楊澤鵬, 宋振浩, 崔潔, 王丙泉, 唐曉琴*

1. 西藏農(nóng)牧學院 植物科學學院, 西藏 林芝 860000；

2. 西藏高原資源昆蟲與應用昆蟲實驗室 西藏 林芝860000；

3. 西藏高原森林生態(tài)教育部重點實驗室, 西藏 林芝860000；

4. 西藏自治區(qū)農(nóng)牧科學院農(nóng)業(yè)研究所, 西藏 拉薩 850032

楊毒蛾（Stilphotia candidaStaudinger )又稱為楊雪毒蛾，屬于鱗翅目（Lepidoptera）毒蛾科（Lymantriidae）[1]，主要危害楊樹(PopulusL.）、柳樹（SalixL.）、白樺（Betula platyphylla）、榛子（Corylus heterophylla）等植物[2-3]。楊毒蛾幼蟲期以楊柳樹的葉片為食，暴發(fā)性極強，大規(guī)模發(fā)生時，數(shù)天之內(nèi)即可將樹上的葉片食光，嚴重削弱樹勢甚至造成樹木的死亡，此外楊毒蛾還常常引發(fā)楊樹潰瘍病和腐爛病并發(fā)癥[4-6]，因此對樹木危害極大。根據(jù)揭路蘭等[7]人的研究表明，楊毒蛾在我國及日本等國均有分布。近年來，楊毒蛾在拉薩和林芝頻繁發(fā)生，連續(xù)數(shù)年循環(huán)發(fā)生危害，嚴重影響楊柳樹的生長發(fā)育和當?shù)厣鷳B(tài)安全[8-14]。國外目前僅見Keisuke Ueda等[15-16]人對其生物學特性做過研究，國內(nèi)華北、華東等受楊毒蛾危害較為嚴重的地區(qū)目前僅對楊毒蛾的形態(tài)特征、發(fā)生規(guī)律、防治方法等方面開展了相應的研究[17-21]；然而上述研究一方面距今已有較長時間，另一方面絕大部分研究重點集中在楊毒蛾的防治措施而缺乏對楊毒蛾生物學特性進行詳細的闡述，且昆蟲在不同生境下其生物學特性不同[22]，西藏地區(qū)由于其特殊的生境楊毒蛾的生物學特性發(fā)生了哪些變化目前還尚不明確，因此本實驗從昆蟲與寄主揮發(fā)物之間的化學通訊角度切入，一方面觀察楊毒蛾在西藏地區(qū)生物學特性發(fā)生的變化，另一方面探究寄主揮發(fā)物在其生活史中所發(fā)揮的作用，其次由于連年的化學農(nóng)藥使用3R效應愈發(fā)明顯，因此明確其生物學特性，對后續(xù)無公害防治工作的開展提供理論依據(jù)。

于2021年4月到2022年7月以西藏自治區(qū)林芝市巴宜區(qū)結(jié)麥村為定點定期觀測基地，同時采集楊毒蛾各蟲態(tài)在實驗室進行飼養(yǎng)觀察，對該害蟲的年生活史、生活習性和各發(fā)育階段形態(tài)進行系統(tǒng)性研究，為該地區(qū)科學防治楊毒蛾及后續(xù)深入研究打下理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試驗地概況

定點定期觀察基地位于西藏西南部林芝市巴宜區(qū)布久鄉(xiāng)結(jié)麥村楊柳樹防護林（北緯29°34′26″，東經(jīng)94°25′36″，海拔2 964.9 m）。屬于濕潤半濕潤地區(qū)，年平均溫度在8.4℃～8.5℃，最熱月溫在15.5℃～15.6℃，最冷月溫在0.1℃～1.6℃，極端最高溫度為30.2℃，極端最低溫度為-15.3℃，年降雨量為639.3～654 mm，年蒸發(fā)量為1 644.7～1 806.6 mm，年日照時數(shù)為1 9 878.3～2 511.6 h，最大風速為6～7級，最小風速為2～3級。2021年6月開始在觀察基地樣方內(nèi)采集楊毒蛾蛹，帶回實驗室進行飼養(yǎng)。

1.2 幼蟲飼養(yǎng)

為比較溫度等生態(tài)因子對楊毒蛾發(fā)育歷期影響，設(shè)置不同飼養(yǎng)條件進行對比觀察：室內(nèi)條件（條件一），溫度17℃～26℃，RH為45%～55%；人工氣候箱條件（條件二），光照周期：L:D=14 h:10 h ，溫度：20℃～25℃；RH：60%～70%。

飼養(yǎng)用具：智能人工氣候培養(yǎng)箱（PQX-300型，金壇市盛藍儀器制造有限公司）、智能電子天平、體式顯微鏡（SMZ800）、長方體木質(zhì)養(yǎng)蟲籠(30 cm×30 cm×35 cm)、正方體紗網(wǎng)養(yǎng)蟲籠（35 cm×35 cm×35 cm）、圓臺型塑料盒（10 cm×8.5 cm×14.8 cm）、脫脂棉、橡皮筋、塑料杯、溫濕度計、小號毛筆、鑷子、紗網(wǎng)、蜂蜜水(10%)、膠頭滴管、玻璃棒、酒精等。

1.3 實驗方法

1.3.1 形態(tài)特征觀察

從觀察基地采集楊毒蛾卵、幼蟲、蛹、成蟲等不同蟲態(tài)在實驗室觀察形態(tài)特征；卵： 每天定時在體視顯微鏡下觀察卵的顏色變化，并測量其直徑（n=10）、描述其形態(tài)特征。幼蟲（n=15）：選取各齡期健康幼蟲，測量頭殼寬和體長，并描述幼蟲的形態(tài)特征。蛹(n=30)：幼蟲化蛹48 h后，在顯微鏡下觀察蛹的形態(tài)特征并區(qū)分雌雄，同時測定蛹的長、寬及質(zhì)量。成蟲：將雌雄成蟲各30頭，用毒瓶（乙酸乙酯）毒死后展翅，測量雌雄成蟲的翅展、體長、觸角長，同時描述其形態(tài)特征。

1.3.2 生物學特性觀察

分別在人工氣候箱（條件二），及戶外模擬自然生境條件下（條件一）進行飼養(yǎng)，記錄楊毒蛾生物學特性并觀察不同溫度下楊毒蛾發(fā)育歷期的差異。

取同一批次楊毒蛾卵塊分為2組，第一組在塑料盒頂部罩上紗布，同時盒內(nèi)放入一枝用脫脂棉包裹基部的北京楊小枝，每天在脫脂棉上滴加無菌水，另一組放入沒有北京楊小枝圓臺形塑料盒中，盒內(nèi)有一直徑為1.5 cm保濕棉球，兩組均放置于實驗室自然變溫條件下（條件一）孵化，分別記錄幼蟲孵化天數(shù)、統(tǒng)計卵的發(fā)育歷期等并觀察寄主植物揮發(fā)物是否對楊毒蛾幼蟲孵化產(chǎn)生影響。

將同一批次孵化的楊毒蛾幼蟲每30頭為一組置于用紗布籠罩的塑料盒中，在實驗室室溫下（條件一）分別用北京楊樹葉和白柳樹葉飼養(yǎng)（每盒30只各6盒），每天更換葉片直到化蛹，同時記錄楊毒蛾蛻皮次數(shù)、齡期、幼蟲期和死亡率。

1.3.3 年生活史觀察

在林芝市巴宜區(qū)結(jié)麥村對楊毒蛾危害狀況進行定點定期觀測，2021年4月—2020年9月，每隔三天去觀察一次，記錄楊毒蛾的蟲態(tài)、蟲口數(shù)及溫濕度；2021年10月—2022年4月，每周去觀察一次，記錄楊毒蛾的越冬情況，以此研究楊毒蛾在林芝地區(qū)的年生活史。

1.3.4 數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 20.0和Excel 軟件對數(shù)據(jù)進行處理分析，并采用T檢驗的方法對不同食物飼養(yǎng)、恒溫和變溫兩種進行顯著性分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 楊毒蛾的形態(tài)特征

2.1.1 卵楊毒蛾

蟲卵為球形，直徑0.97±0.02 mm，初產(chǎn)時為灰褐色，產(chǎn)后1—2 d顏色逐漸加深為黑褐色；一雌蛾可連續(xù)產(chǎn)卵1—3 d，產(chǎn)下2—3個卵塊，解剖未產(chǎn)卵雌蟲測得平均卵量為197±28.823 粒；雌蟲產(chǎn)卵時分泌白色液體與卵一并產(chǎn)出后覆蓋在卵表面，隨后凝固將卵粒包裹（見圖1a～b)。

圖1 楊毒蛾各蟲態(tài)Fig. 1 Various development stages of Stilphotia candida Staudinger

2.1.2 幼蟲

楊毒蛾幼蟲為5齡，其各齡幼蟲特征值見表1；老熟幼蟲頭部淺棕褐色，有光澤，有2個大小形狀相同的黑斑對稱分布于頭部兩側(cè)，幼蟲頭部兩側(cè)有5對側(cè)單眼排成弧形，身體為黑褐色每節(jié)上著生5對黑色肉瘤，氣門線上方靠近背部中線處1個肉瘤著生針狀剛毛，氣門線下方4個肉瘤分為兩對，每對的兩個肉瘤上下緊挨著，上方肉瘤著生的剛毛較短，下方肉瘤著生的根毛較長；背中線為黑色兩側(cè)為黃棕色，冠縫兩側(cè)各有黑色縱紋一條，氣門線為灰褐色，氣門棕色，腹部棕色，足為白色，其中胸足3對，腹足5對，腹足和臀足趾鉤單序缺環(huán)式（見圖1c～i）。

表1 楊毒蛾各蟲齡特征值Tab. 1 Characteristic value of each insect age of Stilphotia candida Staudinger

2.1.3 蛹雌蟲

蛹長15.84±0.85 mm、寬6.04±0.33 mm、質(zhì)量0.23±0.04 g，雄蟲蛹長13.73±0.61 mm、寬5.14±0.26 mm、質(zhì)量0.14±0.02 g（見表2）；楊毒蛾蛹為被蛹，棕褐色有光澤，每體節(jié)保留著幼蟲期毛瘤的特征，其上密生黃褐色長毛；蛹尾部有22.6±3.07（n=10，5♀，5♂）根臂棘，成集束狀，外面有包鞘（見圖1j～n）。

表2 楊毒蛾蛹測量特征值Tab. 2 Measured characteristic value of Stilphotia candida Staudinger pupae

2.1.4 成蟲

楊毒蛾成蟲前后翅均為白色，翅面上有白色鱗片且有光澤，翅上有白色鱗片時是不透明的，將白色鱗片抹去則翅是透明的。雄蟲翅展37.92±1.73 mm，體長15.28±1.10 mm，觸角長8.02±0.38 mm，觸角為黑色，羽狀；雌蟲翅展48.13±1.57 mm，體長19.82±1.46 mm，觸角長9.31±0.45 mm(見表3），基部粗，端部細，為黑色，絲狀；成蟲下唇須黑色，足為黑色，脛節(jié)和跗節(jié)有白環(huán)。腹部為暗棕色，表面長有白色絨毛。雄蟲復眼一般大于雌蟲。楊毒蛾成蟲翅的連鎖方式為翅韁連鎖；前翅由1條亞前緣脈、5條徑脈、3條中脈、2條肘脈和1條臀脈組成，其中Rs與M1共柄，R3脈端部開叉，M1與M2間有一條橫脈，M2與M3接近；后翅由2條徑脈、3條中脈、2條肘脈和2條臀脈組成，其中Sc和R1合并，M1與M2間有橫脈。（見圖1o～q）

表3 楊毒蛾成蟲特征值Tab. 3 Characteristic value of adult Stilphotia candida Staudinger

2.2 生物學特性

2.2.1 卵期

楊毒蛾雌蟲常將卵產(chǎn)于楊柳樹葉背面。卵初產(chǎn)時為灰褐色，產(chǎn)后1—2 d顏色逐漸加深為黑褐色，近孵化時卵殼透明，幼蟲形態(tài)特征清晰可見。楊毒蛾蟲卵發(fā)育受溫濕度的影響，自然環(huán)境中觀察到的卵期較人工氣候箱中顯著更長（見表4），說明較為穩(wěn)定的溫濕度條件可以加快楊毒蛾卵的發(fā)育速度，兩種條件下卵的孵化率均在95%以上。

表4 楊毒蛾不同發(fā)育階段的發(fā)育歷期Tab. 4 Development duration of Stilphotia candida Staudinger at different stages

在飼養(yǎng)過程中發(fā)現(xiàn)，楊毒蛾卵孵化需要寄主揮發(fā)物刺激；通過控制變量法，控制兩組蟲卵的發(fā)育條件一致；進行試驗后發(fā)現(xiàn)，寄主揮發(fā)物對蟲卵的發(fā)育并無顯著影響，即使沒有寄主揮發(fā)物的刺激，卵也可正常發(fā)育，且透過卵殼清晰可見發(fā)育完成的幼蟲蟲體，但幼蟲不能正常孵出，若此時加入楊樹小枝幼蟲及可孵出，否則蟲卵將不斷干癟直至死亡。

2.2.2 幼蟲期

楊毒蛾卵多在凌晨集中孵化，幼蟲孵化時用上顎將卵殼頂部咬破，隨后蠶食一部分卵殼后爬出，此過程持續(xù)5—10分鐘，楊毒蛾初孵幼蟲就具有較強活動能力，孵化后便可開始取食，當食物極度匱乏時幼蟲會以卵殼為食，通過蠶食卵殼幼蟲可發(fā)育至2齡并存活相當長的時間，未發(fā)現(xiàn)幼蟲以未孵化卵為食；楊毒蛾1—3齡幼蟲喜群居生活，4齡后常3—5頭聚集。溫濕度通過影響幼蟲的取食量進而影響幼蟲的發(fā)育歷期，在人工氣候箱較為穩(wěn)定的溫濕度條件下楊毒蛾幼蟲的發(fā)育歷期顯著短于自然條件下（見表4），當溫度低于15℃時幼蟲取食量與活動量開始減少；楊毒蛾幼蟲具有避光性，且避光性隨蟲齡遞增，1—3齡幼蟲白天多聚集在葉柄處，4齡后幼蟲開始下樹，白天在樹皮縫內(nèi)側(cè)隱藏自己夜間上樹取食，而在人工飼養(yǎng)條件下因沒有樹皮縫躲避幼蟲常常吐絲拉網(wǎng)隱蔽自己；蛻皮前幼蟲也會吐絲將自己包裹，待蛻皮后從頂部將絲咬開爬出。1—3齡幼蟲好食新展葉片的葉肉，4齡幼蟲取食量大幅增加開始沿葉緣吞食整個葉片，5齡幼蟲至化蛹前期食量開始逐漸減少；楊毒蛾幼蟲共5齡，各蟲齡發(fā)育歷期均為5—7 d。

在林芝地區(qū)發(fā)現(xiàn)楊毒蛾主要對楊柳樹造成危害，對楊毒蛾幼蟲進行不同食物區(qū)分飼養(yǎng)后發(fā)現(xiàn)，在同時飼喂北京楊和白柳樹葉片的條件下楊毒蛾幼蟲更為傾向于取食北京楊，在北京楊葉片取食殆盡后才會開始取食白柳；結(jié)果發(fā)現(xiàn)取食兩種不同食物的楊毒蛾幼蟲在發(fā)育歷期和存活率方面存在顯著差異，北京楊飼喂下的幼蟲在發(fā)育歷期更短，且幼蟲成活率顯著高于白柳葉片飼喂（見表5）。

表5 不同食物對楊毒蛾幼蟲發(fā)育歷期及存活率的影響Tab. 5 Effects of different kinds of food on the development duration and survival rate of Stilphotia candida Staudinger

2.2.3 蛹期

楊毒蛾蛹為被蛹，老熟幼蟲吐絲將自己固定在樹皮縫內(nèi)側(cè)化蛹。蛹初期為淡褐色隨后顏色逐漸加深，即將羽化的蛹為深褐色。羽化時，腹部擺動，成蟲從頂部將蛹殼頂裂后鉆出，成蟲破蛹鉆出后一般0.5—1 h展翅完全，在展翅完成后成蟲才會開始活動。通過對比，兩種條件下蛹期均為9 d左右（見表4）差異性不顯著；野外，5月下旬末楊毒蛾開始在樹皮縫里化蛹，統(tǒng)計6月上旬野外采集的239頭蛹，測出楊毒蛾蛹的羽化率為96%。

2.2.4 成蟲期

楊毒蛾成蟲多在夜間活動，白天多靜匿于葉片背面或地表灌木中。蛹羽化多集中在每日20:00 到次日凌晨1:00，尤以夜間23:00 為羽化高峰期，成蟲羽化后3—5 h便可開始交尾，交尾時雌雄蟲腹部末端先試探性接觸，隨后雌蟲用翅將雄蟲蓋住。交尾多集中在凌晨4:00—7:00，交尾持續(xù)11—17 h，據(jù)觀察最長一次交尾時間長達25 h（在實驗室無干擾的環(huán)境下）；除非受到外界刺激否則雌雄成蟲交尾期間少有活動，雄蛾有二次交尾現(xiàn)象，雌蛾只交尾1 次，若雌蛾羽化72小時后仍無雄蟲前來交尾，多數(shù)雌蟲也會將卵產(chǎn)下，其卵為青色且不能正常孵化。雌蛾平均壽命4.9±0.94 d，雄蛾平均壽命5.7±0.84 d表6。

表6 楊毒蛾雌雄成蟲存活歷期Tab. 6 Survival duration of male and female adults of Stilphotia candida Staudinger

2.3 楊毒蛾年生活史

通過野外定期觀察記錄，楊毒蛾在西藏林芝地區(qū)一年發(fā)生一代（見表7）。以2—3齡幼蟲在楊柳樹皮縫內(nèi)側(cè)或地表枯枝落葉層中越冬；翌年4月中下旬待楊柳樹展新葉時開始活動，進入5月隨著日積溫逐漸增加幼蟲的活多時間也隨著延長，多數(shù)幼蟲發(fā)育至4—5齡采食量大幅增加開始為化蛹做準備，6月上旬幼蟲陸續(xù)進入樹皮縫內(nèi)側(cè)化蛹，至7月下旬老熟幼蟲全部化蛹；蛹經(jīng)過9.67±1.81 d羽化為成蟲，成蟲于6月中旬開始羽化，6月下旬達到羽化高峰期；楊毒蛾成蟲白天多靜匿于葉片背面或地表灌木中夜間活動交尾，在6月中旬至8月上旬均可見成蟲活動交尾；待交尾結(jié)束后即可開始產(chǎn)卵，雌蟲產(chǎn)卵喜選擇樹勢強健的楊柳樹，多將蟲卵產(chǎn)于葉背面；7月中旬幼蟲開始出現(xiàn)，8月下旬因溫度和日照時間的減少幼蟲取食量活動量隨之減少，隨著氣溫越來越低幼蟲開始下樹，于9月上旬陸續(xù)開始越冬。

表7 楊毒蛾的年生活史Tab. 7 Annual life history of Stilphotia candida Staudinger

3 結(jié)論與討論

楊毒蛾在西藏林芝地區(qū)一年發(fā)生一代，于每年4月中下旬開始活動、取食，此過程一直持續(xù)到當年8月底，9月陸續(xù)以2—3齡幼蟲在楊樹、柳樹樹皮內(nèi)側(cè)或地表枯枝落葉層中越冬。自然變溫條件下測得楊毒蛾卵期、幼蟲期、蛹期、雄/雌成蟲期分別為20.17±2.34 d、44.03±4.00 d、9.67±1.81 d、5.7 ±0.84 /4.9±0.94 d。在飼養(yǎng)過程中發(fā)現(xiàn)寄主揮發(fā)物是楊毒蛾蟲卵正常孵化的必要條件之一，沒有寄主揮發(fā)物的刺激蟲卵可正常發(fā)育但幼蟲無法孵出；通過楊柳樹葉區(qū)分飼養(yǎng)發(fā)現(xiàn)北京楊葉飼喂下的幼蟲其幼蟲期明顯短于白柳葉飼喂下的幼蟲期，且幼蟲成活率更高。成蟲多將卵產(chǎn)于樹葉背面隱蔽性強，幼蟲有集中孵化、集中采食、鉆蛀樹皮、食量大等特性，因此對樹木危害極大。1—3齡幼蟲好食新展葉片的葉肉，4齡幼蟲取食量大幅增加開始沿葉緣取食整個葉片，5齡幼蟲至化蛹前期食量開始逐漸減少。

在與相關(guān)文獻的對比中發(fā)現(xiàn)[23-34]，楊毒蛾在不同地區(qū)，其生物學特性明顯存在差異，根據(jù)本研究結(jié)果，建議林芝地區(qū)當年5月上旬開始對楊毒蛾進行蟲情調(diào)查，以便提前做好防治該害蟲的工作。

本研究表明，楊毒蛾在西藏林芝地區(qū)一年只發(fā)生一代，但其在華北、華東、西北地區(qū)一年發(fā)生兩代[23-34]，根據(jù)瑪伊熱·艾則孜和安尼瓦爾·庫爾班的研究發(fā)現(xiàn)，溫度、濕度、光周期等環(huán)境因素對新疆棉鈴蟲種群的滯育特性與抗寒性都會產(chǎn)生影響[35]，而在人工飼養(yǎng)楊毒蛾的過程中發(fā)現(xiàn)溫濕度是決定楊毒蛾是否休眠的決定性因素，因此推測楊毒蛾也有類似的機制，幼蟲休眠是受青藏高原特有的溫度、濕度、光周期等一種或多種環(huán)境因素影響，具體機理有待進行系統(tǒng)研究。

楊毒蛾作為近年來傳入西藏地區(qū)的外來有害生物，其對高原環(huán)境的適應性研究尚未開展，通過本次研究發(fā)現(xiàn)西藏林芝地區(qū)楊毒蛾個體體型大小與國內(nèi)其他地區(qū)生存的楊毒蛾存在差異[23-34]；通過蘆超、丁玎和陳兵對昆蟲對環(huán)境低氧的適應表明，可推測這可能與其對高原的適應性有關(guān)[36-37]；目前，大多數(shù)高原適應性研究主要集中在土著物種，而對外來入侵物種在生理、生化、形態(tài)學及行為上如何獲得穩(wěn)定的高原低氧適應能力知之甚少，因此對于西藏林芝與其他地區(qū)楊毒蛾種群差異的研究有助于全面、系統(tǒng)地解析高原動物對于低氧、低溫和強紫外輻射的適應性進化。

在試驗過程中發(fā)現(xiàn)，楊樹水培枝的存在是楊毒蛾卵孵化的必要條件之一，已有研究表明植物揮發(fā)物對昆蟲卵孵化率的影響十分顯著，例如在李曉穎等2011年研究發(fā)現(xiàn)，一些非寄主植物揮發(fā)物對桃小食心蟲產(chǎn)卵抑制率超過50%[38]；而何超等研究表明，一些揮發(fā)物對蟲卵的孵化率抑制率甚至可以達到100%[39]。相會明等的研究表明一些物質(zhì)對引誘雌蛾產(chǎn)卵場所的定位起著至關(guān)重要的作用[40]。因此推測楊毒蛾卵的孵化需要有寄主揮發(fā)物的刺激；昆蟲與寄主間的信息素通信系統(tǒng)具有高度的種特異性[39-41]，深入研究寄主揮發(fā)物對楊毒蛾幼蟲孵化的作用機理，無論是后期利用寄主揮發(fā)物防治楊毒蛾，還是深入研究楊毒蛾卵乃至幼蟲對寄主揮發(fā)物的感受機制都具有重要意義。在楊毒蛾的飼養(yǎng)過程中發(fā)現(xiàn)，幼蟲4齡后極易感染病害，而在自然條件下4齡后幼蟲常常分散采食是否與避免病害有關(guān)還不得而知，其中的機制需要進一步的研究，此外對楊毒蛾幼蟲常染病害原因的研究有助于生物農(nóng)藥的開發(fā)，這對楊毒蛾的生物防治具有重要意義。