不同溫度下綠豆象幼蟲的齡期劃分

崔小林，樊楠楠，白鵬華，王宏民，張仙紅，鄭海霞

（1.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院，山西太谷030801；2.天津市農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所，天津300384；3.山西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院，山西太谷030801）

綠豆象（Callosobruchus chinensis）屬鞘翅目（Coleoptera）豆象科（Bruchidae）瘤背豆象屬（Callosobruchus），是世界范圍內(nèi)重要的倉儲害蟲，在我國多地均有發(fā)生，每年可發(fā)生多代[1-2]。其為害時(shí)，主要以幼蟲鉆蛀豆莢或豆粒，被蛀食過的豆粒中空或內(nèi)部充滿粉末狀豆屑，豆質(zhì)偏脆，營養(yǎng)價(jià)值大大降低，喪失發(fā)芽能力，同時(shí)造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失[3]，且成蟲羽化后會進(jìn)行二次侵染，加大損失，在3～4個月時(shí)間內(nèi)就可為害整倉綠豆[4-5]。

目前關(guān)于綠豆象的研究主要集中在成蟲的生物學(xué)特性[6-7]、產(chǎn)卵選擇性[7-8]、防治方法[9-10]及分子水平[11-12]上的研究，而有關(guān)綠豆象幼蟲的研究報(bào)道相對較少。昆蟲分齡研究在生產(chǎn)防治和科學(xué)研究中具有重要意義，為進(jìn)一步研究其生物學(xué)特性及發(fā)生規(guī)律奠定基礎(chǔ)，也為預(yù)測預(yù)報(bào)及選擇合適的防治時(shí)機(jī)提供依據(jù)。許多學(xué)者對昆蟲幼蟲蟲齡進(jìn)行了研究[13-17]。山西農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院昆蟲分類與害蟲防治研究室在前期研究中，通過測量正常飼養(yǎng)條件（溫度（26±1）℃、濕度75%～80%）下綠豆象幼蟲的體長、頭殼寬以及上顎寬，明確了其在正常飼養(yǎng)條件下的齡期為4齡，最佳分齡指標(biāo)為頭殼寬[18]，但是在其他溫度下綠豆象幼蟲的蟲齡還未有相關(guān)研究。

本研究以不同溫度下飼養(yǎng)的綠豆象幼蟲為研究對象，通過測量其體長、頭殼寬以及上顎寬對其進(jìn)行分齡，旨在為進(jìn)一步了解綠豆象的生物學(xué)特性并對其采取有效合理的防治策略奠定理論基礎(chǔ)。

1 材料和方法

1.1 供試蟲源

山西農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院昆蟲分類與害蟲防治研究室所用綠豆象是從大田中收獲的綠豆中得到的，并在室內(nèi)（溫度（26±1）℃、濕度75%～80%）飼養(yǎng)30代以上。本試驗(yàn)所用綠豆象幼蟲為在溫度（20.0±1.5）、（25±1）、（30±1）、（35±1）℃，相對濕度60%～70%的室內(nèi)人工氣候培養(yǎng)箱飼養(yǎng)的試蟲。

1.2 幼蟲樣本收集

在裝有新鮮綠豆的培養(yǎng)皿中放入新羽化的綠豆象雌雄蟲，然后將培養(yǎng)皿放置在不同溫度條件下觀察其產(chǎn)卵，待卵孵化后，每天挑取15粒綠豆，將綠豆中的幼蟲取出并測量，將測量過的幼蟲放在75%的酒精中進(jìn)行保存，直到所挑幼蟲全部化蛹（測得的綠豆象幼蟲總數(shù)中不包括損壞的幼蟲）。

1.3 幼蟲測量方法

綠豆象幼蟲的形態(tài)分齡指標(biāo)為體長、頭殼寬及上顎寬，測量設(shè)備為Nikon SMZ745T體視鏡，各測量指標(biāo)如圖1所示，將測量數(shù)據(jù)整理記錄，同時(shí)對綠豆象幼蟲的蛻皮現(xiàn)象進(jìn)行觀察（圖2）。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2010對數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，用IBMSPSS 24.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，用Origin 9.1制作幼蟲在不同溫度下各分齡指標(biāo)的頻次分布直方圖，據(jù)此初步劃分蟲齡。采用LSD多重比較進(jìn)行差異顯著分析（P＜0.05）。根據(jù)測量值分別計(jì)算各溫度不同齡期幼蟲3項(xiàng)分齡指標(biāo)的變幅、平均值、標(biāo)準(zhǔn)誤和變異系數(shù)。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同溫度下綠豆象幼蟲各形態(tài)指標(biāo)的頻次分布

通過對不同溫度培養(yǎng)的綠豆象幼蟲的體長、頭殼寬及上顎寬的測量值進(jìn)行頻次分析（圖3），發(fā)現(xiàn)20℃下幼蟲的體長、頭殼寬和上顎寬分為明顯的5個區(qū)域，表明在20℃下綠豆象幼蟲的齡期為5齡；在25℃下幼蟲的3項(xiàng)形態(tài)指標(biāo)的頻次分布直方圖則分為4個明顯的區(qū)域，表明在25℃下綠豆象幼蟲齡期為4齡；30℃飼養(yǎng)的綠豆象幼蟲各形態(tài)指標(biāo)則有3個集中區(qū)域，表明該溫度下綠豆象幼蟲齡期為3齡；而在35℃下飼養(yǎng)的綠豆象雖能在綠豆表面正常產(chǎn)卵，但在試驗(yàn)過程中未發(fā)現(xiàn)卵成功孵化（圖4），故在35℃下未檢測到幼蟲齡期。

2.2 不同溫度下綠豆象幼蟲齡期的統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)

不同溫度下綠豆象幼蟲各分齡指標(biāo)的相鄰齡期之間存在交叉重疊現(xiàn)象（表1），根據(jù)測量值分別計(jì)算不同溫度下綠豆象各齡幼蟲3項(xiàng)分齡指標(biāo)的變幅、平均值、標(biāo)準(zhǔn)誤、變異系數(shù)及各項(xiàng)統(tǒng)計(jì)參數(shù)。不同溫度下1齡幼蟲體長的變異系數(shù)均相對其他齡期及指標(biāo)偏大，表明1齡幼蟲體長的數(shù)據(jù)離散程度較高，而頭殼寬和上顎寬的變異系數(shù)較小，表明離散程度較低，分齡結(jié)果較體長更可信，且在不同溫度下各指標(biāo)在不同齡期間的平均值差異顯著，符合統(tǒng)計(jì)學(xué)的要求。

表1 不同溫度下綠豆象幼蟲3項(xiàng)分齡指標(biāo)測量值及統(tǒng)計(jì)分析

2.3 不同溫度下綠豆象幼蟲各測量指標(biāo)與齡期之 間的關(guān)系擬合

表2 不同溫度下綠豆象幼蟲3種形態(tài)指標(biāo)測量值回歸方程及回歸系數(shù)

續(xù)表2

陳永年等[19]研究指出，昆蟲幼蟲骨化結(jié)構(gòu)測量值的對數(shù)值與幼蟲齡期之間呈直線或修改指數(shù)曲線關(guān)系。本研究對不同溫度下的3項(xiàng)分齡指標(biāo)與齡期的關(guān)系進(jìn)行線性和指數(shù)擬合，結(jié)果表明，綠豆象幼蟲的3項(xiàng)分齡指標(biāo)的線性關(guān)系和指數(shù)關(guān)系在不同溫度下均與齡期之間存在極顯著的相關(guān)關(guān)系（表2），表明在不同溫度下的蟲齡劃分是合理的；在同一溫度的同一分齡指標(biāo)中，除25、30℃的頭殼寬指數(shù)模型的回歸系數(shù)大于線性回歸系數(shù)外，其他分齡指標(biāo)均為三次線性擬合模型的回歸系數(shù)最大，指數(shù)擬合模型的回歸系數(shù)最小，而二次擬合模型的回歸系數(shù)又大于線性擬合模型的回歸系數(shù)，且頭殼寬測量值的對數(shù)值與幼蟲齡期的相關(guān)系數(shù)要優(yōu)于體長和上顎寬測量值的對數(shù)值與幼蟲齡期的相關(guān)系數(shù)，即頭殼寬可作為不同溫度下綠豆象幼蟲齡期劃分的最佳指標(biāo)。

3 結(jié)論與討論

本研究通過測定綠豆象幼蟲在不同溫度下的體長、頭殼寬及上顎寬，并對其皮蛻進(jìn)行觀察，對各測量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)，溫度越低，幼蟲齡期越長，20℃下綠豆象幼蟲分為5齡，25℃下分為4齡，30℃下分為3齡，而在35℃下未觀察到綠豆象卵成功孵化。在25℃下測得的綠豆象幼蟲齡期與山西農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院昆蟲分類與害蟲防治研究室前期在正常飼養(yǎng)條件下測得的幼蟲齡期相同，均為4齡，但本研究3項(xiàng)分齡指標(biāo)各個齡期測得的結(jié)果明顯小于前期正常飼養(yǎng)的結(jié)果，這可能是由于不同時(shí)間受外界溫濕度影響，蟲體大小有所差異（前者在11月份培養(yǎng)測量，后者在4月份培養(yǎng)測量），也可能是由于測量方法有所差異（前者每日測量完放入酒精保存，后者先在酒精中保存后測量）造成的[18]；此外，陸惠生[20]在南寧室溫條件下觀察到綠豆象幼蟲齡期也為4齡，與本研究在25℃下觀察到的齡期相同。黃建國[21]在鄭州的室內(nèi)常溫下發(fā)現(xiàn)綠豆象幼蟲經(jīng)歷4次蛻皮，即5齡，這與本研究在20℃下觀察到的綠豆象齡期一致。35℃下未測到卵孵化，這可能與溫度過高有關(guān)。由于幼蟲齡數(shù)的不變性被認(rèn)為是正常的，因此，只能找到少量的參考文獻(xiàn)[22]，ESPERK等[23]研究認(rèn)為，幼蟲在種內(nèi)間的變異是全變態(tài)昆蟲中廣泛存在的現(xiàn)象，溫度、濕度和密度等因素會影響幼蟲齡數(shù)。綠豆象是變溫動物，溫度僅是影響其生長發(fā)育的一個要素，濕度及密度對幼蟲齡期的影響趨勢還有待進(jìn)一步研究。