在差異。進(jìn)一步研究不同溫度下不同地理種群(海南和北京)周氏嚙小蜂的寄生率等生物學(xué)參數(shù)。結(jié)果表明,海南地理種群在32 ℃寄生率顯著高于北京地理種群,而在16 ℃顯著低于北京地理種群;海南地理種群出蜂數(shù)量在20、24、28 ℃顯著高于北京地理種群;溫度和地理種群交互作用也影響周氏嚙小蜂性別比;北京地理種群成蟲壽命在16、32 ℃顯著高于海南地理種群。本研究結(jié)果可為周氏嚙小蜂的利用提供相關(guān)基礎(chǔ)信息。
關(guān)鍵詞:椰子織蛾;周氏嚙小蜂;溫度;生物學(xué)
中圖分類號: S433.4文獻(xiàn)標(biāo)志碼: A
文章編號:1002-1302(2017)14-0092-03
椰子織蛾(Opisina arenosella Walker)屬鱗翅目(Lepodoplera)織蛾科(Oecophoridae)椰木蛾屬(Opisina),別稱椰子木蛾、黑頭履帶蟲、椰蛀蟲,是棕櫚科植物上重要的害蟲[1],椰子織蛾原產(chǎn)于印度、斯里蘭卡[2]。2013年該害蟲入侵我國海南、廣西等地,局部地方暴發(fā)成災(zāi)。
椰子織蛾天敵較多,國外報道天敵寄生蜂有赤眼蜂科(Trichogrammatidae)嚙小蜂屬(Tetrastichus)的Trichogramma evanescens minutum Riley、繭蜂科(Braconidae)的Apanteles taragamae Wilkinso等[3],在調(diào)查過程中筆者發(fā)現(xiàn)1種蛹寄生蜂,經(jīng)鑒定為周氏嚙小蜂(Chouioia cunea Yang),周氏嚙小蜂屬膜翅目小蜂總科姬小蜂屬(Eulophisdae)。周氏嚙小蜂由楊忠岐于1989年命名發(fā)表,該寄生蜂從美國白蛾蛹(Hyphantria cunea Drury)上采集,但周氏嚙小蜂寄生椰子織蛾在國內(nèi)外屬首次報道,海南省發(fā)現(xiàn)的寄生于椰子織蛾的周氏嚙小蜂形態(tài)上不同于楊忠歧報道的周氏嚙小蜂[4]。楊忠歧報道的周氏嚙小蜂(筆者稱之為“北京種群”)同海南椰子織蛾上發(fā)現(xiàn)的周氏嚙小蜂(筆者稱之為“海南種群”)相比,其個體大、體色深。不同地理種群的昆蟲對溫度的響應(yīng)不同[5],周氏嚙小蜂不同地理種群在不同溫度下生物學(xué)特性是否存在差異,這關(guān)系著該寄生蜂的保護(hù)與利用。為了明確上述問題,本試驗擬研究不同溫度下周氏嚙小蜂不同地理種群的生物學(xué)特性。
1材料與方法
1.1供試蟲源
椰子織蛾采自海南省儋州市,室內(nèi)繼代飼養(yǎng)繁殖。周氏嚙小蜂有2個種群,一個種群為北京種群,從北京郊區(qū)美國白蛾上收集獲得;另一個種群為海南種群,從海南椰子織蛾上收集獲得。2個地理種群均以椰子織蛾蛹為寄主,蜂室內(nèi)擴(kuò)繁2代進(jìn)行相關(guān)試驗。
1.2椰子織蛾周氏嚙小蜂鑒定
在實驗室中用養(yǎng)蟲盒(25 cm×14 cm×7 cm,盒蓋封有 48 μm 紗網(wǎng))分別飼養(yǎng)野外采集到的椰子織蛾不同蟲態(tài)(各蟲態(tài)不少于2 000頭),觀察是否有寄生蜂出現(xiàn)。經(jīng)過收集,獲得一種蛹寄生蜂,后將標(biāo)本送由中國科學(xué)院動物研究所的朱朝東研究員和曹煥喜博士鑒定。以帶有測微尺的體視顯微鏡(Nikon SMZ1500)觀察記錄標(biāo)本的形態(tài)特征,進(jìn)行分類鑒定描述。
1.3溫度對寄生率、發(fā)育歷期、出蜂量、雌雄比的影響
本研究在人工氣候箱(A1000,Conviron,Manitoba,Canada)中進(jìn)行,溫度處理為32、28、24、20、16 ℃,溫度誤差為 ±1.0 ℃,相對濕度(RH)為70%~80%,光—暗周期為12 h—12 h。在每個溫度下,放入1頭椰子織蛾蛹于1個指形管(直徑1.1 cm,長 7.6 cm)內(nèi),并接入初羽化且交配過的北京地理種群周氏嚙小蜂雌成蟲1頭,24 h后移出雌蜂,每個溫度30個指型管。對海南地理種周氏嚙小蜂施加相同處理,觀察不同溫度下不同地理種群周氏嚙小蜂的寄生率、發(fā)育歷期、出蜂量、雌雄比,試驗重復(fù)3次。不同地理種群、不同溫度條件周氏嚙小蜂寄生率利用SAS軟件進(jìn)行雙因素方差分析,其他生物學(xué)參數(shù)(發(fā)育歷期、出蜂量、雌雄比)也進(jìn)行相應(yīng)的雙因素方差分析。
1.4溫度對成蟲壽命的影響
收集初羽化的北京地理種群周氏嚙小蜂,每30頭周氏嚙小蜂置于指形管(直徑1.1 cm,長度7.6 cm)中,再將指形管置于空氣相對濕度(RH)為70%~80%,光—暗周期為 12 h—12 h,溫度分別為32、28、24、20、16 ℃ 的人工氣候箱(A1000,Conviron,Manitoba,Canada)中,溫度誤差為 ±1.0 ℃,觀察記錄成蜂的壽命,試驗重復(fù)5次,對海南周氏嚙小蜂施以相同的處理,對比溫度對2個不同地理種群周氏嚙小蜂成蟲壽命的影響。不同地理種群、不同溫度條件周氏嚙小蜂成蟲壽命利用SAS進(jìn)行雙因素方差分析。
2結(jié)果與分析
2.1椰子織蛾蛹寄生蜂——周氏嚙小蜂鑒定及形態(tài)特征
雌成蟲:體長0.09~0.12 cm,頭部、腹部色深,幾乎呈黑色,但前胸色淡、呈黃色(圖1),與北京周氏嚙小蜂存在差異,海南周氏嚙小蜂體形相對較小,體色較淺(圖2)。觸角各節(jié)褐黃色,3對足及下頷、下唇復(fù)合體均為褐黃色,小盾片、后小盾片,并且胸、腹節(jié)全呈褐黃色,翅透明,翅脈色同觸角。
頭部:觸角11節(jié),較長,梗節(jié)約與第1索節(jié)等長;環(huán)狀節(jié)小,3節(jié),分節(jié)很不明顯;索節(jié)3節(jié),各節(jié)長寬約相等,鼓形;棒節(jié)3節(jié),整個觸角至棒節(jié)處最粗,棒節(jié)第3節(jié)甚為細(xì)小,端部具1個明顯的端刺。頭部正面觀寬大于高,觸角窩中部位于復(fù)眼下緣的連線上;觸角洼下緣下延達(dá)唇基基部,臉部在唇基基部處隆起最高。唇基基部兩側(cè)角各具1小陷孔。兩側(cè)單眼間距是側(cè)單眼至中單眼距離的2倍。顎眼距明顯小于口寬。
胸部:前胸背板除后緣有1排細(xì)毛外,其他部分也生有較密的黑色短毛,貼伏。中胸背片中葉上散生著約30根剛毛;兩側(cè)葉上的剛毛也較密,但三角片上無毛。中胸小盾片上的淺而細(xì)的網(wǎng)狀刻紋比較明顯,在中部處刻紋明顯較密且小,似乎形成1縱線。中胸小盾片略呈八邊形,長寬近相等,但兩后側(cè)角明顯向外延伸,顯得小盾片后部較寬。前翅長為寬的2倍,基室正面在端部的中部生有毛2根;基室外方區(qū)域內(nèi)的纖毛比翅面其他區(qū)域的纖毛稍??;基脈上有毛,肘脈及亞肘脈上在基室長度的1/2前后開始生有1排整齊的纖毛,3對足的腿節(jié)外方、脛節(jié)及跗節(jié)上生有密的剛毛。
腹部:腹部圓形,長寬基本相等,背觀腹部寬度明顯比胸部大,腹部長度比胸部略小。腹部在第2節(jié)后緣及第3節(jié)前緣處最寬,向前向后逐漸變狹;第7節(jié)最小,圓錐形位于腹末。
雄成蟲:體長0.1 cm。與雌性相似,但腹部略短于胸。
2.2溫度對北京、海南地理種群周氏嚙小蜂寄生率的影響
周氏嚙小蜂寄生率隨溫度變化差異顯著[F(4,18)=12436,P<0.000 1],地理種群與溫度之間存在交互作用[F(4,18)=10.94,P=0.000 1],同時在20、24、28 ℃時,2個種群周氏嚙小蜂的寄生率差異不顯著,皆在77%以上;高溫(32 ℃)和低溫(16 ℃)顯著降低2種周氏嚙小蜂的寄生率,且高溫條件下海南種群寄生率顯著高于北京種群,而低溫條件下北京種群寄生率顯著高于海南種群(表1)。
2.3溫度對北京、海南地理種群周氏嚙小蜂發(fā)育歷期的影響
周氏嚙小蜂發(fā)育歷期隨溫度變化差異顯著[F(4,18)=6 653.72,P<0.000 1],2個地理種群周氏嚙小蜂均在16 ℃取得最長發(fā)育歷期(57.22、57.39 d),而在32 ℃取得最短發(fā)育歷期(15.33、15.27 d)。此外,地理種群對發(fā)育歷期的影響差異并不顯著(表2)。
2.4溫度對北京、海南地理種群周氏嚙小蜂出蜂數(shù)量的影響
溫度顯著影響周氏嚙小蜂出蜂數(shù)量[F(4,18)=7.44,P=0.001],同時2個地理種群間出蜂數(shù)量差異顯著[F(1,18)=28.18,P<0.000 1],在20、24、28 ℃時,海南地理種群周氏嚙小蜂出蜂數(shù)量均顯著高于北京地理種群(表3)。
2.5溫度對北京、海南地理種群周氏嚙小蜂雌雄比的影響
北京、海南地理種群周氏嚙小蜂雌雄比隨溫度變化差異顯著[F(4,18)=3.62,P=0.024 8],同時2個地理種群間差異顯著[F(1,18)=22.23,P=0.000 2],2個地理種群在16、28、32 ℃ 條件下雌雄比均>95%,同時在20、24 ℃,海南地理種群雌雄比顯著高于北京地理種群(表4)。
2.6溫度對北京、海南地理種群周氏嚙小蜂成蟲壽命的影響
周氏嚙小蜂成蟲壽命隨溫度下降而顯著增加[F(4,36)=130.8,P<0.000 1],北京地理種群成蟲壽命顯著高于海南地理種群[F(1,36)=36.81,P<0.000 1],同時2個地理種群成蟲壽命隨溫度的變化存在交互作用[F(4,36)=20.32,P<0.000 1],在高溫(32 ℃)和低溫(16 ℃)下,北京地理種群壽命顯著長于海南地理種群(表5)。
3討論
自1989年白蛾周氏嚙小蜂被發(fā)現(xiàn)以來,因其寄生率高、繁殖力強(qiáng)、雌性比大等優(yōu)點,使白蛾周氏嚙小蜂被廣泛用作美國白蛾及其他農(nóng)業(yè)害蟲的天敵防治[6]。周氏嚙小蜂寄生入侵害蟲椰子織蛾國內(nèi)外尚無報道。筆者發(fā)現(xiàn)周氏嚙小蜂在海南對于椰子織蛾的寄生效果顯著,而海南種群(熱帶區(qū)域)周氏嚙小蜂形態(tài)上不同于北京種群(溫帶區(qū)域)周氏嚙小蜂。本研究以溫度作為因素進(jìn)行研究,比較不同地理種群周氏嚙小蜂的主要生物學(xué)特性,結(jié)果表明,不同地理緯度對于周氏嚙小蜂的體型影響整體符合伯格曼法則(同一物種在越冷的地方個體體積越大,伯格曼外形越接近球形),并且溫度對于不同地理種群個體的生長發(fā)育速率存在一定影響[7-8]。特別是溫度對成蟲壽命的影響,北京地理種群成蟲壽命顯著長于海南地理種群,尤其在低溫(16 ℃)、高溫(32 ℃)時差異顯著,這種差異可能是因為北京地理種群個體大,儲存能量多,生命力強(qiáng)??傮w來說,海南種群每頭寄主出蜂量多于北京種群,這可能與寄生蜂個體大小有關(guān)。受低溫(16 ℃)和高溫(32 ℃)脅迫,周氏嚙小蜂寄生率降低,但表現(xiàn)不同:高溫下海南種群寄生率表現(xiàn)優(yōu)于北京種群,而低溫下北京種群優(yōu)于海南種群,表明熱帶地區(qū)的周氏嚙小蜂適應(yīng)高溫環(huán)境,而溫帶地區(qū)周氏嚙小蜂更適應(yīng)低溫環(huán)境。
不同地理種群周氏嚙小蜂在雌雄比、寄生率上均存在差異,表明即使是同一種昆蟲的不同地理種群,溫度也顯著影響周氏嚙小蜂寄生率等參數(shù),且與地理種群存在一定交互作用,這與前人研究結(jié)果相似[9],但是否與濕度、光照度、寄主等存在關(guān)系還有待進(jìn)一步研究。
總體來講,海南種群個體小、出蜂量大,而北京種群個體大、成蟲壽命長,其在野外控害效果差異需進(jìn)一步研究。
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