朱艷娟，殷焱芳，王 震，陳紅印，劉晨曦*

（1.中國農業(yè)科學院植物保護研究所，北京 100193；2.張北縣自然資源和規(guī)劃局，張北 076450）

天敵昆蟲的應用是我國推進農藥減量控害的重要途徑，天敵昆蟲品質的好壞直接影響到田間釋放的成功與失敗[2]。因此，在天敵昆蟲飼養(yǎng)和生產中如果質量控制不嚴格，釋放低質量天敵昆蟲可能導致生物防治效果差或防治失敗。隨著室內擴繁世代的增加，昆蟲的生活力、生殖力以及性比出現下降和退化[3,4]。許多研究人員針對人工繁育中天敵昆蟲室內種群退化問題和復壯技術等方面做過相關研究。

蠋蝽是農林業(yè)中一種重要的捕食性天敵昆蟲，多年來國內對其相關研究報道很多。主要從蠋蝽的捕食范圍[5-12]、生物學特性[13-17]及人工飼料[6,11,12,18,19]等方面進行了大量研究，其中大部分研究中的供試蟲源均為室內繼代飼養(yǎng)的種群。如果長期在實驗室培養(yǎng)蟲食性昆蟲，種群的遺傳譜可能會發(fā)生變化，這種變化可能改變蟲食性昆蟲的取食偏好，或可能導致生存能力和性能受損，從而降低其生防效力[20,21]。因此，進行蠋蝽繼代飼養(yǎng)種群的退化規(guī)律研究勢在必行。

通過對蠋蝽的各項研究中發(fā)現，蠋蝽室內種群存在著同一卵塊的個體發(fā)育不整齊，普遍體型偏小，孵化率下降的現象，有研究曾對室內飼養(yǎng)的蠋蝽種群進行了近交衰退分析，闡述了衰退現象是否直接受近交繁殖的影響，其研究結果表明，近交繁殖未使蠋蝽個體的體質量與發(fā)育歷期產生顯著差異，而對性比、卵孵化率的影響顯著，表現為顯著偏雄性，畸形卵偏多[23]?；诖?，本研究重點從野外采集到蠋蝽自然種群，引入室內繼代飼養(yǎng)，從生長發(fā)育、繁殖力等方面進行研究，探尋蠋蝽種群在空間局促、食物單一等環(huán)境下的退化程度，完善和補充蠋蝽相關知識，以期為蠋蝽的室內種群復壯技術及田間釋放應用提供理論依據。

1 材料與方法

1.1 供試材料

蠋蝽：本研究所用野外蠋蝽種群采自北京植物園后山榆樹上，在試驗室內用柞蠶蛹繼代飼養(yǎng)。飼養(yǎng)在溫度（26±1）℃，相對濕度（65±5）%，光周期 16L:8D的氣候培養(yǎng)箱內（寧波江南儀器，RXZ-500B）。

柞蠶蛹：購于吉林省西豐縣農豐生防專業(yè)合作社，儲存于4 ℃冰箱內，以保證飼喂蠋蝽時柞蠶蛹處于活體狀態(tài)。

1.2 蠋蝽種群的退化試驗

1.2.1 野生種群室內繼代飼養(yǎng) 將野外采集的蠋蝽單頭飼養(yǎng)至成蟲后，選取雌、雄成蟲各一頭進行配對，設為F0代。每24 h，收集一次卵塊，將收集的蠋蝽新產卵塊分別放于內置噴施蒸餾水濾紙的玻璃培養(yǎng)皿（D＝12 cm）內，隨后將其放入人工氣候箱內孵化，每天向濾紙噴一次蒸餾水保濕，孵化條件同蠋蝽飼養(yǎng)條件（同1.1），n＝110；每日觀察孵化情況，及時將初孵若蟲轉移到300 mL硬塑料太空杯中，杯底預先放置噴有蒸餾水的濕脫脂棉團為蠋蝽初孵若蟲提供水源，杯口用紗網封蓋并用橡皮筋扎緊固定，防止蠋蝽逃脫；在封口網上放一塊2.5 cm×2.5 cm方形脫脂棉噴足水分，保證蠋蝽生長中所需水分供給，同時在封口網上放置足夠的活體柞蠶蛹供蠋蝽刺吸取食，其中柞蠶蛹每3 d更新一次。以此方式，連續(xù)飼養(yǎng)6代，即F1～F6，通過試驗得出蠋蝽每完成一個世代需要17～35 d。

1.2.2 生物學參數測定 用上述方法將蠋蝽野外種群產下的卵塊設置為一組，每日9：00 和 21：00 觀察若蟲脫皮和齡期變化情況，并做好每個卵塊的發(fā)育記錄。通過觀察記錄卵塊孵化前期所需的時間，記錄孵化頭數，計算卵孵化率（n＝110）；每日觀察蠋蝽發(fā)育情況，記錄各齡期蛻皮時間，計算各齡期歷期（n＝60）和發(fā)育至成蟲的全歷期（n＝75）；記錄每組卵塊的雌、雄性比（n＝33）。成蟲3 d后，分別測定雌、雄成蟲的體質量及體長（n＝30），成蟲7 d后，隨機選取雌、雄成蟲各50頭，按1:1單對配對放入太空杯內（n＝50），同時放入比杯內高度略低的瓦楞紙，為蠋蝽提供棲息及產卵場所，用紗網封口橡皮筋固定，防止蠋蝽逃出容器，在紗網上放置2個柞蠶蛹為蠋蝽提供足夠食物，放置脫脂棉并噴施蒸餾水提供水源，放入人工氣候箱（溫度26 ℃±1 ℃，相對濕度65%±5%，光周期 16L:8D）內配對飼養(yǎng)。每12 h檢查雌蟲產卵情況，剪下所產卵塊，標記雌蟲每個卵塊的產卵日期（為下一代繁育做準備），同時記錄單雌單次產卵量。試驗組雌蟲產卵期，如果雄蟲死亡，及時清理蟲體并補充成熟雄蟲，直到雌蟲死亡，每雌產卵量記錄完成。

1.3 數據統(tǒng)計及分析

采用統(tǒng)計分析軟件Graphpad 6進行趨勢方差分析，不同處理間的顯著差異性用LSD進行檢驗。文中數據以平均值±標準差的形式表示。

2 結果與分析

2.1 蠋蝽室內繼代飼養(yǎng)對卵孵化歷期的影響

由方差分析得出，蠋蝽室內繼代飼養(yǎng)對卵孵化歷期存在顯著差異（F5,54＝21.68，P＜0.0001），F1代與 F3代間差異顯著。F3～F6代相鄰世代之間，蠋蝽的卵孵化歷期均無顯著性差異，在排除溫濕度及光照等外界生態(tài)因素，衰退效果在第3代表現為卵孵化歷期的增長，蠋蝽室內飼養(yǎng)到第3代后，發(fā)育呈現出明顯的遲緩（圖1）。

圖1 連續(xù)世代蠋蝽卵孵化歷期Fig.1 Egg incubation period of Arma chinensis in successive generations

2.2 室內繼代飼養(yǎng)對蠋蝽生長發(fā)育的影響

2.2.1 繼代飼養(yǎng)對卵孵化率的影響 蠋蝽的室內繼代飼養(yǎng)對子代卵孵化率存在顯著影響（F5,60＝27.74，P＜0.0001）。F1～F2代間差異不顯著，卵孵化率均高于88%，其中F1代平均孵化率達91.9%，孵化率最高為100%的卵塊占總數的42.7%； F3代卵平均孵化率為78.8%，相較前兩代顯著下降，孵化率最高為100%的卵塊僅占總數的5.5%；隨著飼養(yǎng)代數增加，F3～F5代卵孵化率整體呈下降趨勢（圖2）。

圖2 連續(xù)世代蠋蝽卵孵化率Fig.2 Egg hatchability of Arma chinensis in successive generations

2.2.2 繼代飼養(yǎng)對發(fā)育歷期的影響 隨著繼代的增加，1齡幼蟲發(fā)育歷期呈增加趨勢，其中，F3代時差異開始顯著；2齡幼蟲歷期在F6代時最長，其次是F4代和F1代，F2、F3和F5歷期短，且三代間差異不顯著；3齡幼蟲發(fā)育歷期呈增加趨勢，各代間差異不顯著；4齡幼蟲發(fā)育歷期，F1和F2代最短，且兩代間差異不顯著，F3代歷期顯著增加，F4～F6代較F3代有所回落，但差異不顯著；5齡幼蟲發(fā)育歷期與4齡幼蟲歷期各代間的差異相似，均是在F3代時歷期顯著增長，之后幾代有所回落，但差異不顯著。最終通過對10組（每組6個重復）的蠋蝽進行繼代飼養(yǎng)，發(fā)現隨著飼養(yǎng)繼代的增加，蠋蝽的發(fā)育歷期差異顯著（F5,54＜35.07，P＜0.0001），總體上，繼代蠋蝽發(fā)育歷期呈延長趨勢，其中從F4代開始顯著延長（圖3）。

圖3 連續(xù)世代蠋蝽生長歷期Fig.3 Developmental duration of Arma chinensis in successive generations

2.2.3 繼代飼養(yǎng)對成蟲體質量和體長的影響 隨著世代的增加，蠋蝽雌成蟲的體質量差異顯著，整體呈現下降趨勢。F1代雌成蟲體質量最高，F2代開始下降，呈極顯著差異（F5,174＝9.882，P＜0.0001），F2～F6間差異不顯著；雄成蟲自F3代體質量開始下降，呈顯著差異（F5,174＝9.546，P＜0.0001），F3～F6代間差異不顯著（圖4）。

圖4 連續(xù)世代蠋蝽成蟲體質量Fig.4 Weight of Arma chinensis adult in successive generations

蠋蝽雌成蟲的體長隨著繼代增加，F1和F2代無顯著差異，自F3代開始體長顯著減少（F5,198＝20.02，P＜0.0001）)，F3～F6代間無顯著差異；蠋蝽雄成蟲體長連續(xù)世代整體無顯著差異（圖5）。

圖5 連續(xù)世代蠋蝽成蟲體長Fig.5 Body length of Arma chinensis adults across successive generations

2.3 繼代飼養(yǎng)對蠋蝽繁殖力的影響

2.3.1 繼代飼養(yǎng)對性比的影響 隨著繼代的增加，蠋蝽雌雄性比整體呈下降趨勢，F2代雌雄性比出現上升，F3～F6代各代間均有小幅度起伏，但繼代增加對各代雌雄性比影響不顯著（F5,36＝2.162）（圖6）。

圖6 連續(xù)世代蠋蝽雌雄性比Fig.6 Sex ratio of Arma chinensis in successive generations

2.3.2 繼代飼養(yǎng)對單雌產卵量的影響 蠋蝽的單雌產卵量隨著繼代的增加，整體呈現下降趨勢，在F2代時顯著下降（F5,258＝24.27，P＜0.0001），F5代再次顯著下降（圖7）。

圖7 連續(xù)世代蠋蝽單雌產卵量Fig.7 Egg-laying amount of a Arma chinensis female in successive generation

3 討論

種群的退化是昆蟲在室內人工飼養(yǎng)過程中存在的普遍現象，常表現為體質量降低、生殖力衰退及發(fā)育歷期延長等[19]，退化主要原因中遺傳因素是最根本的原因，室內飼養(yǎng)的種群缺少自然生態(tài)的淘汰，進而出現同系連續(xù)飼養(yǎng)、同宗近緣交配、個體遺傳異質性降低等現象，最終導致個體大小、種群存活率、發(fā)育齊整度、后代繁殖能力、抗病菌能力等全面下降[20]。代平禮等[3]在研究中表示種群在繁殖過程中會出現不同程度的退化，尤其是室內累代培養(yǎng)退化現象更加明顯。Crozier[17]在昆蟲的進化遺傳中提到，寄生蜂在退化過程中，往往伴隨著雄性個體減少、雌性個體增多。從試驗結果來看，蠋蝽作為捕食性蝽的種群退化表現中，雌雄性比變化不顯著。

目前，關于寄生性天敵昆蟲的種群退化研究較多，其中傘裙追寄蠅Exoristacivilis在室內條件下累代擴繁，出現寄生成功率下降[32]；花絨寄甲Dastarcushelophoroides的退化呈逐年緩慢下降的趨勢，在 15 代后各生物學參數出現明顯的退化現象等[33]。捕食性天敵的種群退化少見報道，蠋蝽作為捕食性天敵昆蟲與其他天敵昆蟲相比，體型偏大，每完成一個世代需要22～38 d，耗時較長，因此本研究通過連續(xù)飼養(yǎng)F1～F6共6代，針對蠋蝽野外種群的卵發(fā)育歷期、各齡期歷期及全歷期、卵孵化率，雌雄成蟲體質量、體長、性比以及單雌產卵量等方面的詳細測定和分析，對蠋蝽種群在室內飼養(yǎng)環(huán)境下的退化規(guī)律進行探索研究。結果表明，蠋蝽受室內繼代飼養(yǎng)影響顯著，其中雌蟲體質量和產卵量在F2代時就呈現極顯著下降趨勢，卵孵化歷期、卵孵化率、成蟲發(fā)育全歷期、雌蟲體長等生物學參數在F3代出現顯著衰退趨勢，總體而言，蠋蝽雌蟲受繼代增加影響較大，降低了蠋蝽作為天敵昆蟲的品質，限制了生物防治中天敵昆蟲的規(guī)?；瘮U繁與應用，鑒于此，建議在蠋蝽的室內人工擴繁中，至少每年一次采集野外蠋蝽種群補充進室內種群中，實施室內種群復壯，重點補充蠋蝽雌成蟲，以更有效地提升復壯效果。

今后在蠋蝽的生物學參數研究中，增加捕食功能反應測定，探索蠋蝽的捕食能力受繼代增加影響是否顯著，從而更全面地了解室內繼代飼養(yǎng)的蠋蝽捕食功能是否顯著衰退，為蠋蝽的大規(guī)模人工擴繁技術的改進提供理論依據。對蠋蝽野外種群與室內種群的生物學特性、生理生化特性及轉錄組分析等方面的差異進行研究探索，根據蠋蝽室內種群的退化規(guī)律，圍繞改善室內種群的飼養(yǎng)環(huán)境、采集野外種群雜交、改良單一食物等幾種復壯措施，探索蠋蝽室內種群的最佳復壯技術，以期提升室內種群品質，為成功進行田間釋放奠定基礎。