苗 鑫，徐世才，車銀娟，吳文樂，范培月

（延安大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，陜西 延安 716000）

小菜蛾（Plutella xylostellaL.），屬鱗翅目（Lepidoptera）菜蛾科（Plutellidae），是十字花科蔬菜的主要害蟲之一[1]。小菜蛾為寡食性昆蟲，主要危害甘藍(lán)、芥菜、白菜、蘿卜等十字花科蔬菜，寄主范圍比較廣泛，是我國(guó)重大農(nóng)業(yè)害蟲之一[2]。其幼蟲僅取食葉肉，留下表皮，可將葉片食成孔洞和缺刻，嚴(yán)重時(shí)全葉片都被吃成網(wǎng)狀；其排泄物污染菜葉，降低了蔬菜的品質(zhì)，且被其咬過(guò)的傷口也易引發(fā)軟腐病，造成蔬菜產(chǎn)量的大規(guī)模下降；另外，每年用于防治小菜蛾的費(fèi)用，給種植戶造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。近年來(lái)，小菜蛾在我國(guó)北方地區(qū)對(duì)十字花科蔬菜造成了嚴(yán)重影響[1-2]，明確其越冬能力變得愈發(fā)重要。

我國(guó)北方地區(qū)小菜蛾的生長(zhǎng)發(fā)育都要經(jīng)歷冬季寒冷低溫的考驗(yàn)，明確小菜蛾的抗寒能力對(duì)于其越冬能力的研究尤為重要。小菜蛾的抗寒能力是指小菜蛾長(zhǎng)期或短期暴露于低溫下抵御寒冷仍然存活的能力，這與諸多非生物因素及生物因素有關(guān)[3]。小菜蛾的抗寒能力決定著下一年度種群的數(shù)量，因此明確其抗寒性十分必要。關(guān)于小菜蛾的耐寒性研究多地均有報(bào)道[4-8]，但在延安地區(qū)小菜蛾是否能越冬，以何種蟲態(tài)越冬卻未見報(bào)道。本研究嘗試對(duì)延安地區(qū)小菜蛾抗寒與越冬能力進(jìn)行初步探索，希望在生產(chǎn)上為小菜蛾種群的預(yù)測(cè)和防治提供參考。

1 材料和方法

1.1 供試材料

1.1.1 供試蔬菜

試驗(yàn)用白菜（Brassica campestrisL.）為延安大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院實(shí)驗(yàn)室栽培品種，種子由北京鳳鳴雅世科技發(fā)展有限公司生產(chǎn)。

1.1.2 供試蟲源及飼養(yǎng)方法

從延安市河莊坪蔬菜基地的菜田中捕捉小菜蛾4齡幼蟲，在延安大學(xué)動(dòng)物學(xué)實(shí)驗(yàn)室中用白菜繼代飼養(yǎng)、繁殖，建立5 000頭不同蟲態(tài)的小菜蛾試驗(yàn)種群。使用智能人工氣候箱將培養(yǎng)環(huán)境溫度控制在（23±1）℃，相對(duì)濕度60%～80%，光照14 lx，10 h/d（培養(yǎng)環(huán)境溫度設(shè)置值與實(shí)際生產(chǎn)平均溫度相符）。及時(shí)收集化蛹后的小菜蛾，羽化后將其移入養(yǎng)蟲籠（50 cm×50 cm×55 cm）中的培養(yǎng)皿（D=15 cm）中，培養(yǎng)皿中事先放有新鮮的白菜葉，供其產(chǎn)卵繁殖。將棉布條浸入裝有10%蜂蜜水的棕色瓶（60 mL）中，制成為小菜蛾持續(xù)補(bǔ)充蜂蜜的裝置[9]，為成蟲補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng) 。試驗(yàn)時(shí)，收集同一時(shí)期化蛹的小菜蛾蟲繭和同一時(shí)期所產(chǎn)的卵，以獲得蟲齡一致的試蟲備用。繼代飼養(yǎng)小菜蛾，小菜蛾產(chǎn)卵時(shí)不供光。

1.1.3 主要儀器

智能人工氣候箱（QHX-800B5-Ⅱ）：上海新苗醫(yī)療器械制造有限公司產(chǎn)品；冰箱（BCD-308W）：青島海爾股份有限公司產(chǎn)品；數(shù)字萬(wàn)用電表（VC890C+）：勝利儀器產(chǎn)品；熱敏電阻（MF58）：時(shí)恒玻殼測(cè)溫型NTC熱敏電阻。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1 小菜蛾過(guò)冷卻點(diǎn)及結(jié)冰點(diǎn)的測(cè)定

小菜蛾的抗寒能力與其過(guò)冷卻點(diǎn)相關(guān)，因此過(guò)冷卻點(diǎn)成為明確其抗寒能力強(qiáng)弱的重要指標(biāo)之一[10]。小菜蛾的過(guò)冷卻指的是體液溫度下降到冰點(diǎn)以下而不結(jié)冰的現(xiàn)象，蟲體在低溫條件下體溫緩慢下降，直到發(fā)生過(guò)冷卻現(xiàn)象，其體內(nèi)潛熱開始散發(fā)使得體溫開始上升，體溫開始上升的拐點(diǎn)稱為過(guò)冷卻點(diǎn)；當(dāng)潛熱散發(fā)完以后體溫又開始下降的拐點(diǎn)稱為結(jié)冰點(diǎn)。

過(guò)冷卻點(diǎn)、結(jié)冰點(diǎn)的測(cè)定方法：取發(fā)育一致的各齡小菜蛾幼蟲、蛹及成蟲，每處理幼蟲、蛹數(shù)為10頭，成蟲為10對(duì)（雌雄比1︰1），重復(fù)6次。小菜蛾過(guò)冷卻點(diǎn)的測(cè)定采用熱敏電阻法。具體過(guò)程為：按圖1所示將萬(wàn)用電表、熱敏電阻以及小菜蛾連接成測(cè)定狀態(tài)。連接線插入小菜蛾肛門處。萬(wàn)用電表紅表筆插入“VΩ”孔，黑表筆插入“COM”孔，打開電源，將功能量程選用開關(guān)調(diào)至“Ω（歐姆）2K”的檔位上。將該裝置放在冰箱內(nèi)，逐漸降低環(huán)境溫度，每30 s記錄1次電阻值，總共記錄10 min的數(shù)據(jù)?？梢杂^察到，隨著測(cè)量環(huán)境溫度的下降，電阻值逐漸上升，在上升到一定數(shù)值后電阻值又突然下降；在下降到最低點(diǎn)后，電阻值又重新上升。依據(jù)下式將電阻值轉(zhuǎn)換為溫度[11]。

式中：T為溫度，單位為℃；R為電阻，單位為Ω。

圖1 小菜蛾過(guò)冷卻點(diǎn)的測(cè)定裝置示意圖

電阻值開始下降的拐點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的溫度即是小菜蛾的過(guò)冷卻點(diǎn)，電阻值開始上升的拐點(diǎn)所對(duì)應(yīng)的溫度即是小菜蛾的結(jié)冰點(diǎn)。

1.2.2 冷馴化處理對(duì)小菜蛾抗寒能力影響的試驗(yàn)

取發(fā)育一致的小菜蛾4齡幼蟲和蛹各10頭，分別進(jìn)行冷馴化處理（低溫4 ℃分別處理2、4 d），每組重復(fù)6次。以未經(jīng)過(guò)冷馴化處理的4齡幼蟲和蛹作為對(duì)照，分別測(cè)定其抗寒能力。

1.2.3 小菜蛾蛹的低溫生存能力測(cè)定

小菜蛾蛹在低溫條件下的生存能力測(cè)定采用機(jī)率值分析法，小菜蛾在低溫條件下生存時(shí)間的對(duì)數(shù)值與死亡率的機(jī)率值呈線性關(guān)系。在冰箱中分別進(jìn)行5、0、-5、-10 ℃這4種低溫條件下小菜蛾蛹的低溫生存能力測(cè)定。蛹在-10 ℃和-5 ℃條件下測(cè)定之前，需在4 ℃下冷馴化6 h。將蛹放在鋪有濾紙的培養(yǎng)皿中，每皿放置10頭，頂部用紗布和橡膠圈封口，以防止其羽化后逃逸。在各測(cè)定溫度下按不同時(shí)間梯度分批取出待測(cè)的蛹，每批取出10頭，重復(fù)6次。取出后在人工培養(yǎng)箱中（23±1）℃，相對(duì)濕度60%～80%，光照14 lx，10 h/d條件下培養(yǎng)，48 h后檢查其羽化情況并統(tǒng)計(jì)死亡率。

1.2.4 野外越冬試驗(yàn)

越冬試驗(yàn)采用埋蛹法測(cè)定[12]。將蛹放在裝有土壤的玻璃瓶中，土壤中的含水量大約為10%，每瓶20頭，重復(fù)2次。瓶口用紗布和橡膠圈封口后，在紗布上蓋1塊玻璃板，用來(lái)提供蟲體通氣所需的縫隙。將玻璃瓶埋于延安大學(xué)11#公寓樓下的花園中，埋藏深度大約5 cm（瓶口距地面），埋藏時(shí)間為2015年12月6日，分別于2016年1月6日和2016年3月6日取出。取出后在（23±1）℃，相對(duì)濕度60%～80%，光照14 lx，10 h/d條件下培養(yǎng)，48 h后檢查其羽化情況并統(tǒng)計(jì)死亡率。

1.3 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)使用Microsoft Excel 2007軟件整理。采用Duncan's新復(fù)極差法對(duì)小菜蛾的過(guò)冷卻點(diǎn)與結(jié)冰點(diǎn)進(jìn)行差異顯著性測(cè)定，并用SPSS 20.0對(duì)其進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。使用Excel軟件分析小菜蛾蛹在不同溫度下的回歸方程，并由回歸方程計(jì)算LT50、LT90、LT99.9（LT50、LT90、LT99.9分別表示小菜蛾蛹致死50%、90%和99.9%所需要的時(shí)間）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同蟲態(tài)的過(guò)冷卻點(diǎn)與結(jié)冰點(diǎn)差異

對(duì)小菜蛾可能的越冬蟲態(tài)（各齡幼蟲、蛹、成蟲）過(guò)冷卻點(diǎn)和結(jié)冰點(diǎn)的測(cè)定結(jié)果見表1。表1數(shù)據(jù)顯示，小菜蛾各蟲態(tài)的過(guò)冷卻點(diǎn)與結(jié)冰點(diǎn)的變化趨勢(shì)基本相同，即過(guò)冷卻點(diǎn)低的蟲態(tài)，結(jié)冰點(diǎn)就低。其中，幼蟲期的過(guò)冷卻點(diǎn)平均值最高，成蟲期次之，蛹期最低。從不同蟲態(tài)的過(guò)冷卻點(diǎn)和結(jié)冰點(diǎn)之間的溫度差值來(lái)看，成蟲期最低（2.06 ℃），其次是蛹期（3.57 ℃），幼蟲期最大（3.77 ℃）。上述結(jié)果表明：延安地區(qū)的小菜蛾具有相對(duì)明顯的過(guò)冷卻現(xiàn)象，其可以利用過(guò)冷卻現(xiàn)象來(lái)避免結(jié)冰對(duì)自身造成的物理傷害，因而具有較強(qiáng)的抗寒能力；而蛹的過(guò)冷卻點(diǎn)最低，與其他蟲態(tài)相比差異顯著，蛹期的過(guò)冷卻現(xiàn)象也相對(duì)較為明顯；因此，小菜蛾蛹期的抗寒能力相對(duì)最強(qiáng)。除2齡幼蟲與成蟲之間無(wú)顯著差異以外，小菜蛾不同蟲態(tài)之間的過(guò)冷卻點(diǎn)差異均顯著。

2.2 冷馴化處理對(duì)小菜蛾抗寒能力的影響

試驗(yàn)數(shù)據(jù)（表2）表明，與對(duì)照組相比，經(jīng)過(guò)低溫冷馴化處理后的小菜蛾過(guò)冷卻點(diǎn)與結(jié)冰點(diǎn)均隨低溫處理時(shí)間的增加而呈下降趨勢(shì)。經(jīng)過(guò)4 d冷馴化的4齡幼蟲的平均過(guò)冷卻點(diǎn)為-10.83 ℃，而經(jīng)過(guò)2 d冷馴化的4齡幼蟲平均過(guò)冷卻點(diǎn)為-10.51 ℃，兩者的過(guò)冷卻點(diǎn)均顯著低于對(duì)照的-9.37 ℃；而經(jīng)過(guò)4 d和2 d冷馴化的蛹的平均過(guò)冷卻點(diǎn)分別為-19.99 ℃和-19.53 ℃，也低于對(duì)照，但2 d的冷馴化與對(duì)照組之間無(wú)顯著差異，而4 d的冷馴化卻與對(duì)照組差異顯著。經(jīng)過(guò)2、4 d冷馴化的4齡幼蟲和蛹的平均結(jié)冰點(diǎn)均顯著低于對(duì)照。上述結(jié)果表明一定程度上的低溫環(huán)境鍛煉可以提高小菜蛾的抗寒能力。

表1 小菜蛾的過(guò)冷卻點(diǎn)與結(jié)冰點(diǎn)

2.3 蛹的低溫生存能力測(cè)定結(jié)果

小菜蛾蛹在4種溫度水平處理下的死亡率回歸方程見表3，小菜蛾蛹的死亡率達(dá)到一定數(shù)值所需的時(shí)間隨溫度的降低而縮短；同時(shí)，小菜蛾蛹的低溫生存時(shí)間隨溫度的不同存在不同程度的變化。-10 ℃時(shí)，LT50與LT99.9的差值為7.32 d；而5 ℃時(shí)，LT50與LT99.9的差值變?yōu)?5.87 d，有明顯的擴(kuò)大趨勢(shì)；上述結(jié)果表明小菜蛾的低溫生存能力受到冬季寒冷低溫持續(xù)時(shí)間的影響。

小菜蛾蛹在5、0、-5 ℃和-10 ℃4種溫度條件下死亡率達(dá)到99.9%需要的時(shí)間分別為52.82、29.03、26.17、13.45 d，由此可見，蛹是小菜蛾最有可能越冬的蟲態(tài)。由于蛹在0 ℃條件下的LT99.9為29.03 d，表明小菜蛾不能在冬季溫度連續(xù)低于0 ℃時(shí)間超過(guò)29 d的地區(qū)越冬。

表2 不同冷馴化處理的小菜蛾抗寒能力變化

表3 小菜蛾蛹在低溫下的死亡率回歸分析

2.4 越冬蛹的死亡率測(cè)定結(jié)果

野外越冬試驗(yàn)結(jié)果見表4。小菜蛾各蟲態(tài)的過(guò)冷卻點(diǎn)測(cè)定和蛹的低溫生存能力測(cè)定結(jié)果均表明蛹的抗寒能力最強(qiáng)，是最有可能的越冬蟲態(tài)；但經(jīng)過(guò)野外越冬試驗(yàn)后，發(fā)現(xiàn)其死亡率隨埋藏時(shí)間的增加而不斷增大，最終全部死亡。取樣檢查時(shí)，雖然發(fā)現(xiàn)蛹體顏色正常，但沒有出現(xiàn)羽化現(xiàn)象，表明其已死亡。根據(jù)上述結(jié)果，可以初步確定，在自然條件下，小菜蛾在延安地區(qū)不能越冬。

3 結(jié)論與討論

過(guò)冷卻點(diǎn)測(cè)定結(jié)果表明：小菜蛾各蟲態(tài)間的過(guò)冷卻點(diǎn)差異顯著，其中蛹的抗寒能力最強(qiáng)，因此初步推斷蛹是延安地區(qū)小菜蛾的可能越冬蟲態(tài)，而且一定程度上的低溫環(huán)境鍛煉有助于提高小菜蛾的抗寒能力；但是，過(guò)冷卻點(diǎn)只是用來(lái)衡量小菜蛾抗寒能力大小的指標(biāo)之一，而且大多數(shù)的研究結(jié)果表明不耐結(jié)冰的昆蟲在體溫還沒降到過(guò)冷卻點(diǎn)時(shí)就已出現(xiàn)大量死亡，這表明在寒冷冬季小菜蛾的死亡是因?yàn)楹鋫Γ皇墙Y(jié)冰[13]；因此，過(guò)冷卻點(diǎn)不足以作為評(píng)價(jià)小菜蛾抗寒能力的唯一指標(biāo)；但是不能回避大多數(shù)昆蟲的死亡都發(fā)生在過(guò)冷卻狀態(tài)，故過(guò)冷卻點(diǎn)的測(cè)定是一個(gè)十分必要的手段，有助于我們更好地掌握昆蟲的抗寒能力。

低溫生存能力測(cè)定結(jié)果表明：小菜蛾蛹是最有可能的越冬蟲態(tài)，其在0 ℃以下的低溫環(huán)境中生存時(shí)間不能超過(guò)29 d，這一結(jié)論與熊立鋼等[4]在北京的測(cè)定結(jié)果相似。參考延安地區(qū)冬季的平均氣溫，在自然條件下，小菜蛾在延安地區(qū)不能正常越冬，野外埋蛹試驗(yàn)也驗(yàn)證了這一結(jié)論。但在實(shí)際生產(chǎn)中，延安地區(qū)的蔬菜田里會(huì)暴發(fā)小菜蛾蟲害，其原因可能是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中沒有清理的廢棄菜葉堆和溫室大棚為小菜蛾提供了順利越冬的場(chǎng)所。這些人為因素使得小菜蛾的越冬問(wèn)題更加復(fù)雜，需要后續(xù)長(zhǎng)期的田間跟蹤調(diào)查以進(jìn)一步明確，并可深入到分子水平來(lái)解釋其抗寒機(jī)制。建議在十字花科蔬菜的實(shí)際生產(chǎn)中，及時(shí)清理堆積在田間和溫室大棚里的廢棄菜葉和秸稈，以排除小菜蛾可能的越冬場(chǎng)所，從而將小菜蛾的為害降到最低。

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