廣聚螢葉甲成蟲的繁殖習性和活動規(guī)律初步觀察

鄭海燕，郭 薇，陳紅松，王建國，周忠實

(1.江西農業(yè)大學農學院植物保護系，南昌 330045;2.中國農業(yè)科學院植物保護研究所植物病蟲害生物學國家重點實驗室，北京 100193)

豚草Ambrosia artemisiifolia L.原產地在北美洲，是一種一年生的惡性外來入侵雜草，20世紀30年代傳入我國，現(xiàn)已擴散到全國20多個省市(萬方浩等，2005)。豚草的入侵對入侵地農業(yè)生產、生物多樣性及人畜健康均構成了嚴重威脅。為了遏制豚草的蔓延，20世紀60年代末，國外學者開始從原產地引進天敵昆蟲，開展豚草生物防治研究 (Harris and Piper，1970;Goeden and Andres，1999)。我國豚草生物防治研究工作始于20世紀80年代末，先后篩選引進了5種天敵昆蟲，其中，豚草卷蛾Epiblema strenuana和廣聚螢葉甲Ophraella communa在野外成功建立種群 (萬方浩和王韌，1989;孟玲和李保平，2005;孟玲等，2007;馬駿等，2002，2008;周忠實等，2009)。2001年，在江蘇南京市郊豚草上發(fā)現(xiàn)的原產北美的天敵昆蟲－廣聚螢葉甲O.communa的幼蟲和成蟲聚集取食豚草葉片，對豚草控制效果顯著 (孟玲和李保平，2005;孟玲等，2007)。寄主專一性測定和風險評價試驗表明，廣聚螢葉甲是一種專一性強、無生態(tài)風險的、可被用于豚草防治的天敵昆蟲 (Emura，1999;Yamazakietal.，2000;Dernovici et al.，2006;曹振軍等，2007;胡亞軍和孟玲，2007;周忠實等，2009;Zhou et al.，2011)。目前，尚無廣聚螢葉甲繁殖生物學的報道。本文室內觀察了廣聚螢葉甲成蟲交配及其產卵規(guī)律，為該天敵昆蟲的大量繁殖提供技術參數(shù)。

1 材料與方法

1.1 供試寄主植株

豚草植株 (株高＞90 cm)和盆栽苗 (30～40 cm)來源于湖南省植物保護研究所豚草天敵繁殖基地。

1.2 供試蟲源

在湖南省植物保護研究所豚草天敵繁殖基地內采集豚草植株上飼養(yǎng)的廣聚螢葉甲蛹，待其羽化，記錄其羽化日期，羽化后24 h(第2天)為1日齡，鑒定分好雌雄，并飼養(yǎng)其在30～40 cm高的豚草盆栽苗，飼養(yǎng)備用。

自制養(yǎng)蟲籠 (40 cm×40 cm×60 cm);定制的玻璃觀察罩 (直徑12.5 cm×高28 cm);塑料小瓶 (直徑3 cm×高5 cm)。

1.3 成蟲交配前期

將新鮮豚草枝條 (15～20 cm)插入有直徑為0.8 cm小孔的瓶蓋，然后放入直徑3 cm×高5 cm的塑料瓶內。瓶子內注滿自來水，維持豚草枝條新活。選取12 h內羽化的未交配雄蟲與羽化后4～5 d的未交配雌蟲進行配對。每條新鮮小枝上放1對成蟲，再把塑料瓶放入直徑12.5 cm×高28 cm的透明玻璃罩內。玻璃罩頂端有40目防蟲紗網(wǎng)。將玻璃罩隨機置于養(yǎng)蟲架上，試驗條件為28℃、光周期14L∶10D。每日更換豚草枝條，用毛筆將成蟲挑入玻璃試管 (直徑2 cm×長10 cm度)內，然后將舊枝條從塑料小瓶內拔除，更換成新鮮豚草枝條，再接回成蟲。由于成蟲隨時可能交配，本實驗采取三班倒的方式，每天24 h輪流不間斷地觀察記錄其交配情況 (當雄蟲抱握雌蟲伸出陽具插入雌蟲體內持續(xù)15 min以上算1次成功交配)，記錄每對供試成蟲第1次交配的日期，并將已交配的成蟲移除，不再做交配觀察，直至所有配對的雄蟲都發(fā)生交配為止。試驗重復33次，每次為1對成蟲。

選取12 h內羽化的未交配雌蟲與羽化后2～3 d的未交配雌蟲進行配對。之后，采取同樣的方法觀察雌蟲交配前期。

1.4 雌蟲產卵前期

選取當天羽化的未交配雌蟲和雄蟲進行配對放到豚草小枝條 (見1.34所述)，隨后放入透明玻璃觀察罩 (見1.34所述)內，玻璃罩頂端套40目的防蟲紗網(wǎng)，以避免成蟲逃逸。玻璃罩在養(yǎng)蟲架上隨機排列。每日更換新鮮豚草枝條 (見1.3所述)，每天10:00 am和17:00 pm觀察記錄產卵情況，記錄每頭雌蟲第1次產卵的日期，直至所有雌蟲都開始產卵為止，共觀察雌蟲36頭。

1.5 成蟲交配和產卵節(jié)律

選取100頭羽化后2～3 d的雌蟲和100頭羽化后3～4 d的雄蟲。將高約30～40 cm盆栽新鮮苗放入養(yǎng)蟲籠 (40 cm×40 cm×60 cm)內，每籠3盆，隨機擺放，然后每個養(yǎng)蟲籠于16:00放入上述20頭雌蟲和20頭雄蟲。從18:00開始觀察，每1 h觀察觀察1次，記錄新發(fā)生交配成蟲對數(shù)及雌蟲產卵量。夜間，用紅光手電筒 (4.5V)協(xié)助觀察，連續(xù)觀察3 d。每次調查時，對發(fā)現(xiàn)所產的卵塊記錄并標記;每次調查發(fā)現(xiàn)的交配成蟲時，需進行持續(xù)觀察至雌雄交配后分開。統(tǒng)計各觀察時段內新發(fā)生交配次數(shù)占總交配次數(shù)的比率，各時段內所產卵量占總產卵量的比率。試驗重復5次。

1.6 雌蟲逐日產卵量

取剛羽化的健壯成蟲，將雌雄編號，后進行配對后放到豚草小枝條上 (見1.34所述)，隨后放入透明玻璃觀察罩內進行觀察，每日更換豚草枝條(見1.3所述)，檢查記錄當天所產下的卵數(shù)(卵粒)，直至雌蟲死亡，如果雄蟲個體先死，則補充1一頭新的雄蟲。共配30對，即重復30次。統(tǒng)計成蟲活動情況，分析其的產卵規(guī)律。

1.7 數(shù)據(jù)分析

將實驗數(shù)據(jù)進行正態(tài)和同方差性檢驗，不呈正態(tài)分布的數(shù)據(jù)進行反正弦平方根或對數(shù)轉換。試驗數(shù)據(jù)經(jīng)單因素多重比較進行差異顯著性分析(SAS Institute，2004)，采用通過最小差異法(LSD)比較平均數(shù)的差異程度。

2 結果與分析

2.1 成蟲交配前期

雄蟲交配前期平均為2.7 d(n=33)，45.5%雄蟲在羽化后第2 d與雌蟲交配，羽化后第3 d交配雄蟲占33.3%，羽化后2～3 d的雄蟲交配率總和達78.5%(圖1a)。雌蟲羽化數(shù)小時后便有少數(shù)雌蟲接受雄蟲交配，雌蟲交配前期平均為0.9 d(n=33)，羽化第2 d(即1日齡)的雌蟲接受雄蟲交配的比率高達78.8%(圖1b)。說明廣聚螢葉甲雄蟲的性成熟要慢于雌蟲。

圖1 廣聚螢葉甲不同日齡雄蟲 (a)和雌蟲 (b)的交配率Fig.1 Mating rates of Ophraella.communa male and female adults at different day－age

2.2 雌蟲產卵前期

雌蟲在交配后的第3 d，19.4%雌蟲開始產卵，在第4 d，產卵雌蟲急劇增加，約占雌蟲總數(shù)的52.8% (圖2)?？梢姡葡x產卵前期為2～3 d。

圖2 交配后經(jīng)歷不同天數(shù)廣聚螢葉甲雌蟲的產卵比率Fig.2 Oviposition percentage rates of mated female O.communa at different day－stages

2.3 成蟲交配和產卵節(jié)律

廣聚螢葉甲成蟲交配晝夜節(jié)律不明顯，8:00～21:00成蟲交配頻率較高 (F23，96=1.56，P=0.0696);在22:00～23:00和0:00～7:00兩個時段，成蟲交配頻次較低，以凌晨0:00～1:00時的交配頻次最低 (圖3)。雌蟲產卵高峰期出現(xiàn)在12:00～16:00，雌蟲在這個時段的產卵數(shù)量顯著高于其他時段 (F11，48=642.24，P＜0.0001)(圖4)。

圖3 廣聚螢葉甲成蟲交配的時間節(jié)律Fig.3 Daily mating rhythm of O.communa adults

圖4 廣聚螢葉甲成蟲的產卵時間節(jié)律Fig.4 Daily ovipositional rhythm of O.communa adults

2.4 成蟲期的逐日產卵量

成蟲在前16 d產卵最大，處在產卵高峰期，占整個產卵期總卵量的40%以上，雌蟲產卵數(shù)量隨年齡的增加而先增加，而后呈現(xiàn)逐漸遞減趨勢。從第16 d開始，雌蟲產卵數(shù)量呈逐步下降的趨勢(圖5)。

圖5 廣聚螢葉甲雌蟲的產卵變化規(guī)律Fig.5 Oviposition rhythms of female O.communa

3 結論與討論

昆蟲的種類不同，則其生活方式和行為存在較大差異，其中交配和產卵活動經(jīng)常可從側面反應特定昆蟲的種特征 (Quiring，1994)。交配和產卵節(jié)律可揭示昆蟲生活方式和行為習性，是昆蟲生物鐘研究的重要內容之一 (Saunders，1982)。

研究表明，鱗翅目昆蟲羽化當天即可交配和產卵 (冀衛(wèi)榮等，1999;向玉勇和楊茂發(fā)，2008)，而多數(shù)鞘翅目昆蟲都存在一個性成熟過程和產卵前期 (劉雨芳，2009;陳磊，2009;劉其全等，2010)。本研究表明，廣聚螢葉甲成蟲羽化當天，無論雌蟲還是雄蟲均不能馬上進行交配，而需要性成熟的過程，即交配前期，而且交配后的雌蟲還有產卵前期，然后才進入真正的產卵期。一般而言，雌雄成蟲的交配前期和雌蟲產卵前期被認為是評定性成熟的標準 (王宗舜，1977;Omkar，2004)。廣聚螢葉甲雌雄個體的交配前期有所差異，一般雄蟲交配前期為2.7 d，雌蟲為0.9 d，廣聚螢葉甲雄蟲的性成熟要慢于雌蟲。

廣聚螢葉甲成蟲的交配活動可發(fā)生在一天的不同時段，成蟲可正常交配，但活動高峰期位于8:00～21:00。雌蟲產卵期較集中，一般在12:00～16:00。在產卵期間，雌蟲在交配后16天產卵達高峰期，其后產卵數(shù)量逐步減少。這對于廣聚螢葉甲種群抗逆性而言是有利的，因為其在遇到逆境脅迫后，能短期內產下自己的下一代，從而保證了種群的延續(xù)性 (羅敏等，2011;Zhou et al.，2011)。本研究觀察的廣聚螢葉甲成蟲交配及其產卵規(guī)律將為該天敵昆蟲的大量繁殖提供基礎。

References)

Cao ZJ，Li BP，Meng L，2007.A prediction of potential distribution of OphraellacommunaLeSage(Coleoptera:Chrysomelidae)in mainland China.Chinese Journal of Biological Control，23(4):310－315.［曹振軍，李保平，孟玲，2007.外來廣聚螢葉甲在我國大陸潛在分布區(qū)的預測.中國生物防治，23(4):310－315］

Chen L，Cai DC，Chen Q，Tang C，F(xiàn)eng G，Peng ZQ，Jin QA，Wen HB，2009.The reproductive system and reproductive biology of the alligator weed fleabeetle，Agasicleshygrophila (Coleoptera:Chrysomelidae).Acta Entomologica Sinica，52(11):1255－1260.［陳磊，蔡篤程，陳青，唐超，馮崗，彭正強，金啟安，溫海波，2009.蓮草直胸跳甲生殖系統(tǒng)與繁殖特性研究.昆蟲學報，52(11):1255－1260］

DernoviciSA， Teshler MP， Watson AK， 2006. Is sunflower(Helianthus annuus)at risk to damage from Ophraella communa，a natural enemy of common ragweed(Ambrosia artemisiifolia)?Biocontrol Science and Technology，16(7):669－686.

Emura K，1999.The ragweed beetle Ophraella communa LeSage(Coleoptera:Chrysomelidae)which injures harmful exotic plants.Plant Protection，53:138－141.

Goeden RD，Andres LA，1999.Three recent successes outside of North America.In:Fisher TW.Handbook of Biological.San Diego CA，USA:Academic Press，884－885.

Harris P，Piper GL，1970.Ragweed(Ambrosia spp:Compositae):its north American insects and the possibilities for its biological control.Technical Bulletin of the Commonwealth Institute of Biological Control Technical Bulletin，13:117－140.

Hu YP，Meng L，2007.Potential impacts of alien herbivorous insect Ophraella communa on non－target plants in mainland China.Chinese Journal of Ecology，26(1):56－60.［胡亞鵬，孟玲，2007.外來植食性廣聚螢葉甲對非靶標植物的潛在影響.生態(tài)學雜志，26(1):56－60］

Ji WR，Liu XQ，Wu RF，Shi XP，1999.Biological characteristics research ofSucrajujuba Chu.JournalofShanxiAgricultural University，1999，19(3):198－200.［冀衛(wèi)榮，劉賢謙，武銳鋒，史曉平，1999.棗尺蠖成蟲生物學特性的研究.山西農業(yè)大學學報，19(3):198－200］

Liu YF，Liu WH，Wan FH，2009.Massive rearing of the alligator weed flea beetle，Agasicles hygrophila(Coleoptera:Chrysomelidae)，in the laboratory.Acta Entomologica Sinica，52(8):867－874.［劉雨芳，劉文海，萬方浩，2009.空心蓮子草葉甲室內大量繁殖研究.昆蟲學報，52(8):867－874］

Liu QQ，Wang ZH，Xu GP，Xin XY，Huang J，2010.Mating and oviposition behaviors and rhythms of Deiphastus catalinae(Horn).Chinese Journal of Biological Control，26(4):391－396.［劉其全，王竹紅，徐桂萍，辛曉陽，黃建，2010.小黑瓢蟲的交配和產卵行為及規(guī)律觀察.中國生物防治，26(4):391－396］

Luo M，Guo JY，Zhou ZS，Wan FH，Gao BD，2011.Effects of shortterm low temperature stress on the development and fecundity of Ophraella communa LeSage(Coleoptera:Chrysomelidae).Acta Entomologica Sinica，54(1):76－82.［羅敏，郭建英，周忠實，萬方浩，高必達，2011.短時低溫脅迫對廣聚螢葉甲發(fā)育和生殖的影響.昆蟲學報，54(1):76－82］

Ma J，Wan FH，Guo JY，You LS，Lu DY，2002.Risk analysis of host specificity for Epiblema strenuana(Lepidoptera:Torricidae)，a biocontrlol agent against ragweed，Ambrosia artermisiifolia(Compositae).Acta Ecologica Sinica，22(10):1710－1717.［馬俊，萬方浩，郭建英，游蘭韶，盧德勇，2002.豚草卷蛾寄主專一性風險評價.生態(tài)學報，22(10):1710－1717］

Ma J，Wan FH，Guo JY，Hu XN，2008.Biological control of Ambrosia artemisiifolia L.and Ambrosia trifida L.In:Wan FH，Li BP，Guo JY.Biological Invasions:Biological Control Theory and Practice.Beijing:Science Press，112－138.［馬俊，萬方浩，郭建英，胡學難，2008.豚草和三裂葉豚草的生物防治.見:萬方浩，李保平，郭建英主編.生物入侵:生物防治篇.北京:科學出版社，112－138］

Meng L，Li BP，2005.Advances on biology and host specificity of the newly introduced beetle，Ophraella communa Lesage，attacking Ambrosia artemisiifolia in continent of China.Chinese Journal of Biological Control，21(2):65－69.［孟玲，李保平，2005.新近傳入我國大陸取食豚草的廣聚螢葉甲.中國生物防治，21(2):65 －69］

Meng L，Xu J，Li HB，2007.Dispersal and bionomics of the alien Ophraella communa in ChinaMainland.ChineseJournalof Biological Control，23(1):5－10.［孟玲，徐軍，李海波，2007.外來廣聚螢葉甲在我國的擴散及生活史特征.中國生物防治，23(1):5－10］

Quiring DT，1994.Diel activity pattern of a nocturnal moth，Zeiraphera canadensis，in nature. Entomologia Experimentalis et Applicata，73:111－120.

Omkar，2004.Reproductive behaviour of two aphidophagous ladybeetles，Cheilomenes sexmaculata and Coccinella transversalis.Entomologia Sinica，11(2):113－124.

Saunders DS，1982.Insect Clock.Oxford:Pergamon Press.

Wan FH，Liu WX，Ma J，Guo JY，2005.Ambrosia artemisiifolia L.and Ambrosia trifida L.In:Wan FH，Zheng XB，Guo JY.Biology and Management of Invasive Alien Species in Agriculture and Forestry.Beijing:Science Press，662－692.［萬方浩，劉萬學，馬駿，郭建英，2005.普通豚草和三裂葉豚草.見:萬方浩，鄭小波，郭建英主編.重要農林外來入侵物種的生物學與控制.北京:科學出版社，662－692］

Wan FH， WangR，1989.Determinationofhostspecificityfor Zygogramma suturalis. Chinese Journal of Biological Control，5(1):20－23.［萬方浩，王韌，1989.豚草條紋葉甲的寄主專一性測定.生物防治通報，5(1):20－23］

Wang ZS，Zhong XC，Qiu XJ，Hu ZY，Guo F，1977.Observations on the reproduction of Coccinella septempunctata L.Acta Entomologica Sinica，20(4):397－404.［王宗舜，鐘香臣，仇序佳，胡召元，郭郛，1977.七星瓢蟲生殖的觀察.昆蟲學報，20(4):397 －404］

Xiang YY，Yang MF，2008.The mating behavior and ability of the black cutworm moth， Agrotis ypsilon. Chinese Bulletin of Entomology，45(1):50－53.［向玉勇，楊茂發(fā)，2008.小地老虎的交配行為和能力.昆蟲知識，45(1):50－53］

Yamazaki K，Imai C，Natuhara Y，2000.Rapid population growth and food－plant exploitation pattern in an exotic leaf beetle，Ophraella communa LeSage(Coleoptera:Chrysomelidae)，in western Japan.Applied Entomology and Zoology，35:215－223.

Zhou ZS，Guo JY，Luo M，Wan FH，2011.Effect of short－term high temperature stress on the development and fecundity of Ophraella communa(Coleoptera:Chrysomelidae).Biocontrol Science and Technology，21(7):809－819

Zhou ZS，Guo JY，Wan FH，2009.Biological control of Ambrosia artemisiifolia.In:Wan FH，Guo JY，Zhang F.Research on Biological Invasions in China.Beijing:Science Press，246 －251.［周忠實，郭建英，萬方浩，2009.普通豚草的生物防治.見:萬方浩，郭建英，張峰編著.中國生物入侵研究.科學出版社，246－251］

Zhou ZS，Guo JY，Wan FH，Chen HS，Peng ZP，Luo YH，2008.Impacts of low temperature storage on survival and fecundity of Ophraella communa LeSage(Coleoptera:Chrysomelidae).Chinese Journal of Biological Control，24(4):376－378.［周忠實，郭建英，萬方浩，陳紅松，彭兆普，羅源華，2008.低溫冷藏對豚草天敵廣聚螢葉甲存活和生殖力的影響.中國生物防治，24(4):376 －378］

Zhou ZS，Guo JY，Zheng XW，Luo M，Chen HS，Wan FH，2011.Reevaluation of biosecurity of Ophraella communa against sunflower(Helianthus annuus). Biocontrol Science and Technology，21(10):1147－1160.