二化螟的多次交配及其對雌蛾產(chǎn)卵量的影響

馮 波, 劉天偉, 陸明紅, 鐘 玲, 郭 榮, 劉萬才, 郭前爽, 杜永均,*

(1. 溫州醫(yī)科大學(xué)健康與環(huán)境生態(tài)研究所, 浙江溫州 325035; 2. 浙江大學(xué)農(nóng)藥與環(huán)境毒理研究所, 杭州 310058; 3. 全國農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心, 北京 100125; 4. 江西省植保植檢局, 南昌 330096)

二化螟Chilosuppressalis是我國水稻的重要害蟲，目前各地主要依賴化學(xué)農(nóng)藥防治。為了解決化學(xué)農(nóng)藥防治帶來的環(huán)境污染和二化螟抗藥性快速上升問題，基于性信息素的害蟲群集誘殺技術(shù)已經(jīng)在防治二化螟過程中發(fā)揮重要作用(左文等, 2008; 杜永均等, 2013)。性誘區(qū)的百株卵塊數(shù)只有對照區(qū)的25. 6%～39.8%，卵孵化率下降25.5%，誘蛾量只有對照區(qū)的38. 6%，部分地區(qū)的誘蛾量甚至下降84.5%，雌雄性比由對照區(qū)的1.1上升為誘捕區(qū)的3.9，雌蟲交配率下降47.7%～54.1%，百株枯心率、枯鞘率和白穗率較對照區(qū)分別要低77.9%, 57.0%和44.3%(盛承發(fā)等, 2000; 蘇建偉等, 2003; Jiaoetal, 2005)。為了更好地理解二化螟的性信息素調(diào)控行為，很多學(xué)者對二化螟的交配行為進(jìn)行了研究(焦曉國等, 2006; Quanetal., 2017)，分析了日齡(Kanno and Sato, 1978)、溫度和濕度(Kanno and Sato, 1979; 余棋等, 2017)、光強(qiáng)度(Kanno, 1981a)、光周期(Kanno, 1981b, 1984)、季節(jié)變化(Kanno, 1981c)、寄主差異(Cuong and Cohen, 2003; Ishiguroetal., 2006; Uenoetal., 2006; Huangetal., 2016)等對二化螟交配的影響，為二化螟的群集誘殺和嗅覺適應(yīng)性提供了大量的理論依據(jù)。 王銀淑(1989)通過連續(xù)3年田間越冬代和連續(xù)4代室內(nèi)飼養(yǎng)二化螟的觀察，發(fā)現(xiàn)雄蛾多于雌蛾。室內(nèi)利用稻苗飼養(yǎng)二化螟的雌雄比例甚至達(dá)到0.4∶1(雷妍圓等, 2009)。二化螟雄蛾具有多次交配能力，熊興占等(1984)實(shí)驗(yàn)的10頭雄蛾全部交配，最多交配6次，平均交配3.8次；焦曉國等(2006)實(shí)驗(yàn)的25頭雄蛾中有22頭交配，最多交配4次，平均交配2.7次。因此很多人認(rèn)為，性誘劑并不能完全誘殺掉田間的二化螟雄蛾，只能誘殺部分雄蛾，則田間剩余雄蛾可以通過多次交配，與幾倍于本身數(shù)量的雌蛾交配，完成大量產(chǎn)卵，從而質(zhì)疑性信息素群集誘殺在二化螟防控中的作用，制約了性信息素群集誘殺技術(shù)用于防控具有多次交配習(xí)性害蟲的大面積推廣應(yīng)用。 為此，本研究調(diào)查了二化螟雄蛾的交配次數(shù)，比較了不同交配次數(shù)雌蛾的繁殖力，為明確性信息素群集誘殺在二化螟防治中的作用奠定了基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 試蟲

2019年3月在浙江省金華市永康市采集含有越冬代二化螟老熟幼蟲的稻草并帶回浙江大學(xué)。實(shí)驗(yàn)條件為溫度22±2℃，相對濕度70%±5%，光周期13L∶11D。成蟲羽化時(shí)，每天18∶00時(shí)開始，每小時(shí)收集一次新羽化的二化螟成蟲，直至凌晨1∶00時(shí)。根據(jù)成蟲體型、翅面特征和腹部末端特征鑒別二化螟雌雄。雌雄成蟲分開飼養(yǎng)，喂以10%蜂蜜水，每天18∶00時(shí)飼喂一次。羽化當(dāng)天收集的二化螟成蟲標(biāo)記為0日齡，其余日齡以此類推。

1.2 雌雄蛾按1∶1配對時(shí)的交配次數(shù)

參考焦曉國等(2006)的方法，18∶00時(shí)將0日齡未交配雄蛾與1日齡處女雌蛾按1∶1放入350 mL交配杯中，蓋上紗布。次日18∶00時(shí)解剖與之配對雌蛾的交配囊，檢查精包有無，確定雌蛾交配狀態(tài)。之后放入一頭新的1日齡處女雌蛾，持續(xù)實(shí)驗(yàn)至第6天。根據(jù)配對6頭雌蛾的交配情況，計(jì)算雄蛾的交配次數(shù)，同時(shí)分析雄蛾的交配動(dòng)態(tài)。雌雄蛾飼養(yǎng)方法同1.1節(jié)。本實(shí)驗(yàn)共重復(fù)5次，每次10組。不同交配次數(shù)雄蛾的比例=(不同交配次數(shù)雄蛾的數(shù)量/10)×100%，某個(gè)交配次數(shù)雄蛾中進(jìn)行下一次交配的比例=下一次成功交配的雄蛾數(shù)量/當(dāng)次配對的雄蛾數(shù)量×100%。

1.3 雌雄蛾按4∶1配對時(shí)的交配次數(shù)

考慮到雌雄蛾交配時(shí)可能存在選擇性，我們設(shè)計(jì)了如下方法: 18∶00時(shí)將0日齡未交配雌雄蛾按4∶1放入350 mL交配杯中，3 d后解剖4頭雌蛾交配囊，檢查精包有無，確定雌蛾交配狀態(tài)，并計(jì)算雄蛾的交配次數(shù)。同時(shí)將雄蛾與4頭新的0日齡處女雌蛾再次配對，3 d后，解剖4頭雌蛾交配囊，檢查精包有無，確定雌蛾交配狀態(tài)。最后根據(jù)8頭配對雌蛾的交配狀況計(jì)算雄蛾的交配次數(shù)。雌雄蛾飼養(yǎng)方法同1.1節(jié)。本實(shí)驗(yàn)共重復(fù)4次，每次20組。

1.4 雌雄蛾按10∶10配對時(shí)的交配次數(shù)

18∶00時(shí)將1日齡未交配雌雄蛾按10∶10放入交配籠(30 cm×30 cm×30 cm) 中，每日19∶00時(shí)開始，利用微弱紅光，每隔20 min觀察一次雌雄蛾的交配情況。當(dāng)觀察到交配，用50 mL離心管將正在交配的成蟲移出，記錄交配時(shí)間(起始時(shí)間、結(jié)束時(shí)間)。次日18∶00時(shí)將交配過1次的存活雄蛾與1日齡處女雌蛾按照10∶10放入交配籠 (30 cm×30 cm×30 cm) 中，從19∶00時(shí)開始，按照上述方法觀察、移出交配雌雄蛾并記錄交配時(shí)間。次日18∶00時(shí)將交配過2次的存活雄蛾與1日齡處女雌蛾按照10∶10放入交配籠(30 cm×30 cm×30 cm)中，從19∶00時(shí)開始，按照上述方法觀察、移出交配雌雄蛾并記錄交配時(shí)間。次日18∶00時(shí)將交配過3次的存活雄蛾(不超過10頭)與相同數(shù)量的1日齡處女雌蛾放入交配籠(30 cm×30 cm×30 cm)中，從19∶00時(shí)開始，按照上述方法觀察、移出交配雌雄蛾并記錄交配時(shí)間。雌雄蛾飼養(yǎng)方法同1.1節(jié)。1, 2, 3和4次配對分別重復(fù)17, 9, 5和3次。

1.5 不同交配次數(shù)二化螟雄蛾精巢體積比較

中午13∶00時(shí)，解剖1.4節(jié)中得到的交配1, 2和3次的5日齡雄蛾精巢，比較不同交配次數(shù)雄蛾的精巢體積大小，具體解剖方法如下：將蛾體背面向上，從基部取下腹部，放入75%酒精中，利用鑷子從腹基部開始，小心地將腹部各節(jié)的背板和腹板去掉，完整地暴露出整個(gè)生殖系統(tǒng)，找到精巢，去掉精巢表面的脂肪體，得到完好精巢。擺好精巢姿勢，利用Motic顯微鏡SMZ-168和照相系統(tǒng)Moticam2506(麥克奧迪，廈門)在1×物鏡和20×放大倍數(shù)條件下拍照。由于二化螟精巢為近圓球體，我們利用軟件Motic Plus Images 2.0分別測量了精巢赤道半徑a,b(沿著x和y軸)和極半徑c的長度，按照橢球體積公式V=4πabc/3計(jì)算二化螟精巢體積。各日齡分別解剖雄蛾10頭。

1.6 與不同交配次數(shù)二化螟雄蛾交配雌蛾的交配囊及精包大小比較

上午9∶00時(shí)，解剖1.4節(jié)中與不同交配次數(shù)二化螟雄蛾進(jìn)行交配的雌蛾，得到交配囊，在1×物鏡和10×放大倍數(shù)條件下拍照。之后再解剖精包，同樣方法拍照。選擇形狀為近橢圓體的交配囊和精包，按照1.5節(jié)中方法計(jì)算交配囊和精包體積。比較與不同交配次數(shù)二化螟雄蛾交配雌蛾的交配囊及精包大小。與不同交配次數(shù)二化螟雄蛾交配的交配囊和精包數(shù)量分別各測量9～14個(gè)。

1.7 與不同交配次數(shù)二化螟雄蛾交配雌蛾的產(chǎn)卵量比較

將1.4節(jié)中與不同交配次數(shù)二化螟雄蛾進(jìn)行交配的雌蛾放入產(chǎn)卵杯中，每日18∶00時(shí)檢查雌蛾產(chǎn)卵情況，記錄產(chǎn)卵量，直至雌蛾死亡，計(jì)算雌蛾總產(chǎn)卵量。雌蛾飼養(yǎng)方法同1.1節(jié)。與不同交配次數(shù)二化螟雄蛾交配的雌蛾各16頭。

1.8 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)分析采用軟件SPSS 17.0。多組平均數(shù)間的方差分析采用One-way ANOVA法，顯著性分析采用LSD(least significant difference)法，兩組平均數(shù)間的顯著性分析采用Student氏t檢驗(yàn)法。利用雙變量相關(guān)性分析中的Pearson相關(guān)系數(shù)進(jìn)行相關(guān)性分析，相關(guān)性分析的顯著性用雙尾t檢驗(yàn)分析?；貧w分析采用線性回歸法。顯著性分析時(shí)P>0.05表示差異不顯著，P<0.05表示差異顯著。

2 結(jié)果

2.1 雌雄蛾按1∶1配對時(shí)的交配次數(shù)

從交配次數(shù)分布比例來看，將雌雄蛾按1∶1配對，雄蛾可以交配0～3次(圖1: A)，其中交配0-3次雄蛾的比例分別為26.0%±2.4%, 38.0%±2.0%, 20.0%±4.5%和16.0%±2.4%(圖1: A)，雄蛾的交配率為74.0%±2.4%，多次交配雄蛾(交配次數(shù)≥2)的比例為36.0%±2.2%。顯著性分析表明，交配1次的雄蛾比例顯著高于交配0, 2和3次的(P≤0.005)，交配0次的雄蛾比例顯著高于交配3次的(P=0.02)。 交配雄蛾平均交配1.7±0.1次。

從某一交配頻次雄蛾進(jìn)行下一次交配的比例統(tǒng)計(jì)來看，1∶1配對雄蛾中有74.0%±2.4%會進(jìn)行交配(圖1: B)；在交配1次的雄蛾中，有48.6%±2.7%會進(jìn)行第2次交配；在交配2次的雄蛾中，有46.7%±9.4%會進(jìn)行第3次交配。雄蛾進(jìn)行第1次交配的比例顯著高于交配第2和3次的(P≤0.041)(圖1: B)。

圖1 雌雄按1∶1配對時(shí)二化螟雄蛾的交配次數(shù)Fig. 1 Mating frequency of male moths of Chilo suppressalis when paired in the ratio of 1 female to 1 maleA: 不同交配次數(shù)雄蛾的比例Proportion of male moths with different mating frequencies; B: 某個(gè)交配次數(shù)雄蛾中進(jìn)行下一次交配的比例Proportion of male moths taking the next mating at a certain mating frequency. 柱上不同字母表示不同交配次數(shù)雄蛾的交配比例差異顯著(LSD法, P<0.05)。Different letters above bars indicate significant differences in the proportion of mating male moths among different mating frequencies by LSD method (P<0.05). 圖2和3同The same for Figs. 2 and 3.

從交配雄蛾的日齡分布來看，0-5日齡雄蛾分別交配了14, 21, 13, 8, 5和2頭，其中1日齡和2日齡交配雄蛾中分別有16和7頭雄蛾為首次交配，從3日齡雄蛾開始，新交配數(shù)量極少；有5, 4和1頭雄蛾分別在0-1日齡、1-2日齡和4-5日齡連續(xù)交配，有1頭雄蛾在0-2日齡連續(xù)交配；在進(jìn)行多次交配的18頭雄蛾中，分別有8, 8和2頭雄蛾分別在0-2日齡首次交配，表明多次交配雄蛾絕大部分來自于0-1日齡交配雄蛾(表1)。

表1 二化螟雄蛾的交配動(dòng)態(tài)Table 1 Mating dynamics of male moths of Chilo suppressalis

2.2 二化螟雌雄蛾按4∶1配對時(shí)的交配次數(shù)

從交配次數(shù)分布比例來看，雌雄蛾按4∶1配對，雄蛾可以交配0～4次(n=80)，其中交配0-4次的雄蛾比例分別為30.6%±2.6%, 19.5%±2.1%, 25.6%±2.1%, 19.4%±1.6%和4.9%±2%(圖2: A)，雄蛾的交配率為69.4%±2.6%，多次交配雄蛾的比例為51.3%±2.3%。雌雄蛾按4∶1配對時(shí)，交配雄蛾的平均交配次數(shù)為2.1±0.1次，顯著高于雌雄蛾按1∶1配對時(shí)雄蛾的平均交配次數(shù)(P=0.02)。顯著性分析表明，交配0次的雄蛾比例顯著高于交配1次和3次的(P≤0.016)，再顯著高于交配4次的(P≤0.002)(圖2: A)。

從某一交配頻次雄蛾進(jìn)行下一次交配的比例統(tǒng)計(jì)來看，雌雄蛾按4∶1配對，雄蛾中有69.4%±2.6%會進(jìn)行交配(圖2: B)；在交配1次的雄蛾中，有72.0%±2.4%會進(jìn)行第2次交配；在交配2次的雄蛾中，有48.9%±3.2%會進(jìn)行第3次交配；在交配3次的雄蛾中，有19.2%±8.2%會進(jìn)行第4次交配。雄蛾進(jìn)行第3次交配的比例顯著低于交配第1和2次的(P≤0.003)，進(jìn)行第4次交配的雄蛾比例顯著低于交配第3次的(P=0.015)(圖2: B)。在交配1次的雄蛾中，雌雄蛾按4∶1配對時(shí)，進(jìn)行第2次交配的雄蛾比例顯著高于雌雄蛾按1∶1配對時(shí)的雄蛾比例(P<0.001)。

圖2 雌雄按4∶1配對時(shí)二化螟雄蛾的交配次數(shù)Fig. 2 Mating frequency of male moths of Chilo suppressalis when paired in the ratio of 4 females to 1 maleA: 不同交配次數(shù)雄蛾的比例Proportion of male moths with different mating frequencies; B: 某個(gè)交配次數(shù)雄蛾中進(jìn)行下一次交配的比例Proportion of male moths taking the next mating at a certain mating frequency.

2.3 二化螟雌雄蛾按10∶10配對時(shí)的交配次數(shù)

從交配次數(shù)分布比例來看，雌雄蛾按照10∶10配對時(shí)，雄蛾可以交配0～4次，其中交配0-4次的雄蛾比例分別為34.5%±2.4%, 27.8%±2.7%, 20.7%±2.1%, 10.4%±1%和6.7%±1.6%(圖3: A)。交配雄蛾平均交配1.9±0.1次。顯著性分析表明，交配0次的雄蛾比例顯著高于交配2次的(P=0.001)，再顯著高于交配3和4次的(P≤0.002)(圖3: A)。

從某一交配頻次雄蛾進(jìn)行下一次交配的比例統(tǒng)計(jì)來看，雌雄蛾按10∶10配對，雄蛾中有65.5%±2.4%會進(jìn)行交配；在交配1次的雄蛾中，有57.3%±4.3%會進(jìn)行第2次交配；在交配2次的雄蛾中，有44.8%±3.3%會進(jìn)行第3次交配；在交配3次雄蛾中，有36.9%±4.2%會進(jìn)行第4次交配。雄蛾進(jìn)行第1和2次交配的比例顯著高于交配第3和4次的(P≤0.040)。多次交配雄蛾的比例為37.8%±2.5%(圖3: B)。

圖3 雌雄按10∶10配對時(shí)二化螟雄蛾的交配次數(shù)Fig. 3 Mating frequency of male moths of Chilo suppressalis when paired in the ratio of 10 females to 10 malesA: 不同交配次數(shù)雄蛾的比例Proportion of male moths with different mating frequencies; B: 某個(gè)交配次數(shù)雄蛾中進(jìn)行下一次交配的比例Proportion of male moths taking the next mating at a certain mating frequency.

2.4 不同交配次數(shù)雄蛾的交配持續(xù)時(shí)間比較

從交配持續(xù)時(shí)間來看，第1, 2和3次交配的持續(xù)時(shí)間分別為106.1±3.9, 98.8±3.6和145.4±9.3 min，其中第3次交配的持續(xù)時(shí)間顯著長于第1和2次交配(P<0.001)，第1和2次交配的持續(xù)時(shí)間無顯著差異(P=0.173)(圖4)。

圖4 不同交配次數(shù)二化螟雄蛾的交配持續(xù)時(shí)間Fig. 4 Mating duration of male moths of Chilo suppressalis with different mating frequencies 柱上不同字母表示差異顯著(LSD法, P<0.05)。Different letters above bars indicate significant differences by LSD method (P<0.05). 圖5和7同The same forFigs. 5 and 7.

2.5 不同交配次數(shù)雄蛾精巢大小比較

從雄蛾精巢大小來看，交配1, 2和3次雄蛾的精巢體積分別為0.187±0.022, 0.193±0.021和0.187±0.026 mm3(圖5)，顯著性分析表明交配1-3次雄蛾的精巢體積之間差異不顯著(P≥0.857)。

圖5 不同交配次數(shù)二化螟雄蛾的精巢體積Fig. 5 The testicular volume of male moths of Chilo suppressalis with different mating frequencies

2.6 與不同交配次數(shù)雄蛾交配雌蛾的交配囊和精包比較

從雌蛾交配囊形狀來看，新交配二化螟雌蛾的交配囊表現(xiàn)出不同形狀，包括腎形、橢圓形和倒錐形(圖6: A, B)。二化螟的交配囊為膜質(zhì)，撕開交配囊后，發(fā)現(xiàn)其內(nèi)含有的精包形狀和交配囊形狀相似(圖6: D, E)，表明交配后雌蛾交配囊的形狀主要由其內(nèi)部的精包形狀決定。從雌蛾交配囊體積來看，與第1和2次交配雄蛾進(jìn)行交配雌蛾的交配囊體積分別為16.6±1.0和20.3±2.5 mm3(圖6: C)，其內(nèi)含的精包體積分別為12.8±2.0和13.6±1.7 mm3(圖6: F)。與第1和2次交配雄蛾進(jìn)行交配雌蛾的交配囊和精包體積均差異不顯著(P≥0.198)。

圖6 剛完成交配二化螟雌蛾的交配囊(A-C)和精包(D-F)Fig. 6 The bursa copulatrix (A-C) and spermatophore (D-F) of the newly mated female moths of Chilo suppressalis A, B: 剛完成交配雌蛾中不同形狀的交配囊Bursa copulatrix of the newly mated female; C: 與不同交配次數(shù)雄蛾完成交配后雌蛾的交配囊體積Volume of bursa copulatrix of the female moths mated with male moths at different mating frequencies; D-E: 剛完成交配雌蛾交配囊中不同形狀的精包Spermatophore in the bursa copulatrix of the newly mated female; F: 與不同交配次數(shù)雄蛾完成交配后雌蛾交配囊中的精包體積Volume of spermatophore in the bursa copulatrix of the female moths mated with male moths at different mating frequencies. ns: 無顯著差異(Student氏t檢驗(yàn), P>0.05) No significant difference (Student’s t-test, P>0.05).

2.7 與不同交配次數(shù)雄蛾交配雌蛾的產(chǎn)卵量比較

從雌蛾產(chǎn)卵量來看，與第1, 2和3次交配雄蛾進(jìn)行交配的雌蛾的產(chǎn)卵量分別為77.9±16.5, 79.7±18.2和77.5±18.7枚，各產(chǎn)卵量之間幾乎無差異(P≥0.936)(圖7)。

圖7 二化螟雄蛾交配次數(shù)對雌蛾產(chǎn)卵量的影響Fig. 7 Effect of mating frequency of male moths of Chilo suppressalis on the number of eggs laid by female

3 討論

3.1 二化螟雌雄蛾交配的選擇性導(dǎo)致部分雄蛾在交配前死亡

在3種雌雄配對方式中，分別有26.0%, 30.6%和34.5%的雄蛾在交配之前即死亡。雄蛾在交配前死亡的情況在焦曉國等(2006)的研究中也有發(fā)現(xiàn)。表明并不是所有雄蛾均能夠進(jìn)行交配。事實(shí)上，二化螟雌蛾的交配率也不會達(dá)到100%。王銀淑(1989)從室內(nèi)大量二化螟交配雌蛾中隨機(jī)選擇50頭進(jìn)行解剖，連續(xù)解剖3代，發(fā)現(xiàn)交配0次的比例為36.5%。焦曉國等(2006)用25頭雌蛾進(jìn)行交配實(shí)驗(yàn)時(shí)，有2頭在交配前死亡。我們還發(fā)現(xiàn)，雌雄蛾按4∶1配對時(shí)的雄蛾交配次數(shù)顯著高于按1∶1配對時(shí)(P=0.02)，這是由于在交配1次雄蛾中，按4∶1配對時(shí)雄蛾進(jìn)行第2次交配的比例顯著高于按1∶1配對時(shí)(P<0.001)。上述結(jié)果均表明二化螟雌雄蛾在交配時(shí)會對交配對象進(jìn)行選擇。同一日齡雄蛾中，已交配雄蛾的精巢體積顯著大于未交配雄蛾(馮波等, 2019)，說明二化螟雌蛾會選擇精巢體積更大的雄蛾進(jìn)行交配，交配是雌雄雙方選擇的結(jié)果，交配選擇可能是為了使種群具有更強(qiáng)的競爭能力。但是雌雄蛾以10∶10配對時(shí)雄蛾的平均交配次數(shù)與雌雄蛾以1∶1和4∶1配對時(shí)雄蛾的平均交配次數(shù)均無顯著差異(P≥0.152)(圖1～3)。同時(shí)通過調(diào)整光周期使茭白二化螟和水稻二化螟的交配時(shí)間重疊，水稻二化螟雌(雄)蛾并不會明顯選擇水稻二化螟雄(雌)蛾進(jìn)行交配(Quanetal., 2017)。

3.2 具有多次交配能力的0-1日齡強(qiáng)壯雄蛾在首次交配前被合成性信息素誘捕

合成性信息素引誘的田間二化螟雄蛾精巢小于0-1日齡未交配雄蛾，大于2-6日齡未交配雄蛾(馮波等, 2019)，同時(shí)性誘雄蛾附腺端部內(nèi)含物等級顯著高于2-6日齡未交配雄蛾，第3和4段非角質(zhì)化區(qū)內(nèi)含物等級僅顯著低于剛羽化(0日齡)雄蛾(郭前爽等, 2019)?？紤]到性信息素引誘雄蛾的解剖時(shí)間延后了12 h，推測田間性信息素引誘雄蛾中大部分是0-1日齡。室內(nèi)試驗(yàn)還證實(shí)，被性信息素誘捕雄蛾的精巢體積顯著大于未被性信息素誘捕雄蛾(馮波等, 2019)。本研究發(fā)現(xiàn)二化螟雄蛾的首次交配主要發(fā)生在0-1日齡，從3日齡開始，雄蛾進(jìn)行首次交配的比例極低，同時(shí)能夠連續(xù)2晚進(jìn)行交配的雄蛾比例較低，0-1日齡交配雄蛾中的絕大部分為首次交配(表1)。這和雄蛾生殖系統(tǒng)的解剖結(jié)果相似，交配后24 h，已交配雄蛾生殖器內(nèi)含物等級雖然和未交配雄蛾無顯著差異，但是直到交配后36 h，二化螟雄蛾生殖器內(nèi)含物等級才恢復(fù)到未交配狀態(tài)(郭前爽等, 2019)。因此田間性誘劑引誘的絕大部分雄蛾應(yīng)該為未交配的0-1日齡蛾。本研究還發(fā)現(xiàn)，在進(jìn)行多次交配雄蛾中，0和1日齡首次交配雄蛾的比例分別為44.4%，表明被性信息素引誘的田間二化螟雄蛾中很多個(gè)體都具有多次交配能力，未被性信息素引誘雄蛾中很少個(gè)體能夠進(jìn)行多次交配。這主要是由于雄蛾精巢體積隨日齡的增加而變小，已交配雄蛾的精巢體積顯著大于未交配雄蛾，交配并不影響雄蛾精巢的發(fā)育(馮波等, 2019)，因此0和1日齡首次交配雄蛾的精巢很大，大于其余日齡首次交配雄蛾，從而保證了這些雄蛾進(jìn)行多次交配的能力。精巢體積大小和交配次數(shù)的正相關(guān)性在其他多種昆蟲中得到證實(shí)，例如精巢大的雄蝶可能具有更多的交配次數(shù)(Gage, 1994)，交配1次的四紋豆象Callosobruchusmaculatus種群比多次交配種群的精巢體積更小(Gayetal., 2009)。我們利用3種配對方式(雌雄蛾按1∶1, 4∶1和10∶10配對)對二化螟雄蛾的交配次數(shù)進(jìn)行了詳細(xì)研究，發(fā)現(xiàn)二化螟雄蛾確實(shí)可以進(jìn)行多次交配，但是能夠進(jìn)行多次交配的雄蛾比例并不太高，分別為36.0%, 51.3%和37.8%(圖1-3)。

3.3 性信息素群集誘殺防控二化螟的有效性

二化螟雄蛾先于雌蛾羽化，因?yàn)樾鄱甑陌l(fā)育歷期為38.8 d，雌蛾的發(fā)育歷期為40.6 d(肖丹鳳和胡陽, 2010)。雄蛾羽化后即可交配，羽化當(dāng)晚的交配率為27.9%±2.7%，1日齡雄蛾的交配率達(dá)66.7%±5.3%(馮波等, 2019)，可以在交配窗口期利用性誘劑將先羽化的雄蛾誘殺。性信息素能夠誘捕大量具有多次交配能力的0-1日齡強(qiáng)壯雄蛾，并且這種誘捕是在其與雌蛾進(jìn)行首次交配前完成。將這部分雄蛾誘殺后，雖然田間還有一定數(shù)量的雄蛾，但是這些剩余雄蛾中有很多不會進(jìn)行交配；即使進(jìn)行交配，它們也僅能進(jìn)行1次交配，很難進(jìn)行多次交配，因此性信息素群集誘殺能夠急劇降低田間雌蛾的交配率。雖然大部分二化螟雌蛾一生只交配1次，但是仍然有部分雌蛾可以交配2次或更多次(熊興占等, 1984; 孫麗娟等, 2002)，這也會在一定程度上降低了田間交配雌蛾的數(shù)量。由于性信息素將精巢體積更大的雄蛾誘殺，田間剩余雄蛾的精巢較小，產(chǎn)生的精子數(shù)量較少，交配成功后雌蛾產(chǎn)下的受精卵的數(shù)量也較少。因此正確使用性誘劑可以大量誘殺交配能力強(qiáng)的二化螟雄性個(gè)體，降低田間雄蛾數(shù)量，極大地降低田間雄蛾的交配能力和雌蛾的交配率和產(chǎn)卵量，有效壓低田間二化螟種群數(shù)量，取得很好的性誘防控效果。但是二化螟群集誘殺的防控效果極大地取決于性誘劑的引誘效果。如果性誘劑的引誘力不強(qiáng)，不能與田間雌蛾形成有效競爭，例如早期的橡皮頭誘芯；性誘捕器的誘殺效率不高，例如水盆誘捕器，則性誘劑誘殺的雄蛾數(shù)量少，很多可能是已經(jīng)交配過的雄蛾(Huetal., 2018)，性誘防效可能就較差甚至沒有。

3.4 二化螟雄蛾的交配次數(shù)對雌蛾產(chǎn)卵量無顯著影響

雖然雄蛾進(jìn)行第3次交配的持續(xù)時(shí)間顯著長于第1和2次交配，但是交配1-3次雄蛾的精巢體積之間差異不顯著；與第1和2交配雄蛾進(jìn)行交配后，雌蛾交配囊和內(nèi)含的精包體積均差異不顯著；和第1, 2和3次交配雄蛾進(jìn)行交配后，雌蛾的產(chǎn)卵量之間幾乎無差異(圖4～7)，這些結(jié)果表明雄蛾的交配次數(shù)對與之交配雌蛾的繁殖力沒有顯著影響。熊興占等(1984)也發(fā)現(xiàn)與第1-4次交配雄蛾交配雌蛾的產(chǎn)卵量和卵孵化率之間無明顯差異。焦曉國等(2006)認(rèn)為雄蛾不同交配史對雌蛾產(chǎn)卵期、產(chǎn)卵量、卵孵化率和壽命等生物學(xué)指標(biāo)沒有顯著不良影響。另外，焦曉國等(2006)還認(rèn)為雄蛾交配日齡對雌蛾生殖力、壽命、產(chǎn)卵量、產(chǎn)卵期等都沒有顯著影響。

本研究中未交配雄蛾的比例高于熊興占等(1984)和焦曉國等(2006)，而平均交配次數(shù)低于熊興占等(1984)和焦曉國等(2006)。造成這種差異的原因可能包含如下兩方面：一方面是本研究使用的雄蛾數(shù)量較大，約為300頭，而熊興占等(1984)和焦曉國等(2006)等使用的雄蛾數(shù)量較小，僅10～25頭；另一方面是實(shí)驗(yàn)方法存在差異。實(shí)驗(yàn)方法差異具體分為以下幾點(diǎn)：(1)本研究蟲源來自浙江金華，熊興占等(1984)的蟲源來自重慶，焦曉國等(2006)的蟲源未知。(2)熊興占等(1984)在實(shí)驗(yàn)中放入了秧苗，本研究為了便于觀察和抓捕交配中的二化螟，在實(shí)驗(yàn)過程中并未放入秧苗。有研究證實(shí)寄主植物可以促進(jìn)二化螟成蟲的交配 (Samudraetal., 2002)。(3)溫度、濕度、光周期等實(shí)驗(yàn)條件存在差異。焦曉國等(2006)的實(shí)驗(yàn)條件為溫度25℃和光周期16L∶8D，熊興占等(1984)在溫度25℃和90%相對濕度條件下實(shí)驗(yàn)，本研究則為溫度22±2℃，相對濕度70%±5%，光周期13L∶11D。研究表明溫度、濕度、光周期等均會影響二化螟的交配行為(Kanno and Sato, 1979; Kanno, 1981b, 1981c, 1984)。事實(shí)上，研究結(jié)果出現(xiàn)差異在二化螟中是一個(gè)普遍現(xiàn)象，例如Konno和Tanaka (1996)認(rèn)為水稻二化螟的交配行為發(fā)生在黑暗第2-5小時(shí)，但是Samudra 等(2002)卻認(rèn)為水稻二化螟雌蛾幾乎在整個(gè)黑暗期(黑暗第2-9小時(shí))都有求偶行為，這其中一個(gè)原因可能與季節(jié)有關(guān)。同一研究者在不同時(shí)間發(fā)表結(jié)果也差異很大，例如Konno和Tanaka (1996)認(rèn)為水稻二化螟和茭白二化螟1日齡蛾的交配率分別為56.7%和65.2%，但是Kanno (1998) 后來認(rèn)為水稻二化螟和茭白二化螟1日齡蛾的交配率分別為80%和20%。因此我們并不能將不同的研究結(jié)果進(jìn)行簡單比較。