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(1.河北農(nóng)業(yè)大學(xué) a.植物保護(hù)學(xué)院;b.林學(xué)院,河北 保定 071001;2.河北省保定市森林病蟲(chóng)害防治檢疫站,河北 保定 071000;3.河北省核桃工程技術(shù)研究中心,河北 邢臺(tái) 054300)
紅樹(shù)莓Rubus idaeusL.為薔薇科Rosaceae 懸鉤子屬植物。其果實(shí)具有人體所需的多種營(yíng)養(yǎng)元素,享有“黃金水果”的美譽(yù),可用以制作果凍、果汁等產(chǎn)品,這些產(chǎn)品深受人們的喜愛(ài)[1-2]。然而,樹(shù)莓在全球范圍內(nèi)的大面積種植,雖然拉動(dòng)了國(guó)際樹(shù)莓市場(chǎng)和區(qū)域經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,但也出現(xiàn)了許多問(wèn)題[3],如缺乏優(yōu)良栽培品種、盲目引種、害蟲(chóng)危害嚴(yán)重等。其中,樹(shù)莓果蠅嚴(yán)重影響樹(shù)莓果的產(chǎn)量和品質(zhì),且不同地區(qū)間害蟲(chóng)優(yōu)勢(shì)種類(lèi)可能不同[4-5],其危害問(wèn)題已成為制約樹(shù)莓產(chǎn)業(yè)發(fā)展的瓶頸,亟待解決。
果蠅屬于雙翅目Diptera 果蠅科Drosopilidae果蠅屬Drosophila,種類(lèi)繁多,寄主廣泛,繁殖力強(qiáng),主要危害成熟果實(shí),成蟲(chóng)產(chǎn)卵于果皮下,幼蟲(chóng)孵化后在果實(shí)內(nèi)蛀食為害,影響果實(shí)品質(zhì),造成嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失[6]。據(jù)有關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道,不同作物上果蠅的種類(lèi)可能存在差異:危害楊梅的果蠅主要為斑翅果蠅Drosophila suzukii[7];在櫻桃果實(shí)內(nèi)發(fā)現(xiàn)的果蠅有4 種,其分別為斑翅果蠅D.suzukii、黑腹果蠅D.melanogaster、海德氏果蠅D.hydei和伊米果蠅D.immigrans[8]。雖然果蠅也是樹(shù)莓果的重要害蟲(chóng),但有關(guān)紅樹(shù)莓果蠅種類(lèi)的研究尚缺乏系統(tǒng)的報(bào)道。紅樹(shù)莓屬于連續(xù)結(jié)果型水果,其果實(shí)成熟期長(zhǎng)達(dá)4 個(gè)月,利用化學(xué)防治方法防治果蠅雖然有效,但化學(xué)防治可能引起的果品安全問(wèn)題限制了其在樹(shù)莓果蠅防控中的使用,所以研究開(kāi)發(fā)與樹(shù)莓生產(chǎn)相容性好的害蟲(chóng)防治方法尤其迫切。目前,生物防治和物理防治技術(shù)具有相對(duì)安全、高效等優(yōu)點(diǎn)[9],其中糖醋液誘集是以往生產(chǎn)中常用的誘集方法[10]。有關(guān)研究結(jié)果表明,櫻桃園中使用糖醋液誘集果蠅的效果明顯[6];馮波等[11]發(fā)現(xiàn),新鮮水果對(duì)果蠅有很強(qiáng)的誘集能力;伍蘇然等[12]發(fā)現(xiàn),果蠅對(duì)新鮮香蕉和糖醋液均有很強(qiáng)的趨性,但新鮮水果易腐爛且成本較高,因此采用果香香精代替新鮮果肉以之誘集果蠅,結(jié)果也有很好的應(yīng)用潛力[13]。另有研究結(jié)果表明,含酵母的誘集液對(duì)果蠅的誘集效果十分明顯[14]。有關(guān)不同食誘劑配方對(duì)果蠅的誘集效果尚缺乏系統(tǒng)的比較研究,同時(shí)其在樹(shù)莓田的應(yīng)用效果尚不清楚,因此,亟待開(kāi)發(fā)能適用于樹(shù)莓田果蠅防治的經(jīng)濟(jì)且高效的食誘劑。
明確害蟲(chóng)周年發(fā)生規(guī)律是科學(xué)防控害蟲(chóng)的前提和關(guān)鍵[15]。二點(diǎn)委夜蛾Athetis lepigone和綠盲蝽Apolygus lucorum都是近年危害嚴(yán)重的重要害蟲(chóng),張智等[16]、曹盼盼等[17]分別對(duì)二點(diǎn)委夜蛾、綠盲蝽的發(fā)生規(guī)律進(jìn)行了研究。相關(guān)研究結(jié)果表明,同種害蟲(chóng)的發(fā)生規(guī)律因其食物種類(lèi)、地域、種植環(huán)境等因素的不同而存在差異:如四川南充葡萄園中的果蠅,9月中旬至10月中旬為其發(fā)生高峰期[18];山東煙臺(tái)葡萄園中的果蠅,9月下旬至10月上旬為其發(fā)生高峰期[19];云南省石屏縣楊梅園中的果蠅,5月中旬至5月底為其發(fā)生高峰期[20]。果蠅種群在樹(shù)莓田里的發(fā)生規(guī)律也有其特殊性,因此,對(duì)其科學(xué)防治方案的制定具有重要意義。
為了科學(xué)而又高效地防治紅樹(shù)莓果蠅,本研究在其種類(lèi)鑒定的基礎(chǔ)上,對(duì)其經(jīng)濟(jì)且高效的食誘劑進(jìn)行了篩選,以開(kāi)發(fā)出新型食誘劑;并對(duì)紅樹(shù)莓果蠅田間種群動(dòng)態(tài)進(jìn)行了監(jiān)測(cè),還將之與紅樹(shù)莓的生育期進(jìn)行擬合,掌握其在紅樹(shù)莓田間的發(fā)生規(guī)律,明確紅樹(shù)莓果蠅為害的危險(xiǎn)生育期,以期為紅樹(shù)莓果蠅的綜合防治提供基礎(chǔ)材料,也為確保紅樹(shù)莓的安全生產(chǎn)提供參考依據(jù)。
供試?yán)ハx(chóng):供試的果蠅和紅樹(shù)莓果均采自河北省保定市易縣樹(shù)莓主產(chǎn)區(qū),紅樹(shù)莓的品種為‘海爾特茲’。采用誘捕法,使用桶形誘捕器(北京中捷四方生物科技股份有限公司)采集供試的果蠅。養(yǎng)蟲(chóng)箱的溫度為(25.0±0.5)℃,其濕度為(70.0%±0.5%),光周期(指晝夜周期中光照期和黑暗期交替變化的長(zhǎng)短)為:光照期∶黑暗期=16∶8。
試劑:紅糖,北京恒勝天祥工貿(mào)有限公司;酵母,安琪酵母股份有限公司;香蕉香精、菠蘿香精,廣東省陽(yáng)江市陽(yáng)東食品香料有限公司;食醋(總酸≥3.5 g/mL),天津市天立獨(dú)流老醋股份有限公司;果蠅屬引誘劑1、果蠅屬引誘劑2,深圳百樂(lè)寶生物農(nóng)業(yè)科技有限公司。
儀器與設(shè)備:雙目解剖鏡為日本奧林巴斯公司的OLYMPUS-SZ61 型體視顯微鏡,雙目體視鏡為基恩士有限公司的Nikon SMZ800N。
1.2.1 紅樹(shù)莓果蠅種類(lèi)的鑒定
形態(tài)學(xué)鑒定:參考任路明等[21]采用的方法,根據(jù)形態(tài)特征對(duì)果蠅成蟲(chóng)進(jìn)行初步的種類(lèi)鑒定。將收集到的果蠅帶回實(shí)驗(yàn)室飼養(yǎng),并于室內(nèi)解剖鏡下進(jìn)行觀(guān)察,分別對(duì)果蠅雄成蟲(chóng)的前翅、前足跗節(jié),雌成蟲(chóng)的腹部、產(chǎn)卵器外部形態(tài)進(jìn)行比較,確定果蠅的種類(lèi)。將樣品保存于75%的酒精中并置于實(shí)驗(yàn)室里在-20 ℃的溫度條件下保存以備用。
分子鑒定:參考禇棟等[22]采用的方法,根據(jù)4 種果蠅的mtCOI基因條形碼,對(duì)形態(tài)鑒定后的標(biāo)本的種類(lèi)進(jìn)行鑒定,分別提取待鑒定的斑翅果蠅D.suzukii、黑腹果蠅D.melanogaster、海德氏果蠅D.hydei和伊米果蠅D.immigrans的DNA,經(jīng)紫外分光光度計(jì)測(cè)定DNA 濃度合格后再以其為PCR 模板,分別以L(fǎng)CO1490(5′-GGTC AACAAATCATAAAGATATTGG-3′) 和HCO2198(5′-TAAACTTCAGGGTG ACCAAAAAATCA-3′)為引物進(jìn)行序列擴(kuò)增[23],引物合成委托深圳華大基因科技服務(wù)有限公司進(jìn)行。PCR反應(yīng)條件:96 ℃,預(yù)變性5 min;35 個(gè)循環(huán)(包括96 ℃,變性20 s;52 ℃,退火20 s;72 ℃,延伸30 s;最后72 ℃,延伸5 min)。取PCR 產(chǎn)物2 μL,將PCR 擴(kuò)增產(chǎn)物經(jīng)過(guò)0.8%的瓊脂糖凝膠電泳檢測(cè),然后將電泳檢測(cè)驗(yàn)證正確的PCR 產(chǎn)物交給深圳華大基因科技服務(wù)有限公司進(jìn)行測(cè)序。再將獲得的序列在NCBI網(wǎng)站進(jìn)行Blast 比對(duì)分析,并結(jié)合形態(tài)特征最終確定果蠅的種類(lèi),最后利用MEGA 5.0 軟件構(gòu)建系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)。
1.2.2 不同食誘劑對(duì)紅樹(shù)莓果蠅田間誘捕效果的比較
試驗(yàn)于2018年6月至2019年8月在河北省保定市易縣富崗鄉(xiāng)雙合莊村紅樹(shù)莓田中(39°17′34″N、115°6′17″E)進(jìn)行。共設(shè)9 種食誘劑處理,各處理所用食誘劑的配方見(jiàn)表1,以清水和糖醋液為對(duì)照[24],每處理各重復(fù)3 次。采用誘捕器誘捕果蠅,設(shè)其懸掛高度為1 m、間隔15 m,每個(gè)誘捕器中各放置350 mL 的食誘劑,隨機(jī)均勻分布于田間。每隔7 d 調(diào)查1 次,連續(xù)調(diào)查5 次,并定期補(bǔ)充新的食誘劑,統(tǒng)計(jì)各處理誘捕器中誘捕到的果蠅數(shù)量,計(jì)算平均值、標(biāo)準(zhǔn)誤,進(jìn)行差異顯著性分析(P<0.05),根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果篩選出對(duì)果蠅適宜的食誘劑種類(lèi)。
表1 不同食誘劑的配方Table 1 Different food attractants formulations
1.2.3 紅樹(shù)莓果蠅種群動(dòng)態(tài)的監(jiān)測(cè)
選取1.2.2 中誘集效果最佳的食誘劑進(jìn)行果蠅田間種群動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。誘捕器的使用方法及果蠅調(diào)查方法與1.2.2 段中所述的相同,統(tǒng)計(jì)每個(gè)時(shí)間點(diǎn)誘捕器中7 d 內(nèi)每種果蠅總數(shù)量,得出4 種果蠅種群動(dòng)態(tài)變化情況。同時(shí)將其與紅樹(shù)莓田間生育期進(jìn)行擬合,研究紅樹(shù)莓果蠅防控的關(guān)鍵生育期。
利用Excel 2003 和SPSS 19.0 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析,采用Duncan 氏新復(fù)極差法進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)。
對(duì)采自河北省保定市易縣富崗鄉(xiāng)雙合莊村紅樹(shù)莓田中果蠅雄成蟲(chóng)的前翅、前足跗節(jié)與雌成蟲(chóng)腹部、產(chǎn)卵器外部部位形態(tài)進(jìn)行了觀(guān)察和比較,結(jié)果分別如圖1~4 所示。觀(guān)察發(fā)現(xiàn),采樣地區(qū)紅樹(shù)莓田中有4 種果蠅,其分別為斑翅果蠅D.suzukii、黑腹果蠅D.melanogaster、海德氏果蠅D.hydei和伊米果蠅D.immigrans。
圖1 4 種果蠅雄蟲(chóng)前翅的鑒別特征Fig.1 Identification features of the male forewing in four Drosophila species
圖2 4 種果蠅雄蟲(chóng)前足跗節(jié)的鑒別特征Fig.2 Identification features of the male forefeet digitus in four Drosophila species
圖3 4 種果蠅雌蟲(chóng)腹部的鑒別特征Fig.3 Identification features of the female abdomen in four Drosophila species
圖4 4 種果蠅雌蟲(chóng)產(chǎn)卵器的鑒別特征Fig.4 Identification features of the female ovipositor in four Drosophila species
以提取的果蠅mtCOI基因?yàn)槟0?,利用引物進(jìn)行PCR 擴(kuò)增,結(jié)果獲得了4 條清晰的條帶,其長(zhǎng)度均約700 bp;將純化后的PCR 產(chǎn)物進(jìn)行測(cè)序,并利用NCBI 數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)測(cè)序結(jié)果進(jìn)行比對(duì)分析。結(jié)果表明,所測(cè)4 種果蠅的序列與NCBI 數(shù)據(jù)庫(kù)中已公開(kāi)的斑翅果蠅(KX268721.1)、黑腹果蠅(KY559387.1)、海德氏果蠅(KJ671603.1)及伊米果蠅(LN867076.1)的mtCOI基因序列高度一致,其相似性均達(dá)99%以上。然后提交GenBank,分別將其命名為斑翅果蠅(MT883792)、黑腹果蠅(MT883996)、海德氏果蠅(MT873049)、伊米果蠅(MT883960)。這一結(jié)果與形態(tài)學(xué)鑒定結(jié)果一致。最后利用軟件MEGA 5.0 構(gòu)建了系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)(圖5)。
圖5 基于mtCOI 基因序列構(gòu)建的紅樹(shù)莓田果蠅的系統(tǒng)發(fā)育樹(shù)Fig.5 Construction of phylogenetic tree of Drosophila red raspberry based on mtCOI gene sequence
2019年5月8日—11月13日于河北省保定市易縣富崗鄉(xiāng)雙合莊村紅樹(shù)莓田中共誘集到果蠅成蟲(chóng)12 115 頭,對(duì)其種類(lèi)及數(shù)量進(jìn)行了比較,結(jié)果發(fā)現(xiàn),所誘集到的果蠅種類(lèi)分別為斑翅果蠅D.suzukii、黑腹果蠅D.melanogaster、海德氏果蠅D.Hydei和伊米果蠅D.immigrans。其中,斑翅果蠅的數(shù)量最多,有10 865 頭,占所有果蠅數(shù)的89.68%,為樹(shù)莓田中果蠅的優(yōu)勢(shì)種群;其次是黑腹果蠅,有692 頭,占所有果蠅數(shù)的5.71%;再次依次是伊米果蠅(282 頭)與海德氏果蠅(276 頭),分別占所有果蠅數(shù)的2.33%和2.88%。
9 種不同食誘劑對(duì)紅樹(shù)莓果蠅的田間誘捕效果如圖6所示。由圖6可知,9 種食誘劑的誘蟲(chóng)量均高于清水對(duì)照,說(shuō)明9 種食誘劑對(duì)果蠅的誘集均有效果。其中,處理4、7、8 和9 的誘蟲(chóng)量均明顯高于處理1 的誘蟲(chóng)量,而且這幾個(gè)處理與其它處理間的差異均顯著(P<0.05),而處理4、7 的誘蟲(chóng)量又顯著高于處理8 與9 的誘蟲(chóng)量(P<0.05),處理7(自制糖醋菠蘿香精食誘劑)的誘蟲(chóng)量高于處理4(自制糖醋香蕉香精食誘劑)的誘蟲(chóng)量。因此,選擇處理7 所用的自制糖醋菠蘿香精食誘劑作為果蠅動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)的食誘劑。
圖6 9 種不同食誘劑對(duì)紅樹(shù)莓果蠅田間誘捕效果的比較Fig.6 Comparison of trapping effects of 9 kinds of food attractants on Drosophila in the field
利用誘捕器對(duì)樹(shù)莓田里4 種果蠅種群進(jìn)行了監(jiān)測(cè),結(jié)果如圖7所示。監(jiān)測(cè)中發(fā)現(xiàn),在誘集到的4 種果蠅中,斑翅果蠅的數(shù)量最多,說(shuō)明斑翅果蠅是其中的優(yōu)勢(shì)種群。在2019年5月8日—11月13日的監(jiān)測(cè)中發(fā)現(xiàn),一直有斑翅果蠅的發(fā)生。根據(jù)害蟲(chóng)的發(fā)生規(guī)律,蟲(chóng)口密度達(dá)到種群的16%~84%的時(shí)期為其發(fā)生盛期。對(duì)紅樹(shù)莓田中斑翅果蠅種群發(fā)生動(dòng)態(tài)的監(jiān)測(cè)結(jié)果如圖8所示。由圖8可知,斑翅果蠅種群的發(fā)生盛期為8月7日—10月9日;其發(fā)生高峰日期分別為6月19日、8月14日和10月2日,監(jiān)測(cè)到的蟲(chóng)口數(shù)量分別為515、1 608 和2 450 頭(圖7)。研究地的樹(shù)莓從7月2日起開(kāi)始進(jìn)入開(kāi)花期,7月28日進(jìn)入果實(shí)成熟期,說(shuō)明樹(shù)莓結(jié)果期正值果蠅發(fā)生盛期,此時(shí)如果不及時(shí)防治,就會(huì)造成該蟲(chóng)的大發(fā)生,其危害嚴(yán)重,因此,在紅樹(shù)莓開(kāi)花始期就應(yīng)對(duì)果蠅進(jìn)行防控,必要時(shí)應(yīng)使用化學(xué)藥劑進(jìn)行防治。
圖7 紅樹(shù)莓田4 種果蠅種群發(fā)生動(dòng)態(tài)Fig.7 Dynamics of four Drosophila populations in red raspberry field
圖8 紅樹(shù)莓田斑翅果蠅種群累計(jì)發(fā)生動(dòng)態(tài)Fig.8 Cumulative population dynamics of D.suzukii in red raspberry field
果蠅種類(lèi)繁多,但為害樹(shù)莓等漿果類(lèi)水果的果蠅種類(lèi)有限。如陳哲等[5]發(fā)現(xiàn),貴陽(yáng)樹(shù)莓田中果蠅的主要種類(lèi)為黑腹果蠅。而本研究結(jié)果表明,河北省保定市樹(shù)莓田中果蠅的主要種類(lèi)為斑翅果蠅,這一結(jié)果與陳哲等[5]的研究結(jié)果不一致,究其原因,可能與樹(shù)莓品種、海拔、溫度、地域等條件有關(guān)。
人們對(duì)食品安全意識(shí)的日益增強(qiáng),給鮮食水果害蟲(chóng)的防控技術(shù)提出了更高要求。樹(shù)莓作為一種鮮食水果,受果蠅危害嚴(yán)重,因此,篩選出針對(duì)果蠅的高效、實(shí)用、經(jīng)濟(jì)的食誘劑對(duì)其防控的意義重大。已有研究結(jié)果表明,糖醋液、香蕉果肉對(duì)果蠅均有較好的誘集能力,但從經(jīng)濟(jì)效益方面考慮,使用新鮮香蕉作為誘捕劑,成本較高,且田間推廣與可操作性差[6],因而利用果香香精代替新鮮果肉具有極大的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)和潛力[14]。基于上述情況,本試驗(yàn)利用2 種香精研制了適用于誘集紅樹(shù)莓果蠅的經(jīng)濟(jì)而又高效的食誘劑配方。但是,要開(kāi)發(fā)出田間適用的食誘劑,不僅要考慮誘蟲(chóng)效果,還要綜合考慮其是否容易揮發(fā)、使用技術(shù)是否便于操作等因素,因此,下一步的研究將對(duì)其應(yīng)用性能進(jìn)行深入探討。
研究種群動(dòng)態(tài)可為害蟲(chóng)的綜合防控提供理論依據(jù)。本研究從5月8日開(kāi)始監(jiān)測(cè)斑翅果蠅,監(jiān)測(cè)持續(xù)至11月13日,其發(fā)生盛期為8月7日—10月9日,此期正值紅樹(shù)莓結(jié)果期與收獲期,因此在這個(gè)時(shí)間段內(nèi)應(yīng)注意果蠅的爆發(fā)危害,采取相應(yīng)措施進(jìn)行預(yù)防,以保證樹(shù)莓的果品質(zhì)量。
由于時(shí)間原因,本研究?jī)H監(jiān)測(cè)了4 種果蠅成蟲(chóng)在一年之內(nèi)的發(fā)生動(dòng)態(tài)及規(guī)律,其結(jié)果存在一定的局限性,今后應(yīng)進(jìn)行更長(zhǎng)時(shí)間的種群監(jiān)測(cè),同時(shí)還應(yīng)在多個(gè)試驗(yàn)地點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè),以獲得更加全面、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù),以期為樹(shù)莓田中果蠅的高效防控提供科學(xué)的依據(jù)。