枸杞癭螨蟲癭生長動態(tài)研究△

林晨，劉賽，李建領，徐常青*，喬海莉，郭昆，徐榮，周成剛，陳君

(1.中國醫(yī)學科學院 北京協(xié)和醫(yī)學院 藥用植物研究所，北京 100193；2.山東農(nóng)業(yè)大學 植物保護學院，泰安 271018)

枸杞癭螨蟲癭生長動態(tài)研究△

林晨1，2，劉賽1，李建領1，徐常青1*，喬海莉1，郭昆1，徐榮1，周成剛2，陳君1

(1.中國醫(yī)學科學院 北京協(xié)和醫(yī)學院 藥用植物研究所，北京100193；2.山東農(nóng)業(yè)大學 植物保護學院，泰安271018)

目的：探索枸杞癭螨蟲癭形態(tài)結構與種群數(shù)量之間的關系，為枸杞癭螨種群預測和田間防治提供參考。方法：采用石蠟切片技術與顯微解剖方法研究枸杞癭螨蟲癭形成的外觀形態(tài)，顯微結構和種群數(shù)量。結果：蟲癭形成初期外觀呈黃綠色，體積增加迅速，螨量增長緩慢；蟲癭成熟期外觀呈黃褐色，大小變化不明顯，螨量呈指數(shù)增長，成螨開始遷移；蟲癭衰亡期外觀呈黑褐色，干枯破裂，大量成螨遷移。蟲癭形成過程中顯微結構變化表現(xiàn)為：葉部蟲室周圍的柵欄組織和海綿組織正常分化受到抑制，形成數(shù)層排列緊密，性狀相似的近圓形薄壁細胞，細胞內(nèi)的葉綠體減少。結論：枸杞癭螨蟲癭外觀形態(tài)、顯微結構變化與種群動態(tài)密切相關，可以作為枸杞癭螨種群預測和田間防治的參考。

枸杞癭螨；蟲癭；種群數(shù)量；石蠟切片；顯微結構

寧夏枸杞LyciumbarbarumL.為茄科(Solanaceae)多年生落葉灌木，干燥成熟的果實入藥，稱枸杞子，具有滋補肝腎，益精明目等功效，是國家衛(wèi)生部公布的藥食同源品種之一，深受廣大消費者的喜愛[1]。寧夏枸杞耐鹽堿貧瘠，是我國西北地區(qū)生態(tài)建設樹種之一，寧夏、甘肅、新疆、青海、內(nèi)蒙古等省區(qū)均有大面積種植，且種植面積逐年增加，成為西北干旱地區(qū)重要的經(jīng)濟作物之一[2-3]。

枸杞癭螨AceriapallidaKeifer為寧夏枸杞重要害蟲之一，主要危害枸杞的葉片、嫩枝、花蕾及幼果，危害嚴重時，造成葉片畸形，花蕾不能正常發(fā)育，嚴重影響枸杞的品質(zhì)和產(chǎn)量[4-5]。枸杞癭螨屬于非自由生活型螨類，早春越冬雌螨鉆入枸杞幼嫩組織產(chǎn)卵，刺吸危害并引起組織增生，形成蟲癭并在蟲癭內(nèi)生長繁殖[6]。蟲癭形成初期為黃綠色，逐漸變?yōu)楹稚?，最后開裂呈黑褐色[7]。目前對枸杞癭螨的生物學特性和防治技術進行了較多研究，但由于枸杞癭螨在蟲癭內(nèi)繁殖，隱蔽為害且世代重疊，研究難度大，對蟲癭形成過程及癭內(nèi)癭螨種群動態(tài)尚缺乏深入了解，生產(chǎn)實踐中僅憑蟲癭大小對種群動態(tài)做出估算，盲目性大，難以取得理想防治效果，以致枸杞癭螨成為枸杞生產(chǎn)中最難防治的對象[8-10]。為此本文研究了早春出蟄癭螨形成蟲癭的過程，探討了不同時期蟲癭內(nèi)枸杞癭螨種群動態(tài)的變化過程及其與蟲癭外觀形態(tài)、組織細胞變化之間的關系，以期為生產(chǎn)適時防治和預測預報提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1供試材料

植物材料：寧夏枸杞主栽品種寧杞1號，于2013年12月購買于寧夏中寧，栽植于北京藥用植物研究所實驗地(N40°01′57″，E116°16′19″)。枸杞癭螨：采自寧夏中寧縣新堡鎮(zhèn)宋營村盛果期枸杞園，室內(nèi)繁殖數(shù)代后于2014年5月接種于田間枸杞葉片，形成蟲癭備用。

1.2主要儀器

解剖鏡LeicaM205C，顯微鏡LeicaDM2500，浸蠟機LeicaASP2005，包埋機LeicaEG1150H，冷臺LeicaEG1130，切片機LeicaRM2245，染色機LeicaST5020，展片機LeicaHI1210，烤片機LeicaHI1220(德國萊卡儀器有限公司)，WinFOLIA闊葉分析系統(tǒng)，游標卡尺(廣陸數(shù)字測控股份有限公司)。

1.3試驗方法

1.3.1癭螨數(shù)量與蟲癭大小的相關性研究 材料準備：2015年3月底接種枸杞癭螨于田間枸杞嫩葉，在葉片上形成肉眼剛剛可見的蟲癭(約0.4mm)時，選取并標記帶蟲癭嫩葉。采集第一批樣本(30片)進行調(diào)查，其余標記供后續(xù)研究。每隔5天采集一次標記的蟲癭，直至蟲癭衰老(蟲癭干枯，癭螨已遷移)。樣品采集后立即用WinFOLIA葉片分析系統(tǒng)測量葉片面積和蟲癭面積，并用游標卡尺測量蟲癭高度，同時解剖蟲癭，調(diào)查蟲癭內(nèi)的癭螨蟲態(tài)和數(shù)量。

1.3.2蟲癭組織結構觀察 分別于3月28日、4月11日、4月17日、4月27日、5月3日采集帶蟲癭葉片，以蒸餾水清洗干凈，置FAA固定液(50%乙醇90mL+冰醋酸5mL+甲醛5mL)中抽真空15分鐘，保存?zhèn)溆肹11]。經(jīng)梯度酒精脫水[50%(1h)、60%(1h)、70%(1h)、80%(1h)、90%(1h)、100%(30min)、100%(30min)]，二甲苯透明、石蠟包埋后，采用常規(guī)石蠟切片技術，切片厚度10μm，以番紅-固綠雙重染色法染色[12]，再經(jīng)脫水透明后制成永久玻片，置顯微鏡下觀察拍照并記錄。

2 結果與分析

2.1蟲癭形態(tài)結構和枸杞癭螨的關系

從蟲癭形成至衰老，蟲癭內(nèi)的癭螨發(fā)生世代重疊，部分子代癭螨從遷移孔遷移至幼嫩組織繼續(xù)為害，剩余子代癭螨繼續(xù)在原蟲癭內(nèi)繁殖為害。前期枸杞癭螨種群數(shù)量的增長滯后于蟲癭大小的增加。蟲癭形成初期其體積增加迅速，而螨量增長緩慢；蟲癭形成約30d后，蟲癭大小增加減緩，而螨量開始指數(shù)性增長。根據(jù)蟲癭的外部形態(tài)(面積、厚度、顏色)結合癭螨內(nèi)蟲態(tài)和種群數(shù)量變化，將整個蟲癭發(fā)育期分為侵染期、癭螨擴散期、蟲癭枯萎期三個時期。

2.1.1侵染期 從越冬代雌螨刺激枸杞嫩芽形成蟲癭開始，至子代癭螨發(fā)育成熟完成初次遷移為害為止。在此期間雌螨侵入芽內(nèi)，引起組織增生形成泡狀瘤癭，子代癭螨在蟲癭內(nèi)經(jīng)過卵，幼螨，第1代若螨，第2代若螨，最終發(fā)育為成螨并遷移危害。此時期蟲癭大小變化明顯，但蟲癭內(nèi)蟲口基數(shù)低，種群數(shù)量增長緩慢。侵染期又可根據(jù)蟲癭發(fā)育進度分為：初期、成長期、擴增期和成熟期四個階段。

初期：接種癭螨6～10d，即可在嫩芽上見到直徑0.5mm左右的淡黃綠色圓形顆粒狀突起(圖2A)，解剖鏡下檢視可見顆粒狀突起內(nèi)多數(shù)有1只成螨，偶有2只成螨同時存在(圖2B)。

成長期：接種癭螨10～15d，隨著葉片伸展，蟲癭面積不斷增大，呈泡狀，蟲癭面積約為0.95mm2，厚度約為0.65mm(表1)。解剖鏡下檢視可以看到雌成螨已產(chǎn)卵，個別卵已孵化為若螨，若螨數(shù)量為1～4頭。

擴增期：接種癭螨15～20d，蟲癭迅速擴大，蟲癭面積增至約2.25mm2，高度約0.71mm(表1)。蟲癭呈深綠色，大部分為圓形，個別為長橢圓形或其他不規(guī)則形狀(圖2C)。蟲癭內(nèi)若螨數(shù)量迅速增加，平均約為7～12頭(圖2D)。

成熟期：接種20～25d，蟲癭顏色加深，呈淡褐色，此時第一代成螨出現(xiàn)，蟲癭面積已膨大約為4.00mm2，厚度約為1.21mm(表1)。

2.1.2癭螨擴散期 接種約25d后，蟲癭顏色呈淡褐色。蟲癭面積已膨大約6.51～9.39mm2，高度約1.50～1.60mm(表1)。此時雌成螨開始大量從遷移孔爬出尋找新組織擴大為害，通常數(shù)分鐘遷出一頭，成螨持續(xù)遷出，晝夜無差異，低溫時遷移螨量減少。部分雌成螨終生在蟲癭內(nèi)為害。

此期蟲癭面積和厚度變化不大，而蟲癭內(nèi)螨量明顯增長，是癭螨種群數(shù)量快速增長期，每個蟲癭內(nèi)的癭螨數(shù)量由10～20頭激增至數(shù)百頭，各個蟲態(tài)(卵、幼螨、第1若螨、第2若螨、成螨)共存(圖2F)。蟲癭上表皮顏色通常變?yōu)楹稚?，下表皮蟲癭顏色為黃棕色(圖2E)。

2.1.3蟲癭枯萎期 接種后約2個月，蟲癭組織衰老，已無法滿足癭內(nèi)大量個體的正常生活，蟲癭開裂干枯，呈黑褐色(圖2G)，癭螨從開裂處大量遷移(圖2H)。

表1 早春寧夏枸杞蟲癭結構與癭螨的數(shù)量相關性

注：A,B：蟲癭初期；C,D：蟲癭擴增期；E, F：蟲癭成熟期；G,H：蟲癭衰亡期圖2 早春不同時期枸杞葉片上的蟲癭形態(tài)及癭內(nèi)的枸杞癭螨

2.2蟲癭顯微結構變化

初期：適合越冬雌成螨侵染的最佳葉齡為柵欄組織、海綿組織和微管組織正在分化的嫩葉期(圖3A)，侵染處的表皮細胞向外凸起，形成一條明顯的侵入通道(圖3B)。癭螨周圍正在分化的柵欄組織和海綿組織消失，形成一個中空的蟲室(圖3B)

成長期：健康的成熟枸杞葉片具有完整的表皮細胞層、柵欄組織、海綿組織和維管組織，細胞間有著較多的晶體(圖3C)。與正常成熟葉片相比，蟲癭組織的成熟葉片內(nèi)有一個明顯增大的蟲室，蟲室內(nèi)螨量很少，蟲室周圍的柵欄組織和海綿組織消失，形成2～3層排列緊密、性狀相似的近圓形薄壁細胞，細胞內(nèi)的葉綠體減少(圖3D)。

成熟期：蟲癭體積不再明顯增加，蟲室內(nèi)壁延伸出幾層密集均一的薄壁細胞將蟲室分割成數(shù)個小空間，各個小空間相互貫穿相連，增加了蟲室的內(nèi)壁面積(圖3F)。此期蟲癭內(nèi)壁的薄壁細胞層數(shù)增多，液泡缺失，靠近蟲室的細胞層染色顏色變深(圖3E)。此后蟲癭顯微結構變化不明顯，但螨量激增。

注：A.與侵染期蟲癭對應的健康葉片；B.癭螨初侵染期的嫩葉；C.與成長期蟲癭對應的健康葉片；D.成長期蟲癭(侵染15天后的蟲癭葉片)；E，F(xiàn).擴散期蟲癭(蟲癭形成35天后的葉片)a.表皮；b.柵欄組織；c.維管組織；d.海綿組織；e.薄壁細胞；f.結晶體；.枸杞癭螨；★.蟲室；▼.顏色加深的薄壁細胞圖3 早春不同時期枸杞葉片上的蟲癭的橫切面

3 討論

本研究發(fā)現(xiàn)蟲癭大小與內(nèi)部癭螨數(shù)量增加不同步，這與張穎等蟲癭大小與螨量存在顯著相關性，可以通過蟲癭體積和重量推測螨量的研究結果不一致[5]。蟲癭發(fā)育到達成熟期之前，蟲癭增長增長迅速，與葉片發(fā)育速度一致，但螨量增長緩慢；蟲癭到達成熟期之后，蟲癭增長停止，但內(nèi)部螨量激增至最大值，此時蟲癭大小和螨量具有一定相關性，可以通過蟲癭大小推測內(nèi)部螨量。本研究同時發(fā)現(xiàn)，蟲癭顏色可以作為蟲癭成熟度劃分和估算螨量的參考指標。蟲癭成熟前外表呈青綠色，癭內(nèi)螨量少，螨量與蟲癭大小無相關性；蟲癭成熟后外表呈褐色，癭內(nèi)螨量多，螨量與蟲癭大小有相關性。因此，可以根據(jù)蟲癭大小和顏色兩個參量粗略估算枸杞癭螨的種群數(shù)量，為生產(chǎn)防治和預測預報提供參考依據(jù)。

蟲癭結構的顯微特征與外觀大小變化一致，主要發(fā)生在蟲癭成熟之前，在顯微結構上表現(xiàn)為蟲室內(nèi)壁薄壁細胞數(shù)量增多體積增大，以及蟲室不規(guī)則增大。蟲癭成熟時外觀大小不再增加，蟲癭顯微結構也基本停止變化，蟲室結構與其他植物上形成的蟲癭相似[13]。蟲室內(nèi)壁顏色加深的營養(yǎng)細胞層數(shù)隨癭螨種群數(shù)量增加而增加，這可能與癭螨刺吸取食分泌的刺激物含量有關[14]。

枸杞癭螨危害寧夏枸杞的幼嫩組織，這與其它癭螨相似[15-16]，其發(fā)生可以通過環(huán)境溫度和宿主植物發(fā)育期進行預測預報[17-18]。田間調(diào)查發(fā)現(xiàn)枸杞癭螨在寧夏枸杞剛萌芽時或萌芽前已開始活動。蟲癭形成20d內(nèi)，集中分布在寄主幼嫩部位且蟲癭內(nèi)癭螨數(shù)量低，成螨未遷移為害，是枸杞癭螨的最佳防治時期。蟲癭成熟后顏色變?yōu)辄S褐色，子代成螨遷移為害，蟲癭內(nèi)癭螨的數(shù)量呈指數(shù)增長，世代重疊，防治難度大且效果不佳。因此，枸杞癭螨防治的關鍵時期應在其遷移前。

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StudyontheGrowthDynamicoftheGallofAceriapallidaKeifer

LINChen1，2，LIUSai1，LIJianling1，XUChangqing1*，QIAOHaili1，GUOKun1，XURong1，ZHOUChenggang2，CHENJun1

(1.InstituteofMedicinalPlantDevelopment，ChineseAcademyofMedicalSciencesand
PekingUnionMedicalCollege，Beijing100193，China；2.CollegeofPlantProtection，ShandongAgriculturalUniversity，Taian271018，China)

Objective：To study the development of galls infested byAceriapallidaKeifer on wolfberry(LyciumbarbarumL.)during the spring，and provide a theory reference for population forecasting and field prevention of the mites.Methods：The external morphological alterations，the anatomical structure of galls and the population dynamics of mites were studied with the paraffin sections methods and the microsurgical technique.Results：The population dynamics of mites，the sizes and the microstructures of galls were studied.The results showed that in the initial period，the gall appeared yellow-green and the size increased quickly，but the number of mites in the galls increased slowly.The Mature galls were yellowish-brown，the gall size had no significant change.And the number of mites increased exponentially with the frequent phenomenon of mite migration.The galls were brown and broken，and a large number of mites began to migrate at the decline phase.The microstructures modifications were consistent show the loss of palisade tissue and spongy tissue surrounding nymphal chamber，the formation of a dense mass of uniform parenchyma cells and the chloroplast deletion.Conclusion：The sizes and the microstructures of galls are closely related to the population dynamics of mites，which could be used as references for population forecasting and field prevention of the mites.

AceriapallidaKeifer；gall；population numbers；gall morphology；microstructures

10.13313/j.issn.1673-4890.2016.9.019

2016-03-02)

國家自然科學基金(30973970，81274198)；國家科技重大專項(2014ZX09304307，2012ZX09304006)；中醫(yī)藥行業(yè)科研專項項目(201407005)；工信部中藥材扶持資金項目(工信部消費-2011-340)

*

徐常青，副研究員，研究方向：藥用植物害蟲防治；Tel：(010)57833179，E-mail：cqxu@implad.ac.cn