光肩星天牛產(chǎn)卵分泌物對(duì)刻槽微生境的影響

馬曉乾 ，范海娟 ，趙紅盈 ，宋小雙 ，鄧 勛，周 琦

（1.黑龍江省森林保護(hù)研究所，黑龍江 哈爾濱 150040；2.東北林業(yè)大學(xué)，黑龍江 哈爾濱 150040）

光肩星天牛產(chǎn)卵分泌物對(duì)刻槽微生境的影響

馬曉乾1，范海娟2，趙紅盈1，宋小雙1，鄧 勛1，周 琦1

（1.黑龍江省森林保護(hù)研究所，黑龍江 哈爾濱 150040；2.東北林業(yè)大學(xué)，黑龍江 哈爾濱 150040）

通過(guò)野外接蟲(chóng)和人工模擬刻槽的方法，對(duì)光肩星天牛產(chǎn)卵分泌物對(duì)刻槽微生境的影響進(jìn)行了分析研究。研究結(jié)果表明：有效刻槽微生境含水量，在0～7日齡期間均高于對(duì)照和人工模擬刻槽含水量，同時(shí)呈逐漸向?qū)φ蘸拷咏②呄蚱椒€(wěn)，8～9日齡期間與對(duì)照含水量基本一致。有效刻槽微生境中pH值均高于人工模擬刻槽微生境和對(duì)照，并呈現(xiàn)一定的波動(dòng)性。有效刻槽微生境中微生物數(shù)量變化，在0～4日齡期間有效刻槽微生境真菌數(shù)量低于對(duì)照，4日齡后逐漸與對(duì)照真菌數(shù)量接近， 5～9日齡期間兩者基本一致。有效刻槽微生境細(xì)菌數(shù)量在0～5日齡期間低于人工模擬刻槽和對(duì)照，5～6、6～9日齡期間分別呈和對(duì)照細(xì)菌數(shù)量接近和基本一致。

光肩星天牛；糖槭；產(chǎn)卵分泌物；刻槽微生境；有效刻槽

光肩星天牛AnoploPhora glabripennisMotschulsky屬天?？疲翘炫?，是主要的蛀干害蟲(chóng)之一。分布廣泛，在我國(guó)除海南、澳門、香港、臺(tái)灣外分布于全國(guó)各地。主要危害楊樹(shù)、柳樹(shù)、榆樹(shù)、糖槭等樹(shù)種，嚴(yán)重時(shí)受害的木質(zhì)部被蛀空，導(dǎo)致樹(shù)干風(fēng)折或整株枯死[1]。產(chǎn)卵分泌物是昆蟲(chóng)在長(zhǎng)期的進(jìn)化過(guò)程中獲得的一種適應(yīng)，其功能是伴隨昆蟲(chóng)繁殖、防御和信息交流的需要而產(chǎn)生的，在昆蟲(chóng)行為和化學(xué)生態(tài)方面起重要作用[2]?？滩畚⑸呈侵腹饧缧翘炫４瞥上x(chóng)刻槽產(chǎn)卵所處刻槽、槽下周圍特定區(qū)域，是卵和初孵幼蟲(chóng)生長(zhǎng)發(fā)育的場(chǎng)所。光肩星天牛產(chǎn)卵分泌物是光肩星天牛雌成蟲(chóng)產(chǎn)卵后封槽時(shí)分泌的一種透明膠狀粘液，起到保護(hù)卵和初孵幼蟲(chóng)同時(shí)為其營(yíng)造微生境的作用。

目前，對(duì)光肩星天牛生物學(xué)特性、防治、寄主揮發(fā)物、產(chǎn)卵刻槽微生境等方面有較多報(bào)道[3-6]，而關(guān)于光肩星天牛產(chǎn)卵過(guò)程中產(chǎn)卵分泌物的功能研究尚屬空白?？滩酆陀卯a(chǎn)卵分泌物封槽營(yíng)造微生境是光肩星天牛產(chǎn)卵過(guò)程中保證子代能否繁殖成功的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本研究對(duì)光肩星天牛產(chǎn)卵分泌物對(duì)刻槽微生境中含水量、pH值、微生物數(shù)量的影響進(jìn)行了研究，以期為揭示光肩星天牛產(chǎn)卵過(guò)程中產(chǎn)卵分泌物對(duì)卵和初孵幼蟲(chóng)的保護(hù)機(jī)制、光肩星天牛產(chǎn)卵分泌物的功能及探索光肩星天牛新的防治途徑提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 實(shí)驗(yàn)材料的采集

于2010年6月末至7月末光肩星天牛交尾產(chǎn)卵時(shí)，在哈爾濱香坊區(qū)遠(yuǎn)大生態(tài)公園林緣帶和哈平路綠化帶上，選擇3～10 cm糖槭枝條進(jìn)行套籠接蟲(chóng)，并采集3～5 cm糖槭枝條進(jìn)行室內(nèi)套籠實(shí)驗(yàn)，每個(gè)套籠接雌雄成蟲(chóng)各1頭。由于光肩星天牛雌成蟲(chóng)多在下午和傍晚產(chǎn)卵，故于每天下午4點(diǎn)接蟲(chóng)，接蟲(chóng)后第二天凌晨7點(diǎn)將蟲(chóng)取回室內(nèi)飼養(yǎng)，第2 d再野外接蟲(chóng)進(jìn)行人工模擬刻槽、產(chǎn)卵刻槽實(shí)驗(yàn)。光肩星天牛產(chǎn)卵期在哈爾濱主要在7月期間，卵的發(fā)育歷期10 d左右，按刻槽內(nèi)卵日齡不同，分別采集0～9 d的10組刻槽微生境的樣本，以無(wú)刻槽處為對(duì)照。

1.2 刻槽微生境中含水量的測(cè)定

用尖刀挖取刻槽下及周圍1 cm處（刻槽微生境），分別稱取人工模擬刻槽、有效刻槽(光肩星天牛雌成蟲(chóng)產(chǎn)卵刻槽分有效刻槽和空槽，有效刻槽即成功產(chǎn)卵并封槽的刻槽。)微生境的樣本及相同大小對(duì)照處鮮重后，置入烘箱80℃下烘干至恒重，測(cè)量干重。取每日齡人工模擬刻槽、有效刻槽微生境及對(duì)照各10個(gè)，按下列公式計(jì)算其含水量：

式(1)中：H、X、G分別代表刻槽微生境含水量、刻槽鮮重及刻槽干重。

1.3 刻槽微生境中pH值的測(cè)定

用尖刀挖取人工模擬刻槽、有效刻槽槽下及周圍1 cm處及相同大小對(duì)照，烘干，依次放入錐形瓶，分別加入25 mL去離子水。28℃150 r?min-1振蕩培養(yǎng)48 h后，取每日齡的人工模擬刻槽、有效刻槽處微生境的樣本及對(duì)照各10個(gè)，測(cè)其平pH值。

1.4 刻槽微生境中微生物數(shù)量的測(cè)定

在無(wú)菌條件下，用尖刀挖取同日人工模擬刻槽、有效刻槽槽下及周圍1 cm處及大小相同的對(duì)照各10個(gè)。用去離子水沖洗3次，切成直徑0.5 mm左右小粒，置入錐形瓶分別加入50 mL去離子水。28℃150 r?min-1振蕩培養(yǎng)0.5 h后，將菌液分別稀釋至10-5、10-6、10-7倍。置入滅菌均質(zhì)器中8 000 r?min-11 min后，各提取0.1 mL涂布接菌到牛肉膏蛋白胨和馬鈴薯培養(yǎng)基上，置入人工培養(yǎng)箱，分別于37℃下2 d和38℃下4 d觀察并統(tǒng)計(jì)微生物數(shù)量（主要統(tǒng)計(jì)真菌和細(xì)菌數(shù)量）。

2 結(jié)果與分析

2.1 產(chǎn)卵分泌物對(duì)刻槽微生境含水量的影響

林木樹(shù)干或枝條的含水量主要隨環(huán)境因素的變化而變化，但同一樹(shù)干或枝條含水量的變化基本是一致的。同一枝條上采集的人工模擬刻槽、有效刻槽及對(duì)照含水量隨光肩星天牛卵發(fā)育日期的變化（如圖1）?？梢钥闯?，0～7日齡期間有效刻槽含水量高于對(duì)照和人工模擬刻槽含水量，呈逐漸向?qū)φ蘸拷咏②呄蚱椒€(wěn)，8～9日齡期間基本接近對(duì)照含水量。在0～9日齡期間對(duì)照含水量比較平穩(wěn)。人工模擬刻槽含水量0日齡時(shí)與對(duì)照含水量接近，后逐漸呈下降趨勢(shì)至7日齡時(shí)，趨向平穩(wěn)，在8～9日齡期間呈平穩(wěn)趨勢(shì)。對(duì)所得0～9日齡人工模擬刻槽、有效刻槽及對(duì)照含水量進(jìn)行對(duì)比分析（如表1）。說(shuō)明光肩星天牛產(chǎn)卵分泌物對(duì)刻槽微生境含水量影響比較顯著，但隨時(shí)間的增加，與對(duì)照含水量逐漸接近。

圖1 人工模擬刻槽、有效刻槽及對(duì)照含水量的日變化Fig. 1 The daily variations of water contents of artificial simulationof groove, effective gnawing nidus and control

表1 不同日齡人工模擬刻槽、有效刻槽及對(duì)照含水量比較?Table 1 The comparison on water contents of different day-age artificial simulation of gnawing nidus, effective gnawing nidus and control

2.2 產(chǎn)卵分泌物對(duì)刻槽微生境pH值的影響

人工模擬刻槽、有效刻槽及對(duì)照的pH值隨光肩星天牛卵日齡的變化（如圖2），可以看出：有效刻槽微生境pH值均高于人工模擬刻槽微生境及對(duì)照pH值，其原因是光肩星天牛雌成蟲(chóng)產(chǎn)卵分泌物具有弱堿性，pH值為8～9[7]。同時(shí)有效刻槽微生境pH值在0～9日齡期間呈緩慢上升，這可能跟含水量在0～9日齡期間的逐漸減少有關(guān)。人工模擬刻槽微生境pH值基本呈平穩(wěn)狀態(tài)略高于對(duì)照，在0、2、4、8、9日齡期間分別呈接近或相近。對(duì)照pH值在0～9日齡期間呈平穩(wěn)狀態(tài)。對(duì)不同日齡光肩星天牛人工模擬刻槽、有效刻槽及對(duì)照pH值進(jìn)行對(duì)比分析（如表2），表明光肩星天牛產(chǎn)卵分泌物對(duì)刻槽微生境pH值的影響比較顯著。

圖2 人工模擬刻槽、有效刻槽及對(duì)照pH值的日變化Fig. 2 The daily variations of pH of artificial simulation of gnawing nidus, effective gnawing nidus and control

2.3 產(chǎn)卵分泌物對(duì)刻槽微生境微生物數(shù)量的影響

寄主植物表皮微生物數(shù)量的變化與所處環(huán)境密切相關(guān)，如寄主植物所在立地條件、光照、溫濕度以及其它在寄主植物上活動(dòng)的生物等。選擇野外接蟲(chóng)實(shí)驗(yàn)的立地條件相同，但不同光肩星天牛卵日齡下采集的刻槽微生境樣本受不同光照、溫濕度以及其它生物活動(dòng)的影響，對(duì)照微生物數(shù)量波動(dòng)比較大。人工模擬刻槽、有效刻槽微生境及對(duì)照微生物數(shù)量日變化，如圖3所示，其中Z1、Z2、Z3和X1、X2、X3分別代表有效刻槽、人工模擬刻槽和對(duì)照真菌數(shù)量及細(xì)菌數(shù)量。從圖3可以看出，0～4日齡期間有效刻槽微生境真菌數(shù)量低于對(duì)照，4日齡后逐漸與對(duì)照真菌數(shù)量接近，5～9日齡期間兩者基本一致。而人工模擬刻槽微生境與對(duì)照真菌數(shù)量在0日齡期間基本一致，隨后呈略高于對(duì)照真菌數(shù)量。有效刻槽微生境細(xì)菌數(shù)量在0～5日齡期間低于對(duì)照和人工模擬刻槽，5～6、6～9日齡期間分別呈和對(duì)照細(xì)菌數(shù)量接近和基本一致。而人工模擬刻槽微生境在0～2日齡期間與對(duì)照細(xì)菌數(shù)量基本一致，2日齡后至9日齡期間細(xì)菌數(shù)量高于對(duì)照。不同光肩星天牛卵日齡下對(duì)同一樹(shù)枝上人工模擬刻槽、有效刻槽及對(duì)照微生物數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果如表3。經(jīng)過(guò)對(duì)比分析，光肩星天牛產(chǎn)卵分泌物對(duì)刻槽微生境微生物數(shù)量影響比較顯著，產(chǎn)卵分泌物對(duì)刻槽微生境微生物在0～5日齡期間有抑制作用。

表2 不同日齡光肩星天牛人工模擬刻槽、有效刻槽及對(duì)照pH值比較Table 2 The comparison on pH of different day-age artificial simulation of gnawing nidus, effective gnawing nidus and control

圖3 人工模擬刻槽、有效刻槽及對(duì)照微生物數(shù)量日變化Fig. 3 The daily variations of microorganisms number of artificial simulation of gnawing nidus, effective gnawing nidus and control

表3 不同日齡人工模擬刻槽、有效刻槽及對(duì)照微生物數(shù)量對(duì)比Table 3 The comparison on microorganisms number of different day age artificial simulation of gnawing nidus, effective gnawing nidus and control

3 討 論

昆蟲(chóng)產(chǎn)卵分泌物主要的功能是營(yíng)造卵和初孵幼蟲(chóng)的微生境以及保護(hù)卵和初孵幼蟲(chóng)在此微生境中生長(zhǎng)發(fā)育。本文通過(guò)光肩星天牛產(chǎn)卵分泌物對(duì)刻槽微生境中含水量、pH值及微生物數(shù)量的影響的研究，探明了光肩星天牛產(chǎn)卵分泌物功能即對(duì)刻槽微生境的維持、保護(hù)卵和初孵幼蟲(chóng)的正常生長(zhǎng)發(fā)育。

光肩星天牛將卵產(chǎn)于刻槽中，卵和初孵幼蟲(chóng)的生長(zhǎng)發(fā)育所需要的溫度主要受氣溫因素影響，而卵和初孵幼蟲(chóng)發(fā)育所需濕度及水分主要受刻槽微生境含水量影響。從對(duì)光肩星天牛產(chǎn)卵分泌物對(duì)微生境含水量的影響研究來(lái)看，產(chǎn)卵分泌物有對(duì)刻槽粘合和修復(fù)作用，有利于保持刻槽處與無(wú)刻槽處樹(shù)干或樹(shù)枝理化性質(zhì)一致，阻止有效刻槽處水分的流失，也避免了外界水分的大量進(jìn)入，保證了刻槽微生境中卵和初孵幼蟲(chóng)的發(fā)育對(duì)濕度和水分的需求。

pH值是昆蟲(chóng)產(chǎn)卵分泌物理化性質(zhì)的主要表達(dá)，是昆蟲(chóng)卵和初孵幼蟲(chóng)在特定的理化性質(zhì)環(huán)境中正常發(fā)育的先決條件。本文對(duì)光肩星天牛產(chǎn)卵分泌物對(duì)刻槽微生境中pH值影響研究證明，刻槽微生境呈弱堿性，并呈現(xiàn)出一定的波動(dòng)性,這可能是由于微生境中含水量及其其它因素波動(dòng)性變化引起的。不同pH值及其變化下刻槽微生境中含水量、微生物數(shù)量以及營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)之間的關(guān)系，有待進(jìn)一步深入研究。

昆蟲(chóng)卵和初孵幼蟲(chóng)微生境中微生物多樣性及數(shù)量與昆蟲(chóng)子代成活率密切相關(guān)[8-9]。本文在研究光肩星天牛產(chǎn)卵分泌物對(duì)刻槽微生境中微生物數(shù)量的影響中發(fā)現(xiàn)，產(chǎn)卵分泌物對(duì)刻槽微生境中微生物數(shù)量0～5日齡期間表現(xiàn)出抑制作用，隨后呈和對(duì)照基本一致，是產(chǎn)卵分泌物中微生物、刻槽微生境中的微生物及環(huán)境因素之間互相影響的作用結(jié)果。由于經(jīng)費(fèi)及精力原因，本文未對(duì)光肩星天牛產(chǎn)卵分泌物及刻槽微生境中微生物多樣性、種類及其作用進(jìn)行研究，同時(shí)光肩星天牛產(chǎn)卵分泌物中微生物、刻槽微生境中微生物及環(huán)境因素之間相互影響及共生關(guān)系[10-12]是需進(jìn)一步研究的新課題。

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Effects of Anoplophora glabripennis oviposition secretion on gnawing nidus microhabitat

MA Xiao-qian1,FAN Hai-juan2,ZHAO Hong-ying1,SONG Xiao-shuang1, DENG Xun1, ZHOU Qi1
(1.Heilongjiang Forest Protection ?nstitute, Hrbin 150040, Heilongjiang, Сhina;2.Northeast Forestry University, Hrbin 150040, Heilongjiang, Сhina)

Through the methods of the wild experiment and artif i cial simulation of gnawing nidus, the effects ofAnoplophora glabripennisoviposition secretion on gnawing nidus microhabitat were analyzed. The results show that the effective gnawing nidus microhabitat moisture, in the period of 0 to 7-day-old, the effective gnawing nidus microhabitat were higher than the control and artif i cial simulation of gnawing nidus moisture content, at the same time was gradually close to the control moisture content, and was incline to be smooth; in the period of 8 to 9-day-old, that was consistent with controlled moisture content. The effective gnawing nidus microhabitat pH values were higher than those of artif i cial simulation of gnawing nidus microhabitats and control, and presented some volatility. The effective gnawing nidus microhabitat microorganisms changed, in the period of 0 to 4-day-old, the grooving microhabitat fungi number were lower than that of the control; after 4-day-old, that was gradually close to the control’s fungi number; 5 to 9-day-old, both were basically the same. The effective gnawing nidus microhabitat bacterial number in the period of 0 to 5-day-old was below the artif i cial simulation of gnawing nidus and control, from 5 to 6, 6 to 9-day-old, that was respectively close to and consistent the control bacterial quantity.

Anoplophora glabripennis；Acer saccharum；oviposition secretion；gnawing nidus microhabitat；effective gnawing nidus

S763

A

1673-923X (2012)05-0063-04

2011-12-12

黑龍江省青年科學(xué)基金項(xiàng)目(QС2009С64)

馬曉乾（1979-），男，寧夏人，碩士，助理研究員，從事森林病蟲(chóng)害方面的研究工作；電話：15145102825；E-mail:369086324@qq.com

[本文編校：歐陽(yáng)欽]