松毛蟲赤眼蜂兩性生殖品系和孤雌產(chǎn)雌品系在不同品種柞蠶卵中的寄生和生長發(fā)育表現(xiàn)

周金成,何 玥,趙 倩,董 輝

(沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護學(xué)院,沈陽 110866)

以柞蠶Antheraeapernyi[鱗翅目(Lepidoptera)：天蠶蛾科(Saturniidae)]為卵替代寄主繁育的松毛蟲赤眼蜂Trichogrammadendrolimi[膜翅目(Hymenoptera)：赤眼蜂科(Trichogrammatidae)]已被廣泛應(yīng)用于防治多種鱗翅目害蟲(張俊杰等,2015;Zhouetal.,2019a)。相比于其他寄主昆蟲的卵，柞蠶卵作為替代寄主具有營養(yǎng)豐富、繁蜂效率高、價格低廉、易于獲得、便于貯藏及運輸?shù)戎T多優(yōu)勢(Zhangetal.,2018)。我國有著悠久的柞蠶養(yǎng)殖歷史，經(jīng)過長期選育及遺傳改良，已具有豐富的柞蠶種質(zhì)資源(李玉忠,1994;Zhouetal.,2020)。不同柞蠶品種的卵內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)及性狀具有差異性，將對松毛蟲赤眼蜂的寄生及發(fā)育存在潛在影響(石生林等,2016)。因此，篩選繁育赤眼蜂的最佳柞蠶卵品種是赤眼蜂大卵繁育技術(shù)的最上游環(huán)節(jié)，對改善繁蜂效率和質(zhì)量至關(guān)重要。

寄主質(zhì)量是影響寄生蜂寄生及生長發(fā)育的關(guān)鍵因子(Godfray,1994)。首先，當(dāng)寄主質(zhì)量較低時，用于子代蜂發(fā)育的寄主營養(yǎng)匱乏，導(dǎo)致子代蜂個體變小，繁殖力下降，發(fā)育畸形甚至死亡，而當(dāng)寄主營養(yǎng)較豐富時，子代蜂則傾向于將剩余營養(yǎng)資源分配于卵巢和脂肪體，育出的子代蜂體型增大，繁殖力增強。此外，脂肪及糖原等營養(yǎng)物質(zhì)儲量增加也有利于提高赤眼蜂抗逆性，提高其田間生存能力，還可以延長子代蜂低溫貯藏時間(王生等,2011)。其次，寄主質(zhì)量會對赤眼蜂的寄生選擇和寄生率產(chǎn)生影響。窩卵數(shù)理論(clutch size theory)認(rèn)為，寄生蜂可通過判斷寄主營養(yǎng)質(zhì)量，在一次寄生時產(chǎn)下適當(dāng)?shù)淖哟鷶?shù)量。當(dāng)寄主營養(yǎng)豐富時，寄生蜂會傾向于分配較多的子代，而對低質(zhì)量的寄主，寄生蜂會選擇僅分配少量的子代甚至不產(chǎn)卵(Lack,1947;Charnov and Skinner,1985;Zhouetal.,2020)。因此，替代寄主質(zhì)量將對赤眼蜂規(guī)?；庇始俺杀井a(chǎn)生重要影響(Wajnbergetal.,2016)。

赤眼蜂對柞蠶卵的寄生及其子代生長發(fā)育不僅受柞蠶卵質(zhì)量影響，同時也受不同蜂種或蜂品系的營養(yǎng)需求規(guī)律及發(fā)育特點的影響。例如，胞內(nèi)共生菌Wolbachia可通過誘導(dǎo)赤眼蜂單倍體未受精卵第一次有絲分裂失敗，導(dǎo)致胚胎染色體加倍，進而育出二倍體雌性后代，即發(fā)生孤雌產(chǎn)雌現(xiàn)象(Miura and Tagami,2004)。由于雌蜂無需交配就能產(chǎn)下幾乎100%具有寄生功能的子代雌蜂，因而孤雌產(chǎn)雌品系的赤眼蜂具有繁蜂效率高、野外定殖力強、控害潛能高等優(yōu)勢(Stouthamer,1993;Liuetal.,2019)。然而，Wolbachia的侵染將對子代蜂的發(fā)育及代謝均產(chǎn)生影響，進而影響其對寄主營養(yǎng)的需求規(guī)律(Russell and Stouthamer,2011)。因此，篩選適于繁育孤雌產(chǎn)雌品系松毛蟲赤眼蜂的最佳柞蠶卵品種將有利于改善其規(guī)?；庇夹g(shù)。

為篩選適于繁育兩性生殖品系和孤雌產(chǎn)雌品系松毛蟲赤眼蜂的最佳柞蠶卵品種，并初步揭示兩種品系子代蜂的營養(yǎng)需求特點，本研究統(tǒng)計并分析了兩種品系雌蜂寄生6種品種柞蠶卵的寄生率、子代蜂窩蜂數(shù)(單窩羽化子代蜂數(shù))、子代蜂個體大小和子代性比；通過檢測不同品種柞蠶卵的蛋白質(zhì)、甘油三酯、總糖含量和單卵濕重等指標(biāo)，明確不同品種柞蠶卵的營養(yǎng)質(zhì)量；利用主成分分析方法，探究柞蠶卵營養(yǎng)指標(biāo)與兩種品系赤眼蜂生物學(xué)指標(biāo)的相關(guān)性。研究結(jié)果將為改善松毛蟲赤眼蜂規(guī)模化繁育技術(shù)提供新的思路，并為篩選適于赤眼蜂繁育的優(yōu)良柞蠶品種卵提供依據(jù)與數(shù)據(jù)支撐。

1 材料與方法

1.1 供試?yán)ハx

本試驗所用的兩性生殖品系和感染W(wǎng)olbachia的孤雌產(chǎn)雌品系松毛蟲赤眼蜂均來源于同一遺傳背景的自然種群。孤雌產(chǎn)雌品系松毛蟲赤眼蜂為Wolbachia經(jīng)顯微注射轉(zhuǎn)染至兩性生殖的雌蜂后誘導(dǎo)獲得。

6個品種的柞蠶卵由沈陽市新豐生物科技服務(wù)有限公司提供，分別為抗大(KD)、大四(DS)、高新(GX)、988(NEE)、青大(QD)和特大(TD)。供試柞蠶卵均為目前工廠化繁育赤眼蜂普遍應(yīng)用的未受精雌蛾的剖腹卵，由羽化后1日齡的柞蠶雌蛾腹部卵巢中獲得，經(jīng)去離子水漂洗，篩除綠卵、病卵后晾干備用。

本研究所需的供試?yán)ハx種群均在25±1℃，相對濕度70%±5%，光周期16L∶8D條件下連代飼養(yǎng)。

1.2 赤眼蜂生物學(xué)指標(biāo)的測定

為避免雌蜂初次寄生不同品種柞蠶卵的不適應(yīng)性對試驗結(jié)果的影響，本試驗預(yù)先分別以6種品種柞蠶卵為寄主連續(xù)飼養(yǎng)兩種品系赤眼蜂3代。取飼養(yǎng)第4代1日齡雌蜂，每40頭雌蜂分別接入至預(yù)先放有30粒各品種柞蠶卵的指形管(直徑2 cm，長10 cm)寄生24 h后移出雌蜂。將寄生后的柞蠶卵單粒單管分裝，每日觀察子代蜂羽化情況，未羽化的柞蠶卵剖查其卵內(nèi)是否存在遺留子代蜂。各赤眼蜂品系寄生每品種柞蠶卵各設(shè)3次重復(fù)，記錄各品種柞蠶卵寄生率。每一處理組合下90粒卵寄生后分別記錄其窩蜂數(shù)(單窩羽化子代蜂數(shù))和雌性比，每卵各隨機選取3頭羽化雌蜂，測量其后足脛節(jié)長度指示其個體大小。

1.3 柞蠶卵質(zhì)量指標(biāo)的測定

1.3.1單卵濕重測定：取羽化1日齡的柞蠶雌蛾，去頭后解剖雌蛾腹部卵巢，經(jīng)去離子水漂洗后篩除綠卵和病卵后自然晾干，以萬分之一天平稱取柞蠶卵濕重，每一柞蠶卵品種各設(shè)30個重復(fù)。

1.3.2蛋白質(zhì)、總糖和甘油三酯含量測定：挑選不同品種的新鮮柞蠶卵粒各10粒，用滅菌后的解剖針刺破卵殼后，用移液槍吸取卵液收集于2 mL離心管內(nèi)，在-80℃條件下貯藏備用。每處理以每10粒柞蠶卵為一個生物學(xué)重復(fù)，蛋白質(zhì)、總糖和甘油含量的測定每一柞蠶品種設(shè)5個生物學(xué)重復(fù)。

柞蠶卵液可溶性蛋白含量采用考馬斯亮藍(lán)G-250染色法(王生等,2011;吳曉藝,2012)。取0.1 mL卵液于2 mL離心管，以去離子水定容至2 mL，充分振蕩勻漿后以5 000 r/min離心20 min，取上清，管內(nèi)沉淀再補入去離子水定容至2 mL，再次振蕩勻漿、離心，合并上清。取1 mL上清液在595 nm波長下讀取吸光值。預(yù)先以牛血清蛋白作為標(biāo)準(zhǔn)蛋白溶液梯度稀釋后測定吸光值并繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。以標(biāo)準(zhǔn)曲線計算樣品可溶性蛋白含量。

柞蠶卵液總糖含量的測定采用蒽酮比色法(王生等,2011;吳曉藝,2012)，并略作改進。取0.1 mL卵液于10 mL離心管，加入1 mL去離子水，充分振蕩勻漿后，加入2 mL 10%三氯乙酸振蕩搖勻，以10 000 r/min離心10 min，取上清，管內(nèi)沉淀再補入2 mL 10%三氯乙酸，再次振蕩勻漿、離心，合并上清。取上清0.5 mL，以去離子水定容至1 mL，冷水浴中加蒽酮0.3 mL和濃硫酸3 mL，加熱至沸騰約10 min，冷卻后靜置20 min后在620 nm波長下讀取吸光值。同時預(yù)先以葡萄糖作為標(biāo)準(zhǔn)溶液梯度稀釋后測定吸光度并繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線。以標(biāo)準(zhǔn)曲線計算樣品總糖含量。

甘油三酯含量使用南京建成甘油三酯(TG)試劑盒測定(王生等,2011;吳曉藝,2012)。取0.1 mL卵液于2 mL離心管，以去離子水定容至2 mL，充分振蕩勻漿后以2 500 r/min離心10 min，取上清，管內(nèi)沉淀再補入去離子水定容至2 mL，再次振蕩勻漿、離心，合并上清。以2.26 mmol/L的標(biāo)準(zhǔn)甘油溶液為校準(zhǔn)溶液，分別將去離子水、上清液和校準(zhǔn)溶液加入試劑盒預(yù)混酶制劑37℃下孵育10 min后，以酶標(biāo)儀(Versa Max MD,美國)測定吸光值。

1.4 數(shù)據(jù)分析

本研究采用廣義線性模型(generalized linear model)分析了柞蠶品種和蜂品系對松毛蟲赤眼蜂雌蜂寄生率和子代蜂個體大小的影響和柞蠶品種對兩性品系松毛蟲赤眼蜂子代蜂性比的影響。由于柞蠶卵質(zhì)量指標(biāo)數(shù)據(jù)均不滿足模型正態(tài)性假定，采用KW秩和檢驗(Kruskal-Wallis rank sum test)分析了柞蠶品種和蜂品系對松毛蟲赤眼蜂子代蜂窩蜂數(shù)的影響以及不同柞蠶品種卵內(nèi)蛋白質(zhì)含量、總糖含量、甘油三酯含量及單卵濕重的差異(Hall,1992)。同一試驗因素下不同處理水平間的多重比較采用z檢驗估計差異顯著性(顯著性水平α=0.05)。采用主成分分析(principal component analysis)提取主成分，明確柞蠶卵質(zhì)量指標(biāo)與松毛蟲赤眼蜂生物學(xué)指標(biāo)的共相關(guān)性。提取特征值大于1的主成分，相關(guān)系數(shù)絕對值大于0.5視為存在共相關(guān)性。本研究所有數(shù)據(jù)均使用R統(tǒng)計軟件進行分析(R Developmental Core Team,2018)。

2 結(jié)果

2.1 柞蠶品種和赤眼蜂品系對松毛蟲赤眼蜂生物學(xué)指標(biāo)的影響

柞蠶品種(F5,24=1.47,P=0.24)、蜂品系(F1,24=0.48,P=0.50)及兩因素的交互作用(F1,24=0.89,P=0.50)對雌蜂對柞蠶卵的寄生率均無顯著影響(圖1)。

圖1 柞蠶品種和蜂品系對松毛蟲赤眼蜂雌蜂寄生率的影響Fig.1 Parasitism rate of female wasps of Trichogramma dendrolimi as influenced by Antheraea pernyi strain and wasp line圖中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤；柱上不同小寫和大寫字母分別表示兩性生殖品系和孤雌產(chǎn)雌品系雌蜂在不同品種柞蠶卵上的生物學(xué)參數(shù)差異顯著(P<0.05,z測驗)；ns,星號和雙星號分別表示兩性生殖品系和孤雌產(chǎn)雌品系雌蜂寄生同一品種柞蠶卵時的生物學(xué)參數(shù)無顯著差異(P>0.05),差異顯著(P<0.05)和差異極顯著(P<0.01)(z測驗)。Data in the figure are mean±SE.Different lowercase and uppercase letters above bars indicate significant differences (P<0.05,z-test) in the biological parameters of bisexual and thelytokous female wasps,respectively,on eggs of different strains of A.pernyi.ns,single asterisk and double asterisk above bars indicate no significant difference (P>0.05),significant difference (P<0.05),and extremely significant difference (P<0.01)(z-test),respectively,in the biological parameter between bisexual and thelytokous female wasps on the eggs of the same strain of A.pernyi.圖2和3同The same for Figs.2 and 3.

子代蜂個體大小受蜂品系和柞蠶卵品種間的交互作用顯著影響(F5,171=5.68,P<0.001)。在兩性品系子代蜂中，NEE品種柞蠶卵育出的松毛蟲赤眼蜂子代蜂個體最大(271.10±15.80 μm)，極顯著大于DS(194.43±7.41 μm),GX(202.24±5.94 μm)和TD(191.57±5.87 μm)品種柞蠶卵育出的松毛蟲赤眼蜂子代蜂的個體(DS:z=4.92,P<0.001;GX:z=4.60,P<0.001;TD:z=4.52,P<0.001)，但與KD(221.23±5.15 μm)和QD(249.69±20.51 μm)品種柞蠶卵育出的松毛蟲赤眼蜂子代蜂個體相比無顯著差異(KD:z=2.74,P=0.068;QD:z=0.56,P=0.99)。在孤雌產(chǎn)雌品系子代蜂中，各品種柞蠶卵育出的松毛蟲赤眼蜂子代蜂的個體大小均無顯著差異(P>0.05)，DS,GX,KD,NEE,QD和TD品種柞蠶卵育出的松毛蟲赤眼蜂子代蜂個體大小分別為202.71±5.55,187.99±5.88,209.45±6.30,207.30±6.86,216.72和191.12±7.55 μm。NEE和QD品種柞蠶卵育出的兩性品系松毛蟲赤眼蜂子代蜂個體大小顯著大于其育出的孤雌產(chǎn)雌品系子代蜂個體大小(NEE:z=4.27,P=0.001;QD:z=5.66,P<0.001)，但DS,GX,KD和TD品種柞蠶卵育出的孤雌產(chǎn)雌品系松毛蟲赤眼蜂子代蜂個體大小與其育出的兩性品系松毛蟲赤眼蜂子代蜂相比均無顯著差異(DS:z=0.67,P=0.50;GX:z=1.20,P=0.23;KD:z=0.87,P=0.38;z=0.026,P<0.98)(圖2)。

圖2 柞蠶品種和松毛蟲赤眼蜂品系對子代蜂個體大小的影響Fig.2 Body size of offspring wasps as influenced by Antheraea pernyi strain and Trichogramma dendrolimi line

Kruskal-Wallis檢驗結(jié)果表明，在孤雌產(chǎn)雌品系子代蜂中，KD品種柞蠶卵育出的松毛蟲赤眼蜂子代蜂窩蜂數(shù)平均值最高(119.94±12.08頭/卵)，顯著高于NEE(77.26±6.71頭/卵)和QD(97.77±6.99頭/卵)品種柞蠶卵育出的松毛蟲赤眼蜂子代蜂的(NEE:P<0.001;QD:P=0.037)，但與DS(107.63±6.90頭/卵)、GX(105.71±9.18頭/卵)和TD(114.50±5.45頭/卵)品種育出的松毛蟲赤眼蜂子代蜂窩蜂數(shù)相比無顯著差異(DS:P=0.20;GX:P=0.38;TD:P=0.44)。在兩性品系子代蜂中，不同品種柞蠶卵育出的松毛蟲赤眼蜂子代蜂窩蜂數(shù)間均無顯著差異(P>0.05)，DS,GX,KD,NEE,QD和TD品種柞蠶卵育出的松毛蟲赤眼蜂子代蜂窩蜂數(shù)分別為79.00±7.45,85.72±6.22,96.71±5.27,77.00±7.48,85.93±9.01和57.13±15.99頭/卵。DS,GX和TD品種柞蠶卵育出的孤雌產(chǎn)雌品系松毛蟲赤眼蜂子代蜂窩蜂數(shù)均顯著高于其同品種柞蠶卵育出的兩性品系松毛蟲赤眼蜂子代蜂窩蜂數(shù)(DS:P=0.0074;GX:P=0.019;TD:P=0.021)，但KD,NEE和QD品種柞蠶卵育出的兩種品系松毛蟲赤眼蜂子代蜂窩蜂數(shù)均無顯著差異(KD:P=0.11;NEE:P=0.96;QD:P=0.16)(圖3)。

圖3 柞蠶品種和蜂品系對松毛蟲赤眼蜂子代蜂窩蜂數(shù)的影響Fig.3 Brood size of offspring wasps as influenced by Antheraea pernyi strain and Trichogramma dendrolimi line

柞蠶品種對兩性品系松毛蟲赤眼蜂子代蜂性比無顯著影響(F5,64=0.088,P=0.99)(圖4)。

2.2 不同品種柞蠶卵濕重及卵內(nèi)各營養(yǎng)成分含量

Kruskal-Wallis檢驗結(jié)果表明，柞蠶品種對卵內(nèi)蛋白質(zhì)含量存在顯著影響(χ2=15.44,df=5,P=0.0087)。TD品種柞蠶卵的蛋白質(zhì)含量平均值最高(86.70±1.17 mg/mL)，顯著高于QD(79.48±0.90 mg/mL),DS(78.91±0.52 mg/mL),NEE(67.60±0.43 mg/mL)和KD(57.38±0.73 mg/mL)品種柞蠶卵的(QD:P=0.0020;DS:P<0.001;NEE:P<0.001;KD:P<0.001)，但與GX品種(81.80±1.69 mg/mL)柞蠶卵的相比無顯著差異(P=0.081)(圖5:A)。

圖4 不同品種柞蠶卵育出的兩性品系松毛蟲赤眼蜂子代蜂雌性比Fig.4 Proportion of female offspring wasps of bisexual line of Trichogramma dendrolim developed on eggs of different strains of Antheraea pernyi圖中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤；柱上相同小寫字母表示不同品種柞蠶卵內(nèi)兩性品系子代蜂雌性比差異不顯著(P>0.05,z測驗)。Data in the figure are mean±SE.The same lowercase letters above bars indicate no significant differences (P>0.05,z-test) in the proportions of female offspring wasps of bisexual line developed on eggs of different strains of A.pernyi.

柞蠶品種對卵內(nèi)總糖含量存在顯著影響(χ2=16.14,df=5,P=0.0064)。KD品種柞蠶卵的總糖含量顯著高于其他品種柞蠶卵的(P<0.05)。NEE品種柞蠶卵總糖含量顯著高于除KD品種外的其余品種柞蠶卵的(P<0.05)。QD品種柞蠶卵的總糖含量最低，顯著低于其余品種柞蠶卵的(P<0.05)(圖5:B)。

柞蠶品種對卵內(nèi)甘油三酯含量存在顯著影響(χ2=15.55,df=5,P=0.0083)。QD品種柞蠶卵的甘油三酯含量(70.26±1.77 mmol/L)顯著高于其他品種柞蠶卵的(P<0.05)。KD品種柞蠶卵的甘油三酯含量最低(42.33±0.60 mmol/L)，顯著低于其余品種柞蠶卵的(P<0.05)(圖5:C)。

圖5 不同品種柞蠶卵內(nèi)的蛋白質(zhì)(A)、總糖(B)和甘油三酯(C)含量Fig.5 Contents of protein (A),total carbohydrate (B),and triglyceride (C) in eggs of different strains of Antheraea pernyi圖中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)差；柱上不同小寫字母表示不同品種柞蠶卵內(nèi)各營養(yǎng)物質(zhì)含量差異顯著(P<0.05,Kruskal-Wallis檢驗)。Data in the figure are mean±SE.Different lowercase letters above bars indicate significant differences in the nutrient contents in eggs of different strains of A.pernyi (P<0.05,Kruskal-Wallis test).

柞蠶品種對柞蠶卵單卵濕重存在顯著影響(F5,174=42.06,P<0.001)。DS品種柞蠶卵的單卵濕重顯著高于其余品種柞蠶卵(P<0.05)。GX和QD品種柞蠶卵單卵濕重較低，均顯著低于其余4品種柞蠶卵(P<0.05)(圖6)。

2.3 柞蠶卵質(zhì)量指標(biāo)與赤眼蜂生物學(xué)指標(biāo)的主成分分析

提取的柞蠶卵質(zhì)量指標(biāo)與兩性品系赤眼蜂發(fā)育指標(biāo)的兩個主成分變量共解釋了73.40%的變異。其中，主成分1特征值為3.13，解釋了44.74%的變異，主成分2特征值為2.01，解釋了28.65%的變異。主成分1分別與兩性品系松毛蟲赤眼蜂寄生率(相關(guān)系數(shù):0.85)、柞蠶卵蛋白質(zhì)含量(0.94)和甘油三酯含量(0.65)呈正相關(guān)，但與柞蠶卵總糖含量(-0.95)呈負(fù)相關(guān)。主成分2分別與兩性品系松毛蟲赤眼蜂子代蜂個體大小(0.90)和柞蠶卵甘油三酯含量(0.69)呈正相關(guān)，但與柞蠶卵單卵濕重(-0.74)呈負(fù)相關(guān)(表1)。

提取的柞蠶卵質(zhì)量指標(biāo)與孤雌產(chǎn)雌品系松毛蟲赤眼蜂生物學(xué)指標(biāo)的兩個主成分變量共解釋了69.93%的變異。其中，主成分1特征值為2.66，解釋了37.93%的變異；主成分2特征值為2.24，解釋了32.00%的變異。主成分1分別與孤雌產(chǎn)雌品系松毛蟲赤眼蜂寄生率(0.74)和柞蠶卵甘油三酯含量(0.95)呈正相關(guān)，但與松毛蟲赤眼蜂子代蜂窩蜂數(shù)(-0.61)、柞蠶卵總糖含量(-0.54)和單卵濕重(-0.54)呈負(fù)相關(guān)。主成分2與孤雌產(chǎn)雌品系松毛蟲赤眼蜂子代蜂個體大小(0.73)和柞蠶卵總糖含量(0.71)呈正相關(guān)，與柞蠶卵蛋白質(zhì)含量呈負(fù)相關(guān)(-0.92)(表2和圖7)。

圖6 不同品種柞蠶卵的單卵濕重Fig.6 Wet weight per egg of different strains of Antheraea pernyi圖中數(shù)值為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤；柱上不同小寫字母表示不同品種柞蠶卵的單卵濕重差異顯著(P<0.05，Kruskal-Wallis檢驗)。Data in the figure are mean±SE.Different lowercase letters above bars indicate significant differences in the wet weight per egg between different A.pernyi strains (P<0.05,Kruskal-Wallis test).

表1 兩性品系松毛蟲赤眼蜂生物學(xué)指標(biāo)和柞蠶卵質(zhì)量指標(biāo)的主成分分析Table 1 Principal component analysis of the biological parameters of bisexual Trichogramma dendrolimi and the quality parameters of Antheraea pernyi eggs

表2 孤雌產(chǎn)雌品系松毛蟲赤眼蜂生物學(xué)指標(biāo)和柞蠶卵質(zhì)量指標(biāo)的主成分分析Table 2 Principal component analysis of the biological parameters of thelytokous Trichogramma dendrolimi and the quality parameters of Antheraea pernyi eggs

圖7 兩性品系(A)和孤雌產(chǎn)雌品系(B)松毛蟲赤眼蜂生物學(xué)指標(biāo)分別和柞蠶卵質(zhì)量指標(biāo)的雙標(biāo)圖Fig.7 Bi-plots of the quality parameters of Antheraea pernyi eggs and biological parameters of bisexual (A) and thelytokous (B) lines of Trichogramma dendrolimi

3 討論與結(jié)論

個體大小是反映生物適合度的重要指示變量，而窩蜂數(shù)則反映了單卵可育蜂數(shù)，與寄生率一同反映出規(guī)?；庇^程中的繁蜂效率。一般而言，在保障發(fā)育的基礎(chǔ)上，子代蜂會將剩余資源分配于卵巢和脂肪體，并增大其體型。因此，體型較大的子代蜂一般貯存有豐富的脂肪體(為羽化后的潛在壽命提供能量)并具有較高的繁殖力(更多數(shù)量的卵巢管和卵子)。當(dāng)寄主可利用營養(yǎng)資源有限時，子代蜂為保證其完成發(fā)育，僅消耗少量寄主資源，導(dǎo)致個體變小或畸形，甚至有時會選擇放棄翅的形成，產(chǎn)生殘翅或缺翅現(xiàn)象(王生等,2011;張俊杰,2015;Zhouetal.,2019b)。因此，子代蜂適合度是寄主營養(yǎng)和雌蜂寄生選擇相互平衡的結(jié)果。

本研究發(fā)現(xiàn)NEE和QD品種柞蠶卵繁育的兩性品系松毛蟲赤眼蜂子代蜂個體較大，但其窩蜂數(shù)不受柞蠶品種影響，而孤雌產(chǎn)雌品系雌蜂在DS,GX,KD和TD品種柞蠶卵上育出的子代蜂窩蜂數(shù)較高(圖2和3)。相關(guān)性分析表明，兩種品系松毛蟲赤眼蜂的子代蜂個體大小和寄生率均與柞蠶卵甘油三酯含量呈正相關(guān)關(guān)系(表2;圖7)。我們推測不同柞蠶卵對兩種品系松毛蟲赤眼蜂子代蜂發(fā)育的影響受子代蜂營養(yǎng)需求規(guī)律和柞蠶卵營養(yǎng)成分的共同影響。寄主卵內(nèi)的甘油三酯是脂肪類物質(zhì)的主要貯存形式，是子代蜂胚胎發(fā)育的重要營養(yǎng)來源，對其卵巢發(fā)育及適合度存在重要影響。通過攝取脂類物質(zhì)，赤眼蜂將寄主卵內(nèi)的營養(yǎng)儲存于體內(nèi)，促進其體型增大，增強其適合度與抗逆性。例如滯育條件下的赤眼蜂體型顯著增大，體內(nèi)甘油三酯含量持續(xù)增加(王生等,2011;張俊杰,2015)。淺黃恩蚜小蜂Encarsiasophia寄生后的煙粉虱Bemisiatabaci體內(nèi)脂質(zhì)含量被持續(xù)消耗(李敏,2013)。本研究結(jié)果初步揭示了柞蠶卵內(nèi)脂質(zhì)含量是影響松毛蟲赤眼蜂的重要因子，在赤眼蜂的規(guī)?；庇^程中，可針對性地選擇脂質(zhì)含量較豐富的柞蠶卵品種。此外，在實際生產(chǎn)過程中，農(nóng)戶及柞蠶生產(chǎn)廠家對柞蠶品種的市場認(rèn)可度不同，且不同柞蠶品種的繁育具有地域性特點。因此，不同品種的柞蠶卵是否易獲取也是赤眼蜂繁育過程中需要考慮的重要因素。本研究檢驗的6個柞蠶品種中，988和抗大品種柞蠶應(yīng)用相對較廣(李玉忠,1994;朱有敏等,2012)，可考慮分別作為規(guī)?；庇齼尚云废岛凸麓飘a(chǎn)雌品系松毛蟲赤眼蜂的推薦品種。此外，本研究僅對6種柞蠶品種進行了評價，而我國現(xiàn)有約160個柞蠶品種，其中各地區(qū)實用品種約30余種(李玉忠,1994;朱有敏等,2012)，因此未來仍有必要進一步發(fā)掘適于繁育松毛蟲赤眼蜂的柞蠶品種。

研究結(jié)果還發(fā)現(xiàn)柞蠶卵單卵濕重與孤雌產(chǎn)雌品系松毛蟲赤眼蜂雌蜂的寄生率均存在顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系，而與兩性品系松毛蟲赤眼蜂雌蜂的寄生率無顯著相關(guān)性(表1和2;圖7)。一般而言，寄生蜂總是傾向于寄生較大的寄主來獲取更充足的營養(yǎng)，而本研究結(jié)果卻與此規(guī)律相悖。我們推斷這種現(xiàn)象可能由于較大的柞蠶卵往往卵殼硬度和厚度較大，使部分個體較小的雌蜂產(chǎn)卵器可能無法刺透卵殼，即使雌蜂能夠刺透卵殼將子代產(chǎn)于卵內(nèi)，子代蜂也可能無法成功咬破卵殼，順利羽化。例如玉米螟赤眼蜂T.ostriniae因其產(chǎn)卵器較短，無法刺穿柞蠶卵殼，通過采用物理或化學(xué)手段將卵殼打磨或軟化后，雌蜂方可實現(xiàn)對其寄生(夏邦穎和王敏慧,1979)。在本研究中，柞蠶卵繁育的孤雌產(chǎn)雌品系松毛蟲赤眼蜂子代蜂窩蜂數(shù)高于其育出的兩性品系赤眼蜂子代蜂的窩蜂數(shù)。有研究發(fā)現(xiàn)，Wolbachia感染的孤雌產(chǎn)雌品系松毛蟲赤眼蜂雌蜂表現(xiàn)出更高頻率的過寄生行為，即在已被寄生的寄主卵表現(xiàn)多次產(chǎn)卵的行為(Liuetal.,2018;Zhouetal.,2019b)。Wolbachia則可能通過誘導(dǎo)高頻率的過寄生行為實現(xiàn)其在同一寄主內(nèi)子代蜂個體間的傳播，這可能是Wolbachia促進自身傳播的潛在策略(Zhouetal.,2019b)。對宿主赤眼蜂而言，過高頻率的過寄生行為將導(dǎo)致柞蠶卵內(nèi)窩蜂數(shù)增加，個體間營養(yǎng)競爭加劇，存在個體適合度下降的風(fēng)險。

本研究還發(fā)現(xiàn)孤雌產(chǎn)雌品系松毛蟲赤眼蜂子代蜂個體大小與柞蠶卵蛋白質(zhì)含量呈負(fù)相關(guān)，與柞蠶卵總糖含量呈正相關(guān)，而柞蠶卵蛋白質(zhì)和總糖含量與兩性品系松毛蟲赤眼蜂子代蜂個體大小無明顯相關(guān)關(guān)系(表2;圖7)。這說明兩種品系松毛蟲赤眼蜂的營養(yǎng)需求規(guī)律可能不同。有研究發(fā)現(xiàn)，Wolbachia感染的孤雌產(chǎn)雌生殖的蜆蝶赤眼蜂T.kaykai和狹氏赤眼蜂T.deion的子代卵裂期及胚胎發(fā)育速度相對于兩性品系子代明顯延緩，胚胎期延緩約12 h(Tagamietal.,2001)。這種子代蜂生長發(fā)育的不同步可能使子代蜂存在不同的營養(yǎng)需求規(guī)律。例如，宿主黑腹果蠅Drosophilamelanogaster的線粒體濃度隨Wolbachia感染滴度的增加而上升(Henry and Newton,2018)。另一研究則發(fā)現(xiàn)，Wolbachia感染促進了ATP合成相關(guān)基因的表達(dá)上調(diào)和氧脅迫反應(yīng)(Groteetal.,2017)。這些現(xiàn)象暗示了Wolbachia感染的宿主具有較強的能量代謝活動，而糖類是生物體代謝活動可直接利用的能源物質(zhì)。因此，Wolbachia可能使宿主子代蜂對糖類營養(yǎng)物質(zhì)的需求增加。

本研究評價了不同品種柞蠶卵對兩種品系松毛蟲赤眼蜂子代適合度的影響，并以主成分分析在計算過程中進行了降維處理，結(jié)果指出了柞蠶卵內(nèi)不同營養(yǎng)物質(zhì)組成及卵重與松毛蟲赤眼蜂適合度指標(biāo)的潛在相關(guān)性，但可能會掩蓋不同品種柞蠶卵的其他潛在影響。因此，仍有必要圍繞寄主卵與赤眼蜂的營養(yǎng)互作關(guān)系開展更深入的研究，以證明兩者間的因果關(guān)系。本研究一方面為篩選工廠化繁育松毛蟲赤眼蜂的優(yōu)良柞蠶卵品種提供了參考，另一方面則通過建立柞蠶卵營養(yǎng)指標(biāo)與松毛蟲赤眼蜂子代蜂適合度指標(biāo)的相關(guān)性關(guān)系，為進一步篩選用于繁育松毛蟲赤眼蜂的柞蠶卵品種提供了依據(jù)。通過發(fā)掘和利用我國柞蠶種質(zhì)資源以改善赤眼蜂規(guī)?；庇夹g(shù)方法。