郭錦全，陳曉波，梁光紅

(1.福建農(nóng)業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，福建福州350007；2.福建農(nóng)林大學(xué)，福建福州350002)

荔枝蝽[Tessaratoma papillosa(Drury)]隸屬昆蟲綱半翅目(Hemiptera)蝽科(Pentatomidae)，是我國(guó)南方果樹主要害蟲之一，為害荔枝和龍眼等無(wú)患子科植物。主要以成蟲、若蟲刺吸寄主嫩枝、花穗、幼果的汁液，并在刺吸的植物組織處留下孔洞，在被害植物組織形成刺點(diǎn)(Shackelet al，2005)，導(dǎo)致植株壞死或落花落果(彭建立，2003)。同時(shí)，其分泌的臭液觸及植株時(shí)也可導(dǎo)致嫩葉、花蕊及幼果等部位含水量的下降，從而形成灼傷甚至枯死(Hunteret al，1989)，直接影響植物的光合作用以及系列生理代謝過(guò)程(王海波等，1988)，有的還能傳播龍眼鬼掃帚病。因此，荔枝蝽大發(fā)生時(shí)會(huì)嚴(yán)重影響荔枝產(chǎn)量甚至絕收。

刺吸電位技術(shù)(electrical penetration graph，EPG)是目前研究刺吸性害蟲取食行為和規(guī)律的先進(jìn)技術(shù)，它通過(guò)昆蟲刺控電位儀連接害蟲、活體寄主植物、土壤三者形成回路，適時(shí)記錄刺吸式口器昆蟲的口針取食動(dòng)態(tài)過(guò)程及在寄主組織中的刺探行為所引起的電信號(hào)變化特征，準(zhǔn)確監(jiān)測(cè)其取食過(guò)程和時(shí)間規(guī)律(胡想順等，2006；羅晨等，2005；王學(xué)臣等，1992)。前人已對(duì)蚜蟲、粉虱、飛虱、木虱、葉蟬、綠盲蝽等害蟲的取食行為進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)刺吸性昆蟲在取食過(guò)程中產(chǎn)生的EPG波形普遍有5～8種(荊裴等，2013；趙秋劍等，2011)，這些研究結(jié)果對(duì)于揭示刺吸性害蟲與寄主植物的相互關(guān)系起到了關(guān)鍵作用。但到目前為止，針對(duì)荔枝蝽的取食行為與規(guī)律知之甚少。本文首次利用EPG技術(shù)研究了荔枝蝽4齡若蟲在荔枝樹上的刺吸電位波形，初步闡述了不同波形的生物學(xué)意義，以期為深入研究荔枝蝽與寄主植物間的相互關(guān)系提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試?yán)ハx

在荔枝果園采集荔枝蝽成蟲和若蟲作為供試蟲源，對(duì)其進(jìn)行室內(nèi)飼養(yǎng)，溫度(28±1)℃，相對(duì)濕度60%～70%，光照周期為16∶8(L∶D)，經(jīng)過(guò)1 a的室內(nèi)養(yǎng)殖，篩選出相同日齡的健康4齡若蟲備用。

1.2 寄主品種

供試的荔枝(Litchi chinensisSonn.)包括3個(gè)品種：妃子笑(Litchi chinensisSonn.cv.Feizixiao)、白糖罌(Litchi chinensisSonn.cv.Baitangying)和糯米糍(Litchi chinensisSonn.cv.Nuomici)，2年生樹苗，苗高30～40 cm。在自然條件下，通過(guò)營(yíng)養(yǎng)缽培育于福建農(nóng)林大學(xué)林學(xué)院實(shí)驗(yàn)基地內(nèi)，以備試驗(yàn)所用。在培育樹苗期間需對(duì)其進(jìn)行適當(dāng)?shù)男藜艉凸芾?，既保留部分頂端嫩芽又要保證荔枝樹苗的試驗(yàn)高度。

1.3 刺吸電位波形連接和記錄

刺吸電位儀Giga-4 DC-EPG購(gòu)自荷蘭。測(cè)試?yán)ハx電極為銅絲，銅絲的頂端用導(dǎo)電膠連接在直徑18 μm長(zhǎng)5 cm左右的金絲上?？梢栽诮鹁€端部制作一個(gè)鉤狀結(jié)構(gòu)，使之形成一個(gè)銀膠球，可將金線端部浸入銀膠中，抽出后讓附著的銀膠在空氣中干燥1～2 min，再將金線端部浸入銀膠，如此反復(fù)至金線端部形成一個(gè)銀膠球(湯清波等，2011)。蟲體與金屬絲連接前，將荔枝蝽4齡若蟲進(jìn)行饑餓處理48 h，再置于容器中用冰塊冷凍1.5～2 min，待其停止不動(dòng)后，迅速把連接昆蟲電極的金絲銀膠球一端蘸取適量導(dǎo)電膠，粘結(jié)于荔枝蝽的前胸背板末端，待0.5～1 min后銀膠即可凝固，再把昆蟲端電極的銅釘連接到Giga放大器探頭對(duì)應(yīng)的插槽內(nèi)，恢復(fù)常溫后將連接好的荔枝蝽放于荔枝樹苗的嫩梢上，觀察其活動(dòng)與取食情況。隨后，將另一端電極(長(zhǎng)10 cm左右的銅質(zhì)棒狀金屬針)插入荔枝樹苗土壤中，并確保荔枝樹苗營(yíng)養(yǎng)缽內(nèi)的土壤正常濕度以增強(qiáng)土壤導(dǎo)電性。使用接地的法拉第籠(Jianget al，2007)(長(zhǎng)×寬×高為80 cm×60 cm×60 cm)來(lái)屏蔽噪音，確保試驗(yàn)裝置處于一個(gè)電壓比較穩(wěn)定、免除外界干擾的環(huán)境中。采用計(jì)算機(jī)及STYLET 3.7軟件(刺吸電位儀Giga-4 DC-EPG自帶)自動(dòng)采集、存儲(chǔ)并分析數(shù)據(jù)。每頭荔枝蝽只測(cè)試1次，共測(cè)試15頭4齡若蟲，每次測(cè)定6 h，重復(fù)4次。

2 結(jié)果與分析

荔枝蝽4齡若蟲在3種荔枝品種上取食的刺吸波形大致相似(圖1～圖3)。荔枝蝽在取食時(shí)先將口針插入植物細(xì)胞內(nèi)或細(xì)胞間，然后通過(guò)口針的劇烈活動(dòng)撕碎植物細(xì)胞，在破壞細(xì)胞的同時(shí)分泌唾液，將要取食的食物變成泥漿狀物質(zhì)后再進(jìn)行吸食(Labandeiraet al，1996)。

圖1 荔枝蝽在妃子笑荔枝樹上取食的EPG波形Figure 1 EPG waveform of Tessaratoma papillosa(Drury)feeding on Litchi chinensis Sonn.cv.Feizixiao

圖2 荔枝蝽在白糖罌荔枝樹上取食的EPG波形Figure 2 EPG waveform of Tessaratoma papillosa(Drury)feeding on Litchi chinensis Sonn.cv.Baitangying

圖3 荔枝蝽在糯米糍荔枝樹上取食的EPG波形Figure 3 EPG waveform of Tessaratoma papillosa(Drury)feeding on Litchi chinensis Sonn.cv.Nuomici

前人研究認(rèn)為荔枝蝽對(duì)荔枝的取食過(guò)程有5種波形：分別為NP波(非刺探波)、α波(刺探波)、β波(撕裂植物細(xì)胞波)、γ波(取食波)、δ波(取食結(jié)束波)，與蚜蟲(Aphidoidea)、葉蟬(Cicadellidae)、飛虱(Delphacidae)和盲蝽(Miridae)等主要取食植物細(xì)胞中細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核的昆蟲取食特征類似(何應(yīng)琴等，2015；苗進(jìn)等，2007；金亮等，2011；雒珺瑜等，2011；宋海燕等，2017)。荔枝蝽在荔枝樹上取食的EPG波形圖的生物學(xué)意義可解析為：NP波為非刺吸波，荔枝蝽停留在荔枝上，口針未插入植物組織，輸出電壓為0，波形圖呈一條直線；α波為刺探波，此時(shí)荔枝蝽口針開始插入寄主，此時(shí)輸出電壓發(fā)生較大的波動(dòng)，但時(shí)間持續(xù)不長(zhǎng)，接著出現(xiàn)電勢(shì)波動(dòng)較小的波，該波形圖跟假眼小綠葉蟬(Empoasca vitisG?the)在茶樹上的A波較一致；撕裂植物細(xì)胞波β波緊隨α波，荔枝蝽在撕裂植物細(xì)胞時(shí)，波形圖波動(dòng)起伏較大，而后波形圖起伏趨緩，該波形圖與褐色橘蚜[Toxoptera citricida(Kirkaldy)]、棉蚜(Aphis gossypiiGlover)和繡線橘蚜(Aphis citricolaVander Goot)在椪柑(Citrus reticulataBlanco‘Ponkan’)上的取食行為B波一致；γ波為取食波，緊隨β波，γ波有出現(xiàn)2個(gè)亞波γ1和γ2，輸出電壓相對(duì)比較穩(wěn)定，特別是γ2波，其波形圖比較有規(guī)律，且持續(xù)的時(shí)間比較長(zhǎng)，該波形圖跟綠盲蝽[Apolygus lucorum(Meyer-dür.)]的S1波極其一致；γ波過(guò)后是不規(guī)則的δ波，即取食結(jié)束波，其持續(xù)時(shí)間很短，該波形圖跟綠盲蝽的E波較一致，此時(shí)輸出電壓降低，表明荔枝蝽取食活動(dòng)結(jié)束。

3 討論與結(jié)論

生物體內(nèi)信息的傳遞可以通過(guò)細(xì)胞組織進(jìn)行傳感，這為人類研究昆蟲為害植物寄主機(jī)理提供了一個(gè)重要的途徑。刺吸式口器昆蟲在植物上所造成的危害比較多，但其口器在寄主表皮和內(nèi)部的作用關(guān)系較為復(fù)雜，取食過(guò)程和持續(xù)時(shí)間也不清楚，阻礙了人們對(duì)于刺吸式口器類昆蟲的取食過(guò)程和機(jī)制的理解，目前已發(fā)展成為昆蟲學(xué)研究的熱點(diǎn)之一。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，EPG技術(shù)已經(jīng)成為研究刺吸式口器昆蟲對(duì)寄主植物的取食選擇性、取食部位蟲傳病毒的機(jī)制和作物的抗蟲機(jī)制等的重要手段(Maucket al，2010)。

本研究首次發(fā)現(xiàn)荔枝蝽4齡若蟲在荔枝上取食過(guò)程共具有5種波形：分別為NP波(非刺探波)、α波(刺探波)、β波(撕裂植物細(xì)胞波)、γ波(取食波)、δ波(取食結(jié)束波)，且取食不同品種荔枝的波形圖沒(méi)有明顯差別，表明該齡荔枝蝽對(duì)不同品種荔枝沒(méi)有明顯取食選擇性，對(duì)揭示荔枝蝽及其寄主荔枝之間的互作關(guān)系具有一定的意義。

但是，本研究利用EPG僅測(cè)定了4齡若蟲的取食過(guò)程和行為，還不能完全詳細(xì)的闡明不同蟲態(tài)的取食規(guī)律以及每一個(gè)刺吸波的生物學(xué)意義，未來(lái)還需要借助其它技術(shù)(同位素示蹤、電子顯微鏡等)進(jìn)一步研究荔枝蝽取食節(jié)律，探討荔枝蝽取食現(xiàn)象與植株被害程度的關(guān)系等。