利用麻豎毛天牛繁育花絨寄甲的可行性1)

龔馨玥 李壽銀 文全民 周楊 盧旭 談家金 郝德君

(南京林業(yè)大學(xué)，南京，210037)

花絨寄甲(Dastarcushelophoroides)屬鞘翅目(Coleoptera)穴甲科(Bothrideridae)，是天牛類蛀干害蟲的寄生性天敵[1-3]，在生產(chǎn)中已廣泛應(yīng)用于松墨天牛(Monochamusalternatus)、栗山天牛(Massicusraddei)、云斑白條天牛(Botocerahorsfieldi)、星天牛(Anoplophorachinensis)、光肩星天牛(A.glabripennis)、桃紅頸天牛(Aromiabungii)、銹色粒肩天牛(Aprionaswainsoni)等蛀干害蟲的生物防治[4-8]?；ńq寄甲的幼蟲期10 d左右，蛹期為20～30 d。成蟲壽命可達(dá)數(shù)年[9]，是自然界中存在的主要蟲態(tài)[10]。但在自然生態(tài)系統(tǒng)中，種群數(shù)量較少，難以對暴發(fā)的害蟲發(fā)揮有效的控制作用[11]，因此，通常通過室內(nèi)人工大量繁殖花絨寄甲成蟲或卵，在合適的時(shí)期釋放至林間，使其尋找并寄生天牛類害蟲，發(fā)揮生物防治的作用。然而，如何高效地人工繁育花絨寄甲，為生產(chǎn)中的害蟲生物防治提供天敵昆蟲資源，一直是其應(yīng)用研究中的熱點(diǎn)問題。已有研究表明，花絨寄甲成蟲人工飼料與幼蟲人工飼料相比更容易獲得，研制了較為成熟的配方[12-13]。幼蟲人工飼料雖已研制出相對穩(wěn)定的配方，但仍然存在結(jié)繭率、羽化率低等問題[14-16]。利用替代寄主繁育花絨寄甲則具有寄主飼養(yǎng)容易、成本低、繁殖過程簡潔、可規(guī)模化擴(kuò)繁等優(yōu)點(diǎn)，在短時(shí)間內(nèi)即可獲得大量天敵昆蟲并應(yīng)用于害蟲防治[17]。目前廣泛使用的替代寄主主要是黃粉蟲(Tenebriomolitor)、大麥蟲(Zophobasmorio)等擬步甲科昆蟲，為花絨寄甲在害蟲生物防治應(yīng)用中發(fā)揮了積極作用。由于這些寄主與花絨寄甲林間的原始寄主—天?？评ハx在分類地位、形態(tài)等方面存在差異，繁殖效率受到一定影響。此外，這2種替代寄主均無法利用其幼蟲直接接種花絨寄甲，需將其飼養(yǎng)至化蛹后方可使用，操作工藝較為繁瑣。因此，本研究擬選擇與花絨寄甲原始寄主同為溝脛天牛亞科的麻豎毛天牛(Thyestillagebleri)幼蟲作為替代寄主，探尋其作為替代寄主的最適接種比例，以期為花絨寄甲的人工規(guī)模化繁育提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試?yán)ハx

花絨寄甲成蟲由江蘇省林業(yè)科學(xué)研究院天敵繁育場提供，在南京林業(yè)大學(xué)昆蟲生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)于黃粉蟲上進(jìn)行繼代飼養(yǎng)。具體方法：將花絨寄甲成蟲置于有硬卡紙的飼養(yǎng)盒內(nèi)，使其產(chǎn)卵于硬卡紙上，再將卵卡剪下放入干凈的玻璃培養(yǎng)皿中，每皿放卵200～300粒，冰箱內(nèi)4 ℃暫貯，待用。麻豎毛天牛老熟幼蟲購自天津；松墨天牛幼蟲采自江西南昌的馬尾松(Pinusmassoniana)林木內(nèi)；黃粉蟲及大麥蟲幼蟲均購自南京市七橋甕花鳥魚市場，帶回實(shí)驗(yàn)室后用麥麩飼養(yǎng)至化蛹后，收集初蛹。4種供試?yán)ハx均用體積分?jǐn)?shù)75%的酒精進(jìn)行體表消毒后，單頭置于2 mL的指形管中，冰箱內(nèi)4 ℃暫貯，待用。

1.2 花絨寄甲幼蟲的準(zhǔn)備

將利用黃粉蟲蛹為寄主在室內(nèi)續(xù)代飼養(yǎng)3代的花絨寄甲卵卡放入10 cm培養(yǎng)皿中，置于溫度26 ℃，光周期12L∶12D，相對濕度(70±5)%的人工氣候箱內(nèi)，每日固定時(shí)間觀察1次，待幼蟲孵化后，選擇1日齡的健康初孵幼蟲接種到麻豎毛天牛老熟幼蟲。

1.3 麻豎毛天牛上花絨寄甲幼蟲的最適接種比例篩選

挑選體型大小基本一致的麻豎毛天牛老熟幼蟲，分別按1∶1、2∶1、3∶1、4∶1、5∶1、6∶1的比例接種花絨寄甲1日齡幼蟲，單頭放入5 mL的指形管中，以棉花封住管口，然后置于溫度26 ℃，光周期12L∶12D，相對濕度(70±5)%的人工氣候箱內(nèi)，每天固定時(shí)間觀察，記錄幼蟲寄生及生長發(fā)育情況，直至成蟲羽化，計(jì)算各蟲態(tài)發(fā)育歷期、寄生率、結(jié)繭率、羽化率和初羽化成蟲體質(zhì)量。其中，寄生率=(寄生數(shù)/接種數(shù))×100%，結(jié)繭率=(結(jié)繭數(shù)/接種數(shù))×100%，羽化率=(羽化數(shù)/接種數(shù))×100%，每20頭寄主為一組處理，每種接種比例至少重復(fù)3組。此外，統(tǒng)計(jì)不同接種比例下單頭寄主上花絨寄甲成蟲的羽化數(shù)量，并計(jì)算各蟲態(tài)發(fā)育歷期。由于花絨寄甲老熟幼蟲先結(jié)繭，后在繭內(nèi)化蛹，因此參考王志華等[18]將其發(fā)育歷期分為幼蟲期和繭蛹期。待花絨寄甲成蟲羽化后，稱量初羽化成蟲的體質(zhì)量。

1.4 花絨寄甲初孵幼蟲對不同寄主的適應(yīng)性測定

根據(jù)麻豎毛天牛上花絨寄甲幼蟲最適接種比例的研究結(jié)果得出最適接種比例后，記錄花絨寄甲幼蟲寄生、發(fā)育情況及成蟲羽化情況。另取3種寄主飼養(yǎng)花絨寄甲初孵幼蟲，置于溫度26 ℃，光周期12L∶12D，相對濕度(70±5)%的人工氣候箱內(nèi)，每天固定時(shí)間觀察并記錄花絨寄甲幼蟲寄生、發(fā)育情況及成蟲羽化情況。

因不同種類寄主體型相差較大，為保證接蟲數(shù)量與寄主體質(zhì)量比值基本一致，根據(jù)麻豎毛天牛上花絨寄甲的最適接種比例，計(jì)算出其余3種寄主上的花絨寄甲幼蟲接種比例，結(jié)果如表1所示。每20頭寄主為一組處理，每個(gè)處理至少重復(fù)3次。

表1 不同寄主上花絨寄甲接種比例

1.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

采用SPSS 20.0的單因素方差分析(ANVOA)檢驗(yàn)不同處理間的差異顯著性(P<0.05)。各處理幼蟲的寄生率、結(jié)繭率及羽化率的原始數(shù)據(jù)反正弦平方根轉(zhuǎn)換后進(jìn)行分析，其他數(shù)據(jù)直接進(jìn)行分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 接種比例對花絨寄甲幼蟲寄生及發(fā)育情況的影響

不同接種比例下的花絨寄甲幼蟲寄生率、結(jié)繭率及羽化率見表2。其中接種比例2∶1的寄生率最高，為84.38%，其次為1∶1、3∶1、4∶1、5∶1和6∶1，但是處理間無顯著差異(F=1.188；自由度為5，18；P=0.354)。結(jié)繭率的變化趨勢與寄生率一致，接種比例2∶1情況下的結(jié)繭率大于其余處理，但6組處理間無顯著差異(F=2.055；自由度為5、18；P=0.119)。而接種比例4∶1與2∶1的情況下，花絨寄甲的羽化率相近，之后由高到低依次為5∶1、6∶1、3∶1、1∶1，處理間亦無顯著差異(F=1.656；自由度為5、18；P=0.196)。

2.2 接種比例對花絨寄甲幼蟲及蛹發(fā)育歷期的影響

由表2可知，花絨寄甲幼蟲的發(fā)育歷期隨接種比例的增加而縮短，當(dāng)接種比例為1∶1時(shí)，發(fā)育歷期最長，為42.46 d，之后逐漸減短，接種比例為5∶1和6∶1時(shí)，發(fā)育歷期較短，分別為35.02、35.05 d，且兩者之間無顯著差異(P>0.05)。其中，無論何種接種比例，花絨寄甲的幼蟲發(fā)育歷期在處理間均無顯著差異(F=1.015；自由度為5、910；P=0.408)，僅繭蛹期長短差異顯著(F=97.212；自由度為5、910；P<0.001)。這可能是由于在不同接種比例下，雖然花絨寄甲幼蟲取食寄主的時(shí)間一致，但是每只幼蟲所攝取到的營養(yǎng)物質(zhì)的量存在差異，當(dāng)接種數(shù)量較少時(shí)，每只幼蟲所獲得的營養(yǎng)物質(zhì)相對較多，使其繭蛹期延長，從而導(dǎo)致其發(fā)育歷期延長。

2.3 接種比例對單頭寄主繁育數(shù)量及花絨寄甲初羽化成蟲體質(zhì)量的影響

由表3可見，隨著接種比例的增加，單頭寄主上的羽化數(shù)呈上升趨勢。不同接種比例的羽化數(shù)由高到低依次為6∶1、5∶1、4∶1、3∶1、2∶1、1∶1。其中，接種比例2∶1(1.26頭)及3∶1(1.54頭)2個(gè)處理間的羽化數(shù)無顯著差異。接種比例為5∶1(2.95頭)時(shí)的寄生數(shù)、結(jié)繭數(shù)及羽化數(shù)與4∶1(2.54頭)及6∶1(3.43頭)時(shí)的均無顯著差異，但后兩者之間差異顯著(P<0.05)。而其余接種比例的花絨寄甲的寄生數(shù)、結(jié)繭數(shù)及羽化數(shù)均顯著增加，且無論接種比例如何，單頭寄主上的花絨寄甲寄生數(shù)始終大于結(jié)繭數(shù)和羽化數(shù)。

表2 不同接種比例下花絨寄甲的寄生率、結(jié)繭率、羽化率及發(fā)育歷期

花絨寄甲初羽化成蟲的體質(zhì)量則隨接種比例的增加而顯著降低(F=68.889；自由度為5、549；P<0.001)。其中，接種比例為1∶1時(shí)最重，為39.14 mg；其次為接種比例2∶1和3∶1，分別為23.83、25.82 mg，兩者之間無顯著差異；接種比例為4∶1、5∶1及6∶1時(shí)較輕，分別為15.77、15.85、13.32 mg，三者之間亦無顯著差異(P>0.05)。由此可知，利用麻豎毛天牛繁育花絨寄甲時(shí)，在寄生率、結(jié)繭率及羽化率均未顯著差異的情況下，當(dāng)接種比例為2∶1及3∶1時(shí)，可以獲得數(shù)量較多且體型較大的花絨寄甲成蟲，而且繁育所需時(shí)間較短。接種比例為3∶1時(shí)，單頭寄主繁育數(shù)略大于2∶1時(shí)，花絨寄甲幼蟲發(fā)育歷期略短于2∶1時(shí)，因此，可以確定麻豎毛天牛與花絨寄甲幼蟲的最佳接種比例為3∶1。

表3 不同接種比例下花絨寄甲的單頭寄主繁育數(shù)及初羽化成蟲體質(zhì)量

2.4 不同寄主種類對花絨寄甲幼蟲寄生及發(fā)育情況的影響

不同寄主上花絨寄甲的寄生率、結(jié)繭率、羽化率及發(fā)育歷期見表4。由表4可知，花絨寄甲幼蟲在其余3種寄主上均可完成發(fā)育。其中，除了大麥蟲蛹上的花絨寄甲幼蟲的寄生率顯著低于松墨天牛幼蟲，黃粉蟲蛹上的花絨寄甲幼蟲的羽化率顯著低于松墨天牛幼蟲外，不同寄主上的花絨寄甲的寄生率、結(jié)繭率及羽化率均無顯著差異。而麻豎毛天牛幼蟲上花絨寄甲的寄生率(F=30.766；自由度為3、10；P<0.001)、結(jié)繭率(F=14.507；自由度為3、10；P=0.001)及羽化率(F=21.205；自由度為3、10；P<0.001)均顯著高于其他3種寄主。

此外，除麻豎毛天牛外的3種寄主之間的花絨寄甲平均幼蟲期無顯著差異，麻豎毛天牛上的則顯著短于其余3種寄主(F=10.546；自由度為3、342；P<0.001)。而大麥蟲蛹和黃粉蟲蛹上的花絨寄甲幼蟲平均繭蛹期無顯著差異，松墨天牛幼蟲上的平均繭蛹期則顯著短于大麥蟲蛹和黃粉蟲蛹上的花絨寄甲幼蟲，并顯著長于麻豎毛天牛上的花絨寄甲幼蟲(F=26.535；自由度為3、342；P<0.001)。平均發(fā)育歷期全時(shí)長的變化規(guī)律與平均繭蛹期一致(F=27.004；自由度為3、342；P<0.001)。

表4 不同寄主上花絨寄甲的寄生率、結(jié)繭率、羽化率及發(fā)育歷期

3 結(jié)論與討論

花絨寄甲是多種蛀干害蟲的重要寄生天敵，由于其林間種群數(shù)量相對較少，故需要大量人工繁育和釋放以增加天敵數(shù)量。目前人工繁育所用的替代寄主均為黃粉蟲及大麥蟲[18-20]。本研究首次報(bào)道了花絨寄甲以麻豎毛天牛為寄主的適生性，該寄主相較黃粉蟲和大麥蟲，更接近花絨寄甲的原始寄主，可能更適于花絨寄甲的繁殖。本研究結(jié)果表明，花絨寄甲幼蟲可以在麻豎毛天牛幼蟲體上完成發(fā)育，并繁育出健康的花絨寄甲成蟲。當(dāng)接種比例為1∶1至6∶1時(shí)，花絨寄甲的寄生率、結(jié)繭率及羽化率均無顯著差異。而隨著花絨寄甲幼蟲接種數(shù)量的增加，其發(fā)育歷期逐漸縮短，初羽化成蟲體質(zhì)量逐漸減輕；至接種比例為3∶1時(shí)，初羽化成蟲平均體質(zhì)量為25.82 mg，平均每只寄主上的花絨寄甲成蟲的羽化數(shù)為1.54頭，可獲得相對較多的花絨寄甲成蟲數(shù)量和體型相對較大的成蟲，且繁育所需時(shí)間相對較短。當(dāng)花絨寄甲投入實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中時(shí)，既要保證其繁育數(shù)量，又要保證其寄生效果，因此，麻豎毛天牛繁育花絨寄甲的最佳接種比例應(yīng)為3∶1。

由于利用松墨天牛幼蟲繁育花絨寄甲存在蟲源難以獲得、人工飼養(yǎng)天牛成本高等問題，因而應(yīng)用于花絨寄甲的規(guī)模化繁育中存在局限性。黃粉蟲和大麥蟲雖然是目前常用的替代寄主，但是2種寄主昆蟲均需飼養(yǎng)至化蛹后花絨寄甲幼蟲方可成功寄生。大麥蟲因其自相殘殺的習(xí)性，集體飼養(yǎng)時(shí)幼蟲極易受傷死亡且無法完全化蛹；若幼蟲死亡后未能及時(shí)挑出，尸體容易發(fā)臭腐壞，其余幼蟲也會取食其尸體，極易傳播疾病，進(jìn)一步導(dǎo)致更多幼蟲的死亡，因此，必須單頭幼蟲飼養(yǎng)后才可使其化蛹，工藝較為繁瑣。黃粉蟲雖在集體飼養(yǎng)時(shí)可以化蛹，但同樣存在自相殘殺習(xí)性，化蛹后若未能及時(shí)挑出，便會被其余幼蟲撕咬啃食，所以化蛹后需立刻挑出。此外，雖然可以直接購買大麥蟲蛹或黃粉蟲蛹，但蛹期均較短，且僅初蛹較為適合花絨寄甲幼蟲的寄生，若直接采購蟲蛹則無法獲得初蛹，嚴(yán)重影響幼蟲寄生效果。相比之下，麻豎毛天牛幼蟲同樣是一種可直接于市場上購買的寄主，成本較低，無需飼養(yǎng)至化蛹，花絨寄甲幼蟲即可寄生其幼蟲，工藝相對簡便，且低溫中可保存的時(shí)間遠(yuǎn)長于大麥蟲蛹和黃粉蟲蛹。本研究通過比較麻豎毛天牛與黃粉蟲、大麥蟲和松墨天牛的寄生率、結(jié)繭率、羽化率及發(fā)育歷期發(fā)現(xiàn)，利用麻豎毛天牛幼蟲作為寄主，具有相對較高的繁育成功率，可達(dá)50%以上，而其余3種寄主的繁育成功率均低于35%，最低的黃粉蟲蛹的繁育成功率僅為26.25%。此外，利用麻豎毛天牛幼蟲繁育出一代花絨寄甲成蟲所需時(shí)間更短。因此，麻豎毛天牛是一種適合于花絨寄甲規(guī)模化繁育的替代寄主。

本研究所選取的麻豎毛天牛幼蟲，均是體型大小基本一致的老熟幼蟲。目前，關(guān)于寄主體型大小對于花絨寄甲幼蟲寄生及發(fā)育情況是否存在影響的研究仍相對較少。陳然等[21]的研究顯示，以麻豎毛天牛為替代寄主繁育同屬外寄生天敵的松墨天牛腫腿蜂(Sclerodermusalternatusi)時(shí)，寄主大小雖對松墨天牛腫腿蜂的寄生率影響不明顯，但可顯著影響子代適合度。此外，還有研究顯示，寄主天牛體型大小會對一種歐洲本土腫腿蜂(S.brevicornis)的繁育情況造成顯著影響[22]。本研究發(fā)現(xiàn)寄主體型一致而接種比例不同時(shí)，花絨寄甲的初羽化成蟲體質(zhì)量出現(xiàn)顯著減少。在實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用中，要保證所有寄主體型一致較為困難，而是否可以通過改變不同體型寄主上所接種幼蟲的數(shù)量，以減少繁育出的成蟲體型差距，仍有待進(jìn)一步研究。

目前，花絨寄甲成蟲飼養(yǎng)時(shí)的人工飼料配方已較為成熟，飼料配方中常使用花絨寄甲的原始寄主(松墨天牛幼蟲)或替代寄主(大麥蟲蛹及黃粉蟲蛹)的烘干粉為成蟲提供營養(yǎng)，使得成蟲擁有相對穩(wěn)定的產(chǎn)卵量及較長的壽命[23-25]。本研究中所使用的替代寄主麻豎毛天牛的烘干粉可能也同樣可以用于花絨寄甲成蟲人工飼料的配制。但有學(xué)者認(rèn)為，利用替代寄主繁育花絨寄甲，且成蟲不飼喂以花絨寄甲原始寄主時(shí)，會對花絨寄甲成蟲搜尋寄主的能力造成影響，從而降低其防治效果。而關(guān)于花絨寄甲的尋找寄主效率的研究，發(fā)現(xiàn)不同寄主繁育出的花絨寄甲種群的成蟲對桃紅頸天牛幼蟲蟲糞表現(xiàn)出不同的行為趨性，且在模擬自然條件下對桃紅頸天牛的致死效果差異顯著[26]。還有研究顯示，不同種類寄主上連續(xù)繁育3代后的花絨寄甲成蟲在寄主選擇時(shí)更傾向于其原始寄主[27]。由此可見，利用不同的替代寄主繁育花絨寄甲可能會對其防治效果造成影響，若利用麻豎毛天牛繁育花絨寄甲多代后，是否會影響其對寄主的選擇尚需深入研究。