不同建群蜂數(shù)對松褐天牛腫腿蜂繁育效果的影響*

唐艷龍 王麗娜 張彥龍 吳勝勇 王小藝 楊忠岐

(1. 遵義師范學院生物與農(nóng)業(yè)科技學院 貴州省赤水河流域動物資源保護與應用研究重點實驗室 遵義 563002； 2. 中國林業(yè)科學研究院森林生態(tài)環(huán)境與保護研究所 國家林業(yè)和草原局森林保護學重點實驗室 北京 100091)

應用天敵昆蟲花絨寄甲(Dastarcushelophoroides)、管氏腫腿蜂(Sclerodermusguani)和川硬皮腫腿蜂(S.sichuanensis)防治松褐天牛(Monochamusalternatus) 是防控松材線蟲(Bursaphelenchusxylophilus)病的有效途徑(Yangetal., 2014; 楊忠岐等, 2018)。松褐天牛腫腿蜂 (S.alternatusi)與上述2種腫腿蜂同屬膜翅目(Hymenoptera)腫腿蜂科(Bethylidae)硬皮腫腿蜂屬(Sclerodermus)，是2010年于云南發(fā)現(xiàn)的寄生松褐天牛幼蟲的寄生蜂(楊忠岐等, 2014; Jiangetal., 2015)。該蜂對松褐天牛的寄生率較高，成蟲個體較大，擴散能力、攻擊能力和搜索能力強，具有較好的應用前景。

當前，人工大量繁育腫腿蜂時的主要問題是替代寄主較難獲得，繁育成本較高。在替代寄主有限的情況下，如何提高替代寄主的利用效率尤其重要。對于腫腿蜂這類多頭雌蜂可以在同一寄主上產(chǎn)卵的寄生蜂而言，適當增加母蜂的數(shù)量，可以顯著提高繁蜂效率：一是可以顯著縮短子代發(fā)育歷期，二是可以顯著增加子代數(shù)量。楊文波等(2018)對管氏腫腿蜂的研究表明，隨母蜂數(shù)量的增加，其子代幼蟲發(fā)育歷期和蛹歷期均縮短，對其子代數(shù)量亦有顯著影響。對白蠟吉丁腫腿蜂(S.pupariae) 的研究表明，隨母蜂數(shù)量增加，其子代幼蟲歷期顯著縮短(Gaoetal.， 2016)，子代數(shù)量顯著增加(Weietal.， 2017)。不同母蜂數(shù)量對松褐天牛腫腿蜂的子代發(fā)育歷期和子代數(shù)量等有何影響未見報道。因此，本文對此開展研究，以期為松褐天牛腫腿蜂的繁育利用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料和條件

松褐天牛腫腿蜂由國家林業(yè)和草原局森林保護學重點實驗室提供。替代寄主麻天牛(Thyestillagebleri)幼蟲由花鳥市場購得。試驗用恒溫恒濕光照培養(yǎng)箱控制溫濕度(寧波賽福實驗儀器PRX-450B)，溫度為27 ℃，濕度為50%～70%，光周期為短光照，即L∶D=8∶16，光照強度為3 000 lx。

1.2 試驗方法

接蜂前，選取健康活躍的麻天牛幼蟲用作試蟲，用梅特勒電子天平稱取體質量介于0.25 g～0.30 g之間的天牛幼蟲(絕大多數(shù)麻天牛幼蟲體質量介于這個區(qū)間)，裝入玻璃指形管中(直徑10 mm×高50 mm，有底無蓋)并編號，每管1頭。

選取健康活躍大小一致且經(jīng)過交配 (觀察到管內(nèi)有雄蜂與雌蜂進行了交配)的松褐天牛腫腿蜂雌蜂接種，分別接入1～6頭雌蜂，之后用醫(yī)用脫脂棉堵口，保證松褐天牛腫腿蜂雌蜂不能鉆出。每個處理重復30次。置于上述培養(yǎng)箱中培養(yǎng)觀察。

試驗觀察記錄松褐天牛腫腿蜂雌蜂第一次攻擊寄主的時間，松褐天牛腫腿蜂麻痹寄主所需時間，松褐天牛腫腿蜂開始產(chǎn)卵為止，卵孵化的時間，老熟幼蟲開始結繭的時間，蛹開始羽化的時間(分雌雄分別記錄)，最后統(tǒng)計雌蜂產(chǎn)卵前期，子代卵歷期、幼蟲歷期、蛹歷期和世代發(fā)育歷期。待大多數(shù)雌蜂開始產(chǎn)卵時，將每個處理中未產(chǎn)卵的雌蜂用毛筆小心去除，重新統(tǒng)計每個處理的建群蜂數(shù)。判斷標準： 產(chǎn)卵中的雌蜂腹部節(jié)間膜明顯伸長(周祖基等, 1997)，且絕大多數(shù)時間待在天牛體上，未產(chǎn)卵的雌蜂節(jié)間膜無明顯變化，大多數(shù)時間待在棉球上。子代雌蜂和雄蜂均羽化后，計數(shù)子代雄蜂數(shù)量，子代有翅雌蜂數(shù)量和子代無翅雌蜂數(shù)量，計算出子代雌蜂數(shù)量、子代數(shù)量、子代雄性比和子代雌蜂有翅率。子代雄性比=100%×(子代雄蜂數(shù)量/子代數(shù)量)、子代雌蜂有翅率=100%×(子代有翅雌蜂數(shù)量/子代雌蜂數(shù)量)。

松褐天牛腫腿蜂第一次攻擊寄主的時間是指從接入雌蜂開始到雌蜂第一次刺蜇寄主為止，單位為分鐘(min), 每20 min觀察一次。松褐天牛腫腿蜂麻痹寄主所需時間是指從腫腿蜂第一次刺蟄寄主開始，到寄主完全僵直不動為止，單位為分鐘(min), 每20 min觀察一次。產(chǎn)卵前期是指從寄主完全僵直開始到腫腿蜂產(chǎn)下第一粒卵為止。卵歷期指從松褐天牛腫腿蜂雌蜂開始產(chǎn)卵到卵孵化的時間。幼蟲歷期是指從松褐天牛腫腿蜂卵開始孵化到子代幼蟲變?yōu)槔鲜煊紫x的時間。子代雄/雌蜂蛹歷期是指從松褐天牛腫腿蜂子代老熟幼蟲開始結繭到蛹羽化的時間，分雌雄進行觀察。子代發(fā)育歷期是指松褐天牛腫腿蜂雌蜂產(chǎn)下第一粒卵的時間到子代蛹羽化的時間。產(chǎn)卵前期、卵歷期、幼蟲歷期和蛹歷期單位為天，每天觀察2次，分別為早上8點與晚上8點。

1.3 數(shù)據(jù)的統(tǒng)計及處理分析

采用Excel 2010、SPSS進行數(shù)據(jù)處理和單因素方差分析，利用LSD法多重比較各處理間的差異水平。

2 結果與分析

2.1 不同建群蜂數(shù)對松褐天牛腫腿蜂母蜂寄生行為的影響

松褐天牛腫腿蜂第一次攻擊寄主的時間隨建群蜂數(shù)的增加而減少，6個處理之間差異顯著(F=7.801； df=5,142；P=0.000 1)(圖1A)。當建群蜂數(shù)為1頭時，松褐天牛腫腿蜂第一次攻擊寄主的時間最長，平均為253.9 min。建群蜂數(shù)為6頭時，其第一次攻擊寄主的時間最短，平均只有87.5 min。

松褐天牛腫腿蜂完全麻痹寄主所需時間隨建群蜂數(shù)的增加略有增加，但6個處理間無顯著差異(F=1.197； df=5,97；P=0.316 8)(圖1B)。在通常情況下，寄主被蟄后，最快只需要20 min即被麻痹，多數(shù)在2 h左右，最長的需要24 h左右。

建群蜂數(shù)對松褐天牛腫腿蜂的產(chǎn)卵前期有影響，6個處理之間差異顯著(F=5.731； df=5, 147；P=0.000 1)(圖1C)。建群蜂數(shù)為1頭時，松褐天牛腫腿蜂產(chǎn)卵前期最長，平均為8.4天，當建群蜂數(shù)為2～6頭時，其產(chǎn)卵前期顯著變短，均在7.5天左右，5個處理之間差異不顯著。

圖1 不同建群蜂數(shù)下松褐天牛腫腿蜂母蜂第一次攻擊寄主的時間(A)、麻痹寄主的時間(B)和產(chǎn)卵前期(C)Fig.1 Time to first attack(A), host paralysis time(B) and pre-oviposition period(C) of S. alternatusi female with different parasitoid colonies表中數(shù)據(jù)為平均值±標準誤，不同小寫字母表示在5%水平差異顯著，下同。Data are mean ± SE, different lowercase letters indicate significant difference (P<0.05), the same below.

2.2 不同建群蜂數(shù)下松褐天牛腫腿蜂子代發(fā)育歷期

不同建群蜂數(shù)下松褐天牛腫腿蜂子代卵歷期無明顯差異，平均為4.5～4.8天 (F=1.460; df=5,154;P=0.206 3)(表1)。幼蟲歷期與建群蜂數(shù)顯著負相關 (F=17.007； df=5,154；P=0.000 1)，即建群蜂數(shù)越少，幼蟲歷期越長，當建群蜂數(shù)為1頭時，其幼蟲歷期最長，平均為9.6天，6頭時，其幼蟲歷期最短，平均為8.5天，相差約1天。

建群蜂數(shù)對松褐天牛腫腿蜂雄蜂蛹歷期、雌蜂蛹歷期、雄蜂發(fā)育歷期和雌蜂發(fā)育歷期的影響類似，4個指標均隨建群蜂數(shù)的增加呈下降趨勢。雄蜂蛹歷期介于18.7～19.7天之間，6個處理間差異顯著(F=5.688； df=5,154；P=0.000 1)(表1)。雌蜂蛹歷期比雄蜂蛹歷期長1～2天，平均為20.0 ～21.5天之間，6個處理間差異顯著(F=6.895； df=5,154；P=0.000 1)。雄蜂平均發(fā)育歷期最長為34.2 天(建群蜂數(shù)為1頭)，最短為31.8天 (建群蜂數(shù)為5頭)，6個處理間差異亦顯著(F=12.930； df=5,154；P=0.000 1)。雌蜂平均發(fā)育歷期比雄蜂長1～2天，最長為35.8天(建群蜂數(shù)為1頭)，最短為32.9天(建群蜂數(shù)為5頭)，6個處理間差異亦顯著(F=12.930； df=5,154；P=0.000 1)。

表1 不同建群蜂數(shù)下松褐天牛腫腿蜂子代發(fā)育歷期①Tab.1 Developmental stage of S. alternatusi progenies with different parasitoid colonies d

2.3 不同建群蜂數(shù)下松褐天牛腫腿蜂的子代數(shù)量

不同建群蜂數(shù)對松褐天牛子代數(shù)量影響明顯(表2)。隨建群蜂數(shù)的增加，其子代雄蜂數(shù)(F=3.288; df=5,154;P=0.000 1)、子代無翅雌蜂數(shù)(F=5.020; df=5,154;P=0.000 4)、子代總雌蜂數(shù)(F=3.757; df=5,154;P=0.003 8)和子代總數(shù)(F=4.261; df=5,154;P=0.001 5)均顯著增加。當建群蜂數(shù)為1頭時，其子代雄蜂數(shù)、子代無翅雌蜂數(shù)、子代總雌蜂數(shù)和子代總數(shù)均最少，分別為3.6、46.0、51.1和54.6頭。當建群蜂數(shù)為2頭時,4個指標即顯著增加到5.9、58.7、71.3和77.2頭，之后隨建群蜂數(shù)增加，4個指標均逐漸增加，至4頭時，即增加到6.6、78.2、83.9和90.4頭。5頭時，4個指標小幅減少，至6頭時，又略有增加。

松褐天牛腫腿蜂子代有翅雌蜂數(shù)和雌蜂有翅率變化不規(guī)律，總體是有翅雌蜂明顯少于無翅雌蜂，其中部分處理全是無翅雌蜂。6個處理，子代雌蜂有翅率分別為10.6%、15.6%、7.2%、6.6%、5.2%和6.6%，均低于20%。

表2 不同建群蜂數(shù)下松褐天牛腫腿蜂子代數(shù)量Tab.2 Progenies number of S. alternatusi with different parasitoid colonies

2.4 不同建群蜂數(shù)下松褐天牛腫腿蜂的子代雄性比

松褐天牛腫腿蜂子代雄性比隨建群蜂數(shù)的增加呈增加趨勢(圖2)，但不同處理間差異不顯著(F=0.920； df=5,154；P=0.4714)，當建群蜂數(shù)為1頭時，其子代雄性比最小，平均為6.3%，2～5頭時，相差不大，平均介于7.9%～8.4%之間，6頭時，增加到10.0%。

圖2 不同建群蜂數(shù)下松褐天牛腫腿蜂子代雄性比Fig.2 Male ratio of S. alternatusi progenies with different parasitoid colonies

3 討論

以往利用替代寄主繁育腫腿蜂探討最佳接蜂數(shù)量的試驗，都用接蜂數(shù)量直接替代了建群蜂數(shù)(周娜等, 2006; 楊希等, 2007; 姚萬軍等, 2008; 楊文波等, 2018)，實際上，在1頭替代寄主上接入多頭腫腿蜂的時候，往往有一些雌蜂并不會去寄生替代寄主，而這些腫腿蜂雌蜂對子代數(shù)量的貢獻為零，因此不能用接蜂數(shù)量直接代替建群蜂數(shù)。目前已經(jīng)報道的硬皮腫腿蜂屬寄生蜂都需要吸食寄主體液補充營養(yǎng)后才能完成產(chǎn)卵(魏可等, 2016; 田春景等, 2019)，腫腿蜂在補充營養(yǎng)的過程中，其外部特征變化最明顯的是腹部。周祖基等(1997)報道川硬皮腫腿蜂完成補充營養(yǎng)后，其腹部節(jié)間膜明顯可見，體長可增長50%。本試驗中，松褐天牛腫腿蜂補充營養(yǎng)后雌蜂有類似的外部特征變化。因此，試驗中根據(jù)雌蜂腹部特征的變化來判斷母蜂是否會產(chǎn)卵來確定建群蜂數(shù)量是可靠的。

腫腿蜂補充營養(yǎng)的時長因溫度、產(chǎn)卵蜂數(shù)和替代寄主不同而不同，蔣學建等(2007)報道川硬皮腫腿蜂需取食5天才會產(chǎn)卵[替代寄主為黃粉甲(Tenebriomolitor)，未報道溫度]，Gao等(2016)報道白蠟吉丁腫腿蜂的產(chǎn)卵前期為4～6天[25 ℃，替代寄主為麻天牛]，管氏腫腿蜂產(chǎn)卵前期5～8天不等(26 ℃，替代寄主為黃粉甲) (楊文波等, 2018)。本文中松褐天牛腫腿蜂的產(chǎn)卵前期為7～8天(27 ℃，替代寄主為麻天牛)，且隨建群蜂數(shù)的增加，其產(chǎn)卵前期縮短，這與Gao等(2016)的結論一致。雖然不同試驗中腫腿蜂的產(chǎn)卵前期長短不具有可比性，但說明硬皮腫腿蜂屬寄生蜂都需要持續(xù)吸取寄主體液補充營養(yǎng)多天才能產(chǎn)卵。在這一過程中，個體較小的寄主有可能會被取食致死。張彥龍等(2012)報道1頭松褐天牛腫腿蜂雌蜂在補充營養(yǎng)過程中平均可致死3.75頭3齡松褐天牛幼蟲，王小藝等(2010)報道白蠟吉丁腫腿蜂在寄生栗山天牛(Massicusraddei)的過程中亦會致死較多幼蟲。這表明在檢查腫腿蜂的防治效果時，應將腫腿蜂致死的害蟲數(shù)量計算在內(nèi)，單純地用寄生率來評價腫腿蜂的防治效果是不全面的。當然，被致死的害蟲往往無跡可尋不便統(tǒng)計，大多只能通過設置對照間接評價(唐艷龍等, 2014)或者不評價，在實際應用中，有時候寄生率不高，就直接認定其防治效果不好是不科學的。

本研究表明，松褐天牛腫腿蜂建群蜂數(shù)對其子代幼蟲歷期有顯著影響，表現(xiàn)為隨建群蜂數(shù)增加，其子代幼蟲歷期變短。這與Gao等(2016)對白蠟吉丁腫腿蜂的研究和楊文波等(2018)對管氏腫腿蜂的研究結論類似。隨著建群蜂數(shù)的增加，其子代幼蟲數(shù)量增加，在有限的資源下，單個幼蟲獲得的資源變少，其幼蟲歷期變短。試驗結束觀察寄主殘體時發(fā)現(xiàn)，當建群蜂數(shù)為1頭時，其殘體較為明顯，而多頭建群蜂數(shù)時，其殘體幾乎只剩頭殼。這說明在一定的資源下，適當增加建群蜂數(shù)，可以提高資源的利用效率(陳然等, 2019)。

建群蜂數(shù)對腫腿蜂子代蛹歷期的影響值得關注，楊文波等(2018)報道不同蜂蟲比會影響管氏腫腿蜂的蛹期(寄主為黃粉甲)，而Gao等(2016)報道不同蜂蟲比對白蠟吉丁腫腿蜂的蛹期沒有影響(寄主為麻天牛)，林芳芳等(2015)報道母蜂數(shù)量對管氏腫腿蜂的蛹期也沒有影響(寄主為松褐天牛)。本試驗的研究結果與楊文波等(2018)類似。建群蜂數(shù)對子代蛹歷期究竟有無影響及其影響機制尚待探索。不過試驗發(fā)現(xiàn)，松褐天牛腫腿蜂的雄蜂蛹歷期比雌蜂蛹歷期短1～2天，這與Gao等(2016)對白蠟吉丁腫腿蜂的研究類似，白蠟吉丁腫腿蜂雄蜂蛹期比雌蜂蛹期短1 天左右。因此，試驗中發(fā)現(xiàn)雄蜂一般比雌蜂早1～2天羽化，羽化后的雄蜂會協(xié)助咬破雌蜂繭殼，鉆入繭殼與雌蜂交配，因此，在空間受限的環(huán)境中，松褐天牛腫腿蜂屬完全近交的寄生蜂，這與Tang等(2014)對管氏腫腿蜂的研究一致。

研究表明，松褐天牛腫腿蜂子代數(shù)量隨建群蜂數(shù)的增加而增加。這與Wei等 (2017) 對白蠟吉丁腫腿蜂(寄主為麻天牛)和楊文波等(2018)對管氏腫腿蜂(寄主為黃粉甲)的研究結果類似。在實際應用中，并不是母蜂數(shù)量越多越好，Wei等 (2017)表明白蠟吉丁腫腿蜂蜂蟲比在4∶1時，既能獲得較多的子代數(shù)量，又能保證子代的質量。而楊文波等(2018)認為用黃粉甲繁育管氏腫腿蜂的最佳蜂蟲比是8∶4。此外，周娜等(2006)報道青楊天牛繁育管氏腫腿蜂的最佳蜂蟲比為1∶1，楊希等(2007)報道利用松褐天牛繁育管氏腫腿蜂最佳蜂蟲比為3∶1，姚萬軍等(2008)報道意大利蜜蜂(Apismelliferaligustica)蛹繁育管氏腫腿蜂最佳蜂蟲比為2∶1?？梢?，繁育寄主不同，最佳蜂蟲比也完全不同。本試驗中，利用麻天牛幼蟲繁育松褐天牛腫腿蜂，當建群蜂數(shù)為4頭時，即能獲得較大的子代數(shù)量，之后，隨建群蜂數(shù)的增加，其子代數(shù)量沒有明顯增加。

已有的研究表明，硬皮腫腿蜂屬寄生蜂的確會產(chǎn)出大量的雌蜂，而雄蜂數(shù)量往往只有幾頭甚至1頭；本試驗中發(fā)現(xiàn)松褐天牛腫腿蜂亦是如此，松褐天牛腫腿蜂子代雄蜂數(shù)量普遍少于10頭，大多數(shù)處理子代雄性比不到10%。對于具有近交特點的寄生蜂而言，少量的雄蜂即可滿足交配，因此，母蜂會傾向于產(chǎn)生更多的雌蜂，但為了確保其后代種群中有雄蜂出現(xiàn)，雄蜂先產(chǎn)顯然是最有利的進化穩(wěn)定性策略。Kinoshita等 (1998)、 Moore等 (2005)、Raja等 (2008)對榕小蜂(Liporrhopalumtentacularis)的性別分配研究證實了寄生蜂存在雄性先產(chǎn)的策略。腫腿蜂母蜂是否會通過先產(chǎn)雄蜂來控制子代性別，松褐天牛腫腿蜂雄蜂先于雌蜂羽化是由其生物學特點決定的還是因為母蜂先產(chǎn)了雄蜂，這些問題還需要更多的試驗進行研究。

4 結論

不同建群蜂數(shù)對產(chǎn)卵母蜂的寄生行為有影響，表現(xiàn)為隨建群蜂數(shù)的增加，松褐天牛腫腿蜂母蜂第一次攻擊寄主的時間和母蜂的產(chǎn)卵前期均縮短。

不同建群蜂數(shù)對松褐天牛腫腿蜂子代發(fā)育歷期有顯著影響，隨建群蜂數(shù)增加，其子代幼蟲歷期和蛹期均顯著縮短，但卵歷期無差異。

隨建群蜂數(shù)的增加，松褐天牛腫腿蜂子代數(shù)量顯著增加，建群蜂數(shù)為4頭時，其子代數(shù)量接近最大，因此，利用麻天牛作為繁育寄主生產(chǎn)松褐天牛腫腿蜂時，最佳接蜂數(shù)量為4頭。松褐天牛腫腿蜂子代性別總體高度偏雌，大多數(shù)處理子代雄性比低于10.0%，隨建群蜂數(shù)的增加，其子代雄性比呈小幅增加趨勢。