關(guān)月姍, 朱方麗,2, 楊儀韓, 曹惠怡, 嚴(yán)玉寧, 王興民,*

(1. 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院昆蟲(chóng)系, 生物防治教育部工程研究中心, 廣州 510642; 2. 常州市房屋安全和白蟻防治指導(dǎo)中心,江蘇常州 213000; 3. 青海高等職業(yè)技術(shù)學(xué)院農(nóng)業(yè)與資源環(huán)境系, 青海海東 810700)

桉樹(shù)枝癭姬小蜂Leptocybeinvasa隸屬膜翅目(Hymenoptera)小蜂總科(Chalcidoidea)姬小蜂科 (Eulophidae)，于2004年確定為新屬新種(Mendel, 2004)，該蜂最早發(fā)現(xiàn)于中東、地中海一帶，2012年前后，已在亞、歐、美三大洲超過(guò)26個(gè)國(guó)家都有分布(Arzone and Alma, 2000; Viggianietal., 2002; Aytar, 2003, 2006; Ramadan, 2004; Brancoetal., 2006; Nyekoetal., 2007; Udagedara and Karunaratne, 2014; Vanegas-Ricoetal., 2015)。2007年首次在我國(guó)廣西東興縣發(fā)現(xiàn)該蜂，當(dāng)時(shí)普查結(jié)果顯示廣西的發(fā)生面積已達(dá)2 000 hm2，在之后幾年里，該蜂擴(kuò)散到廣東、福建、海南，并向內(nèi)陸省份擴(kuò)散(唐超等, 2008; 伍荔霞, 2008; 吳耀軍等, 2009; 魏初獎(jiǎng)等, 2017)。桉樹(shù)枝癭姬小蜂在我國(guó)華南地區(qū)一年發(fā)生4～5代，世代重疊(吳耀軍等, 2010; 羅基同等, 2011; 邱煥秀等, 2011; 朱方麗等, 2013)。危害桉屬樹(shù)木的嫩枝，在嫩莖、葉柄、葉脈處產(chǎn)生蟲(chóng)癭。嚴(yán)重侵染可導(dǎo)致葉、枝變形，樹(shù)木生長(zhǎng)遲緩，在新植桉林和苗圃地危害嚴(yán)重(姚賢宇等, 2016; 肖銀波等, 2018)。在我國(guó)，其主要危害的桉樹(shù)種類(lèi)有赤桉Eucalyptusldulensis、巨桉E.grandis、尾赤桉E.urophylla、鄧恩桉E.dunnii、窿緣桉E.exserta和多利桉E.dorrigoensis等(武海衛(wèi)等, 2009; 常潤(rùn)磊等, 2010; 韋建林等, 2013; 張開(kāi)存等, 2017)。黃夢(mèng)伊等(2020)基于MaxEnt對(duì)桉樹(shù)枝癭姬小蜂在中國(guó)發(fā)生趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè)：高、中度適生區(qū)面積分別為141.12萬(wàn)和82.56萬(wàn)km2，分別占我國(guó)內(nèi)陸國(guó)土的14.7%和8.6%。該蜂對(duì)廣泛應(yīng)用于造紙、園林綠化、生態(tài)防護(hù)林(鄭嘉琪和陳少雄, 2017)的桉樹(shù)林造成嚴(yán)重危害，導(dǎo)致較大的經(jīng)濟(jì)損失。

近年來(lái)，我國(guó)學(xué)者對(duì)該蜂的生物學(xué)及生態(tài)學(xué)特性、監(jiān)測(cè)防控等多方面進(jìn)行了深入研究，以求為有效防控該蜂提供更多的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)(谷平等, 2012)。但關(guān)于該蜂的胚胎發(fā)育及胚后發(fā)育方面，國(guó)內(nèi)外研究報(bào)道較少。Marzo(2008)研究表明，桉樹(shù)枝癭姬小蜂的卵具有卵柄，且在生殖系統(tǒng)內(nèi)具有兩個(gè)生殖粘腺，但關(guān)于該蜂的卵在孵化過(guò)程中的變化(胚胎發(fā)育過(guò)程)尚未報(bào)道。在該蜂的胚后發(fā)育方面，Mendel等(2004)根據(jù)蟲(chóng)癭發(fā)育過(guò)程中的主要特征劃分為5個(gè)發(fā)育階段，分別為蟲(chóng)癭呈圓球形綠色且相互獨(dú)立、蟲(chóng)癭呈典型的腫塊型、蟲(chóng)癭表面顏色逐漸變?yōu)榉奂t色、進(jìn)一步呈現(xiàn)淺紅色或暗紅色和蟲(chóng)癭表面出現(xiàn)羽化孔，但尚未對(duì)各發(fā)育階段的蟲(chóng)癭、蟲(chóng)室、蟲(chóng)體的體型大小變化進(jìn)行深入研究。本研究觀察了桉樹(shù)枝癭姬小蜂的胚胎發(fā)育以及蟲(chóng)癭、蟲(chóng)室、蟲(chóng)體三者間相對(duì)應(yīng)的發(fā)育過(guò)程，以期更深入地了解桉樹(shù)枝癭姬小蜂及蟲(chóng)癭的生物學(xué)特性，為其發(fā)生為害規(guī)律方面提供一定信息。

1 材料與方法

1.1 供試?yán)ハx(chóng)及寄主植物

桉樹(shù)枝癭姬小蜂種群飼養(yǎng)于寄主植物尾赤桉Eucalyptusurophylla×Eucalyptuscamaldulensis。尾赤桉苗高約為50 cm，生長(zhǎng)在華南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院網(wǎng)室內(nèi)。

1.2 桉樹(shù)枝癭姬小蜂雌性生殖系統(tǒng)解剖

將桉樹(shù)枝癭姬小蜂雌成蟲(chóng)放入Ringer氏生理鹽水(氯化鈉、氯化鉀、氯化鈣、碳酸氫鈉以及磷酸二氫鈉)，在體式鏡(Leica M10)下解剖，取雌性生殖系統(tǒng)，移至顯微鏡(Olympus-BX51，配置聯(lián)機(jī)數(shù)碼相機(jī)CoolSNAP-Pro Version 4.1配套圖像攝取和分析軟件，日本奧林巴斯公司)下進(jìn)行拍攝。

1.3 桉樹(shù)枝癭姬小蜂胚胎發(fā)育觀察

選取生長(zhǎng)良好的尾赤桉樹(shù)苗枝條嫩尖進(jìn)行套袋，每枝頭接種桉樹(shù)枝癭姬小蜂雌成蜂3～5頭，3 h后將成蜂趕離，將樹(shù)苗置于26℃恒溫箱中培養(yǎng)。每隔6 h隨機(jī)選取部分枝條嫩尖在體式鏡(Leica M10)下進(jìn)行解剖，取出卵并在顯微鏡(Olympus-BX51，配置聯(lián)機(jī)數(shù)碼相機(jī)CoolSNAP-Pro Version 4.1配套圖像攝取和分析軟件，日本奧林巴斯公司)下放大拍攝(400×)。

1.4 桉樹(shù)枝癭姬小蜂胚后發(fā)育指標(biāo)測(cè)定

待1.3節(jié)中的尾赤桉苗接種培養(yǎng)10 d，選取30個(gè)蟲(chóng)癭或30頭幼蟲(chóng)在體式鏡(Leica M10)下進(jìn)行解剖觀察，并在帶有數(shù)碼照相機(jī)(Axiocan HRc)的體視鏡(SteREO Discovery V20， Zeiss)下拍攝記錄蟲(chóng)癭、蟲(chóng)室及桉樹(shù)枝癭姬小蜂幼體的發(fā)育狀況，此后每隔5 d進(jìn)行一次同樣操作。其中蟲(chóng)癭需要記錄表面特征和蟲(chóng)癭直徑變化；蟲(chóng)室需要記錄薄壁層的出現(xiàn)時(shí)間、厚度變化及蟲(chóng)室直徑變化；桉樹(shù)枝癭姬小蜂幼體則需要記錄幼蟲(chóng)特征及直徑變化，直至發(fā)育到蛹。蟲(chóng)癭、幼體、蟲(chóng)室的體積計(jì)算采用橢球體積計(jì)算方法。橢球體積計(jì)算公式如下：

式中，a,b,c分別代表供測(cè)物(蟲(chóng)癭、幼體、蟲(chóng)室)的中心點(diǎn)沿x,y,z軸上的半徑，圖1示供測(cè)物(蟲(chóng)室)的體積測(cè)量方法，蟲(chóng)癭及幼體的測(cè)量方法相同。

圖1 供測(cè)物(蟲(chóng)室)的體積測(cè)量Fig. 1 Measurements of the volume of object (chamber)

1.5 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)采用SPSS 13.0分析處理，用Duncan氏復(fù)極差法檢驗(yàn)(DMRT)對(duì)數(shù)據(jù)差異進(jìn)行多重比較分析，并用軟件Excel制作圖表。

2 結(jié)果

2.1 桉樹(shù)枝癭姬小蜂胚胎發(fā)育

2.1.1桉樹(shù)枝癭姬小蜂雌性生殖系統(tǒng)：桉樹(shù)枝癭姬小蜂雌性生殖系統(tǒng)由生殖器、受精囊、卵巢和一對(duì)輸卵管粘腺組成(圖2: A)。初產(chǎn)的卵具有較長(zhǎng)的卵柄，且前端呈乳頭狀(圖2: B)。

圖2 桉樹(shù)枝癭姬小蜂雌性生殖系統(tǒng)及卵Fig. 2 Female reproductive system and eggof Leptocybe invasaA: 雌性生殖系統(tǒng)Female reproductive system; B: 卵Egg.

2.1.2桉樹(shù)枝癭姬小蜂胚胎發(fā)育：桉樹(shù)枝癭姬小蜂胚胎發(fā)育如圖3所示。結(jié)果表明，雌成蟲(chóng)在植物組織內(nèi)產(chǎn)卵12 h后，卵并沒(méi)有出現(xiàn)明顯變化(圖3: A)；24 h，卵柄內(nèi)的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)開(kāi)始向卵聚集，卵柄末端開(kāi)始出現(xiàn)空白(圖3: B)；36 h，卵開(kāi)始逐漸分為兩層，胚胎層出現(xiàn)(圖3: C)；48-64 h，可見(jiàn)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)繼續(xù)向卵頭部位聚集且具明顯的細(xì)胞分裂(圖3: D)；72-84 h，卵完整地分為兩層，外層為卵殼，內(nèi)層為胚胎，且內(nèi)部細(xì)胞明顯(圖3: E, F)；96-108 h，卵內(nèi)細(xì)胞逐漸淡化(圖3: G, H)；直至114 h，幼蟲(chóng)逐漸成形，且第一次明顯觀察到幼蟲(chóng)在卵內(nèi)活動(dòng)，此時(shí)卵柄部位已被完全吸收(圖3: I)；132 h，卵內(nèi)幼蟲(chóng)仍有活動(dòng)，且在卵頭的頂部出現(xiàn)一孵化孔(圖3: J)；138 h，部分卵開(kāi)始孵化，幼蟲(chóng)出現(xiàn)(圖3: K)。當(dāng)剛孵化的幼蟲(chóng)靜止時(shí)，其呈白色球形，而當(dāng)其活動(dòng)時(shí)，可觀察到幼蟲(chóng)的頭和尾，但兩者間相距很近。

圖3 桉樹(shù)枝癭姬小蜂胚胎發(fā)育Fig. 3 Embryonic development of Leptocybe invasaA: 產(chǎn)卵后12 h (12 h after egg laying); B: 產(chǎn)卵后24 h (24 h after egg laying); C: 產(chǎn)卵后36 h (36 h after egg laying); D: 產(chǎn)卵后48-64 h (48-64 h after egg laying); E: 產(chǎn)卵后72 h (72 h after egg laying); F: 產(chǎn)卵后84 h (84 h after egg laying); G: 產(chǎn)卵后96 h (96 h after egg laying); H: 產(chǎn)卵后108 h (108 h after egg laying); I-J: 產(chǎn)卵后114-132 h (114-132 h after egg laying); K: 產(chǎn)卵后138 h (138 h after egg laying).

2.2 桉樹(shù)枝癭姬小蜂胚后發(fā)育

桉樹(shù)枝癭姬小蜂胚后發(fā)育過(guò)程如圖4所示。桉樹(shù)枝癭姬小蜂幼蟲(chóng)呈乳白色，隨著發(fā)育時(shí)間的延長(zhǎng)，蟲(chóng)體直徑不斷增大(圖4: A-F)；桉樹(shù)枝癭姬小蜂的蛹，初期呈乳白色，后逐漸呈成蟲(chóng)體型，背部有黃色物質(zhì)出現(xiàn)，復(fù)眼突出(圖4: G)；當(dāng)發(fā)育到50 d，蛹的體色變暗，且兩只復(fù)眼和3只單眼呈紅色(圖4: H)；直至發(fā)育到55 d，蛹發(fā)育到后期，呈黑色且蟲(chóng)體各個(gè)部位特征明顯(圖4: I)。桉樹(shù)枝癭姬小蜂雌成蟲(chóng)體長(zhǎng)約1.1～1.4 mm，腹部末端鈍圓，觸角無(wú)刺毛；雄成蟲(chóng)體長(zhǎng)約0.8～1.1 mm，腹部末端稍尖，生殖器外露，觸角具有刺毛(圖4: J-K)。桉樹(shù)枝癭姬小蜂幼蟲(chóng)體積隨著發(fā)育時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸增大，且幼蟲(chóng)體積間存在顯著性差異(F=52.72,df1=6,df2=173,P<0.0001)(表1)。桉樹(shù)枝癭姬小蜂幼蟲(chóng)體積在不同發(fā)育階段，其增長(zhǎng)速度間存在顯著性差異(F=16.86,df1=5,df2=12,P<0.0001)(圖5)。桉樹(shù)枝癭姬小蜂幼蟲(chóng)體積增長(zhǎng)速率隨發(fā)育時(shí)間的延長(zhǎng)逐漸增大；至30 d，幼蟲(chóng)體積增長(zhǎng)速率最大，后逐漸放緩，至40 d,增長(zhǎng)速率降低為0，幼蟲(chóng)發(fā)育到蛹。

圖4 桉樹(shù)枝癭姬小蜂胚后發(fā)育Fig. 4 Postembryonic development of Leptocybe invasaA: 10 d; B: 15 d; C: 20 d; D: 25 d; E: 30 d; F: 35-40 d; G: 45 d; H: 50 d; I-J: 55 d; K: 雌成蟲(chóng)Female adult; L: 雄成蟲(chóng)Male adult.

表1 桉樹(shù)枝癭姬小蜂蟲(chóng)癭、蟲(chóng)室和幼體的體積Table 1 Volume of galls, chambers and larvaeof Leptocybe invasa

圖5 桉樹(shù)枝癭姬小蜂幼蟲(chóng)體積的增長(zhǎng)速率Fig. 5 Increase rate of larval volumeof Leptocybe invasa折線圖上不同字母(平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤)表示差異顯著(P<0.05, Duncan氏復(fù)極差法檢驗(yàn))。圖8同。Data (mean±SE) followed by different letters in the line chart are significantly different (P<0.05, Duncan’s multiple range test). The same for Fig. 8.

桉樹(shù)枝癭姬小蜂幼蟲(chóng)以寄主植物為食，其取食部位為蟲(chóng)癭內(nèi)的薄壁組織。當(dāng)幼蟲(chóng)剛孵化時(shí)，其被包裹在柔嫩的植物組織內(nèi)(圖7: A)；接種20 d，蟲(chóng)室開(kāi)始逐步分化成兩層，外層逐步栓化變硬，而靠近幼蟲(chóng)的內(nèi)層則變成肉質(zhì)的薄壁細(xì)胞層，為幼蟲(chóng)提供食物(圖7: B-F)；幼蟲(chóng)發(fā)育到末齡時(shí)，薄壁細(xì)胞層消失，僅剩下內(nèi)壁光滑且栓化的蟲(chóng)室外層(圖7: G-H)。薄壁層作為桉樹(shù)枝癭姬小蜂幼蟲(chóng)的食物來(lái)源，其厚度隨蟲(chóng)癭日齡的變化而變化(F=13.56,df1=5,df2=185,P<0.0001)(圖8)，接種25 d后厚度趨于最大，45 d時(shí)基本消失。

圖7 桉樹(shù)枝癭姬小蜂蟲(chóng)室發(fā)育過(guò)程Fig. 7 Developmental process of chambersof Leptocybe invasaA: 10 d; B: 15 d; C: 20 d; D: 25 d; E: 30 d; F: 35 d; G: 40 d; H: 45 d.

圖8 桉樹(shù)枝癭姬小蜂蟲(chóng)癭內(nèi)的薄壁細(xì)胞層厚度隨蟲(chóng)癭日齡的變化Fig. 8 Changes of the thickness of parenchyma celllayer in Leptocybe invasa galls with the age of gall

2.3 寄主植物組織受害癥狀的變化過(guò)程

桉樹(shù)枝癭姬小蜂蟲(chóng)癭的發(fā)育歷程如圖6所示。桉樹(shù)枝癭姬小蜂雌成蟲(chóng)產(chǎn)卵后，其產(chǎn)卵部位出現(xiàn)植物的滲出液，1 h，呈現(xiàn)黑色疤痕(圖6: A)；前10 d，蟲(chóng)癭形態(tài)無(wú)明顯變化(圖6: B)；至15 d，蟲(chóng)癭開(kāi)始膨大，且疤痕開(kāi)始逐漸脫落，此時(shí)的蟲(chóng)癭呈綠色或淡紅色(圖6: C, D)；25 d，疤痕已完全脫落，此時(shí)的蟲(chóng)癭呈現(xiàn)紅色且具有光澤(圖6: E)；30-50 d，蟲(chóng)癭體積逐步增大，且顏色由紅色逐漸變?yōu)樯罴t色，而蟲(chóng)癭表面的光澤亦逐漸褪去(圖6: F-I)；55 d，桉樹(shù)枝癭姬小蜂成蟲(chóng)羽化，蟲(chóng)癭表面出現(xiàn)羽化孔(圖6: J)。桉樹(shù)枝癭姬小蜂的蟲(chóng)癭體積隨生長(zhǎng)發(fā)育時(shí)間的延長(zhǎng)而增大，在不同發(fā)育階段間蟲(chóng)癭體積存在顯著性差異(F=37.25,df1=8,df2=289,P<0.0001)(表1)，50 d時(shí)蟲(chóng)癭體積約是第10天的16倍。

圖6 桉樹(shù)枝癭姬小蜂蟲(chóng)癭發(fā)育過(guò)程Fig. 6 Developmental process of Leptocybe invasa gallsA: 1-5 d; B: 10 d; C: 15 d; D: 20 d; E: 25 d; F: 30 d; G: 35 d; H: 40 d; I: 45-50 d; J: 55 d.

3 結(jié)論及討論

26℃恒溫條件下，桉樹(shù)枝癭姬小蜂完成胚胎發(fā)育約需138 h，整個(gè)過(guò)程可分3個(gè)階段：產(chǎn)卵后24 h為營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)聚集期，36-84 h為胚胎期，96-138 h為孵化期(圖3)。桉樹(shù)枝癭姬小蜂在蟲(chóng)癭內(nèi)完成發(fā)育，其發(fā)育過(guò)程與蟲(chóng)癭發(fā)育過(guò)程保持一致。當(dāng)桉樹(shù)枝癭姬小蜂若蟲(chóng)發(fā)育到末期或蛹期時(shí)，內(nèi)部蟲(chóng)室和外部蟲(chóng)癭均不再膨大。桉樹(shù)枝癭姬小蜂幼蟲(chóng)體積增長(zhǎng)速率隨發(fā)育時(shí)間呈現(xiàn)單峰型，即在30 d時(shí)，其增長(zhǎng)速率達(dá)到最大(圖5)。刺桐姬小蜂蟲(chóng)癭發(fā)育情況與桉樹(shù)枝癭姬小蜂蟲(chóng)癭基本相似(鄧曉韶等, 2009; 汪少妃等, 2015)。

桉樹(shù)枝癭姬小蜂以蟲(chóng)癭內(nèi)的髓(薄壁細(xì)胞)為食物，因此其發(fā)育進(jìn)程與薄壁層厚度存在一定關(guān)系。蟲(chóng)癭內(nèi)薄壁層厚度隨時(shí)間變化呈現(xiàn)拋物線狀，其前期增長(zhǎng)較快，后期下降變緩。25 d時(shí)，薄壁層厚度達(dá)到最大，此時(shí)桉樹(shù)枝癭姬小蜂幼蟲(chóng)處于低齡階段，其取食量較?。恢箅S著幼蟲(chóng)取食量的增大，薄壁層厚度不再增大，而呈現(xiàn)緩慢下降的趨勢(shì)，直至幼蟲(chóng)化蛹前，髓部被完全取食(圖8)。刺桐姬小蜂幼蟲(chóng)也是以髓為食料，其蟲(chóng)癭中的薄壁層第Ⅲ階段顯著加厚(鄧曉韶, 2009; 汪少妃等, 2015)。

研究刺桐姬小蜂蟲(chóng)癭的學(xué)者將其分為癭室(活動(dòng)層)、薄壁層(營(yíng)養(yǎng)層)、內(nèi)核(保護(hù)層)和周?chē)M織(表皮層)(鄧曉韶, 2009; 汪少妃等, 2015)。本研究通過(guò)解剖將桉樹(shù)枝癭姬小蜂蟲(chóng)癭分為3個(gè)基本層，最外層為膨大的表皮層，該層包括植物原有的維管束層、皮層和表皮等結(jié)構(gòu)；中間層為栓化層，該層主要其支撐作用，后期呈現(xiàn)白色栓化；內(nèi)層為薄壁細(xì)胞層，也稱髓，是桉樹(shù)枝癭姬小蜂幼蟲(chóng)取食的部位；而內(nèi)部的空腔就是幼蟲(chóng)棲身的地方。這與吳耀軍等(2012)的描述基本一致。

本研究觀察了桉樹(shù)枝癭姬小蜂的胚胎發(fā)育以及蟲(chóng)癭、蟲(chóng)室、蟲(chóng)體三者間相對(duì)應(yīng)的發(fā)育(胚后發(fā)育)過(guò)程，為深入了解該害蟲(chóng)的生物學(xué)特征和發(fā)生為害規(guī)律提供一定的基礎(chǔ)信息。