瓜實蠅幼蟲人工飼料設(shè)計及其優(yōu)化

王翔韓，吳偉堅*，李梅輝，符悅冠，3

(1．華南農(nóng)業(yè)大學(xué)昆蟲生態(tài)研究室，廣州510642;2．廣東省植物保護總站，廣州510500;3．中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)境與植物保護研究所，海南儋州571737)

瓜實蠅Bactrocera cucurbitae(Coquillett)俗稱針蜂，幼蟲稱瓜蛆，為雙翅目實蠅科果實蠅屬昆蟲。瓜實蠅起源于印度，目前廣泛分布于溫帶、亞熱帶和熱帶的30多個國家和地區(qū);在我國主要分布于福建、海南、廣東、廣西、貴州、云南、四川、湖南、臺灣等地 (張全勝，2002)。瓜實蠅可為害120多種蔬菜和水果，主要是葫蘆科和茄科植物，如甜瓜Cucumis melo、南瓜Cucurbita moschata、黃瓜 Cucumis sativus、苦瓜 Momordica charantia、西瓜Citrullus lanatus、茄子Solanum melongena和番茄Lycopersicon esculentum等 (Nishida and Bess，1950;Christenson and Foote，1960)。其雌成蟲以產(chǎn)卵器刺入幼瓜表皮內(nèi)產(chǎn)卵，幼蟲孵化后即鉆入瓜內(nèi)取食為害，嚴重影響瓜果的品質(zhì)和產(chǎn)量，世界上很多國家和地區(qū)都將瓜實蠅列為重要的檢疫對象 (李人柯，1997)。

近年來，隨著對實蠅的生物學(xué)、生理學(xué)、生態(tài)學(xué)、毒力學(xué)、病理學(xué)、遺傳學(xué)以及分子生物學(xué)等學(xué)科領(lǐng)域研究的不斷深入和防治技術(shù)的發(fā)展(梁光紅等，2003)，實驗室亟需大量健康發(fā)育一致的瓜實蠅為試驗材料。但是由于自然飼料受季節(jié)、容易腐爛變質(zhì)等因素限制，使得探索瓜實蠅的人工飼料配方，科學(xué)人工飼養(yǎng)瓜實蠅，解決瓜實蠅的季節(jié)性短缺問題，變得越來越重要。

瓜實蠅幼蟲人工飼料的研究，國外研究比較早的是Finney(1956)用新鮮胡蘿卜、蔗糖、圓酵母、抗菌素組成的幼蟲人工飼料，但是飼料容易被微生物污染;Vargas(1989)以麥麩為介質(zhì)，添加蔗糖和酵母組成幼蟲人工飼料，在世界范圍內(nèi)被用來飼養(yǎng)桔小實蠅和瓜實蠅。Chang(2004)研究以啤酒酵母、蔗糖、抗菌劑和檸檬酸配成液體飼料飼養(yǎng)瓜實蠅，其后他又報道 (Chang，2006)在液體人工飼料里加入麥胚油飼養(yǎng)幾種實蠅幼蟲，但是這種麥胚油市面上供應(yīng)不足，價格又相對高。在國內(nèi)，這方面的研究大多集中于桔小實蠅Bactrocera dorsalis幼蟲人工飼料的研究，如袁勝勇等(2003)、高強 (2005)、李麗麗 (2009)等對桔小實蠅幼蟲人工飼料的設(shè)計和優(yōu)化。但是針對瓜實蠅幼蟲人工飼料的配方卻鮮見報道。本研究借鑒桔小實蠅國外比較成熟的配方，選擇了四種主要成分，采用4因素3水平的正交試驗設(shè)計，旨在選出影響瓜實蠅幼蟲的關(guān)鍵因子和優(yōu)化配方。以便為該蟲的研究和防治試驗提供大量健康的、生理發(fā)育進度一致的蟲源。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1 儀器與設(shè)備

GXZ－280B型智能光照培養(yǎng)箱 (寧波東南儀器有限公司，控溫精度為 ±0.1℃);Sarlorius BSA224S－CW電子天平 (北京賽多利斯科學(xué)儀器有限公司);培養(yǎng)皿 (φ=9cm)。

1.1.2 試劑

酵母粉 (廣州金納生物科技有限公司生產(chǎn));蔗糖 (佛山市南海區(qū)平洲夏西東元食品廠);苯甲酸鈉 (國藥集團化學(xué)試劑有限公司);鹽酸 (北京化工廠，分析純);纖維 (香港駿卓國際有限公司)。

1.1.3 供試蟲源

實驗室條件下，以南瓜為飼料飼養(yǎng)瓜實蠅，取第四代瓜實蠅產(chǎn)下的卵，待其孵化，挑取初孵幼蟲。飼養(yǎng)條件:溫度27℃，相對濕度 RH為75～80%，光周期 L∶D 為14∶10。

1.2 試驗方法

1.2.1 瓜實蠅幼蟲人工飼料基本組成成分的確定

本試驗根據(jù)瓜實蠅幼蟲對營養(yǎng)物質(zhì)的需求及生活環(huán)境的適應(yīng)性，參考飼養(yǎng)桔小實蠅飼料配方，初步確定瓜實蠅幼蟲人工飼料配方如表1。

表1 初步確定的瓜實蠅幼蟲人工飼料配方Table 1 Primary composition of artificial diet for larvae of B．cucurbitae

1.2.2 瓜實蠅幼蟲人工飼料主要成分的優(yōu)化篩選

試驗選取表1中瓜實蠅幼蟲人工飼料配方的四種主要成分:A－南瓜∶玉米粉=1∶1、B－酵母、C－蔗糖、D－苯甲酸鈉作為試驗因子，每種因子取三個水平進行了交互作用的正交試驗設(shè)計 (表2)，各因素、水平按正交表L9(34)設(shè)計，以選出四種主要成分的最佳用量。以瓜實蠅幼蟲的存活率、幼蟲歷期 (每頭幼蟲化蛹歷期的加權(quán)平均值)、老熟幼蟲化蛹率、平均蛹重和羽化率作為試驗考察指標(biāo)。幼蟲人工飼料主要成分篩選試驗在溫度27℃，相對濕度為75% ～80%，光周期為14∶10的智能光照培養(yǎng)箱中進行。

1.2.2.1 瓜實蠅幼蟲存活率:收集初孵幼蟲并接入已制備好的幼蟲人工飼料上，飼料盛裝在9 cm直徑的培養(yǎng)皿中，接蟲后蓋紗網(wǎng)，用橡皮筋扎好，置于培養(yǎng)箱中進行培養(yǎng)。每種飼料分四次重復(fù)，每重復(fù)接入100頭幼蟲。記錄下每種飼料上發(fā)育至老熟的幼蟲數(shù)，計算出幼蟲的存活率。

1.2.2.2 瓜實蠅幼蟲歷期測定:在以上幼蟲的存活率試驗中，觀察每頭幼蟲發(fā)育到化蛹所經(jīng)歷的時間，求出其加權(quán)平均值即為幼蟲發(fā)育歷期。

1.2.2.3 化蛹率測定:每一飼料下隨機抽取100頭幼蟲用于觀察化蛹情況。將其放入含水量為5%～10%的濕沙中，統(tǒng)計蛹數(shù)，計算化蛹率。

1.2.2.4 瓜實蠅平均每頭蛹重測定:收集不同人工飼料飼養(yǎng)的瓜實蠅蛹，隨機抽取100個蛹稱其蛹重，求其平均數(shù)。

1.2.2.5 羽化率測定:隨機抽取100個蛹，將其放入含水量為5%～10%的濕沙中，待其羽化。待所有蛹羽化結(jié)束時，計算羽化率。

表2 瓜實蠅幼蟲人工飼料主要成分正交試驗的因素和水平Table 2 Factors and levels in orthogonal array design foroptimizing artificial diets of B．cucurbitae

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

試驗結(jié)果的方差分析在SPSS17.0中的General Linear Model中進行。

2 結(jié)果與分析

瓜實蠅幼蟲人工飼料主要成分正交實驗結(jié)果見表3，極差分析見表4。

表3 瓜實蠅幼蟲人工飼料主要成分正交試驗結(jié)果Table 3 Results of orthogonal array design for optimizing artificial diets for larvae of B．cucurbitae

表4 瓜實蠅幼蟲人工飼料主要成分正交試驗結(jié)果的極差分析Table 4 Range analysis of artificial diets for larvae of B．cucurbitae

極差分析顯示影響瓜實蠅幼蟲存活率的各因素主次關(guān)系為B(酵母) ＞C(蔗糖) ＞D(苯甲酸鈉)＞A(南瓜∶玉米粉)(表4)。方差分析表明B(酵母)對幼蟲存活率的影響各水平間差異顯著 (F=9.995．P＜0.05)，因素A、C、D中，各水平間差異不顯著 (表5)，與極差分析一致。以幼蟲存活率為指標(biāo)的最好組合是A1B3C1D1。

極差分析表明影響瓜實蠅幼蟲歷期的各因素主次關(guān)系為D(苯甲酸鈉) ＞B(酵母) ＞C(蔗糖) ＞A(南瓜:玉米粉)(表4)。方差分析表明B(酵母)各水平間差異顯著 (F=5.899，P＜0.05)，D(苯甲酸鈉)各水平間差異顯著 (F=8.121，P＜0.05)，而 A(南瓜:玉米粉)和 C(蔗糖)各水平間差異不顯著 (表5)，與極差分析一致。以幼蟲歷期為指標(biāo)的優(yōu)化組合為A1B3C1D3。

方差分析顯示4個試驗因素對瓜實蠅平均蛹重和化蛹率影響不顯著，所以對4個因素可以根據(jù)需要選用，從經(jīng)濟角度考慮，取最小量最合適。

由表4極差分析可知，影響羽化率的各因素主次關(guān)系為B(酵母) ＞D(苯甲酸鈉) ＞A(南瓜:玉米粉) ＞C(蔗糖)。方差分析表明B(酵母)對羽化率的影響的各水平間差異顯著 (F=4.418，P＜0.05)，而A(南瓜:玉米粉)、C(蔗糖)、D(苯甲酸鈉)三種成分的各水平差異不顯著 (表5)，與極差分析一致。以羽化率為指標(biāo)初步優(yōu)化組合是A1B3C1D1。

表5 正交試驗Tukey HSD法多重比較Table 5 Tukey HSD multiple comparison for the survival rate of larvae，larval developmental duration and emergence rate

綜合考慮瓜實蠅幼蟲存活率、幼蟲歷期、化蛹率、平均每頭蛹重和羽化率5個指標(biāo)可以發(fā)現(xiàn)所設(shè)計的瓜實蠅幼蟲人工飼料四種主要成分對蛹重和化蛹率無顯著影響，所以對幼蟲存活率、幼蟲歷期、羽化率三個指標(biāo)分析得到三個最佳組合方式為:A1B3C1D1、A1B3C1D3、A1B3C1D1。

由于不同指標(biāo)所對應(yīng)的方案不同，利用綜合平衡法可以得到綜合的優(yōu)化方案。具體過程如下:因素A和因素C對幼蟲存活率、幼蟲歷期、化蛹率、平均蛹重和羽化率影響均不顯著，從經(jīng)濟角度考慮，就取最小量，即A1、C1。由于因素B對幼蟲存活率、幼蟲歷期影響極顯著，對羽化率影響顯著，所以選B3為好。因素D對幼蟲歷期影響極顯著，而對其他4個因素均無顯著影響，所以可以取D3。綜上所述，最優(yōu)組合為A1B3C1D3。

3 結(jié)論與討論

本研究表明南瓜∶玉米粉對瓜實蠅幼蟲的存活率、幼蟲歷期、平均每頭蛹重、化蛹率、羽化率的影響都未達到顯著水平，但有報道顯示在橘小實蠅的人工飼養(yǎng)中，玉米粉對桔小實蠅的取食及生長發(fā)育有良好的促進作用 (高強，2005)。所以玉米粉對瓜實蠅幼蟲的影響還可以做進一步探討。而南瓜雖是瓜實蠅的天然寄主，但四季都有供應(yīng)，來源充足，又相對不容易腐爛，還可以完善人工飼料。酵母粉對瓜實蠅幼蟲的存活率、幼蟲歷期影響極顯著，對羽化率影響顯著，還是瓜實蠅上述指標(biāo)的關(guān)鍵因子?？梢姡湍阜墼诠蠈嵪売紫x人工飼料中起到相當(dāng)重要的作用。而蔗糖對瓜實蠅幼蟲的五個指標(biāo)影響均不顯著，從本實驗的結(jié)果來看可能是因為所取用的南瓜和玉米粉中的含糖量能滿足瓜實蠅幼蟲生長發(fā)育的需要。苯甲酸鈉對幼蟲歷期影響極顯著，而對于其他四個指標(biāo)均無影響。防腐劑對蛹重?zé)o顯著影響與季清娥(季清娥等，2009)報道的桔小實蠅幼蟲液體人工飼料中的結(jié)果一致。

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