鄭海燕, 田震亞,, 陳紅松,， 郭建英, 周忠實*

1中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所植物病蟲害生物學(xué)國家重點實驗室，北京 100193； 2華中農(nóng)業(yè)大學(xué)植物科學(xué)技術(shù)學(xué)院昆蟲資源利用與害蟲可持續(xù)治理湖北省重點實驗室，湖北 武漢 430070； 3廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所，廣西 南寧 530007

廣聚螢葉甲OphraellacommunaLesage是豚草AmbrosiaartemisiifoliaL.的重要專食性天敵，對豚草控制效果顯著(孟玲等,2007; Guoetal.,2011; Yamazakietal.,2000; Zhouetal.,2009)。廣聚螢葉甲原產(chǎn)于北美(Futuyma,1990; Palmer & Goeden,1991)，2001年在我國江蘇南京市郊首次發(fā)現(xiàn)(孟玲和李保平，2005)。

自然界中，一般認(rèn)為，探索昆蟲交配和產(chǎn)卵的關(guān)系是昆蟲行為生態(tài)學(xué)中的重要研究內(nèi)容(Quiring,1994； Saunders,1982)。昆蟲交配持續(xù)時間的長短對雌雄蟲的適應(yīng)性有著重要影響，是性別選擇中的一種重要特征(Simmons,2001)。足夠的交配時長可保證雌蟲接收到更多量的精子數(shù)量(Arnqvist & Nilsson,2000)。雄性在交配過程中，精液會提供雌蟲營養(yǎng)，因此延長交配時間對雌蟲更有利(Thornhill,1976; Vahed,1998)。對于雄蟲來說，延長交配時間能向雌蟲轉(zhuǎn)移更多的精子(Alcock，1994)。所以，一些昆蟲的雄蟲通過延長交配時間來保護(hù)雌蟲，并阻止其他雄蟲與雌蟲交配(Parker,1970; Simmons,2001)，從而讓自己的精子與雌蟲受精。在許多昆蟲中，隨著交配時間的延長，雄蟲向雌蟲體內(nèi)轉(zhuǎn)移的精子和精液量會不斷增多(Parker & Stuart,1976; Riemannetal.,1967; Thornhill,1980)，從而對雌蟲產(chǎn)卵、壽命及卵孵化等具有調(diào)控作用(Eberhard,1996; Simmons,2001)。

本研究旨在探索在不同交配時長下廣聚螢葉甲產(chǎn)卵量與卵的孵化率，研究結(jié)果將為廣聚螢葉甲種群優(yōu)化繁育提供一定的理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 供試蟲源和寄主植物

廣聚螢葉甲成蟲采自湖南省臨湘市，飼養(yǎng)于湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所天敵繁殖基地內(nèi)種殖豚草的溫室大棚內(nèi)。采集豚草植株上的蛹，羽化后記錄羽化日期，雌雄分別飼養(yǎng)備用。棚內(nèi)溫度25～28 ℃，相對濕度70%～90%，自然光照。豚草于4月初播種，將種子用1%濃度的赤霉酸溶液浸泡24 h，然后撈出瀝干，加蛭石拌勻后，在苗床上均勻平整地播種，每隔1 d澆水一次，待豚草幼苗長至15～20 cm高時用于實驗。

1.2 實驗儀器和材料

解剖鏡：德國奧林巴斯(OLYMPUS)公司(型號：SZ51)；養(yǎng)蟲架(600 cm×150 cm×200 cm)：課題組自制；養(yǎng)蟲籠(40 cm×40 cm×60 cm)：課題組自制；透明塑料養(yǎng)蟲盒(9 cm×12 cm×6 cm)：購買于湖南省長沙市紅星花卉市場；透明小瓶(直徑4 cm×高6 cm)：購于長沙市各材料廠(用于水培豚草小苗)。

1.3 飼養(yǎng)和觀察條件

所有實驗處理都在實驗室內(nèi)(溫度：25～28 ℃，濕度：60%～80%)條件下進(jìn)行。

1.4 實驗方法

將初羽化成蟲標(biāo)記日期，雌雄分開飼養(yǎng)備用。選取羽化3 d、發(fā)育良好的雌雄成蟲隨機(jī)配對，觀察24 h,記錄交配情況和時長(以雌雄成蟲生殖器接合視為開始交配)，分別在交配開始1、5、15、30、60 min時，強行分開雌雄成蟲，將不同交配時長的雌蟲單獨飼養(yǎng)，以正常交配一次的雌蟲作對照，每個處理23組。將15～30 cm健壯豚草小苗插入塑料小瓶內(nèi)(瓶蓋事先打好直徑0.8 cm的小孔)，瓶內(nèi)注滿水以維持豚草苗的生長和新鮮性。將配對的一組雌雄成蟲和豚草小苗放入養(yǎng)蟲盒中飼養(yǎng)，每天上午觀察記錄一次并更換新的豚草苗，記錄葉片上的產(chǎn)卵量，然后將換出的豚草苗置于室內(nèi)適宜條件下培養(yǎng)，經(jīng)5～7 d,在解剖鏡下觀察并記錄卵塊孵化情況和數(shù)量，連續(xù)每天觀察直至成蟲死亡，記錄成蟲死亡日期。

1.5 數(shù)據(jù)處理

采用SAS 8.0軟件對數(shù)據(jù)進(jìn)行正態(tài)和方差齊性檢驗，必要時將數(shù)據(jù)進(jìn)行反正弦平方根或?qū)?shù)轉(zhuǎn)換。不同交配時長處理的數(shù)據(jù)經(jīng)單因素多重比較進(jìn)行差異顯著性分析(P≤0.05)，通過最小差異法(LSD法)比較各蟲體交配時長間平均數(shù)的差異程度。

2 結(jié)果與分析

2.1 交配時長對成蟲產(chǎn)卵量影響

不同交配時長的雌蟲的逐日產(chǎn)卵量和產(chǎn)卵總量均有較大差異，隨著交配時間增加，雌蟲的產(chǎn)卵量和產(chǎn)卵歷期均增加，正常交配一次的對照組的產(chǎn)卵水平顯著高于其他各組，單雌產(chǎn)卵為889粒；交配時間15 min以下的各組雌蟲產(chǎn)卵量明顯低于交配30 min以上的各組雌蟲(F5,132=23.40,P<0.0001)(圖1、2)。

2.2 不同交配時長對卵孵化率影響

交配時間長短對卵的孵化率影響顯著，交配時間5 min以下雌蟲所產(chǎn)的卵基本上不能孵化，而交配時間達(dá)到30 min以上的各組卵塊孵化率明顯提高，正常交配一次的對照組雌蟲的孵化水平最高(圖3)

圖1 不同交配時長的雌蟲逐日產(chǎn)卵量Fig.1 Total number of eggs laid by a O. communa female female at different mating times

圖2 不同交配時長的雌蟲產(chǎn)卵量Fig.2 Total ovipositing quantities of the O. communa female with different mating time

3 討論

本研究中，廣聚螢葉甲成蟲隨著交配時間的延長，雌蟲產(chǎn)卵量有逐步增加的趨勢，交配時間15 min以下雌蟲產(chǎn)卵水平顯著低于交配時間30 min以上的雌蟲，這與牽?；ü塂rosophilaelegansBock & Wheeler (Hirai & Kimura,1999)及四紋豆象Callosobruchusmaculatus(Fabricius)(Edvardsson & Canal,2006)的研究結(jié)果一致。

圖3 不同交配時長的雌蟲卵塊逐日孵化率Fig.3 Mean number of eggs hatching per day from females exposed to different mating times

廣聚螢葉甲交配30 min以上時，雌蟲產(chǎn)卵量及卵孵化率與對照的差異不顯著，由此推測廣其在一次交配過程中，完成傳遞雌蟲生殖所需精子量的時間大概為30 min，這與孟玲和李保平(2006)認(rèn)為成蟲完成一次正常交配所需時間為38.12 min的結(jié)果大致相同。本研究中，廣聚葉甲雄蟲需與雌蟲持續(xù)交配一段較長的時間，才能提供雌蟲正常生殖需要的精子量，而在交配過程中，雄蟲出現(xiàn)了延長交配時間的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象是為了防止精子競爭還是因為其他環(huán)境因素所致，仍待進(jìn)一步探究。