巴氏新小綏螨對水稻干尖線蟲控制能力的評估

楊思華，李 曼，陳 淳，徐春玲，謝 輝

（華南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護學(xué)院植物線蟲研究室/華南農(nóng)業(yè)大學(xué)廣東省微生物信號與作物病害防控重點實驗室，廣州 510642）

水稻干尖線蟲Aphelenchoidesbesseyi是世界農(nóng)業(yè)上重要的病原線蟲之一[1]，其為害水稻造成每年約10%～71%的產(chǎn)量損失[2]。水稻干尖線蟲是遷移性寄生線蟲[3]，寄主范圍廣泛，可以寄生35屬200多種植物，其中水稻Oryzasativa和草莓Fragariaananasa是其最主要寄主[4-6]。

水稻干尖線蟲病是種傳病害，帶病種子是此病的主要初侵染源[7]。由于耕作方式和氣候的變化，我國水稻干尖線蟲病的流行及危害程度加重，研究和實施有效的防治措施顯得非常重要。目前實施檢疫、采用合理栽培措施、對稻種進行浸種處理和田間施用化學(xué)農(nóng)藥是防治水稻干尖線蟲病的常用方法，其中最有效的防治方法是水稻種子播種前采用溫水或藥劑浸種[8-10]。然而，由于種子熱處理易影響種子的發(fā)芽率，而農(nóng)藥使用所造成的環(huán)境問題越來越受到人們的關(guān)注，其使用已經(jīng)受到嚴格的限制。因此，近年來，植物線蟲病害生物防治方法的研究和應(yīng)用倍受關(guān)注。目前植物線蟲生物防治的研究主要集中在利用天敵真菌和細菌控制線蟲[11-15]。在自然界一些捕食性螨也是植物線蟲的潛在生物防治天敵[16,17]，已報道的對植物線蟲具有防控作用的捕食螨主要有Gaeolaelapsaculeifer[18]、Sancassaniaultima[19]、Tyrophagusputrescentiae[20,21]、Lasioseiusathiasae[22]、Protogamasellusmica[23]、Pergalumnasp.[24]、Blattisociusdolichus[25,26]和Stratiolaelaps scimitus[27]。

巴氏新小綏螨Neoseiulusbarkeri隸屬于寄螨目 Parasitiformes、植綏螨科 Phytoseiidae、新小綏螨屬Neoseiulus，主要分布在溫帶地區(qū)，可棲息在土壤、倉儲食物和多種植物上[29]。該螨能捕食多種害螨和昆蟲，可用來防治多種農(nóng)業(yè)害蟲[13,30]，如西花薊馬Frankliniellaoccidentalis[30]、柑橘全爪螨Panonychuscitri[31]、朱砂葉螨Tetranychuscinnabarinus[32]等。其中，巴氏新小綏螨在防控柑橘全爪螨方面能取得較為顯著的效果，已形成較為成熟的商品化運作[33]。周萬琴等[34]報道了巴氏新小綏螨可以捕食多種線蟲，包括南方根結(jié)線蟲Meloidogyneincognita二齡幼蟲、水稻干尖線蟲、腐爛莖線蟲Ditylenchusdestructor、小桿線蟲Rhabditissp.和香蕉穿孔線蟲Radopholussimilis。尚素琴等[35]報道巴氏新小綏螨具有防治腐爛莖線蟲的潛力。Yang等[36]報道巴氏新小綏螨能作為南方根結(jié)線蟲和香蕉穿孔線蟲的生物防治天敵。但有關(guān)巴氏新小綏螨以水稻干尖線蟲為食的發(fā)育和繁殖特性和對水稻干尖線蟲的捕食功能和控制能力尚未有研究報道。本研究通過測定巴氏新小綏螨以水稻干尖線蟲為食的生命表以及捕食密度、饑餓時間和溫度對巴氏新小綏螨捕食線蟲的的影響，研究巴氏新小綏螨對水稻干尖線蟲的捕食作用及其是否是水稻干尖線蟲的潛在天敵。

1 材料與方法

1.1 材料

本研究供試的水稻干尖線蟲來自華南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物線蟲研究室，腐食酪螨由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護研究所提供，巴氏新小綏螨采自華南農(nóng)業(yè)大學(xué)校園內(nèi)植物的根際土壤。其中巴氏新小綏螨采用腐食酪螨飼養(yǎng)，腐食酪螨采用酵母片粉和麥麩飼養(yǎng)。酵母片粉購于廣州市天河區(qū)五山路藥房，用榨汁機粉碎成酵母粉后使用。

1.2 個體飼育器的制作

根據(jù)周萬琴等[34]方法并加以改進制作螨的個體飼育器，具體如下：將2 mL離心管的蓋子剪下，在離心管蓋中注入2%的瓊脂至離心管蓋高度的1/2處，待瓊脂冷凝后，將裝有瓊脂的離心管蓋用黑色膠布固定在直徑為35 mm的培養(yǎng)皿上。用厚度約為1 mm的黑色硬紙剪成培養(yǎng)皿底一般大小的圓紙片，放置在該35 mm的培養(yǎng)皿內(nèi)，使其與培養(yǎng)皿的底部服帖，再倒入5 mL清水將紙片浸泡約1～2 h，倒去多余的水。將植物寄生線蟲及巴氏新小綏螨移入到瓊脂表面后往培養(yǎng)皿中加水，使水面高度和離心管蓋的高度差不多持平，形成水柵防止巴氏新小綏螨跑出，作為巴氏新小綏螨完成生活史和測定捕食功能的飼養(yǎng)小室。

1.3 巴氏新小綏螨以水稻干尖線蟲為食的發(fā)育繁殖和生命表

用筆尖沾水的毛筆挑出巴氏新小綏螨雌成螨 100～150頭，放入飼養(yǎng)小室中培養(yǎng)。將巴氏新小綏螨雌成螨在12 h內(nèi)產(chǎn)的卵取出進行單個孵化培養(yǎng)。每隔12 h觀察并記錄其生長發(fā)育情況，在卵及幼螨期間不供食。當(dāng)卵孵化發(fā)育成若螨之后，移入到放有足量水稻干尖線蟲和腐食酪螨的飼養(yǎng)小室中。每1 d更換一次條件完全相同的飼養(yǎng)小室，出現(xiàn)新的蛻皮殼即可確定螨態(tài)已進入下一階段。在若螨發(fā)育至成螨后將雌、雄螨配對，每個飼養(yǎng)小室內(nèi)各放1頭雌成螨和1頭雄成螨。試驗階段若有雄螨逃逸或死亡則進行補充。記錄雌螨產(chǎn)卵前期、產(chǎn)卵期、產(chǎn)卵后期、日產(chǎn)卵量及壽命。

根據(jù)上述獲得的數(shù)據(jù)，計算生命表參數(shù)，制作巴氏新小綏螨以水稻干尖線蟲和以腐食酪螨為食的生命表，計算生命表參數(shù)。

生命表參數(shù)的計算公式[37]：凈增殖率R0＝Σlxmx；平均世代周期T＝Σxlxmx/R0；內(nèi)稟增長率rm＝lnR0/T；精準計算 Σe?rmlxmx＝1；周限增長率λ＝erm；種群倍增時間Dt＝ln2/rm。其中，e為自然對數(shù)，X表示以天（d）為單位的時間間隔，lx表示雌成螨在X期間的存活率，mx表示在X期間平均每頭雌成螨產(chǎn)下的雌性后代數(shù)。

1.4 巴氏新小綏螨對線蟲的捕食功能

巴氏新小綏螨捕食線蟲功能的測定參考Yang等[36]的方法并加以改進。在每個飼養(yǎng)小室中分別放入水稻干尖線蟲，水稻干尖線蟲密度設(shè)為100、200、300、400、500條。在每個飼養(yǎng)小室分別放入1頭經(jīng)1 d饑餓處理的巴氏新小綏螨雌成螨。在黑暗培養(yǎng)1 d后觀察記錄水稻干尖線蟲被捕食的數(shù)量。每個線蟲密度為1個處理，共5個處理，每個處理5次重復(fù)。試驗數(shù)據(jù)用Holling[38]圓盤方程Na＝aTN0/(1＋aThN0)進行擬合，式中N0為供試獵物初始密度，Na為獵物被捕食數(shù)量，a為瞬間攻擊系數(shù)，T為試驗持續(xù)時間（本試驗中T為1 d），Th為捕食者處理1頭獵物所需要的時間。將N0及Na數(shù)據(jù)帶入圓盤方程，運用最小二乘法計算，得到各功能反應(yīng)的反應(yīng)參數(shù)，并用a/Th值來評價巴氏新小綏螨的捕食能力。

1.5 饑餓時間和溫度對巴氏新小綏螨捕食水稻干尖線蟲的影響

在每個飼養(yǎng)小室分別放入 400條水稻干尖線蟲，然后進行以下兩個試驗：（1）在每個飼養(yǎng)小室中分別放入1頭經(jīng)饑餓處理1、2、3、4和5 d的巴氏新小綏螨雌成螨。在（25±1）℃條件下黑暗培養(yǎng)1 d后觀察記錄水稻干尖線蟲被捕食的數(shù)量。每個饑餓時間處理的巴氏新小綏螨在每個線蟲密度條件下的捕食量為1個試驗處理，共25個處理，每個處理5次重復(fù)；（2）將培養(yǎng)箱的溫度分別設(shè)為15 ℃、20 ℃、25 ℃、30 ℃、35 ℃，在每個飼養(yǎng)小室中分別放入1頭饑餓處理1 d的巴氏新小綏螨雌成螨，在黑暗培養(yǎng)1 d后觀察記錄水稻干尖線蟲被捕食的數(shù)量。每個溫度處理的巴氏新小綏螨在每個線蟲密度條件下的捕食量為 1個試驗處理，共25個處理，每個處理5次重復(fù)。

1.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

試驗數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析采用SPSS 14.0和EXCEL 2013軟件，平均值和標(biāo)準誤的分析采用單因素方差分析（One-Way ANOVA），多重比較采用Tukey法，雙重比較采用t檢驗，差異顯著水平為p＝0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 巴氏新小綏螨以水稻干尖線蟲和腐食酪螨為食的發(fā)育繁殖

供試捕食螨分別以兩種不同的供試獵物為食的發(fā)育歷期及生殖力測定結(jié)果表明（表1，表2），通過捕食水稻干尖線蟲和腐食酪螨，巴氏新小綏螨能夠正常發(fā)育并完成整個生活史。巴氏新小綏螨從卵發(fā)育到成螨一共經(jīng)歷5個階段，依次為卵、幼螨、前若螨、后若螨和成螨。與取食腐食酪螨相比，巴氏新小綏螨取食水稻干尖線蟲時的前若螨歷期2.59 d顯著短于取食腐食酪螨的2.08 d（p＜0.05），其他發(fā)育歷期差異不顯著（p＞0.05）。以這兩種不同的獵物喂食的巴氏新小綏螨整個發(fā)育歷期差異不顯著（p＞0.05）。除此之外，巴氏新小綏螨取食水稻干尖線蟲時，產(chǎn)卵前期4.41 d顯著小于取食腐食酪螨的4.83 d（p＜0.05），產(chǎn)卵期、產(chǎn)卵后期和雌螨壽命均與取食腐食酪螨的差異不顯著（p＞0.05）；日均產(chǎn)卵量大于取食腐食酪螨，但差異不顯著（p＞0.05）。

表1 巴氏新小綏螨以水稻干尖線蟲和腐食酪螨為食的發(fā)育歷期Table 1 The developmental duration of Neoseiulus barkeri fed on Aphelenchoides besseyi and Tyrophagus putrescentiae

表2 以水稻干尖線蟲和腐食酪螨為食的巴氏新小綏螨產(chǎn)卵前期、產(chǎn)卵期、產(chǎn)卵后期、壽命和日均產(chǎn)卵量Table 2 Pre-oveposition, ovipositon, post-oviposition, oviposition amount, longevity and daily oviposition of Neoseiulus barkeri fed on Aphelenchoides besseyi and Tyrophagus putrescentiae

2.2 巴氏新小綏螨以水稻干尖線蟲和腐食酪螨為食的生命表及其參數(shù)

根據(jù)試驗獲得的數(shù)據(jù)分別計算供試捕食螨以兩種不同的供試獵物為食的存活率及平均產(chǎn)雌數(shù)，分別制作得到捕食螨以兩種不同獵物為食的生命表，求得生命表參數(shù)（表 3），巴氏新小綏螨以水稻干尖線蟲為食的凈增殖率、內(nèi)稟增長率和周限增長率分別為31.4605、0.2313/d和1.2603，均大于取食對照腐食酪螨的凈增殖率、內(nèi)稟增長率和周限增長率（R0＝26.8800；rm＝0.1973/d；λ＝1.2181）；取食水稻干尖線蟲的巴氏新小綏螨種群的平均世代周期（T＝19.9342 d）和種群倍增時間（Dt＝2.9962 d）均小于取食對照腐食酪螨的種群平均世代周期（T＝20.8423 d）和種群倍增時間（Dt＝3.5126 d）。

表3 巴氏新小綏螨雌成螨以水稻干尖線蟲和腐食酪螨為食的生命表參數(shù)Table 3 The life table parameters of Neoseiulus barkeri fed on Aphelenchoides besseyi and Tyrophagus putrescentiae

2.3 巴氏新小綏螨捕食水稻干尖線蟲的功能反應(yīng)

在不同的線蟲密度條件下，饑餓1 d的巴氏新小綏螨對水稻干尖線蟲的捕食量隨著線蟲密度的增加而增大，但捕食量的增加速率逐漸降低，捕食量趨于穩(wěn)定（圖1）。當(dāng)水稻干尖線蟲密度為100～400條范圍時，巴氏新小綏螨對線蟲的捕食數(shù)量隨著線蟲密度的增加而顯著增加（p＜0.05）；水稻干尖線蟲密度為400和500條時，巴氏新小綏螨對線蟲的捕食量無顯著差異（p＞0.05）。因此，巴氏新小綏螨捕食水稻干尖線蟲的功能反應(yīng)為負加速模型，屬于逆密度制約關(guān)系，可用Holling-Ⅱ型圓盤方程Na＝aTN0/(1＋aThN0)進行功能反應(yīng)擬合。結(jié)果表明，巴氏新小綏螨對水稻干尖線蟲的瞬時攻擊率a＝0.5645，處理時間Th＝0.0044 d，捕食能力a/Th＝128.2954，圓盤方程公式為Na＝0.5645N0/(1＋0.002484N0)。理論捕食量與實際捕食量相關(guān)系數(shù) R2為 0.9990，經(jīng)過卡方適合性檢驗后發(fā)現(xiàn)誤差不顯著（χ2＝0.0921＜χ20.05＝9.49），說明試驗估算出的理論模型擬合良好，能夠客觀地反映出巴氏新小綏螨對不同密度水稻干尖線蟲的捕食情況。當(dāng)線蟲密度N0→∞時，1頭巴氏新小綏螨在1 d中，捕食水稻干尖線蟲的最大理論值為227.27條。

圖1 線蟲密度對巴氏新小綏螨捕食水稻干尖線蟲的影響Fig.1 Effects of nematode density on the predation of Aphelenchoides besseyi by an adult female Neoseiulus barkeri

2.4 饑餓程度對巴氏新小綏螨捕食水稻干尖線蟲的影響

在水稻干尖線蟲密度為400條的條件下，巴氏新小綏螨對水稻干尖線蟲的捕食量隨饑餓時間的延長呈先增加后減少的趨勢（圖2），在饑餓為4 d時，捕食量達到最大，達到165條/d。在饑餓時間為1～3 d范圍時，隨著饑餓時間的延長巴氏新小綏螨對水稻干尖線蟲的捕食量顯著增加（p＜0.05）；饑餓時間為3 d和4 d時，巴氏新小綏螨對水稻干尖線蟲的捕食量無顯著差異，饑餓時間為5 d時，巴氏新小綏螨對水稻干尖線蟲的捕食量顯著降低（p＜0.05）。

圖2 饑餓時間對巴氏新小綏螨捕食水稻干尖線蟲的影響Fig.2 Effects of starvation time on the predation of Aphelenchoides besseyi by an adult female Neoseiulus barkeri

2.5 溫度對巴氏新小綏螨捕食水稻干尖線蟲的影響

水稻干尖線蟲密度為400條時，巴氏新小綏螨對水稻干尖線蟲的捕食量隨溫度的升高呈先增加后減少的趨勢（圖3），在處理溫度為25 ℃時，捕食量達到最大，達到117條/d。處理溫度在1 ℃～25 ℃范圍時，巴氏新小綏螨對水稻干尖線蟲的捕食量隨溫度升高而逐漸升高，15 ℃處理的線蟲捕食量顯著小于 20 ℃和25 ℃處理（p＜0.05），20 ℃和25 ℃處理的線蟲捕食量差異不顯著（p＞0.05）；處理溫度在25 ℃～35 ℃范圍時，巴氏新小綏螨對水稻干尖線蟲的捕食量隨溫度升高而顯著降低（p＜0.05）。

圖3 溫度對巴氏新小綏螨捕食水稻干尖線蟲的影響Fig.3 Effects of temperature on the predation of Aphelenchoides besseyi by an adult female Neoseiulus barkeri

3 討論

本研究分別以水稻干尖線蟲和腐食酪螨為巴氏新小綏螨的獵物，構(gòu)建巴氏新小綏螨生命表，計算其生命表參數(shù)，發(fā)現(xiàn)巴氏新小綏螨捕食水稻干尖線蟲和腐食酪螨均可正常發(fā)育并完成整個生活史，其各階段的發(fā)育歷期、壽命及日均產(chǎn)卵量沒有明顯差異，但前者的前若螨期顯著長于后者。這一結(jié)果與周萬琴等[34]報道巴氏新小綏螨以南方根結(jié)線蟲為食時的前若螨期長于取食腐食酪螨時的前若螨期的結(jié)果一致。除此之外，巴氏新小綏螨以水稻干尖線蟲為食的產(chǎn)卵前期顯著短于取食腐食酪螨時的產(chǎn)卵前期，其取食水稻干尖線蟲時的凈增值率、內(nèi)稟增長率及周限增長率均大于取食腐食酪螨，但其種群倍增時間小于取食腐食酪螨，表明巴氏新小綏螨取食水稻干尖線蟲比取食腐食酪螨更適合其生長發(fā)育和繁殖。內(nèi)稟增長率是反應(yīng)種群在理想條件下的繁殖能力，周限增長率反應(yīng)的是種群在一定時間內(nèi)的增長情況[37]。若種群的繁殖能力較強，其內(nèi)稟增長率及周限增長率也相對較大。本研究結(jié)果顯示，巴氏新小綏螨取食水稻干尖線蟲的內(nèi)稟增長率和周限增長率（rm＝0.23/d，λ＝1.26）不僅大于取食腐食酪螨（rm＝0.20/d，λ＝1.22），而且大于取食南方根結(jié)線蟲2齡幼蟲的內(nèi)稟增長率和周限增長率（rm＝0.18/d，λ＝1.20）[34]、取食腐爛莖線蟲的內(nèi)稟增長率和周限增長率（rm＝0.16 /d，λ＝1.16）[35]以及取食西花薊馬的內(nèi)稟增長率和周限增長率（rm＝0.19/d，λ＝1.21）[30]。因此，巴氏新小綏螨以水稻干尖線蟲為食具有較強的增殖能力。種群倍增時間可反應(yīng)種群數(shù)量加倍的速率。巴氏新小綏螨以水稻干尖線蟲為食的種群倍增時間（Dt＝3.00 d）不僅小于對照組取食腐食酪螨（Dt＝3.51 d），而且小于文獻報道的該螨以南方根結(jié)線蟲2齡幼蟲（Dt＝3.76 d）、腐爛莖線蟲（Dt＝4.56 d）及西花薊馬（Dt＝4.64 d）為食[30,34,35]的種群倍增時間。因此，巴氏新小綏螨以水稻干尖線蟲為食的種群數(shù)量能夠快速增加。這些結(jié)果表明，巴氏新小綏螨具有作為水稻干尖線蟲天敵的潛能。

捕食者與被捕食者的相互作用受被捕食者密度、饑餓時間和環(huán)境溫度的影響。研究結(jié)果表明，在一定范圍內(nèi)，隨著線蟲密度的增加，巴氏新小綏螨對水稻干尖線蟲的捕食量顯著增加，但增加速率逐漸降低，獵物密度400條和500條兩個處理的捕食量差異不顯著，表明獵物密度達到400條后，捕食量趨于穩(wěn)定，這與捕食螨對獵物最常見的捕食反應(yīng)形式相似[39]。有研究表明巴氏新小綏螨對柑橘始葉螨Eotetranychus kankitus[40]和腐爛莖線蟲[35]等的功能反應(yīng)均可以用Holling-II模型擬合。本研究結(jié)果表明，巴氏新小綏螨對水稻干尖線蟲的捕食功能反應(yīng)為負加速模型，屬于逆密度制約關(guān)系，同樣可以使用 Holling-II型圓盤方程進行功能反應(yīng)擬合。巴氏新小綏螨對水稻干尖線蟲的捕食能力a/Th達128.30，大于巴氏新小綏螨對柑橘始葉螨幼蟲的捕食能力（a/Th＝68.40）[40]和腐爛莖線蟲的捕食能力（a/Th＝63.68）[35]。此外，當(dāng)線蟲密度N0→∞時，1頭巴氏新小綏螨在1 d中，捕食水稻干尖線蟲的最大理論量為227.27條。證明巴氏新小綏螨具有較強捕食水稻干尖線蟲的能力。

在一定范圍內(nèi)，巴氏新小綏螨捕食水稻干尖線蟲的數(shù)量隨饑餓時間和溫度的增加而增加，但到達一定程度后，隨著饑餓時間和溫度的持續(xù)增加，捕食量降低。Yang等[36]報道巴氏新小綏螨是香蕉穿孔線蟲的天敵捕食螨，該研究中的饑餓時間和溫度對巴氏新小綏螨捕食香蕉穿孔線蟲的影響趨勢與本研究一致。在本研究中，饑餓4 d，巴氏新小綏螨對水稻干尖線蟲的捕食量達到最大，饑餓超過4 d后，捕食量顯著降低（p＜0.05）。Yang等[36]報道的巴氏新小綏螨捕食香蕉穿孔線蟲的最佳饑餓時間也為4 d。這可能是由于長期饑餓會使螨類消耗過多，導(dǎo)致它們移動、搜索和處理獵物的能力降低。在供試的溫度范圍內(nèi)，25 ℃是巴氏新小綏螨捕食水稻干尖線蟲的最佳捕食溫度。據(jù)報道，水稻干尖線蟲的適宜活動溫度為20 ℃～26 ℃[41]，巴氏新小綏螨適合生長溫度范圍為15 ℃～37 ℃[42]，均與巴氏新小綏螨捕食水稻干尖線蟲的最佳捕食溫度一致，這有利于巴氏新小綏螨對水稻干尖線蟲的控制。因此，本研究證實了巴氏新小綏螨對水稻干尖線蟲具有較強的捕食作用和控制能力，可以作為水稻干尖線蟲潛在天敵捕食螨。巴氏新小綏螨對水稻干尖線蟲的防控效果和應(yīng)用方法尚有待研究。