沈順章，牛黎明，符悅冠，陳俊諭，朱俊洪，張方平*

(1.中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)環(huán)境與植物保護(hù)研究所，?？?571101；2. 海南大學(xué)熱帶農(nóng)林學(xué)院, ?？?570228；3. 農(nóng)業(yè)農(nóng)村部熱帶作物有害生物綜合治理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，海口 571101；4. 海南省熱帶作物病蟲(chóng)害生物防治工程技術(shù)研究中心，?？?571101)

交配是兩性生殖的昆蟲(chóng)繁衍后代最重要、最基本的環(huán)節(jié)(Miyatake，1997)。交配行為的本質(zhì)就是刺激雌蟲(chóng)產(chǎn)卵(Opp，1986)，而產(chǎn)卵行為是昆蟲(chóng)繁殖后代、維持種群數(shù)量的重要環(huán)節(jié)(楊小凡，2017)。交配對(duì)于雌、雄個(gè)體來(lái)說(shuō)，既有益處又有害處。有益方面包括雄性個(gè)體可以增加其基因的傳播機(jī)會(huì)，留下更多的后代，提高雄性的遺傳適合度(張延華，2006)，雌性個(gè)體在交配過(guò)程中可以得到雄蟲(chóng)的精液或者精囊中的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，而這些營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)有利于雌蟲(chóng)的生長(zhǎng)發(fā)育(李曉維，2014)，提高雌蟲(chóng)的生殖能力(Tregenza，1988)。如只交配1次的果蠅Drosophilamojavensis，其產(chǎn)卵高峰期只能維持4 d，而多次交配的果蠅產(chǎn)卵高峰期可以持續(xù)14 d (Thornhill，1983 )；黃粉甲蟲(chóng)Tenebriomolitor雌蟲(chóng)在1 d內(nèi)交配4次和只交配1次相比較，其繁殖率可提高1.8倍(Worden，2001)。不利方面表現(xiàn)為：昆蟲(chóng)在交配過(guò)程中會(huì)耗費(fèi)大量時(shí)間和能量(Thornhill，1983)；雌雄個(gè)體要保持一定的姿勢(shì)不動(dòng)，增加被捕食的風(fēng)險(xiǎn)；雄性在交配競(jìng)爭(zhēng)過(guò)程中難免會(huì)對(duì)雌雄個(gè)體造成機(jī)械損傷(李曉維，2014)；在交配過(guò)程中雌性的生殖器會(huì)暴露在空氣中增加寄生蟲(chóng)和疾病的傳染率(Hurst，1995；Thrall，1997；Hockham，2004；Knell，2004)；此外，一些研究表明雄性的精液產(chǎn)物會(huì)引起雌性多種生活史的改變(Baer，2001；Blanckenhorn，2002)，從而縮短壽命。

日本食蚧蚜小蜂CoccophagusjaponicusCompere是蠟蚧科昆蟲(chóng)的重要寄生蜂(徐志宏，2004)。近年，本研究團(tuán)隊(duì)調(diào)查發(fā)現(xiàn)橡副珠蠟蚧ParasaissetianigraNietner是該蜂的寄主之一，為其優(yōu)勢(shì)寄生性天敵,并開(kāi)展了相關(guān)的生物、生態(tài)學(xué)觀察，研究摸清了日本食蚧蚜小蜂的寄生行為特性(李賢，2019)，明確了該蜂的寄主齡期是橡副珠蠟蚧3齡若蟲(chóng)及初期成蟲(chóng)(吳曉霜，2019)，闡明了24～27℃、光周期12 L ∶12 D、0～8日齡的雄蜂等條件是該蜂交配的適合條件。本文僅針對(duì)日本食蚧蚜小蜂的交配行為、雄蜂交配能力、雌蜂生殖系統(tǒng)等進(jìn)行觀察，以期明確其交配行為、雄蜂交配能力及雌蜂生殖系統(tǒng)構(gòu)成，為該蜂的擴(kuò)繁利用技術(shù)研發(fā)提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 供試?yán)ハx(chóng)

日本食蚧蚜小蜂：采于海南省儋州市中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)境與植物保護(hù)究所的實(shí)驗(yàn)基地，收集日本食蚧蚜小蜂褐蛹，待羽化后用橡膠上的橡副珠蠟蚧繁殖，形成數(shù)量較大的實(shí)驗(yàn)種群，然后將蜂轉(zhuǎn)接到南瓜飼養(yǎng)的橡副珠蠟蚧上，形成以南瓜為植物寄主的種群以供試驗(yàn)所需。

橡副珠蠟蚧：采于云南省熱帶作物研究所試驗(yàn)場(chǎng)六隊(duì)橡膠樹(shù)上，在中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)境與植物保護(hù)研究所內(nèi)的養(yǎng)蟲(chóng)室(25℃～27℃、RH 70%～90%)里，用南瓜繁殖至成蟲(chóng)備用。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1日本食蚧蚜小峰的交配行為

將日本食蚧蚜小蜂的褐蛹單頭裝入指形管(高7.5 cm，直徑1.3 cm)內(nèi)，待其羽化，然后按1♀ ∶1♂的比例(總共2頭)置于指形管中。觀察并記錄寄生蜂交配行為，并對(duì)交配的各階段進(jìn)行拍照。每對(duì)觀察10 min，若沒(méi)有交配行為發(fā)生則更換雄蜂繼續(xù)觀察，若再過(guò)10 min還是沒(méi)有發(fā)生交配則更換雌蜂。共觀察53對(duì)，其中有效交配30對(duì)。

1.2.2雄蜂的交配能力

參考侯茜(2015)的試驗(yàn)方法，將當(dāng)天羽化的1對(duì)雌、雄蜂置于指形管中進(jìn)行配交配能力試驗(yàn)。每對(duì)觀察30 min，若雌、雄蜂均無(wú)任何反應(yīng)，則更換新的未交配過(guò)的雌蜂；次日重復(fù)進(jìn)行前一天的試驗(yàn)步驟，直到雄蜂死亡(所使用的雌蜂均是當(dāng)天羽化且未交配過(guò)的)。每頭雄蜂每天給予30頭雌蜂，雄蜂總數(shù)為10頭。試驗(yàn)重復(fù)3次。

1.2.3雌成蟲(chóng)卵巢生殖系統(tǒng)

將日本食蚧蚜小蜂雌蜂置于70%酒精內(nèi)2 min，在載玻片上滴1滴清水，將寄生蜂放置清水邊緣。在體視鏡(OLYMPUS-SZ61)下，左手用解剖針按住寄生蜂胸部與腹部交界處，右手用解剖針按住腹末的外生殖器將雌蜂腹部卵巢輕輕往側(cè)邊拖動(dòng)，待腹板斷裂時(shí)，同時(shí)用2根解剖針切斷腹部與胸部的連接處，小心剝離外生殖器、腹板、消化系統(tǒng)等，留下內(nèi)生殖系統(tǒng)，然后將帶有完整生殖系統(tǒng)的載玻片置于超景深三維顯微鏡(KEYENG VHX-500)下觀察、拍照。

2 結(jié)果與分析

2.1 日本食蚧蚜小峰的交配行為

觀察發(fā)現(xiàn)日本食蚧蚜小蜂的雌蜂和雄蜂均能進(jìn)行多次交配，其交配過(guò)程分為交配前、交配和交配后3個(gè)步驟：

交配前行為(圖1 A)：當(dāng)雄蜂遇到雌蜂后，若雌蜂有意愿與雄蜂進(jìn)行交配，則雌蜂會(huì)保持不動(dòng)，然后雄蜂逆時(shí)針或順時(shí)針繞著雌蜂爬行；最后爬到雌蜂的腹部并準(zhǔn)備進(jìn)行外生殖器的對(duì)接，交配前行為平均花費(fèi)時(shí)間為3.25±4.99 s。

交配行為(圖1 B)：雌、雄蜂完成外生殖器對(duì)接后，雄峰以后足為支撐，前足抱住雌蜂的腹部，中足不停地敲打雌蜂的腹部；交配時(shí)雄峰的翅膀張開(kāi)與自身垂直并保持不動(dòng)，雄蜂的觸角與頭胸部成一條直線并保持靜止。交配過(guò)程中雌蜂則始終保持靜止。交配持續(xù)時(shí)間為20.61±11.78 s。

交配后行為(圖1 C)：雄峰以后足為支撐，把前足放在雌蜂的翅膀上，中足懸空；此階段雄蜂會(huì)有節(jié)奏擺動(dòng)翅膀；每次擺動(dòng)翅膀時(shí)，觸角也會(huì)隨之?dāng)[動(dòng)1次。雌蜂在此時(shí)保持不動(dòng)。然后，雄蜂自動(dòng)離開(kāi)或雌蜂用后足將雄蜂的前足從雌蜂的翅膀上踢開(kāi)；雌蜂有時(shí)會(huì)在原地停留小段時(shí)間，有時(shí)雌蜂交配完會(huì)馬上飛走，交配后行為持續(xù)時(shí)間為52.3±30.9 s。

圖1 日本食蚧蚜小蜂的交配行為Fig.1 Mating behavior of Coccophagus japonicus注：A，交配前；B，交配行為；C，交配后行為。Note: A, pre-mating behavior ; B, mating behavior; C, post-mating behavior.

2.2 雄蜂交配能力

雄蜂的交配次數(shù)隨雄蜂日齡的增加而減少，雄蜂死亡前3 d均無(wú)交配活動(dòng)。1日齡雄蜂的平均交配次數(shù)最多，為6.3次/ d。雄蜂一生平均可交配36.9±16.8次，個(gè)別雄蜂多達(dá)105次(圖2)。

圖2 雄蜂不同日齡的平均交配次數(shù)Fig.2 Average mating times(Mean±SE)of male Coccophagus japonicus at different age

2.3 日本食蚧蚜小蜂雌蜂生殖系統(tǒng)

日本食蚧蚜小蜂雌蜂的生殖系統(tǒng)位于腹部(圖3)。整個(gè)內(nèi)生殖系統(tǒng)呈乳白半透明，卵巢絲端具有較長(zhǎng)的透明懸?guī)?。生殖系統(tǒng)由1對(duì)卵巢、1對(duì)側(cè)輸卵管(基部膨大為輸卵管萼)、1條中輸卵管、1個(gè)受精囊、毒囊及毒腺和外生殖器等組成。外生殖器又包括產(chǎn)卵針、產(chǎn)卵瓣、產(chǎn)卵瓣鞘等。

圖3 日本食蚧蚜小蜂雌蜂生殖系統(tǒng)(80×)Fig.3 The female reproductive system of Coccophagus japonicus (80×)注：A，卵巢；B，側(cè)輸卵管；C，中輸卵管；D，受精囊；E，外生殖器；F，毒囊；G，毒腺。Note: A, ovaries; B, lateral oviducts; C, median oviducts; D, spermatheca; E, external genitalia; F, venom reservoir; G, venom gland.

對(duì)900頭雌蜂進(jìn)行解剖，觀察發(fā)現(xiàn)日本食蚧蚜小蜂的卵巢管數(shù)量存在變異。95.78%的雌蜂卵巢由6條(3+3)卵巢管組成；2.78%的雌蜂卵巢是由5條(3+2)卵巢管組成；1.22%的雌蜂卵巢是由7條(3+4)卵巢管組成；0.22%的雌蜂卵巢是由4條卵巢管組成，這部份又分為2+2和1+3兩種類型，2種類型所占的比例均為0.11%。還有極個(gè)別的雌蜂個(gè)體僅有1個(gè)卵巢，由3條卵巢管組成。

3 結(jié)論與討論

3.1 交配行為和雄蜂的交配能力

在昆蟲(chóng)交配過(guò)程中雄性昆蟲(chóng)通常為主動(dòng)方，例如茶細(xì)蛾雕絨繭蜂ApantelestheivoraeMinamikawa(侯茜, 2015)、班氏跳小蜂AehasiusbambawaleiHayat(高原，2014)、蠅蛹金小蜂PachycrepoideusvindemmiaeRondani(孫芳，2013)、褐帶卷蛾繭蜂BraconadoxophyesiMinamikawa(羅旭初，2017)等寄生蜂的雄蜂在交配過(guò)程均起著主動(dòng)作用。本研究中，日本食蚧蚜小蜂雄蜂在交配過(guò)程中也表現(xiàn)出主動(dòng)尋找雌蜂、求偶、擁抱、交尾等行為，雄蜂的這種主動(dòng)可能是接收到了雌蟲(chóng)發(fā)出的性信息素、聽(tīng)覺(jué)或視覺(jué)等方面信號(hào)導(dǎo)致(Fonseca，2013)。寄生蜂的交配次數(shù)因種類及性別不同而存在差異。據(jù)報(bào)道，錘角細(xì)蜂Trichopriadrosophilae雌蟲(chóng)一生只能交配1次，雄蜂一生可交配16.54次，最多達(dá)到19次(劉冰，2017)；日本恩蚜小蜂EncarsiajaponicaViggiani雄蜂一生最多交配6次(謝金莉，2015)；茶細(xì)蛾雕絨繭蜂單頭雄蜂最高交配次數(shù)為6次、而雌蜂僅為4次(侯茜, 2015)。本研究中，日本食蚧蚜小蜂的雌雄蜂都存在多次交配的習(xí)性，但雌蜂的交配次數(shù)明顯少于雄蜂；雄蜂交配能力隨雄蜂日齡的增加而逐漸減弱，雄蜂一生能交配36.94次，最多能交配105次，其交配能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)強(qiáng)于其他寄生蜂，這可能是該蜂對(duì)其種群偏雌性的一種適應(yīng)性。

3.2 日本食蚧蚜小蜂雌蜂的生殖系統(tǒng)

解剖觀察發(fā)現(xiàn)，日本食蚧蚜小蜂雌蜂的生殖系統(tǒng)位于腹部。整個(gè)內(nèi)生殖系統(tǒng)呈乳白半透明，絲端具有較長(zhǎng)的透明懸?guī)АＨ毡臼瞅谎列》涞纳诚到y(tǒng)與大多數(shù)蚜小蜂屬寄生蜂相似，由1對(duì)卵巢、1對(duì)側(cè)輸卵管、中輸卵管、受精囊(為亮黃色球型)、毒囊及毒腺和外生殖器等組成。日本食蚧蚜小蜂側(cè)輸卵管最基部膨大，稱之為輸卵管萼(Grosch，1977)。

不同種類昆蟲(chóng)間的卵巢管數(shù)量及構(gòu)成差異很大，如蚜繭蜂屬Aphidius僅有1對(duì)卵巢管,而優(yōu)姬蜂屬Euceros的卵巢管則多達(dá)200對(duì)以上，其中，以鉤腹姬蜂Trigonalyid卵巢管數(shù)最多，可達(dá)700對(duì)(Iwata，1960a；1960b)。在卵巢管數(shù)量較少的昆蟲(chóng)種類中，個(gè)體間的差異也較小；而在卵巢管數(shù)目較多的昆蟲(chóng)種類，個(gè)體間的差異則較大，甚至同一個(gè)體間的左右卵巢的卵巢管數(shù)目也會(huì)不同(Iwat，1960a；1960b)。本研究中，日本食蚧蚜小蜂不同個(gè)體間的卵巢構(gòu)成及卵巢管數(shù)量存在較大差異，絕大部分雌蜂卵巢由6條卵巢管(3+3)組成，但也有少量的為7條(3+4)、5條(3+2)、4條(2+2、1+3)條、3條(僅有1個(gè)卵巢)等多種形式。呂慧平(2002)對(duì)480頭蝶蛹金小蜂的解剖后也發(fā)現(xiàn)，絕大多數(shù)(96.9%)的蝶蛹金小蜂的左右卵巢也均由3條卵巢管組成，另外，3.1%的雌蜂的左右卵巢則由數(shù)目不同的卵巢管構(gòu)成。造成卵巢管數(shù)目變異的原因較多，如柔繭蜂Habrobraconjuglandis的4齡幼蟲(chóng)在低溫處理后，卵巢管數(shù)目可以由正常的2對(duì)(每個(gè)卵巢2條)增加到5～11對(duì)不等(Grosch ，1977)。因此，日本食蚧蚜小蜂不同個(gè)體的卵巢管數(shù)量存在差異具體是由環(huán)境因素造成還是內(nèi)在因素造成還是由兩者共同作用下造成的，則有待下一步研究。