短室緣繭蜂生物學特性1)

陳金鋒 賈豐璘 孫凡

(東北林業(yè)大學，哈爾濱，150040)

榆紫葉甲(AmbrostomaquadriimpressumMotschulsky)是一種在我國北方地區(qū)常常猖獗發(fā)生的食葉害蟲，取食榆樹(Ulmuspumila)及其少數(shù)近緣種，成蟲和幼蟲均可大量取食葉片，嚴重影響榆樹的生長和存活[1]。榆紫葉甲成蟲期長，越冬后出土早，榆樹剛剛出花芽就開始取食，其抗藥性強，化學防治難以控制其種群，還會帶來環(huán)境問題[2-3]。榆紫葉甲成蟲不能飛行，擴散需要經由樹干爬行上樹，目前上樹阻隔防治法和生物防治是控制其種群擴散的主要方法[4-6]。

繭蜂科(Braconidae)昆蟲內寄生或外寄生于其他昆蟲，是生物防治中可利用的自然天敵資源，其中優(yōu)繭蜂亞科是一個較大的類群，該亞科繭蜂寄主廣泛，生物學復雜[7-8]。目前大部分已經定名的繭蜂的生物學和生態(tài)學特征并未得到充分研究，影響其在生物防治上的應用。同時，由于缺乏對其生物學特性的了解，也給繭蜂的進化和系統(tǒng)分類研究帶來困難[9]7。

短室緣繭蜂(PerilitusxynusChen et van Achterberg)于1997年定名，模式標本來自于哈爾濱榆紫葉甲成蟲[10]；該蜂內寄生于榆紫葉甲成蟲, 是一種潛力很大的生物防治天敵。本研究通過野外調查，并結合實驗室觀察，對其生物學和在哈爾濱的發(fā)生規(guī)律進行研究，為利用該繭蜂進行生物防治和研究其系統(tǒng)發(fā)育提供基礎資料。

1 方法與材料

1.1 野外采樣與室內檢查

榆紫葉甲成蟲采集于哈爾濱市東北林業(yè)大學實驗林場(45°72′N, 126°42′E)，采集期從2017年5月初成蟲出土上樹至10月末成蟲下樹越冬，每隔1～2 d采樣1次，每次采集10～15頭甲蟲，在林場內隨機抽樣選取榆樹，每株榆樹只采集1～2頭。實驗室內，將采集的榆紫葉甲在格林氏液下解剖，顯微鏡下檢查血淋巴內是否有繭蜂幼蟲或卵，確定是否寄生，并對寄生蜂計數(shù)、拍照和測量尺寸。

1.2 幼蟲蟲齡的確定

參考Carignan et al.的方法[11]，依據(jù)幼蟲的頭部特征來確定蟲齡。初孵幼蟲頭部有1對明顯的大顎，二齡幼蟲大顎消失，頭部幾乎無任何骨化構造，老熟幼蟲頭部有凸起的近圓形的吐絲器。

1.3 蛹期的確定

在6月初采集榆紫葉甲成蟲，待繭蜂老熟幼蟲從寄主鉆出后，單個放置于指形管(80 mm×12 mm)中，覆蓋少量泥土(15 mm)，用棉塞封口，人工氣候培養(yǎng)箱內培養(yǎng)，溫度(25.0±0.5)℃、相對濕度65%±5%、光暗周期比16∶8，共100頭。每日12:00查看羽化情況。室內觀察顯示，老熟幼蟲從寄主體內出來入土后第2天即可結繭化蛹，蛹期的計算從幼蟲入土到成蟲羽化的歷期中減去1天。

1.4 成蟲壽命及行為觀察

成蟲羽化后放置在實驗室內，飼養(yǎng)條件為(23±1)℃、相對濕度45%±5%、光暗周期比為16∶8。雌雄蜂各15頭，單頭放置于指形管(80 mm×12 mm)中，用滴有10%蜂蜜水的棉塞封口，每日12:00記錄成蟲存活情況；雌雄蜂各15頭，成對放入透明的養(yǎng)蟲箱中(400 mm×200 mm×450 mm)，共15對，用脫脂棉球喂食10%的蜂蜜水，觀察成蟲交尾和產卵的習性。

1.5 卵的觀察

通過對格林氏液中解剖雌蜂卵巢獲得的卵以及寄主體內的卵的形態(tài)觀察來確定短室緣繭蜂卵的形態(tài)特征。

2 結果與分析

2.1 各齡期形態(tài)及發(fā)育特點

卵：在卵巢內呈梭形，其中一端較尖銳，另一端較圓鈍。卵殼薄，近透明(圖1A)。長(130.1±15.9)μm，寬(19.9±5.1)μm，n=30。單頭雌蜂孕卵數(shù)約500個。卵在寄主體內開始胚胎發(fā)育后，形態(tài)變?yōu)殚L橢圓形。

初孵幼蟲：長0.90～2.61 mm，寬0.15～0.60 mm。體節(jié)14節(jié)，身體末節(jié)尖細呈尾狀(圖1B)。體壁薄而透明，透過體壁可見位于身體中央的污白色消化道，1齡幼蟲末期消化道后端明顯可見淺橙色消化道排泄物。頭部矩形，柔軟未骨化，但有1對明顯的鐮狀顎(圖1C)，長(57.7±4.0)μm，基部的最寬處(28.0±4.6)μm，n=20。初孵幼蟲期間，寄主血淋巴液含量豐富，初孵幼蟲末期時，寄主血淋巴內可見大量的畸形細胞，白色球形，不透明，表面具有微絨毛(圖1D)，直徑90.3±9.5 μm，n=20。畸形細胞是內寄生繭蜂孵化時釋放到寄主血淋巴內的特殊細胞，功能是為繭蜂幼蟲提供營養(yǎng)和破壞寄主的免疫系統(tǒng)[9]13-15。

2齡幼蟲：長2.11～3.95 mm，寬0.28～0.90 mm。身體體壁較薄近透明，中央依稀可見橙黃色的消化道。隨著蟲體的增大，消化道的顏色逐漸加深。頭部圓形，柔軟，無任何骨化的構造(圖1E)。與初孵幼蟲相比，寄主血淋巴的容量及畸形細胞數(shù)目明顯減少。

老熟幼蟲：長2.54～5.01 mm，寬0.50～1.25 mm。體節(jié)更清晰，體壁變厚，不透明，體色橘黃色(圖1F)，頭部橢圓形，中央有凸起的近圓形的吐絲器，兩端各有一褐色的溝延伸至后頭(圖1G)。此時寄主的血淋巴基本耗盡。老熟幼蟲發(fā)育完成后，從寄主的肛門或交配孔鉆出，在寄主體外結繭化蛹。

蛹：圍蛹，長(3.74 ± 0.61)mm，寬(1.61 ± 0.36)mm，n=20。幼蟲化蛹后身體變短，變寬，但幼蟲的體壁仍包裹在蛹的外部，頭部的吐絲器可辨，透過體壁還可見1對黑色卵圓形的復眼，蛹殼末端連接一段充滿橙紅色排泄物的消化道，由此推測整個幼蟲期消化道的廢物并不排到體外，在化蛹時將積攢廢物的消化道整體移除(圖1H)。在(25.0±0.5)℃、相對濕度(65±5)%、光暗周期比16∶8條件下，蛹期平均為(16.6±0.9)d，n=30。

繭：長橢圓形，污白色，長(3.79±0.62)mm，寬(1.60±0.25)mm，n= 83。養(yǎng)蟲瓶內若有土，老熟幼蟲會鉆到土層中結繭化蛹。若無土，老熟幼蟲則粘附在瓶壁上結薄繭化蛹，但結薄繭的個體一般不能正常羽化。羽化孔近圓形，靠近繭端部，邊緣不十分齊整。成蟲羽化后繭內留有充滿橘紅色排泄物的幼蟲消化道。

2.2 成蟲的壽命及行為

在喂食10%蜂蜜水的情況下，未交配的雌成蟲平均壽命為(5.1±1.3)d，n=15，雄成蟲為(4.9±1.6)d，n=15，雌雄壽命無顯著差異(F檢驗，P>0.05)，未交配的成蟲總體平均壽命為(5.0±1.4)d，n=30。羽化后成蟲不能馬上飛行，需靜息7 h左右，等待翅膀干燥，這期間成蟲不斷的用足整理翅和觸角。靜息過后，雌雄蜂當天即可交尾，羽化第2天是交尾的盛期。交尾時雄峰位于雌蜂腹部的背面，用足握住雌蜂，腹部彎曲向下包住雌蜂腹末交尾，交尾時間30～120 s。交尾后1～2 d雄峰死去，雌性持續(xù)產卵3～4 d后死去，雌雄兩性均可取食蜂蜜水補充營養(yǎng)。雌雄成蟲性比接近1。雌蜂將產卵器扎入寄主頭胸間的頸膜，把卵產在寄主血淋巴中。雌蜂一般在同一甲蟲上產卵器扎入3～4次，每次30 min左右。

A.雌蜂卵巢內的卵；B.初孵幼蟲；C.初孵幼蟲頭部；D.畸形細胞；E.2齡幼蟲；F.老熟幼蟲；G.老熟幼蟲頭部；H.蛹；m.鐮狀顎；f.吐絲器；d.幼蟲消化道。

圖1短室緣繭蜂各齡期形態(tài)及發(fā)育特點

2.3 生活史(哈爾濱)

1年發(fā)生2代，10月末榆紫葉甲成蟲下樹，鉆到寄主榆樹附近的土里越冬，短室緣繭蜂在寄主體內以初孵幼蟲越冬，翌年4月末，隨寄主離開土層。榆紫葉甲上樹取食后，繭蜂開始發(fā)育，幼蟲共3齡，到老熟幼蟲時寄主一般不再取食。6月上旬完成幼蟲發(fā)育的個體陸續(xù)從寄主體內鉆出，一般寄主會在寄生蜂離開后1～2 d死亡。老熟幼蟲離開寄主后到淺土中結繭化蛹，在入土前有螞蟻捕食。如果掉到水泥地等硬質路面上不能入土，幼蟲則在路表面結薄絲繭化蛹，但一般結薄繭的個體不能正常羽化。6月下旬成蟲開始羽化，羽化后正值榆紫葉甲成蟲上樹夏眠，雌蜂交尾后在夏眠的甲蟲上產卵，幼蟲在寄主體內迅速發(fā)育，7月中旬開始有老熟幼蟲從寄主體內鉆出入土化蛹，并一直持續(xù)到8月中旬。8月中旬第2代成蟲開始出現(xiàn)，交尾后在已經結束夏眠的榆紫葉甲成蟲上產卵，卵孵化后以初孵幼蟲在寄主體內于土中越冬。

2.4 寄主田間寄生率與寄生蜂數(shù)量

2017年，在哈爾濱東北林業(yè)大學實驗林場進行野外調查，榆紫葉甲雌性田間寄生率為38.4%，雄性為39.3%，雌雄兩性田間寄生率無顯著差異(U檢驗，P>0.01)，總體寄生率為38.8%。

短室緣繭蜂為典型的聚寄生種類，一頭寄主體內可育出多個個體。野外調查表明，雌性寄主體內寄生蜂平均為(23.1±14.7)頭，n=48，雄性平均為(21.1±16.6)頭，n=35，雌雄寄主內寄生蜂的數(shù)量無差異(F檢驗，P>0.05)。每頭寄主平均被寄生(22.3±15.4)頭，n=83。在野外調查的83頭寄主中，76頭甲蟲寄生蜂數(shù)量在40頭以下，只有6頭甲蟲寄生蜂數(shù)量超過40頭，占調查總數(shù)的7.23%。寄生數(shù)量在40頭以上的寄主，繭蜂發(fā)育到3齡后寄主常常因營養(yǎng)被消耗殆盡而死亡，繭蜂也隨之消亡。

3 討論

內寄生昆蟲的發(fā)育過程不能直接觀察，其蟲齡的確定是一個相對困難的工作。繭蜂的初孵和老熟幼蟲比較容易識別，但中間蟲齡的確定仍比較混亂，以至于不同的研究者對同種繭蜂劃分了不同數(shù)目的蟲齡[11]。用幼蟲尺寸大小確定蟲齡常常有劃分過度的傾向[9]13-15。短室緣繭蜂除老熟幼蟲外，其他時期幼蟲體壁都很柔軟、未骨化，同齡的幼蟲在尺寸上會有很大的差距，但其頭部特征有明顯地變化，所以本研究依據(jù)幼蟲頭部特征來確定齡期。

寄生蜂與寄主的關系可分為容性寄生和抑性寄生，前者是指寄主寄生后可繼續(xù)生存甚至發(fā)育，后者是指寄主被寄生后被殺死或不能繼續(xù)發(fā)育[12]。短室緣繭蜂與寄生的關系屬于前者，整個幼蟲的發(fā)育都在寄主體內完成。研究發(fā)現(xiàn)，幼蟲在發(fā)育期間排泄物暫存在消化道中不排到寄主體內，而是在化蛹時整體將消化道移除，這樣的排泄方式可以避免寄主中毒，從而保障寄生蜂順利完成發(fā)育。

一般認為，獨寄生繭蜂初孵幼蟲頭部的大顎用于摧毀其他寄生的個體，而避免種間營養(yǎng)的競爭[13]。但初孵幼蟲頭部大顎并不是獨寄生繭蜂獨有的特征，一些聚寄主繭蜂的初孵幼蟲頭部也具有大顎[14-15]。對于短室緣繭蜂來說，多數(shù)寄主體內同時寄生不超40頭個體，這些個體都能順利發(fā)育至老熟，但也有少數(shù)寄主的寄生蜂個體超過40頭，幼蟲則會因為寄主營養(yǎng)不足而死亡，可見初孵幼蟲頭部大顎并未起到解決個體間競爭的作用。

短室緣繭蜂1年發(fā)生2代，對野外榆紫葉甲成蟲的寄生率高，是較好的生物防治資源，在綜合防治中應注意保護和利用。研究發(fā)現(xiàn)，在實驗室條件下，短室緣繭蜂老熟幼蟲在無土的條件下，結薄絲繭化蛹，但這種蛹大多不能正常羽化。在野外，老熟幼蟲離開寄主后行動能力較弱，落到硬質地面后只能結薄絲繭，并且不能及時入土還會遭到螞蟻的捕食。所以，如果榆樹的樹冠下是硬質的地面，將對短室緣繭蜂的種群產生一定的影響。另外，該繭蜂在自然狀態(tài)下存在過寄生現(xiàn)象，在人工繁育時需要注意避免。

致謝:感謝浙江大學昆蟲科學研究所陳學新研究員鑒定短室緣繭蜂成蟲標本并提出寶貴建議。