溫度對(duì)淡足側(cè)溝繭蜂寄生和生長(zhǎng)發(fā)育的影響

季香云，蔣杰賢，李文偉，王金彥，張 浩，張 栩

（上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境保護(hù)研究所，上海 201403）

淡足側(cè)溝繭蜂Microplitis pallidipes隸屬膜翅目、繭蜂科、側(cè)溝繭蜂屬，對(duì)夜蛾科害蟲(chóng)的中低齡幼蟲(chóng)具有較高的寄生率，其田間自然寄生率一般為6.3%～50%，最高可達(dá)70%以上[1,2]。寄主幼蟲(chóng)被淡足側(cè)溝繭蜂寄生后，主要表現(xiàn)出食量逐漸減少，發(fā)育延緩，直至停止取食而死亡，從而能有效控制夜蛾科害蟲(chóng)的發(fā)生。

草地貪夜蛾Spodoptera frugiperda也被稱為秋粘蟲(chóng)，是一種能夠遠(yuǎn)距離遷飛的重大農(nóng)業(yè)害蟲(chóng)[3,4]。隸屬鱗翅目、夜蛾科、灰翅蛾屬，原產(chǎn)于美洲，屬于多食性害蟲(chóng)，寄主植物高達(dá)353種，但玉米是其最適寄主[5]。自2019年首次入侵中國(guó)以來(lái)，隨著國(guó)外蟲(chóng)源持續(xù)遷入和國(guó)內(nèi)草地貪夜蛾的定殖繁衍，草地貪夜蛾種群數(shù)量會(huì)在較短時(shí)間內(nèi)快速增加，對(duì)我國(guó)的玉米產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)安全造成嚴(yán)重威脅。

寄生蜂和其他昆蟲(chóng)一樣，屬于變溫動(dòng)物，其寄生行為[6,7]、寄生功能[8]、存活率、發(fā)育和繁殖[9-11]均受溫度變化的影響，在適宜生長(zhǎng)的溫度范圍內(nèi)，能較好的完成生長(zhǎng)發(fā)育，生存能力相應(yīng)變強(qiáng)，從而種群數(shù)量會(huì)在短時(shí)間內(nèi)快速增長(zhǎng)，反之則會(huì)導(dǎo)致寄生蜂和寄主不能正常生長(zhǎng)發(fā)育，繁殖能力相應(yīng)降低。為了更好地闡明不同溫度下淡足側(cè)溝繭蜂對(duì)草地貪夜蛾寄生的影響，本文以草地貪夜蛾為繁育寄主，研究不同溫度條件下淡足側(cè)溝繭蜂對(duì)草地貪夜蛾的寄生情況和對(duì)淡足側(cè)溝繭蜂發(fā)育歷期的影響，明確淡足側(cè)溝繭蜂的發(fā)育與溫度條件的關(guān)系，為淡足側(cè)溝繭蜂的室內(nèi)規(guī)?；敝臣皩?duì)草地貪夜蛾的田間防控提供理論基礎(chǔ)。

1 材料與方法

1.1 供試蟲(chóng)源

供試淡足側(cè)溝繭蜂采集于廣西南寧郊區(qū)玉米田，采回后在室內(nèi)飼養(yǎng)多代；草地貪夜蛾卵塊采集于上海市農(nóng)業(yè)科學(xué)院莊行綜合試驗(yàn)站玉米田。將采回的卵塊放置于人工氣候培養(yǎng)箱（28 ℃、光周期為14L:10D、RH 80%±5%）內(nèi)，用滅菌處理的潔凈塑料盒飼養(yǎng)；待卵塊孵化后，飼喂人工飼料（白蕓豆、麥胚、瓊脂、酵母、抗壞血酸等原料組成）[12]，于培養(yǎng)箱內(nèi)飼養(yǎng)至化蛹，將草地貪夜蛾蛹置于羽化籠中羽化至成蟲(chóng)，用10%的蜂蜜水飼喂補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)，成蟲(chóng)產(chǎn)卵后繼續(xù)飼養(yǎng)至下一代2齡末幼蟲(chóng)備用。利用草地貪夜蛾繁殖淡足側(cè)溝繭蜂時(shí)，按1:50 的比例將交配過(guò)的淡足側(cè)溝繭蜂雌蜂和草地貪夜蛾幼蟲(chóng)放入繁蜂箱，12 h后取出，分裝至指形管中單頭飼養(yǎng)至寄生蜂出繭。選取羽化后1～2日齡健康、活力較強(qiáng)的雌蜂用于本試驗(yàn)。

1.2 不同溫度對(duì)淡足側(cè)溝繭蜂生長(zhǎng)發(fā)育的影響

試驗(yàn)設(shè)置14 ℃、17 ℃、20 ℃、23 ℃、26 ℃、29 ℃和32 ℃共6個(gè)溫度。試驗(yàn)時(shí)，將24 h之內(nèi)羽化的淡足側(cè)溝繭蜂配對(duì)，交配12 h后放入置有草地貪夜蛾2齡末幼蟲(chóng)的玻璃瓶中，放入設(shè)置好的不同試驗(yàn)溫度的人工氣候箱中寄生，并于24 h后轉(zhuǎn)移出寄生蜂。每個(gè)溫度處理設(shè)置5個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)的初始寄生幼蟲(chóng)為30頭，單頭分裝在試管中飼養(yǎng)，合計(jì)每個(gè)溫度處理共150頭寄生幼蟲(chóng)。放入不同溫度的人工氣候培養(yǎng)箱（光周期14L:10D、RH 80%±5%）中飼養(yǎng)。每天觀察草地貪夜蛾存活及寄生蜂出繭、羽化情況，并計(jì)算寄生率、出繭率、羽化率和寄生蜂成蜂的雌性比率。

寄生率＝從寄主體內(nèi)爬出幼蜂數(shù)量/供試幼蟲(chóng)總數(shù)×100%；結(jié)繭率＝幼蜂結(jié)繭數(shù)/從寄主體內(nèi)爬出幼蜂數(shù)量×100%；出蜂（羽化）率＝寄生蜂羽化數(shù)/幼蜂結(jié)繭數(shù)×100%；雌性比率＝羽化的雌蜂數(shù)量/寄生蜂羽化總數(shù)。

為了更好地探明溫度與寄生蜂生長(zhǎng)發(fā)育的關(guān)系，本研究分別采用線性日度模型V（t）＝1/K×T－C/K和Logistic模型V（t）＝K/（1＋ea-rT）進(jìn)行擬合[13,14]。其中V（t）代表溫度為T(mén)時(shí)淡足側(cè)溝繭蜂的發(fā)育速率，K代表有效積溫（日·度），C代表發(fā)育起點(diǎn)溫度，K代表溫度發(fā)育速率的上限，a、r 為參數(shù)。

1.3 淡足側(cè)溝繭蜂的發(fā)育起點(diǎn)溫度、有效積溫的計(jì)算

根據(jù)最小二乘法公式和有效積溫法則，計(jì)算淡足側(cè)溝繭蜂各蟲(chóng)態(tài)的發(fā)育起點(diǎn)溫度 C＝∑V2∑T－∑V∑VT/n∑V2—（∑V）2和有效積溫 K＝n∑VT—V∑T/n∑V2—（∑V）2。式中V代表發(fā)育速率，T代表試驗(yàn)溫度，n代表處理溫度的樣本數(shù)。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

所有數(shù)據(jù)均采用平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤（Mean±SE）表示。不同處理間的差異用單因素方差分析（one-way ANOVA）和Tukey HSD多重比較（P≤0.05）方法來(lái)比較數(shù)據(jù)均值的顯著性。在試驗(yàn)過(guò)程中由于人為因素造成死亡的草地貪夜蛾幼蟲(chóng)不包含在統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)之內(nèi)，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析軟件為Excel和SPSS 16.0。

2 結(jié)果與分析

2.1 溫度對(duì)淡足側(cè)溝繭蜂寄生、結(jié)繭和羽化的影響

在不同溫度下，淡足側(cè)溝繭蜂對(duì)草地貪夜蛾的寄生率不同（表1），其中23 ℃寄生率最高（62.00%），其次為32 ℃（60.00%），之后依次為29 ℃（58%）、26 ℃（52%）、20 ℃（48.00%）、17 ℃（42.00%）和14 ℃（36.00%）。其中14 ℃時(shí)淡足側(cè)溝繭蜂對(duì)草地貪夜蛾的寄生率最低，和23 ℃和32 ℃時(shí)的寄生率相比差異顯著（P≤0.05）。溫度對(duì)淡足側(cè)溝繭蜂的出繭也有顯著影響，26 ℃時(shí)出繭率最高（93.14%），其次為20 ℃（91.00%），之后依次為14 ℃（86.67%）、17 ℃（83.00%）、23 ℃（80.89%）、29 ℃（76.00%）和32 ℃（76.71%）。其中29 ℃和32 ℃溫度下的出繭率明顯低于26 ℃和20 ℃，且差異顯著（P≤0.05）。溫度對(duì)淡足側(cè)溝繭蜂羽化沒(méi)有顯著差異，其中23 ℃時(shí)的羽化率為92.%，其他溫度條件下寄生蜂羽化率均為 100%。溫度條件對(duì)雌性比率影響明顯，隨著溫度升高，淡足側(cè)溝繭蜂的雌性比率顯著升高。但雌性比率一般以50%為理想比率。

2.2 溫度對(duì)淡足側(cè)溝繭蜂生長(zhǎng)和發(fā)育歷期的影響

2.2.1 溫度對(duì)淡足側(cè)溝繭蜂發(fā)育歷期的影響 溫度對(duì)淡足側(cè)溝繭蜂卵-幼蟲(chóng)、蛹發(fā)育歷期和成蟲(chóng)壽命均有明顯的影響。隨著溫度的升高，淡足側(cè)溝繭蜂各蟲(chóng)態(tài)發(fā)育歷期都會(huì)變短，發(fā)育速率均呈加快趨勢(shì)。在29 ℃和32 ℃條件下淡足側(cè)溝繭蜂卵-幼蟲(chóng)、蛹的發(fā)育歷期最短，分別為5.60 d、5.38 d和4.68 d、4.15 d，寄生蜂發(fā)育歷期（卵-成蟲(chóng)）隨著溫度升高逐漸縮短，同樣在29 ℃和32 ℃發(fā)育歷期最短，分別為14.91 d和13.80 d，且差異不顯著。其他溫度條件下的卵-幼蟲(chóng)期、蛹期發(fā)育歷期均差異顯著（P≤0.05）；在26 ℃、29 ℃、32 ℃條件下成蟲(chóng)壽命差異不顯著，其他溫度條件下的發(fā)育歷期均差異顯著（表2）。

表2 溫度對(duì)淡足側(cè)溝繭蜂各蟲(chóng)態(tài)歷期影響Table 2 The development duration for various stages ofMicroplitis pallidipesat different temperature

2.2.2 寄生蜂發(fā)育速率與溫度關(guān)系 根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，計(jì)算出淡足側(cè)溝繭蜂卵-幼蟲(chóng)期、蛹期以及成蟲(chóng)的發(fā)育起點(diǎn)溫度分別為10.2 ℃、15.08 ℃和5.43 ℃，有效積溫分別為110.27日·度、81.10日·度和107.53日·度。

分別采用線性模型和 Logistic 曲線模型擬合了溫度與發(fā)育速率的關(guān)系，結(jié)果表明線性模型和 Logistic曲線均能展現(xiàn)試驗(yàn)溫度條件下淡足側(cè)溝繭蜂的不同蟲(chóng)態(tài)發(fā)育速率隨著溫度升高而加快的趨勢(shì)，其中卵-幼蟲(chóng)期和蛹期，線性模型擬合效果好于Logistic曲線，R2值分別為0.986和0.985。在成蟲(chóng)期，兩種模型擬合效果相當(dāng)，R2值分別為0.951和0.950（表3，圖1）。

表3 淡足側(cè)溝繭蜂各蟲(chóng)態(tài)發(fā)育速率與溫度的關(guān)系模型Table 3 Model of development rate and the temperature forMicroplitis pallidipes

圖1 淡足側(cè)溝繭蜂卵-幼蟲(chóng)、蛹和成蟲(chóng)發(fā)育速率與溫度的關(guān)系Fig. 1 Relationship between development rate ofMicroplitis pallidipesat egg-larvae, pupae, adult stages and temperature as described by linear and Logistic models

3 討論

研究發(fā)現(xiàn)，溫度可以影響淡足側(cè)溝繭蜂對(duì)草地貪夜蛾寄生率、出繭率，成蟲(chóng)羽化率和雌性比率。在14 ℃～32 ℃溫度條件下，淡足側(cè)溝繭蜂均能和草地貪夜蛾建立寄生關(guān)系。其中以23 ℃寄生率最高，14 ℃寄生率為最低，說(shuō)明低溫條件下淡足側(cè)溝繭蜂活動(dòng)能力減弱，寄生能力降低，這與其他寄生蜂研究結(jié)果相一致。資料表明，不同溫度條件下綠眼賽繭蜂Zele chlorophthalmus[15]、俑小蜂Spalangia cameroni[8]、麥柔繭蜂Habrobracon hebetor[6]對(duì)寄主昆蟲(chóng)的寄生率均有明顯影響；但不同寄生蜂適宜的寄生溫度并不完全相同，其中綠眼賽繭蜂最適宜寄生溫度為21℃[15]，麥柔繭蜂在26 ℃～29 ℃寄生率最高[6]，俑小蜂在15 ℃～35 ℃條件下均可寄生，但 28 ℃寄生率最高[8]。而本研究中淡足側(cè)溝繭蜂對(duì)草地貪夜蛾的最適宜寄生溫度為23 ℃～32 ℃，其中23 ℃寄生率最高。溫度對(duì)淡足側(cè)溝繭蜂出繭也有顯著影響，其中20 ℃和26 ℃下的出繭率均為90%以上；但溫度對(duì)淡足側(cè)溝繭蜂出蜂率影響不明顯，在試驗(yàn)溫度范圍內(nèi)，寄生蜂均能正常羽化。

溫度對(duì)淡足側(cè)溝繭蜂的雌性比率也有一定的影響，隨著溫度的升高，雌性比率升高，但在淡足側(cè)溝繭蜂規(guī)?；敝尺^(guò)程中，最理想的雌性比率應(yīng)該是50%，因此23 ℃～26 ℃為該寄生蜂最佳雌性比率的適宜溫度。溫度作為寄生蜂生長(zhǎng)發(fā)育的外部條件，并不是影響寄生蜂雌性比率的唯一因素。外部因子如環(huán)境因素、寄主密度、寄主種類(lèi)等均能影響寄生蜂的雌性比率[16]，但本研究初步驗(yàn)證了溫度是影響寄生蜂雌性比率的關(guān)鍵因子之一。

試驗(yàn)表明，淡足側(cè)溝繭蜂卵-幼蟲(chóng)、蛹期及成蟲(chóng)壽命隨著溫度的升高而縮短，這與溫度對(duì)其他寄生蜂發(fā)育歷期研究結(jié)果相一致，如綠眼賽繭蜂隨著溫度升高發(fā)育歷期變短，但當(dāng)溫度升至 29 ℃，發(fā)育歷期又比25 ℃有所延長(zhǎng)，可能29 ℃為綠眼賽繭蜂的生長(zhǎng)發(fā)育受到抑制的轉(zhuǎn)折點(diǎn)[15]；倉(cāng)蛾姬蜂Venturia canescens在 15 ℃～31 ℃的發(fā)育歷期隨著溫度升高而縮短，但在 32 ℃，其發(fā)育歷期則變長(zhǎng)[17]。紅鈴蟲(chóng)甲腹繭蜂Chelonu spectinophorae發(fā)育歷期隨溫度升高而縮短，但卵-幼蟲(chóng)期的發(fā)育歷期在36 ℃出現(xiàn)延長(zhǎng)[18]。本研究中淡足側(cè)溝繭蜂在試驗(yàn)溫度范圍內(nèi)沒(méi)有出現(xiàn)發(fā)育歷期隨著溫度升高而延長(zhǎng)的現(xiàn)象，可能試驗(yàn)設(shè)置溫度范圍沒(méi)有涵蓋淡足側(cè)溝繭蜂的極限發(fā)育溫度。

本研究中線性模型和Logistic模型均能很好地反應(yīng)淡足側(cè)溝繭蜂溫度與發(fā)育速率的關(guān)系。在卵-幼蟲(chóng)、蛹期，線性模型擬合效果優(yōu)于Logistic，在成蟲(chóng)期，Logistic模型和線性模型擬合效果相當(dāng)。綠眼賽繭蜂的發(fā)育速率和溫度的關(guān)系用線性模型和Logistic曲線均能反應(yīng)，但Logistic曲線擬合效果好于線性模型[15]。利用Logistic曲線能很好地?cái)M合煙蚜繭蜂Aphidius gifuensis溫度與發(fā)育速率關(guān)系模型[9]。而線性模型不適合倉(cāng)蛾姬蜂在15 ℃～32 ℃條件下發(fā)育速率與溫度關(guān)系的擬合[17]。線性模型能夠比較直觀反應(yīng)發(fā)育速率和溫度的直接關(guān)系，而Logistic 曲線模型則能夠具體反應(yīng)某一特定生長(zhǎng)階段發(fā)育緩慢或發(fā)育過(guò)快的現(xiàn)象。

淡足側(cè)溝繭蜂生長(zhǎng)適宜溫度廣泛，在14 ℃～32 ℃范圍內(nèi)均能正常寄生草地貪夜蛾，完成世代發(fā)育，其中20 ℃～26 ℃為最佳生長(zhǎng)溫度。由于草地貪夜蛾作為外來(lái)物種，缺乏適宜的本地天敵，而淡足側(cè)溝繭蜂作為本地優(yōu)勢(shì)天敵，在控制草地貪夜蛾的蔓延發(fā)生和田間防控中具有重要的作用。本研究不僅為淡足側(cè)溝繭蜂的室內(nèi)擴(kuò)繁和田間保護(hù)利用提供了試驗(yàn)依據(jù)，也為草地貪夜蛾的田間生物防控提供了理論基礎(chǔ)。由于本試驗(yàn)是在室內(nèi)恒溫條件下完成的，寄生蜂的寄生能力及生長(zhǎng)發(fā)育可能在田間復(fù)雜的變溫條件下有所差異。所以，淡足側(cè)溝繭蜂與草地貪夜蛾的寄生關(guān)系尚需在田間復(fù)雜的試驗(yàn)條件下繼續(xù)得到驗(yàn)證。