小貫小綠葉蟬蛻皮、羽化及孵化節(jié)律

周永梅，施龍清，謝明福，黃伙水，楊 廣

(1.閩臺(tái)作物有害生物生態(tài)防控國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；2.福建農(nóng)林大學(xué)應(yīng)用生態(tài)研究所；3.農(nóng)業(yè)部閩臺(tái)作物有害生物綜合治理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；4.福建農(nóng)林大學(xué)閩臺(tái)特色作物病蟲害生態(tài)防控協(xié)同創(chuàng)新中心，福建福州350002；5.泉州出入境檢驗(yàn)檢疫局，福建泉州362000)

小貫小綠葉蟬蛻皮、羽化及孵化節(jié)律

周永梅1，2，3，4，施龍清1，2，3，4，謝明福1，2，3，4，黃伙水5，楊 廣1，2，3，4

(1.閩臺(tái)作物有害生物生態(tài)防控國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；2.福建農(nóng)林大學(xué)應(yīng)用生態(tài)研究所；3.農(nóng)業(yè)部閩臺(tái)作物有害生物綜合治理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室；4.福建農(nóng)林大學(xué)閩臺(tái)特色作物病蟲害生態(tài)防控協(xié)同創(chuàng)新中心，福建福州350002；5.泉州出入境檢驗(yàn)檢疫局，福建泉州362000)

通過(guò)室內(nèi)單頭飼養(yǎng)小貫小綠葉蟬，觀察了其蛻皮、羽化及孵化的時(shí)間規(guī)律.結(jié)果表明，1齡若蟲蛻皮時(shí)間為(4.83± 0.13)min，2齡若蟲為(5.14±0.13)min，3齡若蟲為(5.07±0.11)min，4齡若蟲為(5.64±0.17)min；1、2齡若蟲蛻皮數(shù)量在24 h內(nèi)分布比較均勻，3齡若蟲蛻皮時(shí)間集中在2:00－4:00，4齡若蟲多在4:00－7:00和16:00－19:00蛻皮.雌蟲羽化時(shí)蛻皮過(guò)程持續(xù)(8.15±0.18)min，雄蟲持續(xù)(8.02±0.21)min；雌蟲整個(gè)羽化過(guò)程需要(16.82±0.27)min，雄蟲需要(16.15±0.29)min，雌雄蟲間無(wú)顯著差異；雌雄蟲羽化高峰分別在5:00－12:00和4:00－11:00.卵孵化持續(xù)時(shí)間為(7.42±0.52)min，孵化的高峰出現(xiàn)在5:00－8:00.

小貫小綠葉蟬；蛻皮；羽化；孵化；歷期；節(jié)律

茶小綠葉蟬(Empoasca spp.)屬半翅目葉蟬科，其若蟲和成蟲均以刺吸式取食，成蟲產(chǎn)卵會(huì)給植株造成機(jī)械損傷，是嚴(yán)重影響我國(guó)茶葉產(chǎn)量和品質(zhì)的主要害蟲.目前，已證實(shí)危害我國(guó)茶園的茶小綠葉蟬優(yōu)勢(shì)種為小貫小綠葉蟬(Empoasca onukii)[1].福建省大部分茶區(qū)的茶小綠葉蟬經(jīng)形態(tài)鑒定也已被確定為小貫小綠葉蟬[2].該蟲個(gè)體微小，從3齡若蟲開始，具備跳躍能力，行動(dòng)敏捷.因此，針對(duì)單獨(dú)個(gè)體的行為觀察較難且研究較少.國(guó)內(nèi)外對(duì)于葉蟬類昆蟲的行為學(xué)研究主要集中在刺吸取食[3－4]、通訊[5－6]、趨避[7－8]等方面，而有關(guān)其蛻皮、羽化、卵孵化等的節(jié)律尚未見報(bào)道.為此，本試驗(yàn)系統(tǒng)研究小貫小綠葉蟬各齡期若蟲蛻皮、羽化及卵孵化的時(shí)間規(guī)律，以期為茶園小貫小綠葉蟬的防治和監(jiān)控提供依據(jù).

1 材料與方法

1.1 蟲源

本研究所用的各蟲態(tài)小貫小綠葉蟬均來(lái)自福建省福州市倉(cāng)山區(qū)福建農(nóng)林大學(xué)南區(qū)實(shí)驗(yàn)茶園(119.2°E、26.1°N).

1.2 若蟲蛻皮、羽化及卵孵化觀察

1.2.1 蛻皮及羽化調(diào)查 從茶園中隨機(jī)剪取帶有約10 cm嫩梢(攜帶蟲卵)的長(zhǎng)茶枝，除去茶枝上的老葉及棲息在葉片上的小貫小綠葉蟬若蟲和成蟲.將茶枝插在2 cm厚的泡沫中，底端露出約1 cm部分浸泡于水中以維持茶枝活力，待幼蟲孵出后開展蛻皮和羽化節(jié)律的調(diào)查試驗(yàn).采用昆蟲行為觀察箱(圖1，專利號(hào):2013105584739.8)進(jìn)行調(diào)查.室內(nèi)條件:溫度(28±1)℃，光周期(12L∶12D)，開燈和關(guān)燈時(shí)間分別為7:00和19:00.

分別在每日7:00和19:00將長(zhǎng)茶枝上同一齡期的若蟲挑出并置于自制飼養(yǎng)管中，每管放入1頭，每次觀察6頭，直至若蟲蛻皮或羽化后取出.將若蟲放入玻璃管后，再放入同一品種的新鮮茶芽(水仙，Camellia sinensisL.cv.Wuyi Shuixian)作為若蟲的寄主.為保持若蟲食源充足，每2 d更換一次茶芽.將6支飼養(yǎng)管置于昆蟲行為觀察箱內(nèi)，通過(guò)紅外一體機(jī)連接電腦，觀察并記錄若蟲蛻皮、羽化時(shí)間.1～4齡若蟲蛻皮試驗(yàn)各重復(fù)20次，羽化試驗(yàn)重復(fù)40次.觀察箱內(nèi)溫度及光照條件同上.

1.2.2 卵孵化調(diào)查 從茶園采集帶有6 cm嫩梢(攜帶蟲卵)的茶枝，剪除葉片，將其放入空的飼養(yǎng)管中，在觀察箱中培養(yǎng)茶枝，方法同1.2.1，觀察并記錄卵孵化過(guò)程.每天7:00和19:00取出茶枝上的初孵若蟲，3 d后取出茶枝，放入新鮮茶枝.每6枝為一個(gè)重復(fù)，共設(shè)置10個(gè)重復(fù).

1.3 數(shù)據(jù)分析

利用SPSS 13.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，用EXCEL軟件作圖，顯著水平設(shè)為P＝0.05.蛻皮、羽化和孵化等行為的持續(xù)時(shí)間用平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤表示.不同齡期若蟲蛻皮持續(xù)時(shí)間(包含卵孵化持續(xù)時(shí)間)之間的差異采用單因素方差分析(One-Way ANOVA)，并用LSD法進(jìn)行多重比較.雌雄蟲羽化過(guò)程所需時(shí)間的差異用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn).1～4齡若蟲在1 d內(nèi)每小時(shí)的蛻皮數(shù)量分布是否均勻，1～4齡若蟲蛻皮、羽化和卵孵化數(shù)量晝夜之間的差異，都用卡方檢驗(yàn)進(jìn)行分析.3、4齡若蟲蛻皮、雌雄蟲羽化和卵孵化在各時(shí)段間發(fā)生數(shù)量的差異均采用LSD法比較.

2 結(jié)果與分析

2.1 若蟲蛻皮節(jié)律

小貫小綠葉蟬若蟲蛻皮時(shí)，腹部劇烈扭動(dòng)，頭部先從蛻裂線擠出，之后胸部和腹部依次擠出，蟲體與接觸面的角度逐漸增大，腹部與接觸面呈近90°后彈離殘皮，蛻皮結(jié)束(圖2).

4個(gè)齡期若蟲蛻皮全程均需約5 min.1～3齡若蟲蛻皮時(shí)間無(wú)顯著差異，4齡若蟲蛻皮時(shí)間顯著長(zhǎng)于1～3齡若蟲(表1).一天中1、2齡若蟲每小時(shí)的蛻皮蟲數(shù)較穩(wěn)定(χ2＝30.235，df＝23，P＝0.143；χ2＝13.231，df＝23，P＝0.947)，在3%～6%之間波動(dòng)，不具節(jié)律性；3、4齡若蟲每小時(shí)蛻皮蟲數(shù)雖然沒(méi)有顯著差異(χ2＝28.505，df＝23，P＝0.197；χ2＝28.932，df＝23，P＝0.183)，但在某個(gè)連續(xù)的時(shí)間段里，存在較多且穩(wěn)定的蛻皮蟲數(shù)(圖3).如3齡若蟲在5:00－7:00蛻皮蟲數(shù)較多(LSD，P＜0.05)，4齡若蟲在4:00－7:00和16:00－19:00蛻皮蟲數(shù)較多(LSD，P＜0.05).從晝夜分布來(lái)看，1～4齡若蟲夜間蛻皮蟲數(shù)與白天相同(χ2＝3.176，df＝1，P＝0.075；χ2＝0.154，df＝1，P＝0.695；χ2＝1.673，df＝1，P＝0.196；χ2＝0.615，df＝1，P＝0.433).

2.2 羽化節(jié)律

小貫小綠葉蟬末齡若蟲體壁綠色加深，翅芽變長(zhǎng)，開始進(jìn)入羽化階段.羽化前活動(dòng)頻繁，尋找到羽化場(chǎng)所后，數(shù)分鐘靜止不動(dòng)(靜止位置多在茶芽上，少數(shù)在玻璃內(nèi)壁，自然界中其常在葉背面羽化).羽化時(shí)，腹部劇烈甩動(dòng)，頭、胸和腹部依次擠出，露在外部的體軀與蛻的角度增大，呈近90°后成蟲完全離開殘蛻，蛻皮完成.成蟲在蛻附近整理柔軟皺縮的翅膀，直到翅膀完全展平并合攏于背部，羽化完成(圖4).之后小貫小綠葉蟬仍在蛻皮點(diǎn)附近靜止不動(dòng)，約1 h后開始第1次清理行為.

表1 小貫小綠葉蟬卵孵化和各齡若蟲蛻皮持續(xù)時(shí)間1)Table 1 Durations of hatching and molting ofE.onukinymphs at each stage

羽化過(guò)程中，雌蟲的蛻皮時(shí)間為(8.15±0.18)min，雄蟲為(8.02±0.21)min，雌雄間無(wú)顯著差異(t＝0.458，df＝213，P＝0.647).雌蟲羽化總時(shí)長(zhǎng)為(16.82±0.27)min，雄蟲為(16.15±0.29)min，雌雄間無(wú)顯著差異(t＝1.709，df＝213，P＝0.089).雌雄蟲羽化后靜止時(shí)間分別為(59.61±1.63)和(57.57±1.24)min，無(wú)顯著差異(t＝0.974，df＝213，P＝0.331).雌蟲羽化集中在5:00－12:00(LSD，P＜0.05)；雄蟲集中在4:00－11:00(LSD，P＜0.05)(圖5).成蟲羽化晝夜分布數(shù)量無(wú)顯著差異(χ2＝1.133，df＝1，P＝0.287)，雌雄蟲晝夜羽化數(shù)量差異也不明顯(χ2＝3.706，df＝1，P＝0.054；χ2＝0.234，df＝1，P＝0.629).因此，小貫小綠葉蟬的羽化具有節(jié)律性，大部分末齡若蟲在黎明和早上羽化，雌雄蟲均屬單峰型.

2.3 卵孵化節(jié)律

初產(chǎn)卵為新月形，呈較透明的乳白色；接近孵化時(shí)，顏色變黃，紅色眼點(diǎn)顯現(xiàn)，卵變形扭曲；產(chǎn)卵約6 d后，卵陸續(xù)孵化.孵化時(shí)，頭鉆破嫩梢表皮，前半身軀隨之慢慢孵出，蟲體在嫩梢外部扭動(dòng)，足屈在腹部不易被看出，直至蟲體脫離嫩梢表皮時(shí)，足伸開跳到嫩梢上開始活動(dòng)，孵化完成(圖6).

從頭部擠出嫩梢表皮到足接觸嫩梢的過(guò)程所用時(shí)間為(7.42±0.52)min，顯著高于1～4齡若蟲蛻皮時(shí)間，而與雄蟲羽化時(shí)間相近(表1).卵孵化活動(dòng)集中在黎明和早上，高峰期為5:00－8:00(LSD，P＜0.05)，且晝夜孵化量無(wú)顯著差異(χ2＝0.421，df＝1，P＝0.516)(圖7).

3 討論

本研究發(fā)現(xiàn)，小貫小綠葉蟬羽化和卵孵化的持續(xù)時(shí)間均大于1～4齡若蟲蛻皮時(shí)間.這可能是由于孵化和羽化均是由一個(gè)蟲態(tài)變?yōu)榱硪粋€(gè)蟲態(tài)的復(fù)雜過(guò)程，耗時(shí)較長(zhǎng).據(jù)報(bào)道，碧蛾蠟蟬(Geisha distinctissima)蛻皮時(shí)間為32～108 min，羽化時(shí)間為50 min左右[9]，蛻皮和羽化持續(xù)時(shí)間明顯長(zhǎng)于小貫小綠葉蟬.

小貫小綠葉蟬1、2齡若蟲蛻皮數(shù)量在每日不同時(shí)段均勻分布，3、4齡若蟲在凌晨和傍晚蛻皮頻數(shù)較多，與碧蛾蠟蟬[9]相似.小貫小綠葉蟬羽化節(jié)律與二點(diǎn)葉蟬(Cicadulinab ipunctela)[10]相似，均屬于在黎明和早上羽化較多的單峰型昆蟲.這可能是由于黎明時(shí)的溫、濕度有利于新羽化成蟲翅膀的伸展[11－12].在自然條件下，昆蟲發(fā)育和行為活動(dòng)受光周期和溫周期的調(diào)節(jié)，以利用環(huán)境中有利條件和避開惡劣條件[13].羽化節(jié)律也是5齡若蟲的蛻皮節(jié)律，從1～5齡若蟲蛻皮的總體規(guī)律來(lái)看，低齡若蟲蛻皮時(shí)間分布相對(duì)均勻，3～4齡若蟲開始出現(xiàn)蛻皮高峰期，5齡若蟲蛻皮更集中在特定時(shí)間.這可能是由于不同蟲齡組成的群體生活史中各變態(tài)期轉(zhuǎn)換時(shí)間具有明顯的晝夜節(jié)律[14]，或是由于小貫小綠葉蟬對(duì)羽化條件的要求比較嚴(yán)格，所以由若蟲逐步調(diào)節(jié)蛻皮的發(fā)生時(shí)間，使得最后一次蛻皮(即羽化)能集中在適宜的條件下完成.

卵孵化后的1齡若蟲是最弱、最敏感的蟲態(tài)，因此孵化需要在特定的時(shí)間進(jìn)行.如沙漠蝗(Schistocerca gregaria)的卵孵化在溫度較低的晚上或早上發(fā)生[15－16].小貫小綠葉蟬的卵孵化高峰也出現(xiàn)在黎明和早上，這極有可能與早上的溫、濕度以及茶嫩莖的表皮狀態(tài)等外界條件有關(guān).

小貫小綠葉蟬與假眼小綠葉蟬(Empoasca vit)同屬葉蟬科，外形及其相似，二者的生理活動(dòng)節(jié)律是否相似，有待相關(guān)研究的證實(shí).另外，除了物種本身的遺傳因子外，昆蟲蛻皮、羽化和卵孵化等的時(shí)間規(guī)律還受光周期[17]、溫周期[18]和寄主[19]等外界因子的影響，這些因子對(duì)小貫小綠葉蟬的影響也有待進(jìn)一步研究.

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(責(zé)任編輯:楊郁霞)

Molting，eclosion and hatching rhythms of tea green leafhopper，Empoasca onukii

ZHOU Yongmei1，2，3，4，SHI Longqing1，2，3，4，XIE Mingfu1，2，3，4，HUANG Huoshui5，YANG Guang1，2，3，4
(1.State Key Laboratory of Ecological Pest Control for Fujian and Taiwan Crops；2.Institute of Applied Ecology，F(xiàn)ujian Agriculture and Forestry University；3.Key Laboratory of Integrated Pest Management for Fujian-Taiwan Crops，Ministry of Agriculture；4.Fujian-Taiwan Joint Centre for Ecological Control of Crop Pests，F(xiàn)ujian Agriculture and Forestry University，F(xiàn)uzhou，F(xiàn)ujian 350002，China；5.Quanzhou Entry-exit Inspection and Quarantine Bureau，Quanzhou，F(xiàn)ujian 362000，China)

The rhythms of molting，eclosion and hatching of tea green leafhopper were studied through raising and monitoring tea green leafhopper individually.Results showed that molting durations of 1－4 instars nymphs were(4.83±0.13)，(5.14±0.13)，(5.07±0.11)and(5.64±0.17)min，respectively.When it comes to molting for 1－2 instar，it occurred relatively evenly during 24 h while a high molting frequency was observed during 2:00－4:00 for 3-instar nymphs and during 4:00－7:00 and 16:00－19:00 for 4-instar nymphs.Durations of the last molt，as the forepart of eclosion，no significant difference occurred between female and male，which were(8.15±0.18)and(8.02±0.21)min，respectively.Then it took female(16.82±0.27)min and male(16.15± 0.29)min to complete eclosion without significant difference neither.Both female and male showed daily eclosion peaked from 5:00－12:00 and 4:00－11:00，respectively.And egg hatching lasted for(7.42±0.52)min and peaked from 5:00 to 8:00 once a day.

Empoasca onukii；molting；eclosion；hatching；duration；rhythm

Q964

:A

:1671-5470(2016)06-0625-06

10.13323/j.cnki.j.fafu(nat.sci.).2016.06.002

2015－12－30

:2016－04－28

國(guó)家星火計(jì)劃項(xiàng)目(2013GA720002)；科技部國(guó)際合作計(jì)劃(2010DFB33030)；農(nóng)業(yè)部“948”項(xiàng)目(2011-Z60)；福建省對(duì)外合作項(xiàng)目(2016I0018).

周永梅(1992－)，女.研究方向:昆蟲行為學(xué).Email:13338295040＠163.com.通訊作者楊廣(1973－)，男，教授.研究方向:昆蟲生態(tài)學(xué)與分子生物學(xué).Email:yxg＠iae.fjau.edu.cn.