楊美娟，陳俊諭，葉政培，符悅冠，王建赟，朱俊洪，張方平*

（1.海南大學(xué)植物保護學(xué)院/熱帶農(nóng)林生物災(zāi)害綠色防控教育部重點實驗室，海口 570228；2.中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)境與植物保護研究所/海南省熱帶作物病蟲害生物防治工程技術(shù)研究中心/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部熱帶作物有害生物綜合治理重點實驗室/海南省熱帶農(nóng)業(yè)有害生物監(jiān)測與控制重點實驗室，?？?571101）

昆蟲屬于典型的變溫動物，其生長發(fā)育、繁殖等生命活動受溫度影響較大[1,2]。在適溫區(qū)內(nèi)，通常昆蟲的存活率高、繁殖力強，而當溫度超出適溫區(qū)，則會對其生存、發(fā)育及繁殖等造成負面影響[3]。昆蟲對逆境溫度的耐受性與它所經(jīng)歷溫度的互作在其種群增長、擴散及分布等方面起到關(guān)鍵性作用[4-8]，并最終決定其在生態(tài)系統(tǒng)中的地位。一般而言，低溫脅迫會降低昆蟲的代謝速率、抑制體內(nèi)生物大分子活性并改變雌蟲性比，最終對昆蟲的發(fā)育及生殖產(chǎn)生影響[9,10]，例如，廣聚螢葉甲OphraellacommunaLesage 卵、幼蟲、蛹及成蟲分別經(jīng)過2 h 的2 ℃～14 ℃的低溫脅迫后，卵孵化率、幼蟲存活率顯著降低，卵、幼蟲和蛹的發(fā)育歷期顯著延長，其成蟲的存活率、壽命及產(chǎn)卵量也顯著降低[11]；南亞實蠅BactroceratauWalker 卵、幼蟲、蛹及成蟲分別經(jīng)-4 ℃～0 ℃的低溫脅迫12 h 后，4 個蟲態(tài)的存活率明顯下降，卵、幼蟲、蛹的發(fā)育歷期顯著延長，成蟲壽命也顯著降低，而成蟲單雌產(chǎn)卵量隨溫度的降低呈增加后降低的趨勢[12]。昆蟲對低溫環(huán)境的耐受能力不僅與蟲體本身有關(guān)，還與作用溫度與持續(xù)時間密切相關(guān)[13]，隨著溫度的降低和時間的延長，一旦超過昆蟲的耐受性上限，將會影響到整個種群穩(wěn)定性。

橡副珠蠟蚧ParasaissetianigraNietner 是一種寄主多、分布廣的經(jīng)濟作物及園林植物的重要害蟲。該蟲國內(nèi)主要分布于海南、云南、廣東、福建、臺灣等省份[14]，2004 年以來，在重要熱帶作物橡膠樹上暴發(fā)成災(zāi)[15]。日本食蚧蚜小蜂是橡副珠蠟蚧的一種優(yōu)勢寄生蜂，可寄生橡副珠蠟蚧2 齡若蟲、3 齡若蟲、初期成蟲及褐色期成蟲，對橡副珠蠟蚧有較強的控害潛力[16,17]。李賢等[18]報道日本食蚧蚜小蜂在18～30 ℃條件下發(fā)育加快，24 ℃時出蜂數(shù)最高，但短時低溫脅迫是否會對日本食蚧蚜小蜂的種群增長及發(fā)展有不利影響尚未可知。本研究基于低溫強度及脅迫時間兩個因素，比較日本食蚧蚜小蜂幼蟲、蛹在三種低溫（2、4、6 ℃）條件下分別脅迫不同時間長度（0.5、1、2 d）后日本食蚧蚜小蜂的存活率、發(fā)育歷期、初羽化雌蜂的體長及成熟卵量、雌成蜂壽命等生活史參數(shù)差異，并觀察其成蜂在2、4、6 ℃條件下的存活情況，以期探明短時低溫脅迫對日本食蚧蚜小蜂的存活及種群增長的影響，為該蜂的田間利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試蟲源

橡副珠蠟蚧：采自云南省熱帶作物研究所實驗場6 隊的橡膠樹上，在中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)境與植物保護研究所養(yǎng)蟲室以南瓜果實（品種：蜜本）繼代飼養(yǎng)備用，飼養(yǎng)條件為溫度25～27 ℃、濕度70%～90%。

日本食蚧蚜小蜂：于海南省儋州市中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)境與植物保護研究所實驗基地內(nèi)收集日本食蚧蚜小蜂褐蛹，待羽化后用橡膠上的橡副珠蠟蚧進行繁殖，形成數(shù)量較大的實驗種群，然后將蜂轉(zhuǎn)接到南瓜飼養(yǎng)的橡副珠蠟蚧上，形成以南瓜為植物寄主的種群以供實驗所需。

1.2 幼蟲期短時低溫脅迫對日本食蚧蚜小蜂存活、發(fā)育及繁殖的影響

在南瓜上挑選橡副珠蠟蚧3 齡若蟲60 頭，用局部接蜂器（杯口直徑為7.5 cm，高為8.5 cm 的透明塑料杯，杯口邊沿粘一層海綿，杯底開一個直徑略大于1.1 cm 孔）罩在南瓜上的帶蟲部位，然后按照雌蜂∶蚧＝1∶15 的比例接入4 頭已經(jīng)交配過的日本食蚧蚜小蜂雌蜂。在溫度（27±1）℃、光周期12 L∶12 D、RH 70%～80%的人工氣候箱（MGC-350HP-2，上海一恒科學(xué)儀器有限公司）內(nèi)接蜂1 d 后去除成蜂和局部接蜂器，繼續(xù)在上述人工氣候箱內(nèi)培育。待橡副珠蠟蚧體內(nèi)的日本食蚧蚜小蜂發(fā)育至3 齡幼蟲（產(chǎn)卵后10 d），再放入2、4、6 ℃（光周期 12 L∶12 D，RH 70%～80%）人工氣候箱內(nèi)分別處理0.5、1、2 d 后取出，并置于（27±1）℃的人工氣候箱中繼續(xù)培養(yǎng)觀察。待日本食蚧蚜小蜂發(fā)育至褐色蛹期時，將其剝下裝入指形管（直徑15 mm，高100 mm）中，觀察記錄日本食蚧蚜小蜂的存活情況、發(fā)育歷期（卵發(fā)育至成蟲）、初羽化雌蜂的體長、初羽化雌蜂的成熟卵量和雌成蜂壽命。以（27±1）℃作為對照，試驗重復(fù)3 次。

1.3 蛹期短時低溫脅迫對日本食蚧蚜小蜂存活、發(fā)育及繁殖的影響

挑選30 頭大小相近，形態(tài)飽滿的3 日齡蜂蛹放入指形管中，在2、4、6 ℃（光周期12 L∶12 D，RH 70%～80%）的人工氣候箱內(nèi)分別處理0.5、1、2 d 后取出，然后置于溫度（27±1）℃（光周期12 L∶12 D，RH 70%～80%）人工氣候箱中培養(yǎng)，觀察日本食蚧蚜小蜂的存活情況、發(fā)育歷期（蛹發(fā)育至成蟲）、初羽化雌蜂的體長、初羽化雌蜂的成熟卵量和雌成蜂壽命。以（27±1）℃作為對照，試驗重復(fù)3 次。

1.4 成蟲期低溫脅迫對日本食蚧蚜小蜂致死中時間的影響

挑選30 頭大小相近、較強壯的初羽化的日本食蚧蚜小蜂成蜂放入2 ℃的人工氣候箱分別處理1、1.5、2、2.5、3 d，4 ℃的人工氣候箱分別處理1、2、3、4、5 d，6 ℃的人工氣候箱分別處理3、4、5、6、7 d。期間補充20%的蔗糖水，觀察小蜂的存活情況，計算致死中時間。人工氣候箱統(tǒng)一設(shè)置為光周期12 L∶12 D，RH 70%～80%，以（27±1）℃作為對照，試驗重復(fù)3 次。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

試驗數(shù)據(jù)采用SPSS 23.0 軟件統(tǒng)計分析，圖表采用Excel 2019 軟件繪制，不同溫度、脅迫時間對日本食蚧蚜小蜂幼蟲、蛹的存活率、發(fā)育歷期、初羽化雌蜂的體長、初羽化雌蜂的成熟卵量和雌成蜂壽命均采用雙因素非參數(shù)方差分析（Scheirer-Ray-Hare 檢驗）；采用Probit 回歸分析不同低溫脅迫下日本食蚧蚜小蜂成蜂致死中時間，其余各參數(shù)均值的差異采用單因素方差分析（ANOVA），Duncan’s 法進行比較，存活率方差分析前先進行反正弦平方根轉(zhuǎn)換，初羽化雌蜂的成熟卵量方差分析前先進行對數(shù)轉(zhuǎn)換。

2 結(jié)果與分析

2.1 幼蟲期短時低溫脅迫對日本食蚧蚜小蜂存活、發(fā)育及繁殖的影響

2.1.1 幼蟲期短時低溫脅迫對日本食蚧蚜小蜂存活、發(fā)育及繁殖影響的雙因素非參數(shù)方差分析 如表1 所示，幼蟲期低溫脅迫的溫度、時間對日本食蚧蚜小蜂的存活率、發(fā)育歷期、初羽化雌蜂的體長、成熟卵量，以及雌成蜂壽命均具有顯著影響。溫度和時間的交互作用對發(fā)育歷期的影響明顯，對存活率、初羽化雌蜂的體長、成熟卵量及雌成蜂壽命無顯著的影響。

表1 幼蟲期低溫脅迫溫度和時間對日本食蚧蚜小蜂影響的雙因素非參數(shù)方差分析Table 1 Two-factor non-parametric ANOVA on the effects of temperature and time of low temperature stress during the larval stage on Coccophagus japonicus

2.1.2 幼蟲期短時低溫脅迫對日本食蚧蚜小蜂存活的影響 脅迫溫度和時間對日本食蚧蚜小蜂幼蟲的存活率影響明顯（圖1）。相同低溫條件下，日本食蚧蚜小蜂幼蟲脅迫0.5、1、2 d 后，其存活率隨著脅迫時間的延長逐漸降低，但6 ℃脅迫時，3 個時間處理間的存活率均無顯著性差異（F2,6＝1.54，P＝0.29）；2、4 ℃脅迫時，脅迫0.5 d 的存活率顯著高于脅迫2 d 的存活率。相同脅迫時間條件下，幼蟲存活率隨著溫度下降而降低，脅迫0.5 d 時，2、4、6 ℃的存活率分別為92.67%、95.33%、98.00%，這三處理與對照無明顯差異；脅迫時間為1、2 d 時，6 ℃的存活率和對照相比沒有明顯差異，2、4 ℃日本食蚧蚜小蜂幼蟲的存活率則顯著低于對照，且脅迫時間為2 d 時，隨溫度的降低，日本食蚧蚜小蜂幼蟲的存活率下降幅度較大，2 ℃的存活率最低，僅為80.00%。

圖1 幼蟲期短時低溫脅迫日本食蚧蚜小蜂的存活率Fig.1 Survival rate of Coccophagus japonicus under short-term low temperature stress during the larval stage

2.1.3 幼蟲期短時低溫脅迫對日本食蚧蚜小蜂發(fā)育及繁殖的影響 如表2 所示，幼蟲期短時低溫脅迫對日本食蚧蚜小蜂的發(fā)育、繁殖有負面的影響，且隨脅迫溫度的降低和脅迫時間的延長，影響程度越大。經(jīng)2、4、6 ℃處理0.5～2 d 后，日本食蚧蚜小蜂的發(fā)育歷期延長，除6 ℃處理0.5 d 與對照沒有明顯差異外，其它各處理明顯長于對照；幼蟲期短時低溫脅迫后，日本食蚧蚜小蜂的初羽化雌蜂體長為1.14～1.23 mm，均顯著短于對照（1.27 mm）。成熟卵量以對照最高（57.17 粒），與經(jīng)4、6 ℃處理0.5 d 以及6 ℃處理1 d 無明顯差異，但顯著高于余下的其它各處理；幼蟲期低溫脅迫會明顯縮短其羽化后的雌成蜂壽命，經(jīng)短時低溫處理后，羽化后雌成蜂壽命為8.60～13.51 d，顯著低于對照（19.97 d），其中經(jīng)2 ℃處理2 d后雌成蜂壽命最短，僅為8.60 d。

表2 幼蟲期短時低溫脅迫對日本食蚧蚜小蜂發(fā)育及繁殖的影響Table 2 Effects of short-term low temperature stress during the larval stage on the development and reproduction of Coccophagus japonicus

2.2 蛹期短時低溫脅迫對日本食蚧蚜小蜂存活、發(fā)育及繁殖的影響

2.2.1 蛹期短時低溫脅迫溫度和時間對日本食蚧蚜小蜂影響的雙因素非參數(shù)方差分析 如表3 所示，蛹期低溫脅迫的溫度、時間均明顯影響日本食蚧蚜小蜂的存活率、發(fā)育歷期、初羽化雌蜂的體長、成熟卵量及羽化后的雌成蜂壽命。溫度和時間的交互作用對初羽化雌蜂的體長、雌成蜂壽命沒有顯著影響，對存活率、發(fā)育歷期、成熟卵量有顯著的影響。

表3 蛹期低溫脅迫溫度和時間對日本食蚧蚜小蜂影響的雙因素非參數(shù)方差分析Table 3 Two-factor non-parametric ANOVA on the effects of temperature and time of low temperature stress at pupal stage on Coccophagus japonicus

2.2.2 蛹期短時低溫脅迫對日本食蚧蚜小蜂存活的影響 脅迫溫度和時間對日本食蚧蚜小蜂蛹的存活率影響明顯（圖2）。相同低溫條件下，日本食蚧蚜小蜂蛹脅迫0.5、1、2 d 后其存活率隨著脅迫時間的延長而降低，6 ℃脅迫時，脅迫0.5、1、2 d 的存活率分別為87.78%、83.33%、80.00%，三者無顯著性差異（F2,6＝3.21，P＝0.11）；4 ℃脅迫時，脅迫0.5 d 的存活率顯著高于脅迫2 d 的存活率；2 ℃脅迫時，脅迫0.5、1、2 d 存活率下降幅度較大，從76.67%下降到62.22%，且三處理之間均有顯著性差異（F2,6＝26.42，P＝0.0011）。相同脅迫時間條件下，蛹的存活率隨著溫度下降而顯著降低，脅迫2、4、6 ℃的存活率顯著低于對照，且脅迫2、4 ℃的存活率顯著低于6 ℃的存活率。

圖2 蛹期短時低溫脅迫日本食蚧蚜小蜂的存活率Fig.2 Survival rate of Coccophagus japonicus under short-term low temperature stress during the pupal stage

2.2.3 蛹期短時低溫脅迫對日本食蚧蚜小蜂發(fā)育及繁殖的影響 蛹期短時低溫脅迫對日本食蚧蚜小蜂的發(fā)育、繁殖均有明顯影響（表4），隨脅迫溫度的降低和脅迫時間的延長，蛹的發(fā)育歷期延長，初羽化雌蜂的體長縮短，成熟卵量和雌成蜂壽命下降。蛹經(jīng)2、4、6 ℃這3 個低溫脅迫0.5、1、2 d 后發(fā)育歷期為9.68～11.17 d，均顯著長于對照（9.06 d）；經(jīng)4 ℃和6 ℃處理0.5 d 后的初羽化雌蜂的體長與對照差異不顯著，但其他處理組均顯著低于對照（1.27 mm）；對照組的成熟卵量最高，為57.17 粒，顯著高于處理組，經(jīng)2 ℃脅迫2 d 處理組的成熟卵量最低（32.13 粒）；蛹經(jīng)短時低溫處理后其羽化后雌成蜂壽命為14.67～19.03 d，其中經(jīng)6 ℃處理0.5、1 d 的羽化后雌成蜂壽命與對照無顯著差異，但其他組處理顯著低于對照（19.97 d）。

表4 蛹期短時低溫脅迫對日本食蚧蚜小蜂發(fā)育及繁殖的影響Table 4 Effects of short-term low temperature stress during the pupal stage on the development and reproduction of Coccophagus japonicus

2.3 成蟲期低溫脅迫對日本食蚧蚜小蜂致死中時間的影響

日本食蚧蚜小蜂成蜂在低溫條件下的致死中時間隨溫度降低而縮短（表5），用Probit 回歸分析計算，2、4、6 ℃日本食蚧蚜小蜂成蜂的 LT50分別為4.88、3.39、1.64 d，均明顯低于對照（18.30 d），說明低溫會對該蜂成蜂存活造成極大傷害。

表5 不同低溫條件下日本食蚧蚜小蜂成蜂的致死中時間Table 5 The adult LT50 of Coccophagus japonicus under different low temperature conditions

3 討論

低溫對昆蟲的種群發(fā)生與發(fā)展的影響尤為顯著，低溫條件可使昆蟲生長發(fā)育減緩甚至停止或阻礙性腺的發(fā)育、卵子的成熟及縮短成蟲壽命等[19,20]。因種類不同，其影響程度及具體方面存在差異，副珠蠟蚧闊柄跳小蜂MetaphycusparasaissetiaeZhang and Huang 在15 ℃～18 ℃培養(yǎng)時，部分小蜂幼蟲即使能發(fā)育到蛹，但均在蛹期死亡[21]；卷蛾分索赤眼蜂TrichogrammatoideabactraeNagaraja 卵經(jīng)低溫脅迫顯著降低了親代的寄生率及羽化率，延長了發(fā)育歷期，縮短了壽命，并增加偏雌性程度[22]。因此，本文以存活率、發(fā)育歷期、初羽化雌蜂的體長、成熟卵量和雌成蜂壽命等指標評價了對日本食蚧蚜小蜂對短時低溫脅迫的耐受能力。

當自然界溫度超過昆蟲適應(yīng)溫度的范圍，昆蟲個體的存活首先受到威脅。據(jù)報道，斜紋夜蛾Spodoptera lituraFabricius 的3 齡幼蟲經(jīng)13 ℃脅迫8～32 h 后，存活率呈下降趨勢[23]。本研究發(fā)現(xiàn)，隨著脅迫溫度降低和時間延長，日本食蚧蚜小蜂幼蟲、蛹的存活率逐漸降低，幼蟲的存活率從98.88%下降到80%，蛹的存活率從98.88%下降到62.22%，經(jīng)2 ℃脅迫2 d 后幼蟲、蛹的存活率最低，說明2 d 以上的2 ℃脅迫對日本食蚧蚜小蜂的存活極為不利。從資源分配的角度分析，低溫環(huán)境往往會改變昆蟲原來在生存與生殖之間的資源與能量分配策略[24]，本研究中在短時低溫脅迫情況下，日本食蚧蚜小蜂是否也會選擇將更多的資源和能量用于當代的生存，從而降低其繁殖能力有待于進一步研究。前人研究表明，短時低溫脅迫會抑制昆蟲的發(fā)育，如馬鈴薯甲蟲LeptinotarsadecemlineataSay 的卵、草地貪夜蛾SpodopterafrugiperdaJ.E.Smith 3 齡幼蟲經(jīng)短時低溫處理后，可明顯延長其相關(guān)階段的發(fā)育歷期[25,26]。本研究發(fā)現(xiàn)日本食蚧蚜小蜂幼蟲、蛹經(jīng)2、4、6 ℃脅迫0.5、1、2 d 后，均延長了其幼蟲、蛹的發(fā)育歷期，說明短時低溫脅迫同樣能抑制該蜂的生長發(fā)育速度。體長或脛節(jié)長度是評價寄生蜂體型大小及品質(zhì)的重要指標，寄生蜂的個體大小與它的生殖力、寄生行為等密切相關(guān)。本研究中日本食蚧蚜小蜂幼蟲、蛹受過低溫脅迫后其初羽化雌蜂的體長顯著縮短，結(jié)果與海氏槳角蚜小蜂EretmocerushayatiZolnerowich & Rose、阿爾蚜繭蜂AphidiuserviHaliday相似[27,28]。繁殖力是昆蟲種群增長和延續(xù)的主要決定因素，也是天敵昆蟲防控潛力的重要參考指標，相比于昆蟲的存活、發(fā)育、壽命等特性，昆蟲的繁殖力對溫度的適應(yīng)范圍更窄，對溫度更為敏感[29]。本研究中，日本食蚧蚜小蜂幼蟲、蛹經(jīng)短時低溫脅迫后，其初羽化雌蜂的成熟卵量明顯下降，這或許是低溫條件下該蜂在存活與生殖之間的權(quán)衡結(jié)果，與南亞實蠅和瓜實蠅BactroceracucurbitaeCoquillett 經(jīng)低溫條件下（8、6、4、2、0、-2 和-4 ℃）處理12 h 后繁殖力下降趨勢的結(jié)果相似[30]。另外，本研究發(fā)現(xiàn)日本食蚧蚜小蜂的幼蟲、蛹經(jīng)短時低溫脅迫處理，其羽化后的雌成蜂壽命均低于對照，結(jié)果與橘小實蠅BactroceradorsalisHendel 成蟲在0～10 ℃的溫度范圍內(nèi)進行了12 h 低溫脅迫處理時，壽命隨著溫度的降低而縮短相似[31]，這是經(jīng)歷的低溫環(huán)境對其整體的機體造成損傷還是其他原因?qū)е掠写谶M一步研究。此外，在研究過程中發(fā)現(xiàn)，溫度和時間的交互作用對幼蟲發(fā)育歷期以及蛹的存活率、發(fā)育歷期、成熟卵量具有顯著的影響，這可能是溫度和時間的交互作用超過特定閾值，間接冷傷就會累積，從而造成影響[32,33]。

較多的學(xué)者認為低溫暴露下的死亡率是一種更為可靠的耐寒性評價指標，是低溫脅迫“強度因子-溫度”及“數(shù)量因子-時間”的共同作用結(jié)果。因此，本文與評價農(nóng)藥效果中常用致死中量（LD50）一樣，采用了致死中時間來評價不同低溫脅迫對日本食蚧蚜小蜂成蜂的傷害[34]。研究發(fā)現(xiàn)日本食蚧蚜小蜂成蜂在2、4、6 ℃條件下，其致死中時間隨溫度的下降而縮短，分別是1.64、3.39、4.88 d，這與紅棕象甲Rhynchophorus ferrugineusOliver 成蟲持續(xù)暴露在0、5、10、15 ℃中其致死中時間呈線性下降趨勢類似[35]。說明放蜂區(qū)2 ℃～6 ℃時間持續(xù)過長時，將使日本食蚧蚜小蜂的田間自然種群數(shù)量急劇下降。

本研究結(jié)果表明，短時低溫脅迫能導(dǎo)致日本食蚧蚜小蜂幼蟲、蛹存活率降低、發(fā)育受阻、初羽化雌蜂體長縮短、繁殖力下降以及壽命縮短，并且溫度越低和脅迫時間越長，影響程度越大，從而不利于日本食蚧蚜小蜂種群的維持與增長，對日本食蚧蚜小蜂種群生命參數(shù)產(chǎn)生不利影響。在2 ℃～6 ℃條件下日本食蚧蚜小蜂的致死中時間急劇縮短，從而引起日本食蚧蚜小蜂種群波動。因此，田間應(yīng)用該蜂防治橡副珠蠟蚧時，建議密切關(guān)注天氣情況，盡量避免低溫時段放蜂，若釋放日本食蚧蚜小蜂后出現(xiàn)了短時低溫，則應(yīng)在天氣回暖后再次放蜂，以提高田間日本食蚧蚜小蜂種群數(shù)量，增加防控效果。另外，本研究中只比較了短時低溫脅迫對日本食蚧蚜小蜂當代的影響，而短時低溫脅迫效應(yīng)能否在日本食蚧蚜小蜂世代間傳遞有待于進一步研究。