煙蚜繭蜂的種群復(fù)壯技術(shù)

謝應(yīng)強(qiáng)，張洪志，向 梅，張立猛，王德玲，李玉艷，艾洪木*，張禮生*

（1.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所，北京 100039；2.福建農(nóng)林大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院，福州 350002；3.云南省煙草公司玉溪市公司，玉溪 653100；4.云南省大理州彌勒縣紅巖鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)中心，大理 675601）

煙蚜Myzuspersicae又稱桃蚜，是世界上最具破壞性害蟲之一，除煙草外，可寄生400余種寄主植物，廣泛分布于我國南北方煙植區(qū)，具有發(fā)生數(shù)量大且為害時(shí)間長等特點(diǎn)，在煙草的各個(gè)生長期均有發(fā)生。不僅能直接刺吸煙葉營養(yǎng)造成煙株發(fā)育畸形，分泌蜜露誘發(fā)霉污病、病毒病等危害，還能間接傳播多種煙草病原物，引發(fā)其他蟲傳病害和多種病毒病的流行和發(fā)生，導(dǎo)致煙葉的質(zhì)量和產(chǎn)量下降，給煙葉生產(chǎn)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失[1-4]。目前，對煙蚜的防治多以化學(xué)防治為主，但長期的化學(xué)用藥導(dǎo)致了煙蚜的抗藥性提高，用藥劑量也越來越大，煙葉上的農(nóng)藥殘留對煙民健康和生態(tài)環(huán)境的影響日益嚴(yán)重，嚴(yán)重制約著煙葉生產(chǎn)的可持續(xù)發(fā)展[5]。煙蚜的生物防治是應(yīng)用天敵昆蟲來降低煙蚜種群數(shù)量的一種方法，天敵昆蟲一般為捕食性天敵昆蟲、寄生性天敵昆蟲等[6]。

煙蚜繭蜂Aphidiusgifuensis是一種寄生性天敵昆蟲，對煙蚜的寄生力極強(qiáng)，通過在煙蚜上產(chǎn)卵，卵孵化后取食煙蚜的內(nèi)部組織和器官導(dǎo)致煙蚜喪失營養(yǎng)而死亡，以控制和降低煙蚜種群數(shù)量，煙蚜繭蜂對煙蚜的自然寄生率一般可達(dá)20.00%～60.00%，最高可達(dá)89.16%，是煙蚜生物防治的優(yōu)勢天敵昆蟲[7,8]。黃繼梅等[9]通過對煙蚜繭蜂釋放田、常規(guī)田、化學(xué)農(nóng)藥田的調(diào)查研究，發(fā)現(xiàn)煙蚜繭蜂具有和化學(xué)農(nóng)藥相當(dāng)?shù)姆乐涡Ч?，且能夠有效地減少對生態(tài)環(huán)境的破壞。

目前煙蚜繭蜂的規(guī)模擴(kuò)繁和釋放技術(shù)在云南玉溪煙區(qū)已有一套較成熟的系統(tǒng)。規(guī)模擴(kuò)繁具體分為3個(gè)過程，即培育大量寄主植物（玉溪煙區(qū)主要為煙草）、煙蚜的擴(kuò)繁、煙蚜繭蜂的擴(kuò)繁。擴(kuò)繁方式主要為大溫棚繁蜂和小溫棚繁蜂，最終將收集的煙蚜繭蜂產(chǎn)品在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)釋放到煙田中，以取得最佳的防治效果[10-12]。但是在規(guī)模擴(kuò)繁的第三階段，在煙蚜繭蜂的擴(kuò)繁中，發(fā)現(xiàn)隨著擴(kuò)繁代數(shù)的增加，煙蚜繭蜂種群出現(xiàn)了不同程度的衰退現(xiàn)象，主要表現(xiàn)為成蜂體型變小、壽命下降、寄生力下降、僵蚜羽化率下降等，甚至還會(huì)出現(xiàn)種群越養(yǎng)越小的情況，嚴(yán)重制約著后期的擴(kuò)繁規(guī)模。通過在實(shí)驗(yàn)室前期的煙蚜繭蜂退化試驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)煙蚜繭蜂存在著種群的退化現(xiàn)象，試驗(yàn)結(jié)果表明煙蚜繭蜂在室內(nèi)連續(xù)擴(kuò)繁7代后，成蜂體型、壽命、寄生力、僵蚜羽化率等會(huì)顯著下降。

對退化的煙蚜繭蜂進(jìn)行復(fù)壯，使煙蚜繭蜂種群的生殖力、生活力水平提升到健康水平并維持在一個(gè)健康的狀態(tài)是煙蚜繭蜂人工擴(kuò)繁中一個(gè)亟待解決的生產(chǎn)問題，目前國內(nèi)外對煙蚜繭蜂的復(fù)壯方法的研究鮮有報(bào)道，實(shí)地調(diào)查發(fā)現(xiàn)煙蚜繭蜂繁育基地對煙蚜繭蜂的退化情況主要采用野外采集當(dāng)?shù)責(zé)熝晾O蜂補(bǔ)充種群強(qiáng)度和野外采集寄主桃蚜來對煙蚜繭蜂退化種群進(jìn)行復(fù)壯，但是效果不理想，當(dāng)?shù)氐臒熝晾O蜂對本地區(qū)的煙蚜繭蜂退化種群復(fù)壯效果有限，而用寄主桃蚜來對煙蚜繭蜂進(jìn)行復(fù)壯僅僅只能對煙蚜繭蜂的體型有一定的提升，但是無法解決煙蚜繭蜂寄生力、羽化率下降的問題。本文通過采取改變營養(yǎng)物質(zhì)和引入異地野外親本與退化種群雜交等措施進(jìn)行復(fù)壯，評價(jià)兩種復(fù)壯方法的復(fù)壯效果，以期進(jìn)一步提高煙蚜繭蜂對煙蚜的防治效果。

1 材料與方法

1.1 供試材料

供試的寄主植物為豆科的蠶豆Viciafaba（臨蠶5號(hào)），在溫室（溫度25 ℃、相對濕度40%、光周期16L:8D）中用塑料苗盆培育。豆苗長至3～4 cm時(shí)放入養(yǎng)蟲籠中待用。煙蚜采自中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所廊坊科研中試基地，并定期復(fù)壯；從河北廊坊野外煙田采集的煙蚜繭蜂野生種群，在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)擴(kuò)繁7代以上且有顯著退化特征的種群作為退化種群待用；從云南、河北、福建野外采集的煙蚜繭蜂種群作為復(fù)壯種群待用。其中，福建煙蚜繭蜂種群采自福建三明野外煙田，云南野生種群采自云南玉溪野外煙田，河北野生種群采自河北廊坊野外煙田。

1.2 煙蚜繭蜂的種群復(fù)壯試驗(yàn)

1.2.1 煙蚜繭蜂退化種群的營養(yǎng)復(fù)壯 從煙蚜繭蜂的退化種群中隨機(jī)收取煙蚜繭蜂僵蚜于2 mL指形管中，每個(gè)指形管放一頭，用脫脂棉塞住管口防止成蜂逃逸和保證管內(nèi)氣流通暢，煙蚜繭蜂羽化后分組飼喂10%蜂蜜水、10%蔗糖、10%葡萄糖、清水和不飼喂任何營養(yǎng)物質(zhì)的對照組。飼喂12 h后從各組中隨機(jī)挑選5對成蜂，按雌蜂:雄蜂＝1:1的比例放入一個(gè)2 mL的指形管中，充分交配2 h后，從實(shí)驗(yàn)室煙蚜種群中挑選200頭2～3齡的煙蚜接入預(yù)先準(zhǔn)備好的寄主植物中，定殖12 h后按雌蜂:蚜蟲＝1:200的比例接入各對交配完成的煙蚜繭蜂，在人工氣候箱（溫度25 ℃、相對濕度75 %、光周期16L:8D）內(nèi)飼養(yǎng)，待僵蚜形成后用毛刷取下僵蚜放入2 mL指形管中，每個(gè)指形管放一頭，統(tǒng)計(jì)僵蚜數(shù)量、成蜂羽化率、成蜂壽命，待煙蚜繭蜂死亡后將死亡的成蜂尸體按性別不同分裝，在體視解剖鏡（Olympus SZX10）下測量并記錄其后足脛節(jié)的長度。

1.2.2 煙蚜繭蜂退化種群的異地雜交復(fù)壯 從煙蚜繭蜂退化種群中隨機(jī)收取煙蚜繭蜂僵蚜單頭置于 2 mL指形管中，異地野生種群中也隨機(jī)收取煙蚜繭蜂僵蚜單獨(dú)放置，待僵蚜羽化后在異地野生種群的煙蚜繭蜂與實(shí)驗(yàn)室退化種群的煙蚜繭蜂中各挑選出10頭雄蜂和10頭雌蜂，將每一對按野生組雌蜂:退化組雄蜂＝1:1和野生組雄蜂:退化組雌蜂＝1:1的比例放在指形管里，充分交配2 h后，按營養(yǎng)復(fù)壯的方法接入蚜蟲并同等條件下飼養(yǎng)，僵蚜形成后統(tǒng)計(jì)各個(gè)試驗(yàn)組的僵蚜數(shù)量、成蜂羽化率、成蜂壽命，待煙蚜繭蜂死亡后將死亡的成蜂尸體按性別不同分裝，在體視解剖鏡（Olympus SZX10）下測量并記錄其后足脛節(jié)的長度。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

采用統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行單因素方差分析，不同處理間的差異顯著性用Tukey多重比較進(jìn)行檢驗(yàn)。文中數(shù)據(jù)以平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤的形式表示。

2 結(jié)果與分析

2.1 營養(yǎng)復(fù)壯對煙蚜繭蜂寄生力的影響

不同營養(yǎng)條件對煙蚜繭蜂的寄生力有顯著的復(fù)壯效果（F4,20＝6.077，P＜0.05），飼喂蜂蜜、蔗糖、葡萄糖等糖類物質(zhì)對煙蚜繭蜂的寄生力復(fù)壯效果較為明顯，飼喂蜂蜜的復(fù)壯效果最好，寄生力相比對照組（無飼喂）提高了54.69%，飼喂清水復(fù)壯效果不顯著（圖1）。

圖1 不同營養(yǎng)條件對煙蚜繭蜂寄生力的復(fù)壯效果Fig.1 Rejuvenation effect of different nutritional conditions on parasitism of A.gifuensis

2.2 異地雜交復(fù)壯對煙蚜繭蜂寄生力的影響

不同地域種群與實(shí)驗(yàn)室退化種群雜交對煙蚜繭蜂的寄生力有顯著的復(fù)壯效果。野生種群雌蜂與退化種群雄蜂雜交組合與對照組差異顯著（F3,16＝27.350，P＜0.05），野生種群雄蜂與退化種群雌蜂雜交組合與對照組相比復(fù)壯效果差異顯著（F3,16＝3.659，P＜0.05），引入野生種群雌蜂的復(fù)壯效果明顯高于引入野生種群雄蜂，其中云南野生種群雌蜂與退化種群雄蜂雜交后的寄生力是所有組合里最好的，寄生力相比對照組提高了128.90%（圖2）。

圖2 不同地域雜交對煙蚜繭蜂寄生力的復(fù)壯效果Fig.2 Rejuvenation effect of hybridization on parasitism of A.gifuensis in different regions

2.3 營養(yǎng)復(fù)壯對煙蚜繭蜂羽化率的影響

不同營養(yǎng)條件對煙蚜繭蜂的羽化率沒有顯著的復(fù)壯效果（F4,20＝1.702，P＞0.05），飼喂不同的營養(yǎng)物質(zhì)不能顯著地提高煙蚜繭蜂退化種群的羽化率（圖3）。

圖3 不同營養(yǎng)條件對煙蚜繭蜂羽化率的復(fù)壯效果Fig.3 Rejuvenation effect of different nutritional conditions on the emergence rate of A.gifuensis

2.4 異地雜交復(fù)壯對煙蚜繭蜂羽化率的影響

不同地域種群與實(shí)驗(yàn)室退化種群雜交對煙蚜繭蜂的羽化率有顯著的復(fù)壯效果，野生種群雌蜂與退化種群雄蜂雜交組合與對照組差異顯著（F3,16＝28.420，P＜0.05），野生種群雄蜂與退化種群雌蜂雜交組合與對照組相比復(fù)壯效果差異顯著（F3,16＝8.569，P＜0.05），引入野生種群雌蜂的復(fù)壯效果明顯高于引入野生種群雄蜂，云南野生種群雌蜂與退化種群雄蜂雜交后的羽化率顯著高于退化種群與河北、福建兩地的野生雜交種群，羽化率相比對照組提升了約19.00%（圖4）。

圖4 不同地域雜交對煙蚜繭蜂羽化率的復(fù)壯效果Fig.4 Rejuvenation effect of hybridization on the emergence rate of A.gifuensis in different regions

2.5 營養(yǎng)復(fù)壯對煙蚜繭蜂壽命的影響

不同營養(yǎng)條件對煙蚜繭蜂的壽命有顯著的復(fù)壯效果（F4,99＝22.75，P＜0.05），其中，飼喂清水對壽命的提升很小，飼喂蜂蜜、蔗糖、葡萄糖對煙蚜繭蜂退化種群的壽命有顯著提升，蜂蜜的復(fù)壯效果好于其他營養(yǎng)物質(zhì)（圖5）。

圖5 不同營養(yǎng)條件對煙蚜繭蜂成蜂壽命的復(fù)壯效果Fig.5 Rejuvenation effect of different nutritional conditions on adult longevity of A.gifuensis

2.6 異地雜交復(fù)壯對煙蚜繭蜂壽命的影響

不同地域種群與實(shí)驗(yàn)室退化種群雜交對煙蚜繭蜂的壽命有顯著影響，野生種群雌蜂與退化種群雄蜂組合與對照組差異顯著（F3,76＝55.05，P＜0.05），壽命約提升了 61.11%，野生種群雄蜂與退化種群雌蜂組合與對照組相比復(fù)壯效果差異顯著（F3,76＝23.74，P＜0.05），壽命約提升了 37.78%，引入野生種群雌蜂對壽命的提升效果明顯高于引入野生種群雄蜂（圖6）。

圖6 不同地域雜交對煙蚜繭蜂成蜂壽命的復(fù)壯效果Fig.6 Rejuvenation effect of hybridization on adult longevity of A.gifuensis in different regions

2.7 異地雜交復(fù)壯對煙蚜繭蜂雌蜂后足脛節(jié)的影響

不同地域的野生種群雌蜂與退化種群雄蜂的雜交組合與對照組均差異顯著（F3,36＝38.57，P＜0.05），野生種群雄蜂與退化種群雌蜂的雜交組合與對照組均差異顯著（F3,36＝13.64，P＜0.05），引入野生種群雌蜂的復(fù)壯效果明顯高于引入野生種群雄蜂，云南地區(qū)野生種群的復(fù)壯效果都好于河北、福建兩地，引入云南野生雌蜂后退化種群后代雌蜂后足脛節(jié)提升了12.84%，引入云南野生雄蜂后退化種群后代雌蜂后足脛節(jié)提升了4.50%（圖7）。

圖7 不同地域雜交對雌性煙蚜繭蜂后足脛節(jié)長的復(fù)壯效果Fig.7 Rejuvenation effect of hybridization on metathoracic tibia lengths of female A.gifuensis in different regions

2.8 異地雜交復(fù)壯對煙蚜繭蜂雄蜂后足脛節(jié)的影響

不同地域的野生種群雌蜂與退化種群雄蜂的雜交組合對退化煙蚜繭蜂種群的雄蜂體型均有顯著的影響（F3,36＝52.26，P＜0.05），野生種群雄蜂與退化種群雌蜂的雜交組合對退化煙蚜繭蜂種群的雄蜂后足脛節(jié)僅云南地區(qū)的有顯著影響（F3,36＝15.08，P＜0.05），引入野生種群雌蜂的復(fù)壯效果明顯高于引入野生種群雄蜂，引入云南野生雌蜂后，退化種群后代雄蜂后足脛節(jié)提升了16.82%，引入云南野生雄蜂后，退化種群后代雄蜂后足脛節(jié)提升了8.68%（圖8）。

圖8 不同地域雜交對雄性煙蚜繭蜂后足脛節(jié)長的復(fù)壯效果Fig.8 Rejuvenation effect of hybridization on metathoracic tibia lengths of male A.gifuensis in different regions

2.9 引入云南野生雌蜂對煙蚜繭蜂退化種群寄生力的復(fù)壯效果

寄生力是煙蚜繭蜂是否復(fù)壯成功的重要指標(biāo)，我們用之前試驗(yàn)復(fù)壯效果最好的云南野生種群雌蜂對退化種群連續(xù)復(fù)壯2代，第1次雜交后寄生力能夠達(dá)到退化種群原F0代的71.99%，第2次雜交后寄生力能夠恢復(fù)到退化種群原F0代的88.21%，之后連續(xù)自交2代，寄生力均能夠保持與復(fù)壯兩代后寄生力無顯著差異（圖9）。

圖9 云南野生雌蜂對煙蚜繭蜂退化種群寄生力的復(fù)壯效果Fig.9 Rejuvenation effect of Yunnan wild female A.gifuensis on the parasitism of degeneration population

3 討論

人工室內(nèi)飼養(yǎng)的昆蟲，幾乎都不可避免地存在著種群退化現(xiàn)象[13]。主要原因有以下幾個(gè)方面：第一，遺傳因素的退化，實(shí)驗(yàn)室內(nèi)種群通常是由少量的野外個(gè)體繁殖來的，然后在恒定的溫度、濕度、光照等條件下續(xù)代飼養(yǎng)，近親繁殖，它的遺傳特性就比較貧乏，導(dǎo)致體型、壽命、繁殖力的下降；第二，環(huán)境不當(dāng)?shù)耐嘶?，昆蟲的種群優(yōu)良性是在自然環(huán)境的不斷變化中逐步形成的，這就要求我們的飼養(yǎng)技術(shù)應(yīng)與昆蟲的生物學(xué)特性相匹配，但是人工模擬的環(huán)境還是有著一定的局限性和單一性，導(dǎo)致昆蟲生物學(xué)的退化[14]；第三，有的昆蟲需要在特定的環(huán)境條件下才能保持原種的健康，如蜜蜂在15 ℃～16 ℃的低溫下飼養(yǎng)能夠較好地保持原種的健康，但是低溫也導(dǎo)致了它體內(nèi)的各種機(jī)能發(fā)生了微妙的變化，可能導(dǎo)致基因突變，造成種群的退化[15]；第四，對于寄生蜂等，寄主昆蟲的體型退化可能導(dǎo)致寄生蜂的體型退化，在云南玉溪煙蚜繭蜂擴(kuò)繁基地調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，隨著寄主煙蚜的體型退化，煙蚜繭蜂成蜂的體型也會(huì)受到影響。

昆蟲復(fù)壯主要是通過適當(dāng)改變飼養(yǎng)條件、定期加入野外親本與實(shí)驗(yàn)室種群雜交、提純復(fù)壯等，目前國內(nèi)對昆蟲退化后的復(fù)壯技術(shù)主要集中在經(jīng)濟(jì)昆蟲蜜蜂和蠶的研究上，寄生蜂的復(fù)壯報(bào)道僅見于川硬皮腫腿蜂SclerodermasichuanensisXiao的復(fù)壯。劉守禮[16]的研究表明在蜜蜂飼養(yǎng)中采取雙王群同箱飼養(yǎng)或續(xù)箱飼養(yǎng)措施能夠使兩蜂群互相借暖，有利于增強(qiáng)強(qiáng)群的抗逆能力而迅速強(qiáng)大。呂紀(jì)增[17]的研究表明，通過強(qiáng)弱蜂群合并復(fù)壯法，對不值得保留的弱勢蜂群可通過與強(qiáng)群的組合或者合并來達(dá)到復(fù)壯效果，能夠有效地防止蜜蜂的種性退化。吳克軍等[18]通過采用循環(huán)雜交法、回交法，系統(tǒng)育種等方法將云蠶7、云蠶8進(jìn)行循環(huán)雜交復(fù)壯，經(jīng)過復(fù)壯后的家蠶在品種抗性、繭層率等方面也都優(yōu)于復(fù)壯前系統(tǒng)。楊繼芬[19]通過將家蠶品種菁松和皓月循環(huán)雜交、自交后，發(fā)現(xiàn)復(fù)壯系在健康性上優(yōu)于生產(chǎn)系，飼養(yǎng)復(fù)壯系能提高蠶產(chǎn)量。郭婉琳[20]對花絨寄甲退化種群進(jìn)行改變喂養(yǎng)內(nèi)容、回接自然寄主、模擬自然條件三種方法進(jìn)行復(fù)壯，結(jié)果表明，采用自然回接寄主的方法能夠快速地使退化種群復(fù)壯，而野外鍛煉能夠讓花絨寄甲的體質(zhì)得到顯著的提高。胡霞等[21]通過使用川硬皮腫腿蜂的原生寄主雙條杉天牛進(jìn)行連續(xù)幾代的復(fù)壯，改變了實(shí)驗(yàn)室長期使用替代寄主黃粉蟲作為替代寄主的環(huán)境，得到了大量搜索和寄生能力都顯著提高的種蜂。煙蚜繭蜂對煙蚜具有寄生的專一性和喜好性，煙蚜是煙蚜繭蜂的原生寄主，前期研究發(fā)現(xiàn)煙蚜對煙蚜繭蜂的復(fù)壯更多僅體現(xiàn)在體型上，對寄生力的復(fù)壯效果較差。

本試驗(yàn)綜合其他學(xué)者的復(fù)壯方法，通過改變營養(yǎng)物質(zhì)和引入野外親本對煙蚜繭蜂實(shí)驗(yàn)室內(nèi)續(xù)代繁殖10代以上種群進(jìn)行復(fù)壯，引入的野外親本分別是位于中國西南的云南種群、東南的福建種群以及北方的河北本地種群。通過本研究，我們發(fā)現(xiàn)從云南引入煙蚜繭蜂野外親本，與河北地區(qū)退化種群連續(xù)雜交兩代后能夠使煙蚜繭蜂的寄生力、壽命、體型都顯著的提高，寄生力可以達(dá)到河北地區(qū)野生種群的88.21%，對比其他兩地引入的雜交復(fù)壯效果有著顯著的優(yōu)勢，可以用作實(shí)驗(yàn)室大規(guī)模繁殖的種蜂，也將為煙蚜繭蜂擴(kuò)繁后的退化現(xiàn)象提供一種有效的復(fù)壯方法。從云南地區(qū)引入煙蚜繭蜂的效果明顯好于引入河北、福建地區(qū)的種群，這可能與兩個(gè)因素有關(guān)，一是引入河北地區(qū)的煙蚜繭蜂復(fù)壯河北地區(qū)的煙蚜繭蜂退化種群，基因相對單一，復(fù)壯效果有限；二是引入的福建地區(qū)的野外煙蚜繭蜂體型比云南、河北的小很多，這可能會(huì)限制其復(fù)壯的能力。

在試驗(yàn)開展的過程中，也發(fā)現(xiàn)了一些新的問題，需深入探索。1）在對試驗(yàn)結(jié)果分析中發(fā)現(xiàn)，野生♀×退化♂組合在寄生力、羽化率、體型、壽命等方面復(fù)壯效果都顯著高于野生♂×退化♀組合，引入野外的雌蜂能夠更加高效地對煙蚜繭蜂退化種群進(jìn)行復(fù)壯。探討煙蚜繭蜂種群退化是否由種群中雌蜂的退化引起，這對煙蚜繭蜂的退化研究有重要意義。后續(xù)將開展對實(shí)驗(yàn)室退化雌蜂與野生健康雌蜂進(jìn)行解剖和生物學(xué)測定等方面的試驗(yàn)。2）由于試驗(yàn)安排與各地野外采集時(shí)間不同等原因，本次復(fù)壯試驗(yàn)僅僅是在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行野生親本與退化蜂群1:1復(fù)壯試驗(yàn)，但是在實(shí)際大棚擴(kuò)繁中退化蜂群數(shù)量比較大，需要一個(gè)更科學(xué)的比例引入野外親本來進(jìn)行復(fù)壯，相關(guān)問題仍有待進(jìn)一步研究。