趙興旺，劉成琴，任錫躍，白從延，王建軍

(云南農(nóng)業(yè)大學(xué) 農(nóng)學(xué)與生物技術(shù)學(xué)院，云南 昆明 650201)

通關(guān)藤[Marsdenia tenacissima(Roxb) Wight et Arn.]為蘿藦科牛奶菜屬植物，以藤莖入藥，藥材名為通關(guān)藤，具有清熱解毒、保肝利尿、散結(jié)止痛等功效[1]，是一種重要的抗癌藥物的原料藥材，具有很高的藥用價(jià)值。通關(guān)藤?gòu)V泛用于治療各種臨床癌癥[2]，以通關(guān)藤為主原料的消癌平注射液對(duì)消化道癌[3-5]、肝癌[6-7]、肺癌[8-9]和腸癌[10]等均有顯著效果。通關(guān)藤在中國(guó)主要分布于云南南部、廣西西部、貴州西南部及四川南部等地，根據(jù)資源集中程度和多寡可依次分為滇東南桂西片區(qū)、滇西南片區(qū)和黔西南片區(qū)等三大片區(qū)[11]。

近年研究結(jié)果表明：通關(guān)藤具有“花多果少”的特點(diǎn)，其繁殖方式較為特殊。另外，由于對(duì)通關(guān)藤的過(guò)度采挖，造成生境日益破壞，再加上自身繁育機(jī)制的影響，通關(guān)藤野生資源急劇減少，瀕臨滅絕。目前，有關(guān)通關(guān)藤的研究多集中在化學(xué)成分分析與測(cè)定、藥理作用[12-14]以及分子生物學(xué)和資源的差異化鑒別[15-17]等方面，而對(duì)通關(guān)藤訪花昆蟲(chóng)種類及其行為方面的研究較為少見(jiàn)。

本研究于2017—2018 年連續(xù)2 年對(duì)通關(guān)藤訪花昆蟲(chóng)的種類及其習(xí)性進(jìn)行調(diào)查，從訪花昆蟲(chóng)及其行為方面對(duì)通關(guān)藤“花多果少”的原因進(jìn)行研究，以期為通關(guān)藤的繁育及規(guī)范化種植提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試材料

本研究選用種植于云南信通植物藥業(yè)有限公司通關(guān)藤良種繁育與示范基地的通關(guān)藤進(jìn)行研究。該基地位于云南省紅河州蒙自市水田鄉(xiāng)搖頭村，N23°04′，E103°22′，海拔1 078 m，年平均氣溫18.5～21.4 ℃，降水量1 200～1 600 mm，降雨多集中在6—8 月。

1.2 調(diào)查方法

2017 和2018 年的5—6 月，每天于8：00—18：00 對(duì)通關(guān)藤的訪花昆蟲(chóng)進(jìn)行調(diào)查記錄，每個(gè)小時(shí)記錄20 min。

1.2.1 訪花昆蟲(chóng)種類的調(diào)查

設(shè)置3 個(gè)10 m×10 m 的樣地，每天隨機(jī)選擇1 個(gè)樣地詳細(xì)記錄通關(guān)藤訪花昆蟲(chóng)的種類及其數(shù)量。拍攝其訪花過(guò)程，并用捕蟲(chóng)網(wǎng)網(wǎng)捕，除鱗翅目成蟲(chóng)用針固定標(biāo)本風(fēng)干保存外，其他標(biāo)本均在乙醇浸液中長(zhǎng)期保存，帶回實(shí)驗(yàn)室請(qǐng)?jiān)颇限r(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院陳國(guó)華教授鑒定。

1.2.2 訪花昆蟲(chóng)首訪時(shí)間和各時(shí)間段平均訪花種類及次數(shù)調(diào)查

詳細(xì)記錄樣地內(nèi)各個(gè)時(shí)間段的溫度和濕度變化，訪花昆蟲(chóng)出現(xiàn)的種類及出現(xiàn)的次數(shù)。

1.2.3 訪花昆蟲(chóng)行為調(diào)查

隨機(jī)選擇100 個(gè)花序，采用畫(huà)“正”字法記錄每個(gè)時(shí)間段訪花昆蟲(chóng)的訪花頻率及其停留時(shí)間，并記錄每個(gè)觀察時(shí)間段內(nèi)的溫度和濕度。

1.2.4 訪花昆蟲(chóng)的移動(dòng)距離調(diào)查

用卷尺測(cè)量訪花昆蟲(chóng)訪問(wèn)一個(gè)花序結(jié)束后移動(dòng)到下一個(gè)花序繼續(xù)訪問(wèn)之間的距離。

1.2.5 訪花昆蟲(chóng)攜帶的花粉塊調(diào)查

對(duì)訪花昆蟲(chóng)進(jìn)行捕樣保存，抓捕3 只出現(xiàn)過(guò)的訪花昆蟲(chóng)用大頭針固定在泡沫板上，待昆蟲(chóng)風(fēng)干后將其放在解剖鏡下觀察，統(tǒng)計(jì)其口器上攜帶的花粉塊數(shù)量。

2 結(jié)果與分析

2.1 通關(guān)藤訪花昆蟲(chóng)的種類

調(diào)查結(jié)果表明：通關(guān)藤的訪花昆蟲(chóng)目前共發(fā)現(xiàn)有2 目11 科20 種，分別是鱗翅目10 科19 種，半翅目1 科1 種(表1)。其他目的昆蟲(chóng)也有發(fā)現(xiàn)，但種類和數(shù)量均不占優(yōu)勢(shì)，而鱗翅目昆蟲(chóng)占訪花昆蟲(chóng)種類的95.0%，為優(yōu)勢(shì)種類。

通關(guān)藤訪花昆蟲(chóng)多為蝶類和蛾類(圖1)。經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn)：鱗翅目和半翅目訪花昆蟲(chóng)有長(zhǎng)長(zhǎng)的口器，通關(guān)藤依靠花朵基部蜜腺分泌大量的花蜜吸引昆蟲(chóng)吸食花蜜，其訪問(wèn)通關(guān)藤花朵時(shí)，先落在花序上，用強(qiáng)健的足抓住花序上的花朵，口器伸進(jìn)花朵基部吸食花蜜。取食完花蜜收回口器的過(guò)程會(huì)帶出合蕊柱上的花粉塊，帶出的花粉塊在昆蟲(chóng)吸食另外的花時(shí)插入到花朵的花藥裂口進(jìn)而完成受精。膜翅目訪花昆蟲(chóng)口器較短，吸食花蜜時(shí)需將頭部伸入花朵內(nèi)，但目前未發(fā)現(xiàn)膜翅目昆蟲(chóng)帶出花粉塊的情況。

表1 通關(guān)藤訪花昆蟲(chóng)名錄Tab.1 List of visiting insects in M.tenacissima

2.2 通關(guān)藤訪花昆蟲(chóng)所占比例

調(diào)查結(jié)果(表2)發(fā)現(xiàn)：通關(guān)藤訪花昆蟲(chóng)中，遷粉蝶和虎斑蝶的訪花次數(shù)所占比例分別為38.54%和15.69%，占通關(guān)藤訪花昆蟲(chóng)訪問(wèn)總次數(shù)的54.23%；其中青斑蝶、碧鳳蝶、異型紫斑蝶和報(bào)喜斑粉蝶的訪問(wèn)次數(shù)也占相當(dāng)高的比例，分別為9.03%、8.16%、6.98%和6.63%；散紋盛蛺蝶、紅鋸?fù)惖?、鹿彩虎蛾、寬邊黃粉蝶和巨網(wǎng)燈蛾的訪問(wèn)次數(shù)所占比例不足5%；伊貝鹿蛾、粉蝶燈蛾、金星尺蛾、細(xì)斑棉紅蝽、酢漿灰蝶、絹斑蝶、苧麻珍蝶和翠藍(lán)眼蛺蝶訪問(wèn)次數(shù)不足總訪問(wèn)次數(shù)的1%。

2.3 通關(guān)藤訪花昆蟲(chóng)首訪時(shí)間和各時(shí)間段平均訪花種類及次數(shù)

通關(guān)藤訪花昆蟲(chóng)的首次訪問(wèn)時(shí)間主要集中在8：00—8：20、9：00—9：20 和10：00—10：20等3 個(gè)時(shí)間段(表3)。遷粉蝶、虎斑蝶、巨網(wǎng)燈蛾、報(bào)喜斑粉蝶、鹿彩虎蛾、青斑蝶、金星尺蛾、細(xì)斑棉紅蝽和伊貝鹿蛾等訪花昆蟲(chóng)首次訪問(wèn)時(shí)間為8：00—8：20，首次訪問(wèn)時(shí)溫度為21 ℃；散紋盛蛺蝶、粉蝶燈蛾、碧鳳蝶和異型紫斑蝶等訪花昆蟲(chóng)首次訪問(wèn)時(shí)間為9：00—9：20，首訪溫度為23 ℃；寬邊黃粉蝶、絹斑蝶、翠藍(lán)眼蛺蝶、苧麻珍蝶和褐帶蛾等訪花昆蟲(chóng)首次訪問(wèn)時(shí)間為10：00—10：20，首訪溫度為26 ℃；酢漿灰蝶和紅鋸?fù)惖L花昆蟲(chóng)的首訪時(shí)間分別為11：00—11：20 和12：00—12：20，首訪溫度分別為28 ℃和29 ℃。

圖1 主要訪花昆蟲(chóng)的訪花行為Fig.1 The behaviors of major visiting insects

表2 通關(guān)藤訪花昆蟲(chóng)所占比例Tab.2 The proportion of visiting insects in M.tenacissima

觀測(cè)時(shí)間段內(nèi)的溫濕度變化、訪花昆蟲(chóng)種類平均出現(xiàn)的次數(shù)變化以及訪花昆蟲(chóng)平均訪問(wèn)花朵的次數(shù)變化如表4 所示。通過(guò)觀測(cè)到的結(jié)果(表4)發(fā)現(xiàn)：從8：00 開(kāi)始，到18：00 結(jié)束，溫度的變化呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢(shì)，在14：00—16：00 溫度最高；濕度的變化呈現(xiàn)出先下降后上升的趨勢(shì)，在16：00 濕度最低。訪花昆蟲(chóng)種類平均出現(xiàn)的次數(shù)變化呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢(shì)，在11：00 出現(xiàn)訪花昆蟲(chóng)種類最多；訪花昆蟲(chóng)平均訪問(wèn)花朵的次數(shù)變化呈現(xiàn)出先上升后下降的趨勢(shì)，峰值在11：00 出現(xiàn)。10：00—14：00這個(gè)時(shí)間段昆蟲(chóng)平均訪問(wèn)次數(shù)均占總訪問(wèn)次數(shù)的10%以上。

2.4 通關(guān)藤訪花昆蟲(chóng)的訪花頻率

由表5 所示：不同訪花昆蟲(chóng)不同訪花時(shí)間段的訪花頻率高低不一。遷粉蝶在8：00—8：20 時(shí)間段的平均訪花頻率最低，為0.6 次，在11：00—11：20 時(shí)間段的平均訪花頻率最高，為10 次?；叩钠骄L花頻率均達(dá)到1 次以上，最低和最高平均訪花頻率分別為1.5 次和3.15 次。報(bào)喜斑粉蝶的平均訪花頻率在15：00—15：20 最低，9：00—9：20 最高，分別為0.35 次和3.05 次。青斑蝶在18：00—18：20 平均訪花頻率最低為0.6 次，在13：00—13：20 平均訪花頻率最高為1.95 次。異型紫斑蝶在8：00—8：20 平均訪花頻率最低為0.4 次，在14：00—14：20 平均訪花頻率最高為1.75 次。散紋盛蛺蝶只有在9：00—9：20 和10：00—10：20 時(shí)間段的平均訪花頻率達(dá)到1 次以上，最低平均訪花頻率和最高平均訪花頻率分別為0.15 次和1.6 次。碧鳳蝶的平均訪花頻率同樣只有2 個(gè)時(shí)間段達(dá)到1 次以上，分別在13：00—13：20 和15：00—15：20，最低平均訪花頻率和最高平均訪花頻率分別為0.05 次和1.3 次。其余平均訪花頻率在0.5～1 次以內(nèi)的訪花昆蟲(chóng)分別為巨網(wǎng)燈蛾、鹿彩虎蛾、褐帶蛾和苧麻珍蝶。平均訪花頻率在0～0.5 次內(nèi)的訪花昆蟲(chóng)分別為翠藍(lán)眼蛺蝶、伊貝鹿蛾、酢漿灰蝶、金星尺蛾、紅鋸?fù)惖?、?xì)斑棉紅蝽、粉蝶燈蛾、寬邊黃粉蝶和絹斑蝶。

表3 訪花昆蟲(chóng)首訪時(shí)間及其首訪溫度Tab.3 First visit time and temperature of visiting insects

表4 觀測(cè)時(shí)間段的溫濕度、訪花昆蟲(chóng)的種類及訪問(wèn)次數(shù)Tab.4 Temperature and humidity,species of visiting insects and visiting times during the observation period

由表6 所示：巨網(wǎng)燈蛾和伊貝鹿蛾的平均停留時(shí)間達(dá)到100 s以上；散紋盛蛺蝶、異型紫斑蝶、鹿彩虎蛾、絹斑蝶、翠藍(lán)眼蛺蝶和報(bào)喜斑粉蝶等訪花昆蟲(chóng)的平均停留時(shí)間均在50 s 以上；其他訪花昆蟲(chóng)的平均停留時(shí)間均不足50 s。

表6 通關(guān)藤訪花昆蟲(chóng)的停留時(shí)間Tab.6 Stay time of the main visiting insects on M.tenacissima

2.5 通關(guān)藤訪花昆蟲(chóng)移動(dòng)距離

由表7 所示：碧鳳蝶和異型紫斑蝶的最大移動(dòng)距離均大于等于10 m；最大移動(dòng)距離在5～10 m之間的分別為遷粉蝶、青斑蝶、虎斑蝶、報(bào)喜斑粉蝶和褐帶蛾；其余訪花昆蟲(chóng)的最大移動(dòng)距離均不足5 m。

2.6 通關(guān)藤訪花昆蟲(chóng)口器上攜帶的花粉數(shù)量

由表8 所示：巨網(wǎng)燈蛾口器上攜帶的花粉塊最多，為28 個(gè)；口器上攜帶的花粉塊數(shù)量在10～20 個(gè)的訪花昆蟲(chóng)為伊貝鹿蛾、青斑蝶、虎斑蝶和金星尺蛾；口器上攜帶的花粉塊數(shù)量在5～10 個(gè)的訪花昆蟲(chóng)為遷粉蝶、絹斑蝶和異型紫斑蝶；紅鋸?fù)惖?、碧鳳蝶、翠藍(lán)眼蛺蝶、散紋盛蛺蝶、粉蝶燈蛾、鹿彩虎蛾和苧麻珍蝶等訪花昆蟲(chóng)口器上攜帶的花粉塊數(shù)量少于5 個(gè)；酢漿灰蝶、寬邊黃粉蝶、報(bào)喜斑粉蝶、褐帶蛾和細(xì)斑棉紅蝽等訪花昆蟲(chóng)目前未發(fā)現(xiàn)其口器上攜帶花粉塊。

3 討論

3.1 通關(guān)藤與傳粉媒介的關(guān)系

對(duì)通關(guān)藤日間訪花昆蟲(chóng)進(jìn)行調(diào)查，發(fā)現(xiàn)昆蟲(chóng)種類極多，目前共發(fā)現(xiàn)2 目11 科20 種，比青陽(yáng)參 (Cynanchum otophyllumSchneid) (12 種)的訪花昆蟲(chóng)還多[18]。優(yōu)勢(shì)種類來(lái)自于鱗翅目，占95%以上。通關(guān)藤與傳粉媒介的關(guān)系屬泛化類型，訪花昆蟲(chóng)的取食習(xí)性與顯花植物之間的進(jìn)化適應(yīng)關(guān)系[19]在此充分體現(xiàn)出來(lái)。通關(guān)藤花朵為鱗翅目訪花昆蟲(chóng)提供大量花蜜，作為回報(bào)鱗翅目訪花昆蟲(chóng)通過(guò)長(zhǎng)長(zhǎng)的口器吸食花蜜的同時(shí)帶走花粉塊幫助花朵傳粉。在此適應(yīng)進(jìn)化中，通關(guān)藤花朵狹窄的口徑起到至關(guān)重要的作用，它阻擋了許多不能為其傳粉的食客。

表7 通關(guān)藤訪花昆蟲(chóng)的移動(dòng)距離Tab.7 Moving distance of the main visiting insects on M.tenacissima

表8 訪花昆蟲(chóng)攜帶的花粉塊Tab.8 Pollinia number carried by visiting insects

3.2 溫濕度對(duì)訪花昆蟲(chóng)的影響

溫度影響著訪花昆蟲(chóng)的行為[20-22]。對(duì)通關(guān)藤訪花昆蟲(chóng)行為進(jìn)行調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)：隨著溫度的不斷升高和濕度的不斷降低，訪花昆蟲(chóng)的種類和訪花頻率也在逐漸增加，在11：00—11：20 訪花昆蟲(chóng)種類和訪花頻率達(dá)到最高峰，平均訪花昆蟲(chóng)種類約為6.7 種，平均訪花頻率約為2.14 次/min；而當(dāng)溫度和濕度持續(xù)的升高和降低，訪花昆蟲(chóng)的種類、訪花頻率和停留時(shí)間都會(huì)逐漸下降。這與羅長(zhǎng)維等[23]對(duì)麻瘋樹(shù)(Jatropha curcasL.)訪花昆蟲(chóng)的研究結(jié)果基本一致，說(shuō)明訪花昆蟲(chóng)的傳粉行為需要一定的溫度和濕度。

3.3 訪花昆蟲(chóng)的訪花頻率和訪花時(shí)間及攜帶的花粉塊數(shù)量

昆蟲(chóng)訪花頻率、訪花時(shí)間和攜粉量影響傳粉效率[24]。對(duì)通關(guān)藤訪花昆蟲(chóng)的行為進(jìn)行調(diào)查結(jié)果發(fā)現(xiàn)：通關(guān)藤訪花昆蟲(chóng)在各個(gè)時(shí)間段的訪花頻率較低，除遷粉蝶外均不足5 次。而通關(guān)藤訪花昆蟲(chóng)在花序上的平均停留時(shí)間在17.3～159.5 s 之間。平均停留時(shí)間50 s 以上的訪花昆蟲(chóng)僅為總數(shù)的40%。更為關(guān)鍵的是，通關(guān)藤的主要訪花昆蟲(chóng)遷粉蝶和虎斑蝶的平均訪花時(shí)間均不足50 s。訪花頻率高的昆蟲(chóng)訪花時(shí)間很短，而訪花時(shí)間長(zhǎng)的昆蟲(chóng)訪花頻率很低。這很大程度影響訪花昆蟲(chóng)的傳粉效率。

通關(guān)藤訪花昆蟲(chóng)的攜粉量較多，75%的昆蟲(chóng)種類都能攜帶2 個(gè)及以上的花粉塊。攜帶花粉塊最多的巨網(wǎng)燈蛾口器上能攜帶28 個(gè)花粉塊，比青陽(yáng)參 (C.otophyllumSchneid)的訪花昆蟲(chóng)攜帶的(最多4 個(gè))還多[18]。而且訪花頻率較高的遷粉蝶和虎斑蝶也分別攜帶8 個(gè)和16 個(gè)花粉塊，這也提升了通關(guān)藤的傳粉效率。

3.4 訪花昆蟲(chóng)的移動(dòng)距離

據(jù)基地管理人員的統(tǒng)計(jì)結(jié)果：通關(guān)藤主莖平均在5～8 m 之間，最長(zhǎng)可長(zhǎng)至11 m 左右。而通過(guò)觀察統(tǒng)計(jì)的結(jié)果發(fā)現(xiàn)通關(guān)藤訪花昆蟲(chóng)移動(dòng)距離超過(guò)8 m 的僅為全部訪花昆蟲(chóng)的10%。90%左右的訪花昆蟲(chóng)移動(dòng)距離不足8 m，說(shuō)明絕大部分的訪花昆蟲(chóng)可能在進(jìn)行同株異花傳粉。另外，幾乎所有昆蟲(chóng)都會(huì)在同一花序間進(jìn)行吸食花蜜，同時(shí)進(jìn)行傳粉，說(shuō)明所有的訪花昆蟲(chóng)都會(huì)進(jìn)行一定程度的同花序間相互傳粉。這種情況不利于生物的進(jìn)化，這種傳粉方式也不被大多數(shù)顯花植物采取。所以這可能會(huì)是導(dǎo)致通關(guān)藤“花多果少”的原因之一。

3.5 通關(guān)藤保護(hù)措施及提高結(jié)實(shí)率的建議

通關(guān)藤有著極高的藥用價(jià)值，是大自然贈(zèng)予人類的瑰寶。由于經(jīng)濟(jì)利益的驅(qū)使，野生通關(guān)藤急劇銳減，對(duì)其保護(hù)刻不容緩。對(duì)通關(guān)藤的保護(hù)，可以采取以下措施：(1)建立野生撫育基地，保護(hù)野生通關(guān)藤。(2)建立種植基地，補(bǔ)充藥材用量，減少野生通關(guān)藤采挖。(3)加快通關(guān)藤繁育體系的研究，縮短通關(guān)藤采收年限。

結(jié)合通關(guān)藤訪花昆蟲(chóng)種類及其行為的研究，對(duì)提高通關(guān)藤結(jié)實(shí)率提出以下建議：(1)在昆蟲(chóng)幼蟲(chóng)期少噴施農(nóng)藥，避免幼蟲(chóng)死于農(nóng)藥毒害。(2)生產(chǎn)過(guò)程中盡量避免對(duì)基地周邊植被的破壞，為訪花昆蟲(chóng)留下必要的棲息場(chǎng)所。(3)在花期增施化肥提高通關(guān)藤花蜜產(chǎn)量，吸引訪花昆蟲(chóng)。

4 結(jié)論

本研究發(fā)現(xiàn)通關(guān)藤訪花昆蟲(chóng)2 目11 科20種，優(yōu)勢(shì)種類來(lái)自鱗翅目。主要訪花昆蟲(chóng)為遷粉蝶和虎斑蝶，其訪花次數(shù)所占比例分別為38.54%和15.69%，占通關(guān)藤訪花昆蟲(chóng)訪問(wèn)總次數(shù)的54.23%。昆蟲(chóng)在9：00 以前或17：00 以后、溫度低于23 ℃、濕度高于70%活動(dòng)減少。昆蟲(chóng)訪花頻率呈現(xiàn)出先升高后下降的趨勢(shì)，絕大部分訪花昆蟲(chóng)的訪花頻率不足5 次，停留時(shí)間超過(guò)50 s的訪花昆蟲(chóng)僅為全部訪花昆蟲(chóng)的40%。最大移動(dòng)距離超過(guò)5 m 的訪花昆蟲(chóng)占總數(shù)的35%?？谄魃衔窗l(fā)現(xiàn)花粉塊的訪花昆蟲(chóng)占全部訪花昆蟲(chóng)的25%。整體來(lái)看，雖然通關(guān)藤訪花昆蟲(chóng)種類很多，但傳粉效率很低，這可能是導(dǎo)致通關(guān)藤“花多果少”的原因。