煙草潛葉蛾的過冷卻點測定

薛 冬，陳 丹，范秀娟，王新偉，王秀芳，趙 沖，任廣偉

(中國農(nóng)業(yè)科學院煙草研究所，煙草病蟲害監(jiān)測與綜合治理重點實驗室，青島 266101)

昆蟲的抗寒能力是確定某一昆蟲在某一地區(qū)氣候條件下能否越冬、生長、發(fā)育、繁殖的重要指標，過冷卻點則是反映昆蟲抗寒能力的重要指標(崔雙雙和賀一原，2011)。昆蟲過冷卻點愈低，抗寒能力愈強，反之則弱。低溫馴化是指昆蟲在接受低溫脅迫(cold stress)前，在較低溫度下處理一段時間而提高其耐寒性的一種處理方式(景曉紅和康樂，2004)，對昆蟲適應外界溫度變化具有重要作用，近幾年受到眾多專家和學者的廣泛關注，成為昆蟲抗寒性研究的熱點(王憲輝等，2003;趙靜等，2010)。

煙草潛葉蛾Phthorimaea operculella Zeller，屬鱗翅目Lepidoptera，麥蛾科Gelechiidae，又名馬鈴薯塊莖蛾，原產(chǎn)于中美、南美的北部地區(qū)(Silvia，2010)，主要為害茄科植物，嗜食煙草、馬鈴薯等作物。1937年，陳金壁報道該害蟲在廣西柳州為害煙草，此為我國對煙草潛葉蛾的最早記載(金秀萍等，2005)。1999年，任廣偉等首次報道煙草潛葉蛾在山東煙區(qū)發(fā)生，2009年在山東諸城部分煙田嚴重為害。煙草潛葉蛾的分布區(qū)域已擴展到西南、西北、中南、華東等地區(qū)，且發(fā)生較為普遍(李秀軍等，2005)。

據(jù)筆者所在課題組近年來調(diào)查發(fā)現(xiàn)，煙草潛葉蛾在云南、廣東、重慶、湖北、湖南、山東、河南等植煙區(qū)均有分布，分布范圍有擴大趨勢。目前盡管煙草潛葉蛾在我國煙區(qū)屬次要害蟲，但在局部地區(qū)煙田發(fā)生為害較重。國內(nèi)外對以馬鈴薯為寄主的煙草潛葉蛾的生物學、生態(tài)學等特性已有較多研究，但對煙田發(fā)生的煙草潛葉蛾尚缺乏系統(tǒng)性研究。本文對煙草潛葉蛾的過冷卻點和結(jié)冰點進行了測定，研究結(jié)果有助于明確煙草潛葉蛾的抗寒性和越冬分布區(qū)域，并為該害蟲的綜合治理提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試蟲源

煙草潛葉蛾幼蟲采自山東諸城煙田，在人工氣候箱內(nèi)以煙草和馬鈴薯塊莖分別進行飼養(yǎng)(桂富榮和李正躍，2003)。飼養(yǎng)條件:溫度25±1℃，相對濕度70%-80%，光周期L∶D=12∶12。

1.2 主要儀器

低溫培養(yǎng)箱:上海一恒科技有限公司。

SUN-II 型智能昆蟲過冷卻點測定儀及配套軟件:北京鵬程電子有限公司。

人工氣候箱:寧波江南儀器廠。

1.3 試驗方法

冷馴化處理:取以馬鈴薯為寄主的煙草潛葉蛾的四齡幼蟲和蛹進行冷馴化處理，以未經(jīng)冷馴化處理的幼蟲和蛹作為對照。處理方法為將煙草潛葉蛾四齡幼蟲和蛹置于4℃冰箱中分別放置1 d和3 d 待測。

越冬處理:2012年11月取以馬鈴薯為寄主的煙草潛葉蛾四齡幼蟲和蛹放到養(yǎng)蟲箱土層中，置于室外自然條件使其越冬。2013年3月取出，發(fā)現(xiàn)幼蟲全部死亡，而大部分蛹尚可存活，取越冬蛹待測。

過冷卻點測定:收集以煙草、馬鈴薯為寄主的煙草潛葉蛾三、四齡幼蟲和蛹，以及經(jīng)上述冷馴化處理的幼蟲和蛹，分別測定其過冷卻點，每個處理樣本量為30 頭以上。測定時，將幼蟲或蛹用透明膠帶固定在過冷卻點測定儀的熱敏電阻感溫探頭上，使兩者充分接觸后置于低溫培養(yǎng)箱中，以1℃/min 的速率由室溫開始降溫，通過配套的軟件采集各處理的過冷卻點和結(jié)冰點。

1.4 統(tǒng)計分析

試驗數(shù)據(jù)采用DPS 3.01 軟件進行處理，并采用Duncan 氏新復極差法進行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 煙草潛葉蛾幼蟲和蛹的過冷卻點比較

分別測定了以馬鈴薯為寄主的煙草潛葉蛾三、四齡幼蟲和蛹的過冷卻點(表1)。結(jié)果表明，蛹的過冷卻點最低，測定個體的平均值為(-17.61±2.47)℃，最低可達-22.72℃;其次為三齡幼蟲，其過冷卻點平均值為(-16.44±2.93)℃，最低可達-21.41℃;以四齡幼蟲的過冷卻點最高，測定個體平均值為(-15.43±3.74)℃，最低可達-21.59℃，三、四齡幼蟲的過冷卻點差異不顯著。蛹的過冷卻點顯著低于三、四齡幼蟲的過冷卻點。各處理結(jié)冰點的變化趨勢與過冷卻點基本是一致的，其冰點高低依次是蛹＜三齡幼蟲＜四齡老熟幼蟲，且各處理之間差異顯著。測定結(jié)果表明，煙草潛葉蛾蛹期的過冷卻點最低，其耐寒能力最強。

2.2 以馬鈴薯、煙草為寄主的煙草潛葉蛾的過冷卻點比較

分別測定了以煙草、馬鈴薯為寄主的煙草潛葉蛾的幼蟲和蛹兩種蟲態(tài)的過冷卻點(表2)。結(jié)果表明，無論是以煙草為寄主還是以馬鈴薯為寄主，其蛹的過冷卻點和結(jié)冰點均顯著低于四齡幼蟲。以馬鈴薯為寄主的四齡幼蟲過冷卻點最低為-21.59℃，平均值為(-15.43±3.74)℃，而以煙草為寄主的四齡幼蟲過冷卻點最低為-21.38℃，平均值為(-15.45±3.52)℃，兩種寄主上的煙草潛葉蛾四齡幼蟲過冷卻點無顯著差異。馬鈴薯為寄主的四齡幼蟲結(jié)冰點平均值為(-6.43±2.52)℃，而煙草為寄主的四齡幼蟲結(jié)冰點平均值為(-6.34±2.62)℃，同樣無顯著差異。以馬鈴薯為寄主的蛹的過冷卻點最低為-22.72℃，平均值為(-17.61±2.47)℃，以煙草為寄主的蛹的過冷卻點最低為-22.19℃，其平均值為(-18.11±3.16)℃，兩種寄主上的煙草潛葉蛾蛹的過冷卻點無顯著差異，結(jié)冰點亦是如此。此結(jié)果表明，兩種不同寄主上煙草潛葉蛾的過冷卻點無明顯差異。

表1 以馬鈴薯為寄主的煙草潛葉蛾不同蟲態(tài)的過冷卻點和結(jié)冰點Table 1 The SCP and FP of Phthorimaea operculella feeding on potato at different stages

表2 以馬鈴薯、煙草為寄主的煙草潛葉蛾過冷卻點和結(jié)冰點Table 2 The SCP and FP of Phthorimaea operculella feeding on different hosts

2.3 不同冷馴化處理的煙草潛葉蛾過冷卻點比較

對煙草潛葉蛾的四齡幼蟲和蛹分別進行了一定程度的冷馴化處理，以未經(jīng)過冷馴化處理的蛹和四齡幼蟲作為對照(表3)，結(jié)果表明，經(jīng)過3 d冷馴化的四齡幼蟲的過冷卻點平均值為(-16.56±4.41)℃，而經(jīng)過1 d 冷馴化的四齡幼蟲過冷卻點平均值為(-16.30±2.83)℃，兩者的過冷卻點均低于對照(-15.43±3.74)℃，但差異不顯著。而越冬蛹和3 d 冷處理的蛹的過冷卻點平均值分別為(-15.55±0.84)℃和(-15.94±1.96)℃，均顯著高于對照。

表3 不同冷馴化處理的煙草潛葉蛾過冷卻點和結(jié)冰點Table 3 The SCP and FP of Phthorimaea operculella with different treated time for cold acclimation

3 結(jié)論與討論

目前國內(nèi)外對煙草潛葉蛾抗寒能力的研究較少，Saour 等(2012)曾報道馬鈴薯在不同低溫儲藏期對煙草潛葉蛾卵孵化率、幼蟲死亡率、成蟲壽命的影響，為采用低溫防治馬鈴薯儲藏期煙草潛葉蛾的為害奠定了基礎。對于煙草潛葉蛾過冷卻點的測定尚未見報道，本文研究結(jié)果表明，煙草潛葉蛾蛹、三、四齡幼蟲均具有較低的過冷卻點，其中以蛹的過冷卻點最低，其平均值為-17.61℃，顯著低于三、四齡老熟幼蟲。研究結(jié)果可為煙草潛葉蛾的預測預報、掌握其越冬區(qū)域提供科學數(shù)據(jù)。

李秀軍等(2005)研究報道，煙草潛葉蛾無明顯的滯育現(xiàn)象，只要有適宜的溫濕度與食物，各蟲態(tài)均能在南方越冬，而在北方只有少數(shù)蛹可以越冬，曹驥等(1981)將1月平均氣溫0℃等溫線定為煙草潛葉蛾是否可以越冬的界限。本研究中煙草潛葉蛾各個蟲態(tài)較低的過冷卻點證明了其各個蟲態(tài)能在南方越冬的可能性，且蛹的過冷卻點最低則印證了在北方只有少數(shù)蛹能夠越冬的現(xiàn)象。作者2012年11月將蛹和老熟幼蟲自然置于室外，至2013年3月取出，最后老熟幼蟲全部死亡，而大部分蛹尚可存活，進一步驗證了此結(jié)果。

越冬期間昆蟲的抗寒能力是由海藻糖、甘油和氨基酸等抗寒物質(zhì)的生理代謝過程來調(diào)節(jié)的，而這些抗寒物質(zhì)的調(diào)節(jié)與昆蟲取食的食物營養(yǎng)條件密不可分(鹿金秋等，2009)。楊燕濤等(2003)研究表明，寄主對棉鈴蟲的越冬抗寒性有影響，而在本研究中，以煙草和馬鈴薯為寄主的煙草潛葉蛾的過冷卻點沒有顯著差異，說明兩種寄主對煙草潛葉蛾的抗寒性沒有顯著影響。

冷馴化是將昆蟲暴露在亞致死低溫一段時間，可有效提高其在致死低溫下存活率的現(xiàn)象，根據(jù)暴露的時間和強度的不同可分為快速冷馴化和長時冷馴化兩種(岳雷等，2013)。本研究初步探索了煙草潛葉蛾的幼蟲和蛹在經(jīng)過兩種長時冷馴化處理后其抗寒性的變化情況，過冷卻點測定結(jié)果表明:3 d 冷馴化的四齡幼蟲＜1 d 冷馴化的四齡幼蟲＜對照，但是差異不顯著，說明長時冷馴化處理對煙草潛葉蛾四齡幼蟲的抗寒能力影響較小，而經(jīng)過越冬和3 d 冷馴化處理的蛹的過冷卻點卻顯著高于未經(jīng)過冷馴化的蛹的過冷卻點。岳雷等(2013)研究表明，在一定范圍內(nèi)，隨著處理強度的增加(例如延長處理時間，降低冷馴化溫度等)，昆蟲的冷馴化效果也逐漸提高，但是冷馴化強度的過分加大則有可能導致昆蟲抗寒能力的降低，過強的冷暴露對蟲體造成的傷害可一定程度上抵消冷馴化帶來的耐寒性的提高效果，推測這也是導致冷馴化后煙草潛葉蛾蛹的過冷卻點升高的原因。

昆蟲的抗寒性不僅與溫度有關，還與地理環(huán)境、氣候等條件密切相關，因此，對于影響煙草潛葉蛾的抗寒性的相關因素還有待進一步研究。

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