寧素芳 周金成 張柱亭 董前進(jìn) 白雪萍 張禮生 董輝

摘要 ：遷飛性重大農(nóng)業(yè)入侵害蟲草地貪夜蛾 Spodoptera frugiperda （J. E. Smith）于 2019 年入侵貴州省黔東南地區(qū)。深入研究害蟲的天敵發(fā)生情況有利于發(fā)掘和利用天敵資源開展生物防治工作。本文將貴州省黔東南地區(qū)采集的被寄生卵塊和幼蟲置于實(shí)驗(yàn)室條件下飼育，利用 DNA 條形碼技術(shù)鑒定羽化出的天敵昆蟲。共鑒定出5種寄生性天敵昆蟲，其中卵寄生蜂為夜蛾黑卵蜂 Telenomus remus，幼蟲寄生蜂為菜粉蝶盤絨繭蜂 Cotesia glomerata和半閉彎尾姬蜂 Diadegma semiclausum，幼蟲寄生蠅為厲寄蠅屬寄生蠅Lydella sp.和日本追寄蠅 Exorista japonica。另外，還發(fā)現(xiàn)了兩種寄生于菜粉蝶盤絨繭蜂的重寄生蜂，分別為彎溝嚙小蜂屬寄生蜂Baryscapus sp.和吉氏金小蜂 Nasonia giraulti。本文的發(fā)現(xiàn)為篩選防治草地貪夜蛾的優(yōu)勢(shì)天敵奠定了基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞 ：入侵害蟲;?草地貪夜蛾;?寄生性天敵昆蟲;?生物防治

中圖分類號(hào)：

S 435.132

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：?A

DOI：?10.16688/j.zwbh.2019454

Five parasitic natural enemies of Spodoptera frugiperda and two hyperparasitoids

of Cotesia glomerata were found in southeast of Guizhou province

NING Sufang1，?ZHOU Jincheng1，?ZHANG Zhuting2，?DONG Qianjin1，?BAI Xueping1，?ZHANG Lisheng3，?DONG Hui1

（1. College of Plant Protection， Shenyang Agricultural University， Shenyang?110866， China; 2. Kaili University， Kaili

556011， China; 3. Institute of Plant Protection， Chinese Academy of Agricultural Sciences， Beijing?100193， China）

Abstract

A major migratory agricultural invasive pest， the Spodoptera frugiperda （J. E. Smith）， has invaded in the southeast Guizhou province in 2019. The study on natural enemies of pests is of great significance for their exploitation and application in biological control. In this paper， parasitized eggs and larvae collected from southeast Guizhou province were reared under laboratory conditions. The species of natural enemies were identified using DNA barcoding technique after their emergence. Five species of parasitic natural enemies have been identified， including egg parasitoid Telenomus remus， larval parasitoids Cotesia glomerata and Diadegma semiclausum， pupa tachinid flies Lydella sp. and Exorista japonica. In addition， two hyperparasitoids （Baryscapus sp. and Nasonia giraulti） of the Cotesia glomerata were also identified. The findings of this paper provide foundation for the screen and application of predominant natural enemies of S.frugiperda.

Key words

invasive pest;?Spodoptera frugiperda;?parasitic natural enemies;?biological control

草地貪夜蛾 Spodoptera frugiperda （J. E. Smith）屬鱗翅目夜蛾科，是聯(lián)合國糧農(nóng)組織全球預(yù)警的跨國遷飛性農(nóng)業(yè)重大入侵害蟲。該蟲起源于熱帶和亞熱帶地區(qū)的北美洲、中美洲和南美洲[1]，具有很強(qiáng)的遷徙能力。草地貪夜蛾雖不能在零度以下的環(huán)境越冬，但可于每年氣溫轉(zhuǎn)暖時(shí)遷徙至美國東部與加拿大南部各地，美國歷史上曾發(fā)生過數(shù)起草地貪夜蛾蟲災(zāi)。草地貪夜蛾是一種多食性害蟲，其幼蟲可為害多種禾本科作物，如高粱、水稻、甘蔗和玉米等，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失[23]。該蟲的繁殖能力強(qiáng)，一年可繁衍數(shù)代，一頭雌蛾一生可產(chǎn)卵 1 500粒。2019 年 1 月草地貪夜蛾被發(fā)現(xiàn)入侵我國云南省[4]，隨后迅速蔓延[5]，目前已在 20 多個(gè)?。ㄗ灾螀^(qū)）發(fā)現(xiàn)其蹤跡，受害面積超過1.8萬 hm2，自南向北快速擴(kuò)散[4，6]，并有繼續(xù)擴(kuò)散至北方玉米主產(chǎn)區(qū)的可能，對(duì)我國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)造成重大威脅[7]。

由于草地貪夜蛾發(fā)生快、為害重，亟需研究對(duì)其有效的控害方法。我國對(duì)草地貪夜蛾的防治采用化學(xué)防治和生物防治有機(jī)結(jié)合的策略。目前化學(xué)防治是主要防治策略，但從可持續(xù)發(fā)展的害蟲綜合治理（IPM）角度出發(fā)，生物防治不僅能有效控制害蟲的發(fā)生及為害，還具有減少化學(xué)農(nóng)藥使用、保護(hù)農(nóng)田生態(tài)環(huán)境、提升農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量的優(yōu)點(diǎn)[8]。同時(shí)，根據(jù)全球范圍內(nèi)草地貪夜蛾的治理經(jīng)驗(yàn)，生物防治是對(duì)草地夜蛾有效的控制手段之一，因此我國草地貪夜蛾生物防治策略的研究尤為緊迫[2]。國外關(guān)于草地貪夜蛾的生物防治研究主要集中在寄生性天敵方面，且國內(nèi)外均較為關(guān)注天敵的保護(hù)利用和釋放[9]。鑒于草地貪夜蛾入侵對(duì)我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的嚴(yán)重威脅，應(yīng)加速對(duì)我國草地貪夜蛾寄生性天敵種類的發(fā)掘與防治潛能的評(píng)估，為今后開展草地貪夜蛾“以蟲治蟲”的生物防治提供基礎(chǔ)資源。

本文以貴州省黔東南地區(qū)所采集的草地貪夜蛾寄生性天敵資源樣品作為供試材料，利用DNA條形碼技術(shù)鑒定天敵昆蟲種類，為進(jìn)一步明確天敵昆蟲信息及更好地利用寄生性天敵開展草地貪夜蛾生物防治提供基礎(chǔ)資源，同時(shí)也為篩選草地貪夜蛾優(yōu)勢(shì)天敵及其大規(guī)模繁育奠定了基礎(chǔ)。

1?材料與方法

1.1?野外調(diào)查與試蟲采集

于 2019 年 5-7 月在貴州省黔東南州凱里市丹寨縣附近的玉米田開展草地貪夜蛾調(diào)查，將田間采集的草地貪夜蛾卵、幼蟲帶回實(shí)驗(yàn)室，在人工氣候箱（26℃±1℃、RH 75%～80%，光周期 L∥D=16 h∥8 h）內(nèi)飼養(yǎng)，收集草地貪夜蛾卵及幼蟲體內(nèi)寄生的天敵昆蟲，共發(fā)現(xiàn)天敵昆蟲45頭，其中成蟲30頭，幼蟲 2頭，蛹 13頭，以 95%乙醇浸泡保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2?分子鑒定

將單頭蟲體置于1.5 mL離心管內(nèi)，加入100 μL Chelex?100（5%）研磨，加入4 μL蛋白酶K （20 mg/mL），于 55℃水浴 1 h后 99℃水浴 10 min，15 000 r/min離心10 min，取上清于4℃儲(chǔ)存[10]。分別對(duì)CO I 和 ITS2 基因片段進(jìn)行擴(kuò)增[8]，引物序列見表1。PCR反應(yīng)體系：模板DNA 1.0 μL，上、下游引物 （10 μmol/L）各1.0 μL，2×Es Taq Master Mix 12.5 μL，無菌超純水補(bǔ)足至 25.0 μL。反應(yīng)程序： 94℃ 5 min;94℃ 30 s，45℃ 1 min，65℃ 3 min，共 35 個(gè)循環(huán); 72℃ 延伸 5 min。PCR產(chǎn)物經(jīng) 1%瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè)后，由上海英濰捷基貿(mào)易有限公司純化進(jìn)行雙向測(cè)序。用 DNAStar 7.0 對(duì)測(cè)序序列進(jìn)行拼接，于NCBI GenBank 中對(duì)測(cè)序獲取的序列進(jìn)行 BLAST 比對(duì)，檢測(cè)其與數(shù)據(jù)庫中已有物種對(duì)應(yīng)序列的同源性，得到與所測(cè)基因具有同源性的多個(gè)片段的相應(yīng)序列，根據(jù)序列一致性確定對(duì)應(yīng)物種種名或?qū)倜?/p>

2?結(jié)果與分析

用CO I序列共鑒定出3種寄生性天敵昆蟲，分別為夜蛾黑卵蜂 Telenomus remus，菜粉蝶盤絨繭蜂 Cotesia glomerata和日本追寄蠅 Exorista japonica。用ITS2序列鑒定出2種寄生性天敵昆蟲（半閉彎尾姬蜂 Diadegma semiclausum和厲寄蠅屬寄生蠅Lydella sp.），以及2種寄生于菜粉蝶盤絨繭蜂蛹的重寄生蜂彎溝嚙小蜂屬寄生蜂Baryscapus sp.和吉氏金小蜂 Nasonia giraulti。其中卵寄生蜂1種，幼蟲寄生蜂2種和蛹寄生蠅2種，結(jié)果如下。

2.1?卵寄生性天敵

2.1.1?夜蛾黑卵蜂 Telenomus remus

夜蛾黑卵蜂屬膜翅目，緣腹細(xì)蜂科，是鱗翅目夜蛾科害蟲卵期重要寄生性天敵。體黑色，體長 0.5～0.6 mm，觸角念珠狀（圖1c）。本實(shí)驗(yàn)室已發(fā)現(xiàn)夜蛾黑卵蜂對(duì)草地貪夜蛾卵和斜紋夜蛾卵的卵粒寄生率均可達(dá)到 95%以上[11]，夜蛾黑卵蜂是草地貪夜蛾潛在的高效生防作用物（圖1a），斜紋夜蛾卵可以作為替代寄主用于繁育夜蛾黑卵蜂（圖1b）。

2.2?幼蟲寄生性天敵

2.2.1?菜粉蝶盤絨繭蜂 Cotesia glomerata

菜粉蝶盤絨繭蜂屬膜翅目，繭蜂科，體長一般 2～3 mm，觸角線狀，翅脈簡(jiǎn)單（圖2）。草地貪夜蛾高齡幼蟲是其主要的致死蟲態(tài)，雌蜂將卵產(chǎn)在草地貪夜蛾幼蟲體內(nèi)，幼蟲成熟后在寄主體外或附近結(jié)繭化蛹。菜粉蝶盤絨繭蜂是優(yōu)良的內(nèi)寄生蜂，在生物防治上具有廣闊的應(yīng)用前景。

2.2.2?半閉彎尾姬蜂 Diadegma semiclausum

半閉彎尾姬蜂和菜蛾盤絨繭蜂同屬膜翅目Hymenoptera，姬蜂總科Ichneumonidea，均是十字花科蔬菜主要害蟲小菜蛾P(guān)lutella xylostella幼蟲的寄生性優(yōu)勢(shì)種天敵。本文發(fā)現(xiàn)其對(duì)草地貪夜蛾的致死蟲態(tài)主要為3～4 齡幼蟲，半閉彎尾姬蜂外部形態(tài)如圖3。

2.2.3?寄生蠅

兩種寄蠅分別為厲寄蠅屬寄生蠅Lydella sp.和日本追寄蠅Exorista japonica。日本追寄蠅屬雙翅目Diptera寄蠅科Tachinidae，是大卵型寄生蠅，雌蠅將尚未完成胚胎發(fā)育的卵產(chǎn)于寄主體表，幼蟲孵化后便鉆入寄主幼蟲體內(nèi)，最后在寄主蛹期階段鉆出寄主，在已死亡的寄主蛹體旁化蛹。

2.3?菜粉蝶盤絨繭蜂蛹的重寄生蜂

2.3.1?彎溝嚙小蜂屬寄生蜂Baryscapus sp.

從菜粉蝶盤絨繭蜂蛹中羽化出的重寄生蜂屬于彎溝嚙小蜂屬，該屬寄生蜂只有 1～2 mm長，金綠色（圖4）。彎溝嚙小蜂屬隸屬于膜翅目Hymenoptera姬小蜂科Eulophidae。姬小蜂科現(xiàn)存分類學(xué)問題比較多，新屬也在不斷被發(fā)現(xiàn)。

2.3.2?吉氏金小蜂 Nasonia giraulti

從菜粉蝶盤絨繭蜂蛹中羽化出的另一種重寄生蜂為吉氏金小蜂。吉氏金小蜂屬膜翅目Hymenoptera金小蜂科Pteromalidae，其外部形態(tài)如圖5。

3?討論

本研究通過形態(tài)學(xué)結(jié)合DNA條形碼技術(shù)，在貴州省黔東南地區(qū)共發(fā)現(xiàn)草地貪夜蛾的 5 種寄生性天敵昆蟲，其中卵寄生蜂 1 種（夜蛾黑卵蜂 T.remus），幼蟲寄生蜂 2 種（菜粉蝶盤絨繭蜂 C.glomerata和半閉彎尾姬蜂 D.semiclausum）和卵寄生蠅 2 種（厲寄蠅屬寄生蠅 Lydella sp.和日本追寄蠅E.japonica）。另外，還發(fā)現(xiàn)了兩種寄生于菜粉蝶盤絨繭蜂蛹的重寄生蜂，分別為彎溝嚙小蜂屬寄生蜂 Baryscapus sp.和吉氏金小蜂 N.giraulti。

自發(fā)現(xiàn)草地貪夜蛾入侵以來，我國科學(xué)家在天敵昆蟲等方面做了一些工作，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所發(fā)現(xiàn)益蝽和蠋蝽均可捕食草地貪夜蛾幼蟲，益蝽和蠋蝽的成蟲會(huì)利用口針?biāo)蔽莸刎澮苟牦w液，最終草地貪夜蛾因體液?jiǎn)适Щ蛘唧w內(nèi)器官損壞而死亡[12]。徐慶宣等發(fā)現(xiàn)大草蛉Chrysopa pallens能夠有效控制草地貪夜蛾卵和低齡幼蟲[13]。趙英杰等發(fā)現(xiàn)異色瓢蟲 Harmonia axyridis 成蟲對(duì)草地貪夜蛾幼蟲具有捕食作用[14]。除以上捕食性天敵外，國內(nèi)利用寄生性天敵開展草地貪夜蛾生物防治的事例也日益增多。在粵港兩地田間發(fā)現(xiàn)夜蛾黑卵蜂和螟黃赤眼蜂 Trichogramma chilonis 均可寄生草地貪夜蛾的卵，兩種卵寄生蜂有可能存在共寄生現(xiàn)象[8]。陳壯美等發(fā)現(xiàn)斯氏側(cè)溝繭蜂可有效寄生草地貪夜蛾幼蟲，并抑制草地貪夜蛾幼蟲的生長，從而達(dá)到生物防治的目的[16]。

生物防治是害蟲綠色防控手段中重要的措施之一，而天敵昆蟲對(duì)害蟲的種群發(fā)生具有重要的調(diào)節(jié)和自然控制作用。在世界范圍內(nèi)，草地貪夜蛾的天敵昆蟲種類繁多。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，寄生于草地貪夜蛾的寄生蜂至少有10科121種，由于草地貪夜蛾原產(chǎn)于美洲，絕大多數(shù)的天敵種類都僅分布于美洲地區(qū)，目前在我國已記載有分布的草地貪夜蛾寄生蜂種類有16種;草地貪夜蛾寄生蠅的種類也十分豐富，全世界大概有4科 66 種;草地貪夜蛾的捕食性昆蟲主要集中在鞘翅目、革翅目和半翅目[16]。發(fā)掘入侵中國的草地貪夜蛾的天敵昆蟲，可為今后草地貪夜蛾天敵應(yīng)用提供基礎(chǔ)資源，同時(shí)也為篩選草地貪夜蛾優(yōu)勢(shì)天敵及其大規(guī)模繁育奠定基礎(chǔ)。

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（責(zé)任編輯：楊明麗）