孫元星，陳明娟，李明凌，秦亞龍，鐘明娟

（1.甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護學(xué)院/甘肅省農(nóng)作物病蟲害生物防治工程實驗室，蘭州 730070；2.諸城市農(nóng)村工作服務(wù)中心，諸城 262200）

捕食性瓢蟲是重要的天敵昆蟲，在農(nóng)林害蟲生物防治中具有廣泛應(yīng)用。研究表明，開發(fā)利用替代食物是高效、穩(wěn)定生產(chǎn)捕食性瓢蟲的重要技術(shù)基礎(chǔ)[1,2]。其中，非昆蟲源人工飼料的應(yīng)用對進一步降低生產(chǎn)成本具有重要意義。目前，捕食性瓢蟲的非昆蟲源飼料主要以豬肝、蔗糖、蜂蜜等為主要成分，并已有大量研究報道，但多數(shù)種類的飼養(yǎng)效果并不理想，如存活率低及發(fā)育時間長等[3]。維持昆蟲正常生長發(fā)育所需的營養(yǎng)物質(zhì)主要包括蛋白質(zhì)、脂肪、糖類、維生素、無機鹽和水分等[4]，這些物質(zhì)在昆蟲體內(nèi)經(jīng)過復(fù)雜代謝作用，最終才能轉(zhuǎn)變?yōu)樽陨硭?。因此，?yōu)化營養(yǎng)組分是不斷提升人工飼料品質(zhì)的重要途徑。

在田間，非自然獵物，如植物花粉與花蜜是許多捕食性瓢蟲不可或缺的食物[5]。它們可為瓢蟲正常生長發(fā)育及繁殖提供諸多必需成分，如果糖、葡萄糖、蔗糖、淀粉、多種必需氨基酸、維生素及礦質(zhì)元素等[6]。其中，捕食性瓢蟲取食花粉被認為是其應(yīng)對食物緊缺的一種環(huán)境適應(yīng)策略[7]。許多研究表明，在室內(nèi)用自然或替代獵物飼喂瓢蟲時，補充花粉可明顯提高幼蟲存活率及成蟲生殖力。例如，將禾谷縊管蚜Rhopalosiphumpadi(L.)與油菜花粉混合飼喂可顯著提高多異瓢蟲Hippodamiavariegate(Goeze)幼蟲的存活率[8]；De Clercq 等[9]發(fā)現(xiàn)利用冷凍的蜂花粉與地中海粉螟EphestiakuehniellaZeller 卵混合飼喂二星瓢蟲Adaliabipunctata(L.)可縮短幼蟲發(fā)育時間，所得成蟲具有更高的產(chǎn)卵率及卵孵化率；伍興隆等[10]利用豆蚜AphiscraccivoraKoch 與玫瑰花粉混合飼喂七星瓢蟲CoccinellaseptempunctataL.可顯著降低幼蟲和蛹的發(fā)育歷期，而將豆蚜與油菜花粉混合飼喂可顯著增加新羽化成蟲的體質(zhì)量；Zhang 等[11]用花粉和大豆蚜Aphis glycinesMatsumura 組合喂養(yǎng)龜紋瓢蟲Propyleajaponica(Thunberg)，發(fā)現(xiàn)幼蟲存活率和羽化率高達92%。此外，杜雪勇等[12]研究還發(fā)現(xiàn)油菜花粉可連續(xù)多代飼養(yǎng)稻紅瓢蟲Micraspisdiscolor(Fabricius)，且F2 代、F3 代幼蟲的存活率均顯著高于飼喂地中海粉螟卵的處理。上述研究表明，花粉在捕食性瓢蟲的人工飼養(yǎng)中具有重要應(yīng)用前景，但目前鮮有將花粉作為人工飼料成分或與人工飼料組合飼喂的研究報道。因此，亟需探究花粉在提升人工飼料品質(zhì)方面的應(yīng)用潛力。

異色瓢蟲在我國是一種重要的捕食性天敵，可取食蚜蟲、蚧殼蟲及小型鱗翅目幼蟲等多種害蟲[13,14]。該瓢蟲適應(yīng)性極強，在北美、歐洲等許多引入地逐漸發(fā)展成為重要的入侵性害蟲[15]。目前，異色瓢蟲規(guī)?；曫B(yǎng)仍主要依賴植物-蚜蟲-瓢蟲的三級營養(yǎng)系統(tǒng)，成本高且需要大量人力投入[16]。田間調(diào)查發(fā)現(xiàn)，該瓢蟲具有獨特的取食花粉習(xí)性：在有蚜蟲存在時，仍會少量取食[17]；是少數(shù)幾種能夠在單一花粉食物條件下完成幼蟲發(fā)育的瓢蟲之一，如50%的幼蟲取食玉米花粉可成功發(fā)育至成蟲[18]。上述特征表明，花粉在異色瓢蟲的個體發(fā)育中可能發(fā)揮著十分重要的作用。

Yang 等[19]測定了中國市售常見花粉（油菜花粉、西瓜花粉、茶花粉、野菊花花粉、蕎麥花粉、向日葵花粉、荷花花粉、虞美人花粉、玫瑰花粉、五味子花粉、蠶豆花粉與玉米花粉）的組分，結(jié)果發(fā)現(xiàn)不同種類花粉中的營養(yǎng)成分及礦質(zhì)元素含量具有較大差異。其中，玉米花粉與玫瑰花粉的碳水化合物含量較高。長期以來，異色瓢蟲都是玉米與玫瑰田中的重要捕食性天敵[20,21]。本研究以玉米花粉和玫瑰花粉為代表，將兩種花粉以不同比例加入常規(guī)人工飼料中，測定異色瓢蟲各齡幼蟲的存活率、發(fā)育時間及新羽化成蟲體質(zhì)量，以期明確不同花粉及添加濃度對提升人工飼料品質(zhì)的影響。本研究結(jié)果將為后續(xù)開發(fā)高效的人工飼料奠定基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 供試蟲源

異色瓢蟲來自實驗室長期飼養(yǎng)于豌豆蚜Acyrthosiphonpisum(Harris)的種群，豌豆蚜飼養(yǎng)于蠶豆苗上。為了提供大量1 齡幼蟲用于開展后續(xù)人工飼料飼喂試驗，將3 對異色瓢蟲新羽化成蟲飼養(yǎng)在直徑為9 cm的培養(yǎng)皿內(nèi)，每天提供充足豌豆蚜及兩個蠶豆葉片。上述瓢蟲飼養(yǎng)在溫度為（25±1）℃，濕度60%±5%，光周期為14L∶10D 的養(yǎng)蟲室內(nèi)；豌豆蚜飼養(yǎng)在溫度為（21±1）℃，濕度60%±5%，光周期為14L∶10D的人工氣候箱中（HQH-H250，上海躍進醫(yī)療器械有限公司）。

1.2 供試花粉

玉米花粉與玫瑰花粉均購自五臺山蜂業(yè)有限公司（山西省忻州市）。使用前，首先將花粉顆粒經(jīng)高速粉碎機（金剛狼JJ-2BS，五金制備有限公司，福建泉州）粉碎，保存于4 ℃冰箱內(nèi)備用。

1.3 人工飼料制備

本試驗所用對照人工飼料（CK）參照Sun 等[22]所述組分及方法進行制備（含水量約為50%），其主要成分及含量如下：豬肝粉（10.0 g），酵母粉（1.0 g），蔗糖（2.0 g），蜂蜜（1.0 g），橄欖油＋亞麻油（體積比1.4∶1，1.9 mL），山梨酸鉀水溶液（17 mg/mL，1.0 mL）, 蒸餾水（15 mL）。為了制備添加玉米花粉與玫瑰花粉的改進人工飼料，分別在10.0 g 豬肝粉的基礎(chǔ)飼料體系中加入7.0 g、4.2 g 與1.4 g 花粉；同時，分別加入3.4 mL、2.0 mL 與0.6 mL 的蒸餾水。據(jù)此，分別獲得三種不同濃度的玉米花粉與玫瑰花粉添加飼料，其具體名稱見表1。將上述7 種糊狀飼料配制完成后分裝于2 mL 的離心管中，保存于-20 ℃冰箱備用。

表1 不同花粉添加人工飼料及其名稱Table 1 Different pollen-added artificial diets and their names

1.4 異色瓢蟲幼蟲取食人工飼料的飼養(yǎng)效率測定

收集異色瓢蟲成蟲20～25 日齡卵，將卵保存于直徑為3 cm 的培養(yǎng)皿內(nèi)，并提供一浸透水的棉球保濕。將新孵化的1 齡幼蟲單頭飼養(yǎng)于直徑為3 cm 的培養(yǎng)皿中，并提供一浸透水的棉球補充水分。使用前將保存于離心管中的飼料取出，待其解凍后涂抹于邊長為0.5 cm 的硫酸紙上，置于培養(yǎng)皿中，且每兩天更換一次直至幼蟲化蛹。每管飼料1～2 次即可用盡。每一種飼料共計飼養(yǎng)60 頭1 齡幼蟲。在上述飼養(yǎng)過程中，每天觀察一次幼蟲的存活及蛻皮情況，記錄各齡期的存活數(shù)及完成蛻皮的時間，分別計算各發(fā)育階段的累計存活率（存活個體數(shù)/1 齡幼蟲起始飼養(yǎng)數(shù)×100%）及發(fā)育時間（某一發(fā)育階段至下一發(fā)育階段間的天數(shù)）。待成蟲羽化24 h 后，通過電子天平（AE224C，上海舜宇恒平科學(xué)儀器有限公司）測定新羽化成蟲的體質(zhì)量。

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

參照Sun 等[23]的方法，基于R 軟件進行數(shù)據(jù)分析（R Core Team 2020）。不同飼料處理下，各發(fā)育階段的存活百分率采用prop.test 進行比較，并通過rcompanion 軟件包的pairwise OrdinalIndependence 功能進行兩兩比較（P＜0.05）；各發(fā)育階段的發(fā)育時間采用非參數(shù) Kruskal-Wallis 檢驗進行整體比較（P＜0.05），達到顯著水平時，進一步通過Mann-Whitney U-test 進行多重比較。所得新羽化成蟲的體質(zhì)量采用單因素方差分析進行比較（P＜0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 存活率

異色瓢蟲幼蟲取食不同花粉添加人工飼料及對照飼料后，其存活率隨個體發(fā)育而不斷下降（圖1A）。其從1 齡發(fā)育至2 齡、3 齡及蛹期的存活率在各飼料處理間均無顯著差異（2 齡：χ2＝12.057，df＝6，P＝0.0607；χ2＝12.464，df＝6，P＝0.0524；蛹：χ2＝12.318，df＝6，P＝0.0552）（圖1B、C、E）。發(fā)育至4 齡時，取食三個濃度玉米花粉添加人工飼料（MZ-L、MZ-M 與MZ-H）的存活率顯著高于對照處理（χ2＝12.862，df＝6，P＝0.0453）（圖1D）。發(fā)育至成蟲時，取食中、高濃度玉米花粉與玫瑰花粉添加人工飼料（MZ-M、MZ-H、RS-M 與RS-H）的存活率（68.33%～83.33%）均顯著高于對照處理（36.67%）；同時，MZ-M 與RS-H 處理的存活率還顯著高于MZ-L 與RS-L 處理（χ2＝46.737，df＝6，P＜0.0001）（圖1F）。在蛹-成蟲的發(fā)育過程中，取食中、高濃度玉米花粉與玫瑰花粉添加人工飼料的成蟲羽化率（82.00%～98.04%）均顯著高于對照（53.66%）；同時，MZ-M、RS-H 與RS-M 處理的存活率還顯著高于MZ-L 與RS-L 兩個處理（χ2＝47.755，df＝6，P＜0.0001）（圖1G）。

圖1 異色瓢蟲幼蟲取食不同人工飼料后發(fā)育至各階段的存活率Fig.1 Survival rates at each developmental stage when Harmonia axyridis larvae were fed with different artificial diets

2.2 發(fā)育時間

異色瓢蟲取食添加玉米花粉與玫瑰花粉的飼料后，各處理的1 齡與2 齡發(fā)育時間均與對照無顯著差異；但MZ-L 處理的1 齡發(fā)育時間顯著短于RS-L 處理，MZ-L、MZ-M 與MZ-H 處理的2 齡發(fā)育時間顯著短于RS-H 處理（1 齡：χ2＝12.689，df＝6，P＝0.0482；2 齡：χ2＝18.457，df＝6，P＝0.0052）。在3 齡發(fā)育過程中，MZ-M 與MZ-H 處理的發(fā)育時間較對照、RS-L 與RS-M 處理顯著縮短（χ2＝15.233，df＝6，P＝0.0185）。在4 齡發(fā)育過程中，異色瓢蟲取食添加中、高濃度玉米花粉與玫瑰花粉人工飼料后的發(fā)育時間（8.94～10.04 d）顯著短于取食對照飼料的處理（11.93 d）；同時，MZ-M 與RS-H 處理的發(fā)育時間還顯著低于其他花粉添加飼料處理（χ2＝52.490，df＝6，P＜0.001）。在蛹的發(fā)育過程，除MZ-M 處理外，其他花粉添加飼料處理的發(fā)育時間（4.93～5.03 d）較對照（5.59 d）顯著縮短（χ2＝20.901，df＝6，P＝0.0019）。最終，六個花粉添加飼料處理的1 齡～成蟲總發(fā)育時間（26.21～29.39 d）均與對照（27.82 d）差異不顯著，但MZ-M、MZ-H 及RS-H 處理的發(fā)育時間較RS-L 處理顯著縮短（χ2＝27.314，df＝6，P＝0.0001）（表2）。

表2 異色瓢蟲幼蟲取食不同人工飼料后的各階段發(fā)育時間Table 2 Development time of each developmental stage of Harmonia axyridis when the larvae were reared with different diets

2.3 新羽化成蟲體質(zhì)量

待成蟲羽化后，各花粉添加飼料處理的雌成蟲體質(zhì)量均與對照無顯著差異；在各飼料處理間，僅MZ-L顯著高于RS-L（F6,116＝3.223，P＝0.0058）（圖2A）。對雄蟲來說，各花粉添加飼料處理的新羽化成蟲體質(zhì)量與對照無顯著差異，但低濃度玫瑰花粉添加飼料處理（RS-L）的體質(zhì)量顯著低于其他花粉添加飼料處理（F6,139＝3.810，P＝0.0015）（圖2B）。

圖2 異色瓢蟲幼蟲取食不同人工飼料后的新羽化成蟲體質(zhì)量Fig.2 Body weights of newly emerged adults when Harmonia axyridis larvae were fed with different artificial diets

3 討論

本研究表明，補充添加花粉可明顯改進人工飼料品質(zhì)，主要表現(xiàn)在顯著提升1 齡幼蟲至成蟲的存活率。同時，兩種花粉及不同添加濃度對異色瓢蟲幼蟲的生長發(fā)育具有不同影響。

利用對照人工飼料飼喂異色瓢蟲幼蟲，僅有36.67%的1 齡幼蟲可成功發(fā)育至成蟲，但在飼料中添加中、高濃度玉米花粉及玫瑰花粉可將成蟲的存活率提高至68.33%～83.33%。上述結(jié)果表明，補充花粉可顯著改善人工飼料的營養(yǎng)水平或優(yōu)化不同組分的比例[24]。在加州新小綏螨Neoseiuluscalifornicus(McGregor)的研究中也表明，人工飼料中補充添加玉米花粉可顯著提升存活率（1.0，對照飼料處理為0.8）[25]。但目前有關(guān)花粉作為捕食性昆蟲飼料成分的研究仍相對較少。花粉在自然條件下是捕食性天敵的重要替代食物，包含昆蟲生長發(fā)育所需的多種重要成分。因此，花粉作為人工飼料成分的潛力有待進一步挖掘。進一步分析發(fā)現(xiàn)，1 齡幼蟲取食所有花粉添加飼料與對照飼料后的蛹期存活率無顯著差異，而蛹-成蟲羽化率差異明顯，由此造成花粉添加飼料處理發(fā)育至成蟲的存活率顯著高于對照。同時，花粉添加飼料處理的蛹期發(fā)育時間較對照顯著縮短。由此可知，飼料中補充花粉對異色瓢蟲蛹期的發(fā)育具有積極影響。蛹-成蟲變態(tài)發(fā)育是一個十分復(fù)雜的生化過程[26]，花粉中究竟是哪些物質(zhì)發(fā)揮作用還有待進一步研究。當瓢蟲羽化后，所得新羽化成蟲體質(zhì)量在各花粉添加飼料處理與對照飼料處理間均無顯著差異。由此推斷，花粉中的主要營養(yǎng)成分可能不是關(guān)鍵作用因子，其他非營養(yǎng)成分，如黃酮類，類胡蘿卜素及礦質(zhì)元素等物質(zhì)[27-29]可能發(fā)揮了重要作用。

不同花粉中所包含的大量營養(yǎng)元素、微量營養(yǎng)元素及礦質(zhì)元素具有較大差異[5,28,30]，因此兩種花粉及不同添加濃度對異色瓢蟲幼蟲個體發(fā)育具有明顯不同的影響。在發(fā)育至4 齡時，僅三個玉米花粉添加飼料處理的存活率顯著高于對照；發(fā)育至成蟲時，MZ-M 與RS-H 處理的存活率顯著高于MZ-L 與RS-L 處理。此外，僅MZ-M 與MZ-H 飼料處理的2～3 齡發(fā)育時間顯著短于對照；但兩種花粉中、高濃度飼料添加處理的4 齡發(fā)育時間均顯著低于對照。類似的花粉作用差異在飼喂其他瓢蟲中也有報道。伍興隆等[10]研究發(fā)現(xiàn)在用豆蚜飼喂七星瓢蟲幼蟲的過程中，每日補充1 g 玫瑰花粉極顯著降低了幼蟲和蛹的發(fā)育歷期，而補充荷花、菊花、蕎麥和玉米花粉卻極顯著延長了幼蟲和蛹的發(fā)育歷期。同時，僅有補充油菜花粉可顯著增加新羽化成蟲的體質(zhì)量。因此，在后續(xù)研究中還需對更多種類花粉添加飼料的飼養(yǎng)效果進行評價，以篩選出效率更優(yōu)的花粉類型及添加濃度。

本研究利用添加高濃度玫瑰花粉與中濃度玉米花粉的人工飼料（RS-H 與MZ-M）飼喂異色瓢蟲幼蟲，發(fā)育至成蟲的累計存活率最高，分別達83.33%與80.00%。上述兩種飼料的飼養(yǎng)效率優(yōu)于許多其他以豬肝為主要成分的人工飼料，如Sighinolfi 等[31]與Chen 等[32]報道的存活率分別為27.6%與55.1%。本研究結(jié)果表明，基于花粉的改進型人工飼料在室內(nèi)規(guī)模化飼養(yǎng)異色瓢蟲幼蟲中具有重要應(yīng)用潛力。