叉角厲蝽低溫貯藏最適蟲態(tài)和條件

湯永玉，趙 航，張 曼，梁 晨，邢孔政，吳國星，高 熹

（云南農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院，昆明 650201）

叉角厲蝽Eocanthecona furcellata屬半翅目Hemiptera蝽科Pentatomidae，是很有利用前景和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展價(jià)值的一類天敵昆蟲，主要分布于熱帶和亞熱帶[1]。它的捕食范圍涉及鱗翅目、膜翅目、鞘翅目、半翅目等40種以上的害蟲幼蟲，它能有效捕食草地貪夜蛾Spodoptera frugiperda[2]、斜紋夜蛾Spodoptera litura[3]；綠額翠尺蛾Thalassodes proquadria[4]、黃野螟Heortia vitessoides[5]、粘蟲Mythimna seperata[6]等鱗翅目害蟲，是農(nóng)林作物害蟲的一種重要捕食性天敵昆蟲，具有極高的生物防治潛能。叉角厲蝽一年可以繁殖多代，我國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者和科研工作者也很早就注意到了叉角厲蝽是一種具有開發(fā)和利用價(jià)值的本地天敵昆蟲種類，并就如何利用該天敵昆蟲進(jìn)行了大量的研究和實(shí)踐工作[7]。

利用天敵昆蟲進(jìn)行生物防治是害蟲綜合治理（IPM）中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)[8]。在防治農(nóng)林業(yè)害蟲時(shí)，首先需要天敵昆蟲提前積累足夠的個(gè)體數(shù)量，而天敵昆蟲數(shù)量在生物防治過程中一直是個(gè)難題，再加上有些昆蟲只能在合適的溫度條件下繁育，這更增加了天敵防治的困難，因此需要根據(jù)害蟲的發(fā)生為害時(shí)期進(jìn)行貯藏調(diào)控，從而實(shí)現(xiàn)天敵昆蟲田間的同步大批量釋放[9]。為了降低天敵昆蟲新陳代謝速率和減緩生長發(fā)育過程，篩選天敵昆蟲在低溫下合適的貯藏時(shí)間及其貯藏的適宜蟲態(tài)在延緩其發(fā)育進(jìn)程中占有重要地位[10]。當(dāng)前對天敵昆蟲低溫貯藏的研究較多，如煙蚜繭蜂Aphidius gifuensis在3 ℃下冷藏，僵化2 d僵蚜的羽化率均高于其他發(fā)育階段的僵蚜，冷藏30 d時(shí)僵蚜羽化率57.34%[11]；玉米螟赤眼蜂Trichogramma ostriniae經(jīng)過低溫馴化后，置于4 ℃冷藏90 d仍能保持60%以上的出蜂率[12]；普通草蛉Chrysope carnea卵在6 ℃下可安全貯藏13 d[13]；中華草蛉Chrysopa sinica成蟲安全儲(chǔ)藏天數(shù)為5 ℃、6 d；7 ℃、12 d；12 ℃、21 d；15 ℃、12 d[14]；越冬代異色瓢蟲Harmonia axyridis成蟲在6 ℃條件下加蜂蜜水冷藏60 d存活率為90%，冷藏105 d存活率超過60%[15]。但天敵昆蟲長時(shí)間在低溫條件下生存，會(huì)引發(fā)一系列的負(fù)面作用，導(dǎo)致天敵昆蟲致死或亞致死效應(yīng)明顯增強(qiáng)[16]，因此尋找天敵昆蟲低溫下合適的貯藏時(shí)間與低溫貯藏的適宜蟲態(tài)便尤為重要。本研究從篩選合適叉角厲蝽低溫貯藏的蟲態(tài)和適宜的成蟲貯藏條件兩方面進(jìn)行探究，為人工貯存、工廠化生產(chǎn)和釋放提供了理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試蟲源

叉角厲蝽采自于云南省玉溪市元江縣，在云南省昆明市云南農(nóng)業(yè)大學(xué)養(yǎng)蟲室內(nèi)飼養(yǎng)，定期飼喂黃粉蟲蛹Tenebrio molitor，設(shè)置室內(nèi)溫度（26±1）℃，光周期14L∶10D，RH 65%±10%。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)方法參考鐘玉琪等[17]并進(jìn)行了改進(jìn)，具體方法為：

卵：將新產(chǎn)24 h內(nèi)的卵置于一個(gè)帶蓋的小培養(yǎng)皿中，每皿40～50粒，共計(jì)60皿。設(shè)置5 ℃、10 ℃、15 ℃三個(gè)溫度梯度，每個(gè)溫度下處理20皿卵粒，每隔24 h取出1皿置于26 ℃下任其孵化，直至每個(gè)溫度條件下的20皿全部拿出，統(tǒng)計(jì)每皿在26 ℃下的孵化率和在3個(gè)低溫條件下的孵化情況。

若蟲：設(shè)置7 ℃、10 ℃、13 ℃、16 ℃四個(gè)溫度處理，選擇5齡若蟲，置于頂部開口并由100目紗網(wǎng)封口的塑料盒（17 cm×11.5 cm×7.0 cm）內(nèi)，每盒4只，每個(gè)溫度處理設(shè)置3個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)5盒，食物為黃粉蟲蛹，水為脫脂棉每日滴加清水，每日上午補(bǔ)充水與食物，觀察并記錄存活情況。死亡標(biāo)準(zhǔn)：用小毛筆輕觸叉角厲蝽，無任何活動(dòng)部位，直至所有若蟲全部死亡或完成最后一次蛻皮羽化為成蟲后死亡。

成蟲：處理溫度為7 ℃、10 ℃、13 ℃、16 ℃、26 ℃五個(gè)處理溫度，同時(shí)設(shè)置四個(gè)不同食物條件（饑餓、只提供食物、只提供水、同時(shí)提供水與食物），選擇羽化2 d內(nèi)的叉角厲蝽雌雄成蟲，每盒雌雄各兩只，每個(gè)溫度處理設(shè)置3個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)10盒，每日提供水與食物，其余與若蟲相同，每日觀察與記錄存活情況[17]。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

利用Excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)整理，再利用DPS的雙因素方差分析檢驗(yàn)低溫、食物及二者交互作用對叉角厲蝽成蟲壽命影響（P＝0.05），利用DPS模型擬合回歸方程，計(jì)算不同處理組合下叉角厲蝽的致死中時(shí)間（LT50）。

2 結(jié)果與分析

2.1 低溫對卵孵化率的影響

在低溫貯藏條件下，隨著貯藏時(shí)間的延長，叉角厲蝽卵的孵化率逐漸下降（圖1）。叉角厲蝽卵在5 ℃條件最長可貯藏時(shí)間為6 d，10 ℃條件下最長可貯藏9 d，15 ℃條件下最長可貯藏11 d，之后便不能正常孵化?？傮w來看，同一貯藏時(shí)間孵化率15 ℃＞10 ℃＞5 ℃。

圖1 冷藏天數(shù)對叉角厲蝽卵孵化率的影響Fig.1 The effect of cold storage days on the hatching rate of the eggs of Eocanthecona furcellata

2.2 低溫對5齡若蟲壽命和存活率的影響

在4個(gè)溫度的貯藏條件下，隨著時(shí)間的延長，叉角厲蝽5齡若蟲存活率逐漸下降，7 ℃條件下的最長壽命為22 d；16 ℃條件下的最長存活時(shí)間為76 d（圖2）；4個(gè)溫度下平均壽命保持在14.41～17.08 d，且4個(gè)溫度處理間平均壽命沒有顯著差異（圖3）。

圖2 冷藏天數(shù)對叉角厲蝽5齡若蟲存活率的影響Fig.2 The effect of cold storage days on the survival rate of Eocanthecona furcellata 5th instar nymphs

圖3 叉角厲蝽5齡若蟲在不同溫度處理下的壽命Fig.3 Longevity of Eocanthecona furcellata 5 th instar nymphs under different temperature conditions

2.3 低溫對成蟲壽命、存活率和LT50的影響

2.3.1 低溫對成蟲壽命的影響 對低溫和食物組合的 16個(gè)處理進(jìn)行雙因素方差分析，發(fā)現(xiàn)低溫、食物及二者交互作用對叉角厲蝽雌成蟲和雄成蟲壽命都有顯著影響（表 1）。7 ℃時(shí)，雌雄成蟲在四種食物處理?xiàng)l件下均沒有顯著差異（圖4）。高于7 ℃的同一溫度條件下，叉角厲蝽雌、雄成蟲壽命在提供水或同時(shí)提供水與食物時(shí)顯著長于饑餓或僅提供食物。雌成蟲的壽命在 13 ℃或 16 ℃兩個(gè)溫度時(shí)，同一溫度僅補(bǔ)充水與同時(shí)補(bǔ)充水和食物間無顯著差異；雌成蟲16 ℃同時(shí)補(bǔ)充水與食物條件下，平均壽命在4個(gè)低溫條件和食物條件下最長，為49.78 d（圖4A）。雄成蟲同時(shí)提供水和食物條件下，10 ℃、13 ℃兩個(gè)溫度平均壽命無顯著差異，平均壽命在13 ℃同時(shí)補(bǔ)充水和食物時(shí)最長，為44.00 d（圖4B）。

圖4 叉角厲蝽成蟲在不同溫度處理下的壽命Fig.4 Longevity of Eocanthecona furcellata adults under different temperature conditions

表1 低溫與食物對叉角厲蝽成蟲壽命影響的雙因素方差分析Table 1 Two-way analysis of variance for significance of the effects of food and low temperatures on the longevity of Eocanthecona furcellata adults

2.3.2 低溫對成蟲存活率的影響 在幾種貯藏條件下，隨著貯藏時(shí)間的延長，叉角厲蝽存活率逐漸下降。成蟲在饑餓與僅提供食物的冷藏條件下的存活率始終低于僅提供水與同時(shí)提供水和食物的存活率（圖 5、圖6）。在所有溫度條件下，成蟲食物條件為饑餓或僅提供食物時(shí)，存活率隨貯藏時(shí)間的延長快速下降；7 ℃時(shí)，無論何種食物條件下，均表現(xiàn)為快速下降（圖5 A、圖6 A）；在其他溫度下，僅提供水與同時(shí)提供水與食物表現(xiàn)為緩慢下降（圖5B～E，圖6B～E）。同時(shí)提供水和食物條件下，雌成蟲在16 ℃條件下壽命最長，為92 d（圖5D）；雄成蟲在16 ℃條件下壽命也是最長，為99 d（圖6D）。僅提供水的條件下，雌成蟲在16 ℃時(shí)壽命最長，為100 d（圖5D），13 ℃時(shí)次之，為79 d（圖5C）；雄成蟲在16 ℃時(shí)最長，為96 d（圖6D），13 ℃時(shí)次之，為78 d（圖6C）。

圖5 冷藏天數(shù)對叉角厲蝽雌性成蟲存活率的影響Fig.5 The effect of cold storage days on the survival rate of Eocanthecona furcellata female adults

圖6 冷藏天數(shù)對叉角厲蝽雄性成蟲存活率的影響Fig.6 The effect of cold storage days on the survival rate of Eocanthecona furcellata male adults

2.3.3 不同低溫條件下存活率達(dá)80%的冷藏時(shí)間 從食物條件來看，存活率達(dá)80%時(shí)，僅提供水與同時(shí)提供水和食物這兩個(gè)條件下叉角厲蝽成蟲的存活時(shí)間比饑餓與僅提供食物長；從溫度條件來看，同一食物條件時(shí)，雌成蟲在13 ℃和16 ℃時(shí)存活時(shí)間高于7 ℃和10 ℃，雄蟲在10 ℃和13℃條件下存活時(shí)間高于7 ℃和16 ℃；在同時(shí)提供水與食物條件下，雌蟲在13 ℃和16 ℃的冷藏時(shí)間比7 ℃、10 ℃的冷藏時(shí)間長，為21.67 d、22.00 d，10 ℃時(shí)雌蟲冷藏時(shí)間僅次于13 ℃和16 ℃，為17.00 d；在同時(shí)提供水與食物條件下，雄成蟲在10 ℃和13℃的冷藏時(shí)間顯著長于7 ℃、16 ℃條件下的冷藏時(shí)間，為25.33 d和21.00 d（表2）。

表2 叉角厲蝽成蟲在不同冷藏條件下存活率達(dá)80%的冷藏時(shí)間Table 2 The cold storage time that the survival rate of the Eocanthecona furcellata adult is 80% under different cold storage conditions (d)

2.3.4 低溫貯藏對成蟲LT50的影響 利用DPS擬合回歸方程得出各種貯藏條件下叉角厲蝽成蟲的LT50如表3所示。同一溫度下，不同處理間的LT50由大到小依次為：同時(shí)提供水與食物，只提供水，只提供食物，饑餓；7 ℃～16 ℃的低溫下，叉角厲蝽成蟲的LT50隨溫度升高而延長；在同時(shí)提供食物與水條件下，雌成蟲在16 ℃下LT50為49.32 d，雄成蟲在13 ℃下LT50為43.62 d，二者均為該食物條件下的最大值；在僅提供水的條件下，雌成蟲在16 ℃下LT50為45.77 d，雄成蟲在13 ℃下LT50為37.03 d，二者均為該食物條件下的最大值。

表3 叉角厲蝽成蟲在不同冷藏條件下的LT50Table 3 The LT50 of Eocanthecona furcellata adults under different storage conditions (d)

3 討論

本文研究了低溫條件對叉角厲蝽卵、若蟲、雌雄成蟲的影響。從貯藏時(shí)期與存活率來看，低溫貯藏叉角厲蝽成蟲期要優(yōu)于若蟲期和卵期；在低溫貯藏成蟲時(shí)僅提供水和同時(shí)提供水與食物的效果要顯著優(yōu)于僅提供食物和饑餓；同時(shí)提供水與食物的效果優(yōu)于只提供水；在同時(shí)提供食物與水的條件下雌成蟲在16 ℃、雄成蟲在10 ℃或13 ℃下平均壽命分別為49.78 d、39.41 d和44.00 d，存活率達(dá)80%的冷藏時(shí)間為22.00 d、25.33 d和21.00 d，LT50分別為49.32 d、38.98 d和43.62 d；綜合考慮存活率、壽命等適合度因素，叉角厲蝽的低溫貯藏可選擇成蟲期在16 ℃（雌蟲）、10或13 ℃（雄蟲）同時(shí)提供食物與水的條件下進(jìn)行。

本試驗(yàn)研究結(jié)果表明，除26 ℃外，同一溫度條件下，提供食物與饑餓兩個(gè)處理之間無顯著差異。出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因可能是由于叉角厲蝽的取食策略為口外消化，即將富含多種消化酶和毒蛋白的唾液注射入食物昆蟲內(nèi)，體外消化后通過口針吸入口內(nèi)[18,19]，而在低溫條件下，可能影響了叉角厲蝽唾液的合成分泌或酶蛋白的活性而影響其取食食物的能力[20]，導(dǎo)致了只提供食物的效果與饑餓類似；同時(shí)叉角厲蝽作為變溫動(dòng)物，在低溫條件下，蟲體活動(dòng)降低，基礎(chǔ)代謝降低，能量消耗相對較低，對能量的需求也隨之下降，因此在低溫條件下僅提供水與兩者同時(shí)提供在壽命上無顯著差異，但在 26 ℃時(shí)僅提供水壽命便顯著縮短[17]。

在研究中我們發(fā)現(xiàn)，隨著溫度降低，叉角厲蝽成蟲與5齡若蟲所需水與食物的量減少，且16 ℃中5齡若蟲有部分能夠完成蛻皮羽化為成蟲但成蟲較容易畸形，這與廖平[22]對蠋蝽低溫飼養(yǎng)研究中觀察到的現(xiàn)象相似，食物與水需求的量減少一方面原因可能是由于低溫導(dǎo)致叉角厲蝽取食下降，另一方面可能是由于低溫給予黃粉蟲蛹一定的保鮮作用，并減少了棉球中水分的揮發(fā)；而低溫條件下5齡若蟲發(fā)育歷期變長和蛻皮畸形的原因可能一方面是由于低溫條件下叉角厲蝽蛻皮激素含量顯著下降影響合成前體蛋白，另一方面可能是由于天敵昆蟲需要消耗大量的能量來增強(qiáng)肌肉收縮功能，促進(jìn)蛻皮和羽化，而在低溫條件下的能量消耗使肌肉發(fā)生功能性障礙，進(jìn)而導(dǎo)致蛻皮畸形[8]。

昆蟲在冷藏條件下會(huì)有一定的不良影響，致使當(dāng)代死亡率偏高，這也是生產(chǎn)天敵昆蟲產(chǎn)品過程中的兩難抉擇，一方面希望通過冷藏延長天敵昆蟲產(chǎn)品貨架期，另一方面又面臨著經(jīng)過貯藏后天敵昆蟲大量死亡的潛在風(fēng)險(xiǎn)[8]，如何使兩者達(dá)到一個(gè)良好的平衡，對優(yōu)化叉角厲蝽的貯藏技術(shù)，為田間釋放提供穩(wěn)定的蟲源，實(shí)現(xiàn)有效的生物防治具有重要意義。本文對叉角厲蝽適合低溫貯藏的蟲態(tài)進(jìn)行了篩選，同時(shí)也研究了低溫與食物條件對雌雄叉角厲蝽壽命、存活率和致死中時(shí)間的影響，獲得了叉角厲蝽最適冷藏蟲態(tài)與雌雄成蟲最適冷藏條件。但影響冷藏效果的因素也不僅只有溫度、蟲態(tài)和食物條件，光周期、濕度等外界環(huán)境因素同樣會(huì)對冷藏效果產(chǎn)生影響[23]，同時(shí)冷馴化對其冷藏的效果也未可知[24]；另外低溫冷藏是否會(huì)對叉角厲蝽的生殖力，捕食力等適合度有影響也需要后續(xù)進(jìn)行探究。