異色瓢蟲(chóng)對(duì)取食轉(zhuǎn)Bt基因棉花的扶桑綿粉蚧的捕食功能反應(yīng)

胡熙熹，肖鐵光*，徐 舟，唐子慧

(1湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)生物安全科學(xué)技術(shù)學(xué)院，長(zhǎng)沙410128;2湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)東方科技學(xué)院，長(zhǎng)沙410128)

扶桑綿粉蚧Phenacoccus solenopsis，又名棉花粉蚧，是近年來(lái)一種嚴(yán)重威脅園林觀賞植物、果樹(shù)、蔬菜和大田作物的外來(lái)入侵害蟲(chóng)，已在江西、湖南等地嚴(yán)重危害棉花［1］。在自然環(huán)境中，異色瓢蟲(chóng)(Harmonia axyridis)為多種蚜蟲(chóng)天敵優(yōu)勢(shì)種。扶桑綿粉蚧與蚜蟲(chóng)取食、繁殖等特性頗為相似，并在受粉蚧危害的多種寄主上發(fā)現(xiàn)較多異色瓢蟲(chóng)幼蟲(chóng)與成蟲(chóng)。功能反應(yīng)指的是在單位時(shí)間內(nèi)單個(gè)捕食者在不同獵物密度下所捕食的獵物數(shù)量。通過(guò)對(duì)異色瓢蟲(chóng)取食不同品種棉花的扶桑綿粉蚧捕食功能反應(yīng)的研究，可為評(píng)價(jià)異色瓢蟲(chóng)對(duì)粉蚧的控制作用和充分利用天敵資源提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試蟲(chóng)源

異色瓢蟲(chóng)采自湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)校園內(nèi)被扶桑綿粉蚧危害的芙蓉上，至室內(nèi)以常規(guī)棉“岱字棉”上的粉蚧飼養(yǎng)，室溫26±1℃，RH70% ～90%，光照L∶D=14∶10，飼養(yǎng)3代后進(jìn)行試驗(yàn)。

1.2 供試棉花

轉(zhuǎn)Bt基因棉:湘農(nóng)雜68;常規(guī)棉“岱字棉”:金－1，均來(lái)自湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)棉花研究所。

1.3 試驗(yàn)方法

每皿引入1頭饑餓24 h的異色瓢蟲(chóng)成蟲(chóng)于直徑12 cm的培養(yǎng)皿內(nèi)，內(nèi)置1片新鮮棉葉，用脫脂棉包住葉柄處保濕。設(shè)置獵物密度為10、20、40、80、120、160、200 頭/皿，重復(fù) 3次，以不引入瓢蟲(chóng)作為對(duì)照。待取食24 h后記錄皿內(nèi)剩余粉蚧數(shù)量和自然死亡的粉蚧數(shù)量，計(jì)算出異色瓢蟲(chóng)的日捕食量，以對(duì)照的自然死亡率校正。

1.4 捕食功能反應(yīng)

異色瓢蟲(chóng)的捕食量隨著扶桑綿粉蚧密度的增大而逐漸增大。當(dāng)獵物密度增加到一定程度時(shí)，捕食量逆密度制約，與獵物密度呈負(fù)加速，亦稱凸形反應(yīng)。異色瓢蟲(chóng)對(duì)扶桑綿粉蚧的捕食功能反應(yīng)符合Holling－Ⅱ型反應(yīng)，故可以用Holling－Ⅱ型圓盤方程 Na=aT Nt/(1+aThNt)來(lái)擬合［2］。

式中:Na—捕食量;Nt—獵物密度;a—瞬間攻擊率;T—搜索時(shí)間;Th—處置時(shí)間。在本試驗(yàn)中各密度搜索時(shí)間相同(24 h)，故T=1，當(dāng)Nt→∞時(shí)的Na為最大日捕食量［3］。

1.5 數(shù)據(jù)分析

相關(guān)數(shù)據(jù)的顯著性檢驗(yàn)采用SPSS 20.0數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中的單因素試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)，差異顯著性比較采用LSD多重比較法，采用Origin 8.0擬合Holling－Ⅱ型圓盤方程。

表1 異色瓢蟲(chóng)成蟲(chóng)對(duì)不同棉花品種上扶桑綿粉蚧的捕食量(頭/24 h)

2 結(jié)果與分析

2.1 異色瓢蟲(chóng)捕食扶桑綿粉蚧的數(shù)量分析

表1數(shù)據(jù)顯示，異色瓢蟲(chóng)對(duì)兩種棉花上扶桑綿粉蚧的捕食量隨著密度的增加而逐漸增大。然而，它對(duì)用轉(zhuǎn)Bt基因棉花處理的扶桑綿粉蚧的捕食量與常規(guī)棉相比，差異并不顯著。

2.2 異色瓢蟲(chóng)成蟲(chóng)對(duì)扶桑綿粉蚧的捕食功能反應(yīng)

異色瓢蟲(chóng)對(duì)兩種棉花上扶桑綿粉蚧的捕食量隨著密度的增加而逐漸增大，其捕食功能反應(yīng)均符合Holling－Ⅱ模型。

表2數(shù)據(jù)顯示，異色瓢蟲(chóng)成蟲(chóng)對(duì)用轉(zhuǎn)Bt基因棉處理的扶桑綿粉蚧的日最大捕食量明顯大于常規(guī)棉，所用處置時(shí)間短于常規(guī)棉，但瞬間攻擊率無(wú)顯著差異。

表2 異色瓢蟲(chóng)對(duì)扶桑綿粉蚧的捕食功能反應(yīng)

3 結(jié)論與討論

崔金杰等比較研究了棉田中4種主要捕食性天敵——草間小黑蛛(Erigonidium graminicolum)、異色瓢蟲(chóng)(Harmonia axyridis)、小花蝽(Orius sp.)以及龜紋瓢蟲(chóng)(Propylaea japonica)成蟲(chóng)，對(duì)用轉(zhuǎn)Bt基因棉、轉(zhuǎn)雙價(jià)基因(Bt+CpTI)棉和常規(guī)棉喂養(yǎng)的棉鈴蟲(chóng)幼蟲(chóng)和棉蚜的捕食功能反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)它們對(duì)用2種轉(zhuǎn)基因棉處理的棉鈴蟲(chóng)的捕食量明顯高于常規(guī)棉，捕食功能反應(yīng)符合Holling－Ⅱ模型;同時(shí)，用2種轉(zhuǎn)基因棉處理的棉鈴蟲(chóng)或棉蚜的功能系數(shù)(即瞬間攻擊率)與常規(guī)棉相比有增亦有降，但日最大捕食量和處理1頭棉鈴蟲(chóng)或棉蚜所用的時(shí)間都短于常規(guī)棉［4］。

本研究結(jié)果同樣表明，異色瓢蟲(chóng)成蟲(chóng)對(duì)來(lái)自轉(zhuǎn)Bt棉和常規(guī)棉上扶桑綿粉蚧的捕食量均隨粉蚧密度的增加而逐漸增大，捕食功能反應(yīng)都符合Holling－Ⅱ模型。同時(shí)，異色瓢蟲(chóng)成蟲(chóng)取食轉(zhuǎn)Bt基因棉的扶桑綿粉蚧的日最大捕食量明顯大于常規(guī)棉，所用處置時(shí)間短于常規(guī)棉，但瞬間攻擊率無(wú)顯著差異。這與崔金杰等的研究結(jié)果相似，即轉(zhuǎn)Bt基因棉在一定程度上可促進(jìn)或增強(qiáng)捕食者的捕食效率與捕食量，導(dǎo)致棉田捕食性天敵控害能力的提高［4，5］。這是否與扶桑綿粉蚧在取食轉(zhuǎn)Bt基因棉花后，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)含量下降，產(chǎn)生諸如棉鈴蟲(chóng)等靶標(biāo)生物出現(xiàn)的生長(zhǎng)發(fā)育延遲、體重減輕或行動(dòng)遲緩等現(xiàn)象有關(guān)，還需進(jìn)一步探討［5］。

研究顯示，不管取食何種棉花上的粉蚧，異色瓢蟲(chóng)的捕食量均隨獵物密度的增加而逐漸增大，但異色瓢蟲(chóng)對(duì)用轉(zhuǎn)Bt基因棉處理的粉蚧的捕食量與常規(guī)棉差異不顯著。植物―害蟲(chóng)―天敵三級(jí)營(yíng)養(yǎng)間的關(guān)系較為復(fù)雜，應(yīng)加強(qiáng)在自然生態(tài)系統(tǒng)中的研究探討，長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)天敵對(duì)害蟲(chóng)的控制作用，為評(píng)價(jià)異色瓢蟲(chóng)對(duì)粉蚧的控制作用，充分利用天敵資源以及評(píng)價(jià)轉(zhuǎn)Bt基因棉的生態(tài)安全提供更多依據(jù)。

［1］ 武三安，張潤(rùn)志.威脅棉花生產(chǎn)的外來(lái)入侵新害蟲(chóng)——扶桑綿粉蚧［J］.昆蟲(chóng)知識(shí)，2009，46(1):159－162.

［2］ 吳偉堅(jiān)，梁廣文.Holling圓盤方程擬合方法概述［J］.昆蟲(chóng)天敵，1989，11(2):96 －100.

［3］ 丁巖欽.天敵—害蟲(chóng)作用系統(tǒng)中的數(shù)學(xué)模型及其主要參數(shù)的估計(jì):一、捕食者—獵物系統(tǒng)中的捕食作用模型［J］.昆蟲(chóng)知識(shí)，1983，20(4):187－190.

［4］ 崔金杰，雒珺瑜，王春義，等.轉(zhuǎn)雙價(jià)基因(Bt+CpTI)棉對(duì)棉田主要捕食性天敵捕食功能反應(yīng)的影響［J］.南京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，2005，28(1):48－51.

［5］ 崔金杰，夏敬源.轉(zhuǎn)Bt基因棉對(duì)棉田主要捕食性天敵捕食功能的影響［J］.棉花學(xué)報(bào)，1997，24(2):19.