陳建民，劉賽，喬海莉，徐常青，徐榮，郭昆，陳君

(中國醫(yī)學科學院 北京協(xié)和醫(yī)學院 藥用植物研究所，北京 100193)

金銀花Lonicerajaponica為忍冬科植物忍冬的干燥花蕾或初開花。性甘、寒。歸肺、心、胃經(jīng)。具有清熱解毒、疏散風熱的功效。用于治療癰腫疔瘡，喉痹，丹毒，熱毒血痢，風熱感冒，溫病發(fā)熱等癥狀[1]。廣泛應用于藥品、食品、化妝品和保健品等行業(yè)[2]?？Х燃够⑻炫ylotrechusgrayii屬鞘翅目天?？铺炫喛?，是我國金銀花產(chǎn)區(qū)的重要害蟲。主要分布于中國、日本、韓國，在中國廣泛分布于華北、甘肅、西藏、四川、江蘇、福建、廣東、臺灣。報道的寄主植物有金銀花Lonicerajaponica、咖啡Coffeaarabica、柚木Tectonagrandis、榆Ulmus、泡桐Pauloniatomentosa、山石榴Randiaspinosa、漆樹Odina、刺楸Kalopanax、赤楠Syzygiumbuxifolium、冷杉Abies、柑橘Citrus、香榧Torreyagrandis等[3-6]。目前有關咖啡脊虎天牛危害寄主以金銀花報道最多，其它寄主少有報道。咖啡脊虎天牛以幼蟲蛀食金銀花枝干韌皮部和木質(zhì)部，導致金銀花枝干枯萎甚至整株死亡，發(fā)生嚴重地區(qū)金銀花死亡率高達70-80%，目前，此害蟲有擴散加重趨勢[7-11]。筆者調(diào)查顯示，在山東平邑金銀花產(chǎn)區(qū)主要有3種寄主植物，分別是金銀花、泡桐和榆樹，而咖啡脊虎天牛僅危害金銀花，周邊的泡桐和榆樹未見危害。本文以金銀花、泡桐和榆樹為試驗材料，通過行為學觀察等方法，比較不同發(fā)育階段咖啡脊虎天牛對3種寄主的選擇差異，以期探索其寄主選擇機制，為咖啡脊虎天牛防治提供理論依據(jù)。

1 材料和方法

1.1 供試材料

咖啡脊虎天牛(成蟲和幼蟲)：分別于2017年2月至7月采集自山東省臨沂市平邑縣金銀花產(chǎn)區(qū)，帶回北京室內(nèi)8℃冷藏備用。

未交尾成蟲，將野外采集的未交尾成蟲自冷藏室中取出進行性別鑒定，然后分別放置于加入濕棉球的培養(yǎng)皿中，在室溫下恢復24 h后備用。

交尾成蟲，將野外采集的未交尾成蟲在室溫下交尾，選擇首次交尾后一天的健壯雌雄成蟲進行測定。

金銀花、泡桐和榆樹：采集自藥用植物研究所藥用植物園。

1.2 試驗方法

1.2.1 成蟲交尾前后對不同寄主的選擇 剪取30 cm長的新鮮金銀花、泡桐和榆樹枝條，分別插入裝水的錐形瓶中，并用錫箔紙將枝條和瓶口包裹固定。設置一個1 m×1 m×1.5 m的紗網(wǎng)觀察籠，在底部選擇一個最大的等邊三角形區(qū)域，將以上3種枝條分別放置在這個區(qū)域的3個角。將待測成蟲自等邊三角形區(qū)域的中心釋放，每次釋放1只成蟲，觀察30 min，首次到達某一枝條記為選擇。每測試3只，順時針變換一次枝條位置。每個處理至少測定9只，重復3次。前期研究發(fā)現(xiàn)成蟲白天活動，且在9∶00～17∶00活動旺盛，故測試選擇在這一時段。

1.2.2 交尾雌性成蟲對不同寄主的產(chǎn)卵選擇 剪取長度10 cm、直徑相同的新鮮泡桐、榆樹、金銀花枝條各3段，放入直徑20 cm的培養(yǎng)皿中，重復10組。將培養(yǎng)皿放入光周期16∶8、溫度28 ℃∶25 ℃、濕度40%的培養(yǎng)箱(寧波江南儀器廠RXZ-380A型培養(yǎng)箱)。每個培養(yǎng)皿中釋放一對交尾后的雌雄成蟲，釋放3天后開始觀察，每天觀察一次，觀察至雌性成蟲停止產(chǎn)卵，記錄產(chǎn)卵量、產(chǎn)卵位置及位置結構。每天更換一次枝條，并將原枝段分樹種放入新的培養(yǎng)皿，在同樣條件下觀察卵的孵化和一齡幼蟲的取食。

1.2.3 幼蟲在不同寄主上的取食和羽化 幼蟲的取食和羽化實驗在培養(yǎng)箱中進行，條件同上。選取同一時間野外采集的大小相同健康狀況良好的幼蟲20只，采集直徑相同的金銀花和泡桐枝條，將其剪成6 cm長的枝段，每一樹種選取10段，分別放入10 cm的玻璃指形管，并在其中放入一只上述幼蟲，每個指形管用脫脂棉做塞，塞棉上滴適量水，以保證管內(nèi)濕度，重復3次。每3天檢查一次，每次檢查時更換干枯枝段，前4次觀察時，記錄每個樹種幼蟲取食數(shù)量，并稱量每只幼蟲產(chǎn)生的蟲屑量。觀察至幼蟲死亡或蛹羽化，統(tǒng)計羽化率。

1.2.4 交尾雌性成蟲在不同金銀花枝段的產(chǎn)卵選擇 實驗在培養(yǎng)箱內(nèi)進行，條件設置同上。將首次交尾的雌雄成蟲和不同處理的金銀花枝段放入直徑10 cm的培養(yǎng)皿，每個培養(yǎng)皿放置1對成蟲和不同處理金銀花枝段各3段，重復10次。每天觀察，記錄產(chǎn)卵量、產(chǎn)卵位置，并更換相應枝段，連續(xù)觀察至雌蟲停止產(chǎn)卵。不同處理金銀花枝段如下：光滑金銀花枝段，選擇表面光滑的金銀枝條，將其切成等長的枝段，將兩端用石蠟封口；帶縫隙金銀花枝段，用解剖刀在光滑金銀花枝段表面縱向劃出三條長20 mm寬1～2 mm的縫隙。帶切面金銀花枝段，用解剖刀將光滑金銀花枝段表面切出長20 mm寬2～3 mm的光滑切面。

1.3 分析方法

運用SPSS 20.0( IBM，Chicago，IL)軟件進行數(shù)據(jù)分析。對不同寄主的定向和產(chǎn)卵數(shù)據(jù)選擇單因素方差分析，對紗網(wǎng)和寄主的選擇數(shù)據(jù)及卵的孵化率使用T檢驗分析。

2 結果與分析

2.1 成蟲交尾前后對不同寄主的選擇

交尾前后的兩性成蟲對寄主和紗網(wǎng)有顯著的選擇差異(交尾雄t=3.881，df=4，P<0.05，n=30；交尾雌t=3.618，df=4，P<0.05，n=28；未交尾雄t=6.124，df=4，P<0.05，n=27；未交尾雌t=16.971，df=4，P<0.05，n=28)，大量成蟲選擇在紗網(wǎng)上停留。成蟲對不同寄主的選擇率如圖1。未交尾的雄性成蟲不選擇榆樹，對金銀花和泡桐的選擇率分別為3.7%和18.5%，77.8%選擇觀察籠的紗網(wǎng)。未交尾的雌性成蟲也不選擇榆樹，對金銀花和泡桐的選擇率分別為3.7%和3.3%，93.0%選擇觀察籠紗網(wǎng)。交尾后的雄性成蟲不選擇金銀花和榆樹，對泡桐和觀察籠紗網(wǎng)的選擇率分別為22.0%和78.0%。交尾后的雌性成蟲對金銀花、泡桐和榆樹的選擇率分別為3.3%、18.2%和7.4%，仍有71.1%選擇觀察籠的紗網(wǎng)。交尾前后的兩性成蟲對金銀花、泡桐和榆樹均沒有顯著的選擇差異(未交尾雄F=4.200，df=2，P>0.05，n=27；未交尾雌F=0.500，df=2，P>0.05，n=28；交尾雄F=3.769，df=2，P>0.05，n=30；交尾雌F=2.167，df=2，P>0.05，n=28)。

注：不同字母表示單因素方差分析在0.05水平上差異顯著。圖1 咖啡脊虎天牛成蟲對不同寄主的定向選擇率

2.2 交尾雌性成蟲對不同寄主的產(chǎn)卵選擇

交尾雌蟲在榆樹枝條上未見產(chǎn)卵，在金銀花和泡桐上的平均產(chǎn)卵量和孵化率如表1，在金銀花上的產(chǎn)卵量顯著多于泡桐(t=2.710，df=9，P<0.05，n=10)。雌蟲大量卵產(chǎn)于金銀花切口縫隙處、表皮裂縫或皮下縫隙，少量產(chǎn)于節(jié)間縫隙，少有幾粒卵產(chǎn)于金銀花枝段表面，未發(fā)現(xiàn)刻槽產(chǎn)卵現(xiàn)象。在金銀花和泡桐上卵的孵化率無顯著差異(t=0.360，df=3.442，P>0.05，n=10)。形態(tài)正常的卵，在金銀花和泡桐上均能孵化，且一齡幼蟲能夠取食嫩皮后向內(nèi)蛀入。

表1 咖啡脊虎天牛在不同寄主上的產(chǎn)卵量和孵化率

表1 咖啡脊虎天牛在不同寄主上的產(chǎn)卵量和孵化率

注：不同字母表示同列不同行間在0.05水平上差異顯著。

2.3 幼蟲在不同寄主上的取食和羽化

幼蟲取食枝段橫截面或者鉆入枝段與管壁形成的縫隙從枝段表面向內(nèi)蛀食。幼蟲對金銀花和泡桐的平均選擇率分別為53.3%和69.2%(表2)。幼蟲在金銀花和泡桐上取食3天所產(chǎn)生的平均蟲屑量分別為40.9 mg和59.2 mg(表2)，在兩種寄主之間幼蟲選擇率和蟲屑量均無顯著差異(選擇率t=0.700，df=22，P>0.05，n=12；蟲屑量t=1.214，df=137，P>0.05，n=120)。取食兩種寄主的幼蟲均能羽化，羽化率無顯著差異(t=2.012，df=4，P>0.05，n=3)。

表2 咖啡脊虎天牛幼蟲在不同寄主上的取食選擇率、蟲屑量和羽化率

表2 咖啡脊虎天牛幼蟲在不同寄主上的取食選擇率、蟲屑量和羽化率

2.4 交尾雌性成蟲在不同金銀花枝段的產(chǎn)卵選擇

雌性成蟲在表面光滑金銀花枝段上的平均產(chǎn)卵量是0.5粒，在帶切面金銀花枝段的平均產(chǎn)卵量是5.5粒，在帶縫隙金銀花枝段的平均產(chǎn)卵量是24.2粒。雌性成蟲在帶縫隙枝段的產(chǎn)卵量顯著多于在光滑枝段和帶切面枝段的產(chǎn)卵量(縫隙與光滑t=11.282，df=9，P<0.05，n=10；縫隙與切面t=5.442，df=9，P<0.05，n=10)，而產(chǎn)卵量在光滑枝段和帶切面枝段之間無顯著差異(t=2.177，df=9，P>0.05，n=10)(圖2)。

注：不同字母表示單因素方差分析在0.05水平上差異顯著。圖2 雌性成蟲在不同表面結構金銀花枝段上的平均產(chǎn)卵量

3 討論

天牛在寄主選擇過程中分為多個階段，從成蟲的定向、產(chǎn)卵到卵的孵化、幼蟲的取食和成蟲羽化，每個階段都伴隨天牛對寄主的選擇?？Х燃够⑻炫３上x對寄主無明顯的選擇趨向，且不能區(qū)分金銀花、泡桐和榆樹。這與其它天牛有很大差異。野薔薇和楊樹能夠顯著的吸引楊樹云斑天牛，松墨天牛Monochamusalternatus對寄主有明顯的趨性，國槐枝條和葉片對銹色粒肩天牛Aprionaswainsoni的吸引力明顯大于香花槐、欒樹、黃山欒、黃檀和云實的枝條和葉片[12-14]。諸多研究發(fā)現(xiàn)，許多天牛主要依靠嗅覺和視覺來定位寄主，且能夠根據(jù)寄主的顏色和氣味識別寄主[15-20]，本研究結果顯示咖啡脊虎天牛進行寄主選擇和定位可能并非主要依靠嗅覺和視覺。

然而，咖啡脊虎天牛在產(chǎn)卵階段的寄主選擇中，雌性成蟲能夠明顯區(qū)分金銀花、泡桐和榆樹，顯著的選擇金銀花，大量卵產(chǎn)于金銀花枝條縫隙內(nèi)，無刻槽產(chǎn)卵行為。研究發(fā)現(xiàn)，榆樹和泡桐枝條表面光滑，很少有老皮翹起，無明顯縫隙結構，這可能是雌性成蟲無法產(chǎn)卵的重要原因。而金銀花的生長會造成老皮開裂并逐漸與內(nèi)層分離形成間隙，這為雌性成蟲的產(chǎn)卵提供了有效的縫隙結構。雌性成蟲對不同金銀花枝段的產(chǎn)卵結果，進一步證實縫隙結構是其確定產(chǎn)卵位置的重要因素。以往研究發(fā)現(xiàn)，許多有刻槽產(chǎn)卵的天牛都有補充營養(yǎng)的行為，如梣天牛Eutetraphasedecimpunctata、桑天牛Aprionagermari、云斑白條天牛Batoceralineolata、橙斑白條天牛Batoceradavidia、雙斑錦天牛Acaloleptasublusca、梨眼天牛BacchisaFortunei、榕八星天牛Batocerarubus等[21-27]。而不進行刻槽產(chǎn)卵的天牛多不補充營養(yǎng)或僅取食少量水液，如櫟旋木柄天牛Aphrodisiumsauteri、園斑紫天牛Purpuricenussideriger、花椒虎天牛Clytusvalidus、桑虎天牛Xylotrechuschinensis等[28-31]。這與咖啡脊虎天牛的行為一致?？赡芤彩菍е缕涑上x對寄主沒有明顯選擇趨性的重要原因。

本研究發(fā)現(xiàn)，咖啡脊虎天牛成蟲對于寄主無明顯的定向行為，寄主的顏色和氣味不會引起成蟲對寄主的定向選擇差異?？Х燃够⑻炫４菩猿上x通過觸覺選擇確定產(chǎn)卵場所是造成其寄主選擇差異的主要原因，寄主表面的縫隙結構是產(chǎn)卵選擇的重要特征。在卵的孵化、幼蟲取食和羽化階段，飽滿的卵在金銀花和泡桐上均能孵化，無顯著差異；幼蟲均能取食金銀花和泡桐，羽化率亦無顯著差異。這些結果顯示控制育苗過程中的卵和幼蟲攜帶、去除寄主枝干表面的產(chǎn)卵結構、擾亂成蟲的交尾行為都可以有效的控制咖啡脊虎天牛的擴散和危害。

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