亞洲柑橘木虱和柚喀木虱過冷卻點(diǎn)和體液結(jié)冰點(diǎn)測定

黃治軼，徐昊昱，杜源良，楊玉枝，烏天宇，曾麗霞，Yu-Lu XIA，岑伊靜*

(1.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)昆蟲生態(tài)研究室，廣州 510642;2.Center for Integrated Pest Management，North Carolina State University，Raleigh，NC 27606，USA)

亞洲柑橘木虱Diaphorina citri Kuwayama 是柑橘生產(chǎn)上最具毀滅性的病害——柑桔黃龍病(huanglongbing，HLB)亞洲種Candidatus liberibacter asiaticus 的主要傳播媒介，給世界柑橘生產(chǎn)帶來嚴(yán)重威脅(Bové，2006)。柚喀木虱 Cacopsylla citrisuga Yang ＆ Li 于1984年由楊集昆和李法圣(1984)首次記錄，2012年發(fā)現(xiàn)也攜帶黃龍病亞洲種的病原菌(Cen et al.，2012)。亞洲柑橘木虱廣泛分布在亞洲和美洲地區(qū)。在中國，20 世紀(jì)初主要分布于廣東、廣西、福建、臺(tái)灣等省，但隨著全球氣候變暖，木虱北遷，現(xiàn)已在江西、四川、湖南、貴州、浙江等地廣泛蔓延(杜丹超等，2011)。現(xiàn)已報(bào)道在我國發(fā)生于11個(gè)省區(qū)。柑橘木虱分布區(qū)受氣候等因子影響在我國出現(xiàn)了明顯北移，對我國部分優(yōu)勢柑橘產(chǎn)區(qū)生產(chǎn)安全構(gòu)成了較大威脅(熊紅利等，2011)。

柑橘木虱發(fā)生與海拔高度有一定的關(guān)系，低海拔地區(qū)發(fā)生比較嚴(yán)重(趙學(xué)源等，1979)，而柚喀木虱目前僅發(fā)現(xiàn)于1000 m 以上的高海拔地區(qū)(郭俊等，2012)。我國柑桔產(chǎn)業(yè)有向西南方向擴(kuò)展的趨勢，柚喀木虱的存在可能對這些高海拔地區(qū)的柑桔產(chǎn)業(yè)造成嚴(yán)重威脅。針對兩種木虱分別適應(yīng)于高海拔、低海拔生態(tài)環(huán)境的這一特殊機(jī)制展開初步研究，明確黃龍病媒介昆蟲的耐寒性，為進(jìn)一步研究其傳病機(jī)制和進(jìn)行有效防治提供依據(jù)，是減少這兩種木虱對我國柑桔產(chǎn)業(yè)造成威脅的前提。昆蟲的過冷卻現(xiàn)象是昆蟲耐寒力的重要指標(biāo)之一(李冰祥等，1998;鞠瑞亭和杜予州，2002;景曉紅和康樂，2004;王錦林等，2013)，盡管有些昆蟲在過冷卻點(diǎn)以上死亡，導(dǎo)致過冷卻點(diǎn)不足以作為一個(gè)最可依賴的耐寒性指標(biāo)，但是多數(shù)昆蟲死亡發(fā)生的過程都處在體液溶點(diǎn)以下的過冷卻狀態(tài)，因此考察過冷卻點(diǎn)是研究昆蟲耐寒性的一個(gè)必要的工作，它有助于全面地理解昆蟲的耐寒性(景曉紅和康樂，2004)。謝佩華等(1988)曾對柑桔木虱的耐寒性開展了初步研究，而柚喀木虱的耐寒性未見報(bào)道。本文測定了柑橘木虱和柚喀木虱各齡若蟲和成蟲的過冷卻點(diǎn)和冰點(diǎn)，以期為分析兩種木虱的耐寒能力、適生區(qū)域及其傳播黃龍病的風(fēng)險(xiǎn)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試蟲源

柑橘木虱采自廣州市天河區(qū)華南農(nóng)業(yè)大學(xué)校園，寄主為九里香Murraya exotica L.，采回區(qū)分蟲態(tài)后直接用于測定。柚喀木虱采自云南省瑞麗戶島，寄主為尤力克檸檬Citrus limon.(L.)Burm.F.，采集到的成蟲直接用于測定，若蟲則與寄主檸檬嫩梢一起置于4℃冰箱內(nèi)保存，測定前取出在室溫下放置1 h，若蟲測定時(shí)間歷時(shí)約1 周。

分別參照郭俊等(2012)與黃邦侃(1956)、阮傳清等(2012)的數(shù)據(jù)在體視鏡下區(qū)分柑橘木虱和柚喀木虱若蟲的齡期，主要根據(jù)若蟲的體型大小、體色、翅芽分化程度進(jìn)行鑒定。

1.2 實(shí)驗(yàn)儀器

SUN-V 型昆蟲過冷卻點(diǎn)測定儀及配套軟件(北京鵬程電子科技中心生產(chǎn))，BCD539-WT 型Haier 冰箱，MDF-U5411 型SANYO 超低溫冰箱。

1.3 過冷卻點(diǎn)、冰點(diǎn)的測定方法

將超低溫冰箱調(diào)至-40℃，將試蟲置于塞有少量棉花的移液槍槍頭中，把近熱敏探頭的導(dǎo)線塞于一段吸管中，使塞入測溫計(jì)熱敏探頭于槍頭時(shí)，能固定在槍頭內(nèi)并恰好緊貼蟲體，測定柑橘木虱1 齡、2 齡、3 齡、4 齡、5 齡若蟲和成蟲以及柚喀木虱1 齡、2 齡、3 齡、4 齡、5 齡若蟲和成蟲的過冷卻點(diǎn)及冰點(diǎn)。每個(gè)蟲態(tài)都用單頭進(jìn)行測定，共測定30 頭。但由于柚喀木虱1、2、5 齡若蟲蟲源不足，分別測定了28、27、29 頭。其中，可能由于柑橘木虱1 齡若蟲蟲體太小，溫度變化曲線圖上峰不明顯，故在確保1 齡若蟲能降至相同低溫的前提下，使用導(dǎo)體錫箔紙包裹槍頭，延緩1齡若蟲體溫下降速度，從而測得結(jié)果。柑桔木虱成蟲未分性別隨機(jī)采樣測定了30 頭后，分別采雌、雄各30 頭進(jìn)行測定和比較。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

采用統(tǒng)計(jì)分析軟件DPS(7.05)對數(shù)據(jù)多組比較經(jīng)方差分析后，再用Duncan 多重比較進(jìn)行差異顯著性測定。

2 結(jié)果與分析

2.1 柑橘木虱不同蟲態(tài)的過冷卻點(diǎn)和結(jié)冰點(diǎn)比較

柑橘木虱不同蟲態(tài)的過冷卻點(diǎn)和結(jié)冰點(diǎn)如圖1所示。由圖可見不同蟲態(tài)過冷卻點(diǎn)存在一定差異。其中，1 齡若蟲的過冷卻點(diǎn)最低，平均值為-26.32℃;其次為2 齡若蟲，平均值為-24.76℃;其它各齡若蟲過冷卻點(diǎn)由低到高依次為4 齡若蟲、5 齡若蟲、3 齡若蟲，但這3個(gè)齡期之間差異不顯著。成蟲的過冷卻點(diǎn)最高，平均值為-19.60℃，顯著高于各齡若蟲。

各蟲態(tài)的結(jié)冰點(diǎn)都略高于過冷卻點(diǎn)，變化趨勢與過冷卻點(diǎn)基本一致，冰點(diǎn)溫度由低到高依次為1 齡若蟲＜2 齡若蟲＜4 齡若蟲＜3 齡若蟲＜5 齡若蟲＜成蟲，1 齡若蟲的冰點(diǎn)最低，平均值為-26.22℃;成蟲的最高，平均值為19.71℃;3 齡和4 齡、3 齡和5 齡若蟲之間差異不顯著，各齡若蟲的冰點(diǎn)也都顯著低于成蟲。說明柑桔木虱的耐寒能力有隨著發(fā)育階段增加而下降的趨勢，1 齡若蟲最強(qiáng)，而成蟲最弱。

圖1 柑橘木虱不同蟲態(tài)的過冷卻點(diǎn)和體液結(jié)冰點(diǎn)Fig.1 Supercooling points and freezing points of different stages of Diaphorina citri

2.2 柚喀木虱不同蟲態(tài)的過冷卻點(diǎn)和結(jié)冰點(diǎn)比較

由圖2 可知柚喀木虱不同蟲態(tài)過冷卻點(diǎn)和冰點(diǎn)亦存在一定差異。過冷卻點(diǎn)變化趨勢為1 齡若蟲＜2 齡若蟲＜3 齡若蟲＜4 齡若蟲＜成蟲＜5 齡若蟲，1 齡若蟲過冷卻點(diǎn)最低，為-25.30℃，5 齡若蟲最高，為-19.50℃(表1)。1-3 齡若蟲的過冷卻點(diǎn)之間差異不顯著，都顯著低于高齡若蟲和成蟲。4 齡若蟲與成蟲亦無顯著差異。

各蟲態(tài)的結(jié)冰點(diǎn)變化趨勢與過冷卻點(diǎn)基本一致，冰點(diǎn)溫度由低到高依次為1 齡若蟲＜2 齡若蟲＜3 齡若蟲＜4 齡若蟲＜成蟲＜5 齡若蟲(圖2)，平均值分別為-25.08℃、-24.45℃、-23.75℃、-19.52℃、-19.40℃、-17.69℃(表1)。1 齡和2 齡若蟲最低，兩者差異不顯著;5 齡若蟲最高;4 齡若蟲與成蟲冰點(diǎn)溫度差異不顯著。說明除成蟲外，柚喀木虱耐寒力也有隨著發(fā)育階段增加而降低的趨勢，1 齡和2 齡若蟲最強(qiáng)，而5 齡若蟲最弱。

圖2 柚喀木虱不同蟲態(tài)的過冷卻點(diǎn)和體液結(jié)冰點(diǎn)Fig.2 Supercooling points and freezing points of different stages of Cacopsylla citrisuga

表1 柑橘木虱、柚喀木虱各蟲態(tài)的過冷卻點(diǎn)和體液結(jié)冰點(diǎn)的比較Table 1 Comparison of supercooling points sndfreezing points of different stages of Diaphorina citri and Cacopsylla citrisuga

2.3 柑橘木虱與柚喀木虱的過冷卻點(diǎn)和冰點(diǎn)比較

測定結(jié)果表明，柑橘木虱、柚喀木虱各蟲態(tài)的過冷卻點(diǎn)和冰點(diǎn)存在一定差異，但各蟲態(tài)表現(xiàn)不一致。柑橘木虱1 齡、4 齡、5 齡若蟲的過冷卻點(diǎn)和冰點(diǎn)均顯著低于柚喀木虱，而3 齡若蟲的過冷卻點(diǎn)與冰點(diǎn)、成蟲的過冷卻點(diǎn)卻顯著高于柚喀木虱(表1)。

2.4 柑橘木虱雌成蟲與雄成蟲的過冷卻點(diǎn)和體液結(jié)冰點(diǎn)比較

在測定柑橘木虱雌成蟲與雄成蟲時(shí)，測得雌成蟲的過冷卻點(diǎn)最低達(dá)到-22.16℃，雄成蟲的過冷卻點(diǎn)最低為-22.38℃，平均值分別為-20.06℃和-19.47℃，二者之間不存在顯著差異;雌成蟲的冰點(diǎn)平均值為-19.20℃，雄成蟲的冰點(diǎn)平均為-18.79℃，二者亦無顯著差異(表2)。

表2 柑橘木虱雌、雄成蟲的過冷卻點(diǎn)和體液結(jié)冰點(diǎn)Table 2 Supercooling points and freezing points of different genders of Diaphorina citri

3 結(jié)論與討論

本文首次測定了柑橘木虱和柚喀木虱各齡期若蟲和成蟲的過冷卻點(diǎn)和體液結(jié)冰點(diǎn)。結(jié)果表明，兩種木虱各蟲態(tài)的過冷卻點(diǎn)及冰點(diǎn)均以1 齡若蟲最低，分別為-26.32℃和-25.30℃。柑橘木虱過冷卻點(diǎn)由低到高依次為1 齡若蟲＜2 齡若蟲＜4 齡若蟲＜5 齡若蟲＜3 齡若蟲＜成蟲;柚喀木虱為1 齡若蟲＜2 齡若蟲＜3 齡若蟲＜4 齡若蟲＜成蟲＜5 齡若蟲。兩種木虱的過冷卻點(diǎn)明顯低于橡副珠蠟蚧 Parasaissetia nigra Nietner、扶桑綿粉蚧Phenacoccus solenopsis Tinsley、桔小實(shí)蠅Bactrocera dorsalis(Hendel)等分布于我國南方的昆蟲(侯柏華和張潤杰，2007;關(guān)鑫等，2009;張方平等，2013)，甚至低于梨小食心蟲Grapholitha molesta Busck、小胸鱉甲Microdera punctipennis Kaszab、桃蛀螟Dichocrocis punctiferalis Guenée 等多種主要分布在東北、西北、華北的北方昆蟲(鹿金秋等，2009;劉曉靜等，2012;郭婷婷等，2013)，說明兩種木虱的過冷卻點(diǎn)很低，可能具有較強(qiáng)的耐寒能力，存在更廣泛的生存區(qū)域。

謝佩華等(1988)在實(shí)驗(yàn)室測定了柑橘木虱的耐寒性，結(jié)果表明，越冬成蟲無論是雄性或雌性都具備了較強(qiáng)的耐寒能力，大約能承受-18℃的低溫10 min，-4℃至-12℃的低溫4 h，經(jīng)模擬低溫測定和自然低溫觀察，柑桔木虱經(jīng)過極端最低氣溫-10℃時(shí)也不會(huì)全部死亡。2008年中國遇到冰凍災(zāi)害天氣，廣西從1月12-13日至2月10-13日出現(xiàn)長達(dá)近20 d 的低溫陰雨冰凍天氣，對當(dāng)年廣西越冬成蟲的存活率調(diào)查結(jié)果表明，木虱在桂南、桂中、桂北的死亡率分別為34%、54%、85%(鄧鐵軍等，2008)，但北緯25 度以上全部越冬木虱被凍死(白先進(jìn)等，2008)。桂林在此期間低于5、4、3、2、1、0、-1℃以下的天數(shù)分別為40、37、35、29、21、8、2 d，陳 貴 峰 等(2010)調(diào)查柑桔木虱平均死亡率達(dá)到99.93%，但兩個(gè)有殘存活蟲觀察區(qū)的種群數(shù)量3個(gè)月后即得到恢復(fù)。這些結(jié)果都說明了柑桔木虱具有較強(qiáng)的耐寒能力。郭俊等(2012)調(diào)查了柚喀木虱的生物學(xué)特性，結(jié)果表明柚喀木虱在4℃低溫下48 h后仍然具有活動(dòng)和取食能力;置于0℃4 h 后，轉(zhuǎn)移到室溫幾秒鐘就能恢復(fù)活動(dòng)能力，說明該木虱耐寒能力也較強(qiáng)。

本文測到的柑桔木虱成蟲過冷卻點(diǎn)、冰點(diǎn)分別為-19.60±0.17℃和-18.71±0.16℃，謝佩華等(1988)測到的越冬成蟲過冷卻點(diǎn)為-17.4±2.78℃，冰點(diǎn)為-15.75±2.77℃，即本研究獲得的結(jié)果更低，其原因可能是與1988年相比目前柑桔木虱的抗寒能力有所提高，或者由于種群不同所致。季節(jié)性氣候變化、地理分布區(qū)、環(huán)境濕度、低溫快速冷馴化、光周期等環(huán)境因子和昆蟲生理狀態(tài)、發(fā)育階段、寄主植物、人為因素等生物因子都可能影響昆蟲的過冷卻點(diǎn)和耐寒能力(王錦林等，2013)。

本文還測定了柑橘木虱雌成蟲與雄成蟲的過冷卻點(diǎn)和結(jié)冰點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)兩者差異不顯著。呂寶乾等(2011)比較了椰甲截脈姬小蜂 Asecodes hispinarum Boucek 和椰扁甲嚙小蜂Tetrastichus brontispae Boucek 雌雄成蟲的過冷卻點(diǎn)和結(jié)冰點(diǎn)，關(guān)鑫等(2009)、劉亞軍和李傳仁(2009)、趙琦等(2011)分別對扶桑綿粉蚧、懸鈴木方翅網(wǎng)蝽Corythucha ciliata Say、旋幽夜蛾Scotogrammatrif olii Rottemberg 的雌雄成蟲過冷卻點(diǎn)和結(jié)冰點(diǎn)進(jìn)行了測定，結(jié)果也顯示雌雄成蟲之間差異不顯著，估計(jì)這與雌雄蟲之間的生理適應(yīng)性相關(guān)。

由于自然條件下柚喀木虱在廣州無法繁殖，所以本研究將從云南瑞麗采集到的帶有柚喀木虱若蟲的檸檬嫩梢置于4℃冰箱中保存以延長其存活期，取出后在室溫條件下放置1 h 后進(jìn)行測定，可能對若蟲的測定結(jié)果有一定影響。此外，由于兩種木虱的卵粒太小，單頭測定時(shí)無法獲得準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)，故本研究沒有進(jìn)行測定，卵的耐寒能力有待進(jìn)一步研究。過冷卻點(diǎn)高低是昆蟲耐寒能力高低的指標(biāo)之一，但一般不能作為昆蟲存活的低溫下限。全面評價(jià)昆蟲的耐寒能力還需要進(jìn)行低溫存活率實(shí)驗(yàn)，測定致死中溫度或致死中時(shí)間、冷傷害上限溫度和有效低溫總和等指標(biāo)(景曉紅和康樂，2004)。因此，與黃龍病相關(guān)的兩種木虱耐寒能力還需進(jìn)一步研究和進(jìn)行綜合的評價(jià)。

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