低溫條件下廣聚螢葉甲成蟲的耐饑餓能力

齊國君， 高 燕， 陳 婷， 周小武， 梁居林， 呂利華*

1廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所/廣東省植物保護(hù)新技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 510640；2佛岡縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，廣東 佛岡 511600；3封開縣農(nóng)作物病蟲測報(bào)站，廣東 封開 526537

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低溫條件下廣聚螢葉甲成蟲的耐饑餓能力

齊國君1， 高 燕1， 陳 婷1， 周小武2， 梁居林3， 呂利華1*

1廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所/廣東省植物保護(hù)新技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣東 廣州 510640；2佛岡縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，廣東 佛岡 511600；3封開縣農(nóng)作物病蟲測報(bào)站，廣東 封開 526537

【背景】廣聚螢葉甲是惡性入侵雜草豚草的一種重要專一性天敵，在冬季低溫且缺乏食物的條件下，廣聚螢葉甲的耐饑餓能力直接關(guān)系到其越冬種群的蟲源基數(shù)?！痉椒ā吭谑覂?nèi)觀察廣聚螢葉甲成蟲在10 ℃低溫條件下的存活率和死亡率，研究了水分(有水、無水)、不同密度(一雌一雄、二雌二雄、五雌五雄)、加入泥土枯枝對(duì)廣聚螢葉甲耐饑餓能力的影響?！窘Y(jié)果】無水、有水條件下，廣聚螢葉甲成蟲的平均存活時(shí)間分別為(15.23±1.01)、(13.33±0.88) d，水分對(duì)廣聚螢葉甲的耐饑力的影響不顯著；隨著密度的增加，廣聚螢葉甲的耐饑餓能力增強(qiáng)，一雌一雄、二雌二雄和五雌五雄的平均存活時(shí)間依次為(11.96±0.57)、(13.78±0.60)、(14.81±0.42) d；加入泥土和豚草枯枝后，廣聚螢葉甲的耐饑餓能力明顯提高，其平均存活時(shí)間為(15.97±1.05) d?！窘Y(jié)論與意義】低溫條件下廣聚螢葉甲的耐饑餓能力較強(qiáng)，可保證部分廣聚螢葉甲的自然種群在野外安全越冬，研究低溫條件下廣聚螢葉甲的耐饑餓能力對(duì)豚草的生物防治具有重要意義。

廣聚螢葉甲； 豚草； 低溫條件； 成蟲； 耐饑餓能力

廣聚螢葉甲OphraellacommunaLeSage隸屬鞘翅目Coleoptera葉甲科Chrysomelidae螢葉甲亞科Galercinae，原產(chǎn)于北美洲，是惡性入侵雜草豚草AmbrosiaartemisiifoliaL.的重要專一性天敵(孟玲和李保平，2005; Palmer & Goeden，1991)。該蟲為寡食性昆蟲，寄主植物較單一(Dernovicietal.，2006)，其成、幼蟲均可在豚草上群聚取食葉片(Futuyma & Mccafferty，1990)。自2001年在我國南京地區(qū)首次發(fā)現(xiàn)以來(孟玲和李保平，2005)，該蟲現(xiàn)已廣泛分布于江蘇、浙江、安徽、湖南、湖北、江西、福建、廣東、廣西等省(區(qū))大部分豚草入侵區(qū)域(孟玲等，2007； 齊國君等，2011; 張麗杰等，2005； Zhouetal.，2010)，對(duì)當(dāng)?shù)仉嗖莸目刂菩Ч诛@著，是一種極具應(yīng)用前景的豚草生防天敵(周忠實(shí)等，2015)。

當(dāng)天敵昆蟲面臨食物短缺或種群數(shù)量過多等惡劣條件時(shí)，耐饑餓能力較強(qiáng)的個(gè)體往往優(yōu)先生存，天敵對(duì)不良環(huán)境的適應(yīng)能力對(duì)其種群的繁衍與傳播具有重要的作用(Rion & Kawecki，2007)。廣聚螢葉甲在廣東省野外可以越冬生存(齊國君等，2012)，但由于秋冬季豚草枯死或被廣聚螢葉甲取食殆盡，大量廣聚螢葉甲因缺少食物死亡，導(dǎo)致其種群數(shù)量急劇下降(鄭興汶等，2011)。在冬季低溫且缺乏食物的條件下，廣聚螢葉甲的耐饑餓能力直接關(guān)系到其越冬種群的蟲源基數(shù)，也影響其對(duì)豚草的防治效果。

本研究設(shè)置10 ℃的低溫條件，室內(nèi)觀察廣聚螢葉甲成蟲的存活率和死亡率，研究水分、密度、環(huán)境條件等因素對(duì)廣聚螢葉甲耐饑餓能力的影響，以期闡明冬季低溫且缺乏食物的條件下廣聚螢葉甲的耐饑餓能力，為豚草天敵昆蟲——廣聚螢葉甲的保護(hù)利用提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 供試蟲源

廣聚螢葉甲種群采于廣東省佛岡縣湯塘鎮(zhèn)豚草試驗(yàn)田，所采蟲態(tài)為蛹，待成蟲羽化后置于透明塑料養(yǎng)蟲盒(19 cm×12 cm×6 cm)內(nèi)備用。

1.2 試驗(yàn)設(shè)備及條件

人工氣候箱(寧波江南RZH-320B型人工氣候箱)，試驗(yàn)設(shè)置：溫度(10±1) ℃，濕度80%，光周期L∶D=10 h∶14 h。

采用小試管(15 cm×1.5 cm)，管口用紗布密封，各處理試管中不提供任何食物，使試蟲處于完全饑餓狀態(tài)。

1.3 試驗(yàn)方法

1.3.1 水分對(duì)廣聚螢葉甲耐饑力的影響 設(shè)置有水、無水2個(gè)處理，有水處理的試管中放置一個(gè)醮水的小棉球，以接近飽和不流出為準(zhǔn)，定期補(bǔ)充水分，無水處理的試管放置不加水的小棉球。每管接入1對(duì)廣聚螢葉甲成蟲(一雌一雄)，每個(gè)處理重復(fù)15次。每天定時(shí)觀察成蟲的死亡情況，直至全部死亡。

1.3.2 密度對(duì)廣聚螢葉甲耐饑力的影響 設(shè)置一雌一雄、二雌二雄、五雌五雄3個(gè)處理，試管中不提供任何水分和食物，使其處于完全饑餓狀態(tài)。每管分別接入相應(yīng)處理的廣聚螢葉甲成蟲，其中1對(duì)為一雌一雄、2對(duì)為二雌二雄、5對(duì)為五雌五雄，每個(gè)處理重復(fù)15次。每天定時(shí)觀察成蟲的死亡情況，直至全部死亡。

1.3.3 泥土枯枝對(duì)廣聚螢葉甲耐饑力的影響 模擬自然狀態(tài)下廣聚螢葉甲的越冬生活環(huán)境，設(shè)置泥土枯枝、無泥土枯枝2個(gè)處理，試管中加入1 cm深的土壤，其上放置少許豚草枯枝，無泥土枯枝處理組不加土壤和豚草枯枝。每管接入1對(duì)廣聚螢葉甲成蟲(一雌一雄)，每個(gè)處理重復(fù)15次。每天定時(shí)觀察成蟲的死亡情況，直至全部死亡。

1.4 數(shù)據(jù)處理

利用SPSS的Duncan′s新復(fù)極差法，對(duì)不同處理下廣聚螢葉甲的存活天數(shù)進(jìn)行差異顯著性分析(P=0.05)。

2 結(jié)果與分析

2.1 水分對(duì)廣聚螢葉甲耐饑力的影響

對(duì)比分析有水、無水2個(gè)處理?xiàng)l件下廣聚螢葉甲成蟲的平均存活時(shí)間(表1)，結(jié)果表明，水分對(duì)饑餓狀態(tài)下廣聚螢葉甲的存活時(shí)間無顯著影響。無水、有水條件下，廣聚螢葉甲成蟲的平均存活時(shí)間分別為(15.23±1.01)、(13.33±0.88) d，無水條件下廣聚螢葉甲的存活時(shí)間比有水條件下長1.9 d，但二者之間的差異不顯著。

2.2 密度對(duì)廣聚螢葉甲耐饑力的影響

分析3個(gè)不同密度下廣聚螢葉甲成蟲的平均存活時(shí)間(表2)，結(jié)果表明，隨著蟲口密度的增加，廣聚螢葉甲成蟲的存活時(shí)間和耐饑餓能力相應(yīng)增強(qiáng)。1對(duì)、2對(duì)成蟲條件下，廣聚螢葉甲成蟲的平均存活時(shí)間為(11.96±0.57)、(13.78±0.60) d，而5對(duì)密度下，廣聚螢葉甲成蟲的平均存活時(shí)間為(14.81±0.42) d，與1對(duì)密度下的差異顯著。

表1 水分對(duì)廣聚螢葉甲存活時(shí)間的影響

同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母者表示經(jīng)方差分析在0.05水平上差異顯著。

Data at the same column followed by different letters at lowercase indicate significant differences at 0.05 level.

表2 密度對(duì)廣聚螢葉甲存活時(shí)間的影響

同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母者表示經(jīng)方差分析在0.05水平上差異顯著。

Data at the same column followed by different letters at lowercase indicate significant differences at 0.05 level.

2.3 泥土枯枝對(duì)廣聚螢葉甲耐饑力的影響

分析加入泥土枯枝后廣聚螢葉甲成蟲的平均存活時(shí)間(表3)，結(jié)果表明，加入泥土和豚草枯枝后，廣聚螢葉甲的存活時(shí)間明顯延長，耐饑餓能力也明顯提高。2種處理之間，雄成蟲的存活時(shí)間無顯著差異；但在泥土枯枝處理組中，廣聚螢葉甲雌成蟲的存活時(shí)間延長至(19.00±1.35) d，顯著長于無泥土枯枝處理組；廣聚螢葉甲成蟲的平均存活時(shí)間為(15.97±1.05) d，顯著長于無泥土枯枝處理組。

表3 泥土枯枝對(duì)廣聚螢葉甲的存活時(shí)間的影響

同列數(shù)據(jù)后不同小寫字母者表示經(jīng)方差分析在0.05水平上差異顯著。

Data at the same column followed by different letters at lowercase indicate significant differences at 0.05 level.

3 討論

耐饑餓特性是昆蟲長期適應(yīng)自然界的結(jié)果，不同種類昆蟲對(duì)饑餓的忍受力不同，即使是同種昆蟲，其在不同環(huán)境條件或不同發(fā)育階段對(duì)饑餓的忍受力也不同(陳建明等，2000; Rion & Kawecki，2007)。研究表明，葉甲類昆蟲具有較強(qiáng)的耐饑餓能力，空心蓮子草葉甲AgasicleshygrophilaSelman & Vogt 、三星黃螢葉甲ParideaangulicollisMotschulsky、斑鞘豆葉甲PagriasignataMotschulsky的最長耐饑時(shí)間分別為9、18、23 d(李君和鄭發(fā)科，2007； 史樹森等，2013; 楊晨亮等，2011)，而柳藍(lán)葉甲PlagioderaversicoloraLaicharting的最長壽命達(dá)35 d(周登祥和鄭發(fā)科，2007);廣聚螢葉甲與其他食葉性葉甲一樣，具有較強(qiáng)的耐饑餓能力，在10 ℃低溫條件下最長可存活29 d。

本研究分析了水分、密度、環(huán)境條件等因素對(duì)廣聚螢葉甲耐饑餓能力的影響，認(rèn)為水分對(duì)廣聚螢葉甲耐饑力的影響不顯著，這與柳藍(lán)葉甲有一定差異。周登祥和鄭發(fā)科(2007)認(rèn)為，水分一定程度上加速了蟲體的新陳代謝和能量消耗，從而使柳藍(lán)葉甲的存活時(shí)間大大降低。隨著密度的增加，廣聚螢葉甲的耐饑餓能力逐漸增強(qiáng)，這與柳藍(lán)葉甲的研究一致。而加入泥土和豚草枯枝后，十分接近自然狀態(tài)下的越冬生活環(huán)境，廣聚螢葉甲的耐饑餓能力明顯提高，雌蟲的平均存活時(shí)間長達(dá)(19.00±1.35) d。可以初步推測，為度過低溫限制和缺少食物的冬季，廣聚螢葉甲成蟲會(huì)減少活動(dòng)、減少進(jìn)食，從而降低新陳代謝水平(Watanabe，2000)，并以集群方式躲藏于落葉枯草或淺表土層中越冬，這與美國東部、日本筑波、中國南京的記載(孟玲等，2007; Watanabe & Hirai，2004； Welch，1978)基本一致。

本研究發(fā)現(xiàn)，廣聚螢葉甲雌、雄蟲的平均存活時(shí)間分別為(16.09±0.39)、(12.65±0.33) d，二者差異極顯著。原因可能是雌蟲蟲體較大，體內(nèi)貯有較多的營養(yǎng)物質(zhì)，在饑餓狀態(tài)下，雌蟲依靠較多的營養(yǎng)物質(zhì)分解來維持生命。雌蟲的這種耐饑力對(duì)昆蟲的種族繁衍十分有利。

本研究僅探討了10 ℃低溫條件下廣聚螢葉甲成蟲的耐饑餓能力，但自然條件下的溫度不是恒定不變的，溫度的變化會(huì)對(duì)其存活、發(fā)育和繁殖均產(chǎn)生較大影響，對(duì)自然條件下廣聚螢葉甲的越冬及耐饑力仍需進(jìn)一步研究。

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(責(zé)任編輯:郭瑩)

Starvation tolerance ofOphraellacommunaadults under low temperature condition

Guo-jun QI1, Yan GAO1, Ting CHEN1, Xiao-wu ZHOU2, Ju-lin LIANG3, Li-hua Lü1*

1GuangdongProvincialKeyLaboratoryofHighTechnologyforPlantProtection,PlantProtectionResearchInstitute,GuangdongAcademyofAgriculturalSciences,Guangzhou,Guangdong510640,China;2AgriculturalTechnologyExtendingServiceCentreofFogang,Fogang,Guangdong511600,China;3PestForecastingStationofFengkaiCounty,Fengkai,Guangdong526537,China

【Background】Ophraellacommunais an important natural enemy of the invasive weedAmbrosiaartemisiifolia. Starvation tolerance ofO.communaadults under low temperature and lack of food directly affect overwintering populations. 【Method】 Survival rate and mortality ofO.communaadults at 10 ℃ were measured under laboratory conditions. The influence of moisture (water, no water), density (one pair of 1 female and 1 male, two pairs of females and males, and 5 pairs), and environmental conditions (adding soil and deadwood) on starvation tolerance ofO.communawere also studied. 【Result】 Average survival time ofO.communaadults was (15.23±1.01) days under dry conditions, and (13.33±0.88) days under humid conditions. The influence of moisture on starvation tolerance ofO.communawas not significant. The starvation tolerance ofO.communawas enhanced with increase in density. Average survival durations ofO.communaadults were (11.96±0.57), (13.78±0.60) and (14.81±0.42) days for one pair, two pairs, and five pairs, respectively. Average survival durations ofO.communaadults increased to (15.97±1.05) days after adding soil and deadwood. 【Conclusion and significance】O.communaadult had high starvation tolerance under low temperature condition, and this ability could ensure partial natural population of the beetle to overwinter safely. Starvation tolerance ofO.communaadults under low temperature conditions played an important role in the theory and practice of biological control ofA.artemisiifolia.

Ophraellacommuna;Ambrosiaartemisiifolia; low temperature condition; adult; starvation tolerance

2016-04-21 接受日期(Accepted)： 2016-06-03

國家國際科技合作項(xiàng)目(2011DFB30040)； “十二五”國家科技支撐計(jì)劃(2015BAD08B02)； 科技部科技伙伴計(jì)劃(KY201402015); 廣東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院院長基金(201406)

齊國君， 男， 副研究員。 研究方向: 昆蟲生態(tài)學(xué)。 E-mail: super_qi@163.com

*通訊作者(Author for correspondence), E-mail: lhlu@gdppri.com

10. 3969/j.issn.2095-1787.2016.04.005