貴州省黔東南地區(qū)發(fā)現草地貪夜蛾的5種寄生性天敵及其兩種重寄生蜂

寧素芳 周金成 張柱亭 董前進 白雪萍 張禮生 董輝

摘要 ：遷飛性重大農業(yè)入侵害蟲草地貪夜蛾 Spodoptera frugiperda （J. E. Smith）于 2019 年入侵貴州省黔東南地區(qū)。深入研究害蟲的天敵發(fā)生情況有利于發(fā)掘和利用天敵資源開展生物防治工作。本文將貴州省黔東南地區(qū)采集的被寄生卵塊和幼蟲置于實驗室條件下飼育，利用 DNA 條形碼技術鑒定羽化出的天敵昆蟲。共鑒定出5種寄生性天敵昆蟲，其中卵寄生蜂為夜蛾黑卵蜂 Telenomus remus，幼蟲寄生蜂為菜粉蝶盤絨繭蜂 Cotesia glomerata和半閉彎尾姬蜂 Diadegma semiclausum，幼蟲寄生蠅為厲寄蠅屬寄生蠅Lydella sp.和日本追寄蠅 Exorista japonica。另外，還發(fā)現了兩種寄生于菜粉蝶盤絨繭蜂的重寄生蜂，分別為彎溝嚙小蜂屬寄生蜂Baryscapus sp.和吉氏金小蜂 Nasonia giraulti。本文的發(fā)現為篩選防治草地貪夜蛾的優(yōu)勢天敵奠定了基礎。

關鍵詞 ：入侵害蟲;?草地貪夜蛾;?寄生性天敵昆蟲;?生物防治

中圖分類號：

S 435.132

文獻標識碼：?A

DOI：?10.16688/j.zwbh.2019454

Five parasitic natural enemies of Spodoptera frugiperda and two hyperparasitoids

of Cotesia glomerata were found in southeast of Guizhou province

NING Sufang1，?ZHOU Jincheng1，?ZHANG Zhuting2，?DONG Qianjin1，?BAI Xueping1，?ZHANG Lisheng3，?DONG Hui1

（1. College of Plant Protection， Shenyang Agricultural University， Shenyang?110866， China; 2. Kaili University， Kaili

556011， China; 3. Institute of Plant Protection， Chinese Academy of Agricultural Sciences， Beijing?100193， China）

Abstract

A major migratory agricultural invasive pest， the Spodoptera frugiperda （J. E. Smith）， has invaded in the southeast Guizhou province in 2019. The study on natural enemies of pests is of great significance for their exploitation and application in biological control. In this paper， parasitized eggs and larvae collected from southeast Guizhou province were reared under laboratory conditions. The species of natural enemies were identified using DNA barcoding technique after their emergence. Five species of parasitic natural enemies have been identified， including egg parasitoid Telenomus remus， larval parasitoids Cotesia glomerata and Diadegma semiclausum， pupa tachinid flies Lydella sp. and Exorista japonica. In addition， two hyperparasitoids （Baryscapus sp. and Nasonia giraulti） of the Cotesia glomerata were also identified. The findings of this paper provide foundation for the screen and application of predominant natural enemies of S.frugiperda.

Key words

invasive pest;?Spodoptera frugiperda;?parasitic natural enemies;?biological control

草地貪夜蛾 Spodoptera frugiperda （J. E. Smith）屬鱗翅目夜蛾科，是聯(lián)合國糧農組織全球預警的跨國遷飛性農業(yè)重大入侵害蟲。該蟲起源于熱帶和亞熱帶地區(qū)的北美洲、中美洲和南美洲[1]，具有很強的遷徙能力。草地貪夜蛾雖不能在零度以下的環(huán)境越冬，但可于每年氣溫轉暖時遷徙至美國東部與加拿大南部各地，美國歷史上曾發(fā)生過數起草地貪夜蛾蟲災。草地貪夜蛾是一種多食性害蟲，其幼蟲可為害多種禾本科作物，如高粱、水稻、甘蔗和玉米等，造成嚴重的經濟損失[23]。該蟲的繁殖能力強，一年可繁衍數代，一頭雌蛾一生可產卵 1 500粒。2019 年 1 月草地貪夜蛾被發(fā)現入侵我國云南省[4]，隨后迅速蔓延[5]，目前已在 20 多個?。ㄗ灾螀^(qū)）發(fā)現其蹤跡，受害面積超過1.8萬 hm2，自南向北快速擴散[4，6]，并有繼續(xù)擴散至北方玉米主產區(qū)的可能，對我國農業(yè)經濟造成重大威脅[7]。

由于草地貪夜蛾發(fā)生快、為害重，亟需研究對其有效的控害方法。我國對草地貪夜蛾的防治采用化學防治和生物防治有機結合的策略。目前化學防治是主要防治策略，但從可持續(xù)發(fā)展的害蟲綜合治理（IPM）角度出發(fā)，生物防治不僅能有效控制害蟲的發(fā)生及為害，還具有減少化學農藥使用、保護農田生態(tài)環(huán)境、提升農產品質量的優(yōu)點[8]。同時，根據全球范圍內草地貪夜蛾的治理經驗，生物防治是對草地夜蛾有效的控制手段之一，因此我國草地貪夜蛾生物防治策略的研究尤為緊迫[2]。國外關于草地貪夜蛾的生物防治研究主要集中在寄生性天敵方面，且國內外均較為關注天敵的保護利用和釋放[9]。鑒于草地貪夜蛾入侵對我國農業(yè)生產的嚴重威脅，應加速對我國草地貪夜蛾寄生性天敵種類的發(fā)掘與防治潛能的評估，為今后開展草地貪夜蛾“以蟲治蟲”的生物防治提供基礎資源。

本文以貴州省黔東南地區(qū)所采集的草地貪夜蛾寄生性天敵資源樣品作為供試材料，利用DNA條形碼技術鑒定天敵昆蟲種類，為進一步明確天敵昆蟲信息及更好地利用寄生性天敵開展草地貪夜蛾生物防治提供基礎資源，同時也為篩選草地貪夜蛾優(yōu)勢天敵及其大規(guī)模繁育奠定了基礎。

1?材料與方法

1.1?野外調查與試蟲采集

于 2019 年 5-7 月在貴州省黔東南州凱里市丹寨縣附近的玉米田開展草地貪夜蛾調查，將田間采集的草地貪夜蛾卵、幼蟲帶回實驗室，在人工氣候箱（26℃±1℃、RH 75%～80%，光周期 L∥D=16 h∥8 h）內飼養(yǎng)，收集草地貪夜蛾卵及幼蟲體內寄生的天敵昆蟲，共發(fā)現天敵昆蟲45頭，其中成蟲30頭，幼蟲 2頭，蛹 13頭，以 95%乙醇浸泡保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2?分子鑒定

將單頭蟲體置于1.5 mL離心管內，加入100 μL Chelex?100（5%）研磨，加入4 μL蛋白酶K （20 mg/mL），于 55℃水浴 1 h后 99℃水浴 10 min，15 000 r/min離心10 min，取上清于4℃儲存[10]。分別對CO I 和 ITS2 基因片段進行擴增[8]，引物序列見表1。PCR反應體系：模板DNA 1.0 μL，上、下游引物 （10 μmol/L）各1.0 μL，2×Es Taq Master Mix 12.5 μL，無菌超純水補足至 25.0 μL。反應程序： 94℃ 5 min;94℃ 30 s，45℃ 1 min，65℃ 3 min，共 35 個循環(huán); 72℃ 延伸 5 min。PCR產物經 1%瓊脂糖凝膠電泳檢測后，由上海英濰捷基貿易有限公司純化進行雙向測序。用 DNAStar 7.0 對測序序列進行拼接，于NCBI GenBank 中對測序獲取的序列進行 BLAST 比對，檢測其與數據庫中已有物種對應序列的同源性，得到與所測基因具有同源性的多個片段的相應序列，根據序列一致性確定對應物種種名或屬名。

2?結果與分析

用CO I序列共鑒定出3種寄生性天敵昆蟲，分別為夜蛾黑卵蜂 Telenomus remus，菜粉蝶盤絨繭蜂 Cotesia glomerata和日本追寄蠅 Exorista japonica。用ITS2序列鑒定出2種寄生性天敵昆蟲（半閉彎尾姬蜂 Diadegma semiclausum和厲寄蠅屬寄生蠅Lydella sp.），以及2種寄生于菜粉蝶盤絨繭蜂蛹的重寄生蜂彎溝嚙小蜂屬寄生蜂Baryscapus sp.和吉氏金小蜂 Nasonia giraulti。其中卵寄生蜂1種，幼蟲寄生蜂2種和蛹寄生蠅2種，結果如下。

2.1?卵寄生性天敵

2.1.1?夜蛾黑卵蜂 Telenomus remus

夜蛾黑卵蜂屬膜翅目，緣腹細蜂科，是鱗翅目夜蛾科害蟲卵期重要寄生性天敵。體黑色，體長 0.5～0.6 mm，觸角念珠狀（圖1c）。本實驗室已發(fā)現夜蛾黑卵蜂對草地貪夜蛾卵和斜紋夜蛾卵的卵粒寄生率均可達到 95%以上[11]，夜蛾黑卵蜂是草地貪夜蛾潛在的高效生防作用物（圖1a），斜紋夜蛾卵可以作為替代寄主用于繁育夜蛾黑卵蜂（圖1b）。

2.2?幼蟲寄生性天敵

2.2.1?菜粉蝶盤絨繭蜂 Cotesia glomerata

菜粉蝶盤絨繭蜂屬膜翅目，繭蜂科，體長一般 2～3 mm，觸角線狀，翅脈簡單（圖2）。草地貪夜蛾高齡幼蟲是其主要的致死蟲態(tài)，雌蜂將卵產在草地貪夜蛾幼蟲體內，幼蟲成熟后在寄主體外或附近結繭化蛹。菜粉蝶盤絨繭蜂是優(yōu)良的內寄生蜂，在生物防治上具有廣闊的應用前景。

2.2.2?半閉彎尾姬蜂 Diadegma semiclausum

半閉彎尾姬蜂和菜蛾盤絨繭蜂同屬膜翅目Hymenoptera，姬蜂總科Ichneumonidea，均是十字花科蔬菜主要害蟲小菜蛾Plutella xylostella幼蟲的寄生性優(yōu)勢種天敵。本文發(fā)現其對草地貪夜蛾的致死蟲態(tài)主要為3～4 齡幼蟲，半閉彎尾姬蜂外部形態(tài)如圖3。

2.2.3?寄生蠅

兩種寄蠅分別為厲寄蠅屬寄生蠅Lydella sp.和日本追寄蠅Exorista japonica。日本追寄蠅屬雙翅目Diptera寄蠅科Tachinidae，是大卵型寄生蠅，雌蠅將尚未完成胚胎發(fā)育的卵產于寄主體表，幼蟲孵化后便鉆入寄主幼蟲體內，最后在寄主蛹期階段鉆出寄主，在已死亡的寄主蛹體旁化蛹。

2.3?菜粉蝶盤絨繭蜂蛹的重寄生蜂

2.3.1?彎溝嚙小蜂屬寄生蜂Baryscapus sp.

從菜粉蝶盤絨繭蜂蛹中羽化出的重寄生蜂屬于彎溝嚙小蜂屬，該屬寄生蜂只有 1～2 mm長，金綠色（圖4）。彎溝嚙小蜂屬隸屬于膜翅目Hymenoptera姬小蜂科Eulophidae。姬小蜂科現存分類學問題比較多，新屬也在不斷被發(fā)現。

2.3.2?吉氏金小蜂 Nasonia giraulti

從菜粉蝶盤絨繭蜂蛹中羽化出的另一種重寄生蜂為吉氏金小蜂。吉氏金小蜂屬膜翅目Hymenoptera金小蜂科Pteromalidae，其外部形態(tài)如圖5。

3?討論

本研究通過形態(tài)學結合DNA條形碼技術，在貴州省黔東南地區(qū)共發(fā)現草地貪夜蛾的 5 種寄生性天敵昆蟲，其中卵寄生蜂 1 種（夜蛾黑卵蜂 T.remus），幼蟲寄生蜂 2 種（菜粉蝶盤絨繭蜂 C.glomerata和半閉彎尾姬蜂 D.semiclausum）和卵寄生蠅 2 種（厲寄蠅屬寄生蠅 Lydella sp.和日本追寄蠅E.japonica）。另外，還發(fā)現了兩種寄生于菜粉蝶盤絨繭蜂蛹的重寄生蜂，分別為彎溝嚙小蜂屬寄生蜂 Baryscapus sp.和吉氏金小蜂 N.giraulti。

自發(fā)現草地貪夜蛾入侵以來，我國科學家在天敵昆蟲等方面做了一些工作，中國農業(yè)科學院植物保護研究所發(fā)現益蝽和蠋蝽均可捕食草地貪夜蛾幼蟲，益蝽和蠋蝽的成蟲會利用口針吮吸草地貪夜蛾體液，最終草地貪夜蛾因體液喪失或者體內器官損壞而死亡[12]。徐慶宣等發(fā)現大草蛉Chrysopa pallens能夠有效控制草地貪夜蛾卵和低齡幼蟲[13]。趙英杰等發(fā)現異色瓢蟲 Harmonia axyridis 成蟲對草地貪夜蛾幼蟲具有捕食作用[14]。除以上捕食性天敵外，國內利用寄生性天敵開展草地貪夜蛾生物防治的事例也日益增多。在粵港兩地田間發(fā)現夜蛾黑卵蜂和螟黃赤眼蜂 Trichogramma chilonis 均可寄生草地貪夜蛾的卵，兩種卵寄生蜂有可能存在共寄生現象[8]。陳壯美等發(fā)現斯氏側溝繭蜂可有效寄生草地貪夜蛾幼蟲，并抑制草地貪夜蛾幼蟲的生長，從而達到生物防治的目的[16]。

生物防治是害蟲綠色防控手段中重要的措施之一，而天敵昆蟲對害蟲的種群發(fā)生具有重要的調節(jié)和自然控制作用。在世界范圍內，草地貪夜蛾的天敵昆蟲種類繁多。據不完全統(tǒng)計，寄生于草地貪夜蛾的寄生蜂至少有10科121種，由于草地貪夜蛾原產于美洲，絕大多數的天敵種類都僅分布于美洲地區(qū)，目前在我國已記載有分布的草地貪夜蛾寄生蜂種類有16種;草地貪夜蛾寄生蠅的種類也十分豐富，全世界大概有4科 66 種;草地貪夜蛾的捕食性昆蟲主要集中在鞘翅目、革翅目和半翅目[16]。發(fā)掘入侵中國的草地貪夜蛾的天敵昆蟲，可為今后草地貪夜蛾天敵應用提供基礎資源，同時也為篩選草地貪夜蛾優(yōu)勢天敵及其大規(guī)模繁育奠定基礎。

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（責任編輯：楊明麗）