β-胡蘿卜素及飼料形態(tài)對七星瓢蟲成蟲生物學(xué)的影響

林 會， 劉東陽， 王 勇， 江連強， 郭仕平， 劉虹伶， 劉 超， 伍興隆，蒲德強*

(1.四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院 植物保護研究所， 四川 成都 610066； 2.四川農(nóng)業(yè)大學(xué)， 四川 溫江 611130； 3.四川省煙草公司 涼山州公司， 四川 西昌 615000； 4.中國煙草總公司 四川省公司， 四川 成都 610041)

0 引言

【研究意義】蚜蟲是玉米、小麥、油菜、煙草、茶樹及辣椒等作物上的主要害蟲[1-3]，具種類繁多，擴散能力強，發(fā)育歷期短，繁殖快等特點。蚜蟲刺吸植物組織的汁液，造成植物體內(nèi)營養(yǎng)和水分損失，嚴(yán)重影響植物生長，進而影響作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。同時，蚜蟲是傳播病毒的主要介體[4]。由于化學(xué)農(nóng)藥使用不當(dāng)，導(dǎo)致農(nóng)藥殘留、生態(tài)污染及病蟲抗藥性等問題，急需探究更多的無公害防治技術(shù)，如生物防治。七星瓢蟲是多種蚜蟲的優(yōu)勢天敵，具有應(yīng)用范圍廣，捕食量大，控害效果持久的優(yōu)點，所以越來越多的學(xué)者開展七星瓢蟲的規(guī)模繁育與生產(chǎn)上防治蚜蟲技術(shù)的研究。探索七星瓢蟲最佳飼養(yǎng)條件，獲取更多七星瓢蟲防治蚜蟲，對提高生物防治作用具有重要意義。【前人研究進展】曾睿琳等[5]探究不同種類昆蟲蛋白飼料對七星瓢蟲的飼養(yǎng)效果表明，蜂蛹組成的人工飼料飼喂七星瓢蟲后其產(chǎn)卵量顯著高于其他組分的飼料，但顯著低于豆蚜飼喂的七星瓢蟲。已有研究比較了七星瓢蟲人工飼料和蠶豆蚜的營養(yǎng)成分含量差異，并明確了七星瓢蟲生長、發(fā)育和生殖所需的關(guān)鍵營養(yǎng)因子及最適含量[6]。國內(nèi)人工飼料飼養(yǎng)瓢蟲的產(chǎn)卵量均低于豆蚜飼養(yǎng)，蠶豆蚜飼養(yǎng)七星瓢蟲種群的單頭雌蟲產(chǎn)卵量為956.38粒[7]。此外，人工飼養(yǎng)七星瓢蟲規(guī)模占用的空間較大，繁育時間較長，產(chǎn)量較低，所以要進一步探索人工飼料對七星瓢蟲產(chǎn)卵量的影響。在人工飼料中添加β-胡蘿卜素能大幅提高異色瓢蟲的存活率[8]。β-胡蘿卜素還具有抗氧化作用，是一種自由基清除劑，能夠保護卵泡和子宮細(xì)胞[9]。張屾等[10]在半合成人工飼料中添加肝臟提取物飼養(yǎng)瓢蟲，證實豬肝可以作為人工飼料的可行性。另外飼料的粘度和均勻度均會對七星瓢蟲產(chǎn)生一定影響，飼料物理狀態(tài)對七星瓢蟲也有影響[11]?！狙芯壳腥朦c】曾睿琳等[5]找到了能夠提高七星瓢蟲產(chǎn)卵量的人工飼料成分(即蜂蛹組成的干粉人工飼料)，但未深入探究干粉飼料和糊狀飼料對七星瓢蟲生物學(xué)特性的影響。程英[7]研究表明，取食人工飼料的七星瓢蟲的生物學(xué)特性不及整個生命周期都取食蚜蟲的七星瓢蟲。根據(jù)相關(guān)文獻報道，β-胡蘿卜素對七星瓢蟲的生物學(xué)特性能夠起到一定作用，但未明確最佳β-胡蘿卜素飼喂?jié)舛?。因此，人工飼料最佳的制作方式及?胡蘿卜素添加量等問題還有待探究?！緮M解決的關(guān)鍵問題】采用室內(nèi)培養(yǎng)試驗，以β-胡蘿卜素不同濃度制作2種形態(tài)的人工飼料(干粉、糊狀飼料)，探索優(yōu)化人工飼料的組成與形態(tài)，即β-胡蘿卜素添加量及飼料形態(tài)對七星瓢蟲生物學(xué)特性(七星瓢蟲成蟲取食、交配、壽命、產(chǎn)卵等)的影響，旨在明確β-胡蘿卜素最佳飼喂劑量和飼料制作方法，為規(guī)模化飼養(yǎng)七星瓢蟲提供借鑒。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

1.1.1 七星瓢蟲 初始種群取自四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護研究所昆蟲實驗室。在室內(nèi)以豆蚜連續(xù)飼養(yǎng)6代以上，供試瓢蟲卵自孵化后連續(xù)飼喂豆蚜，直至成蟲第1次交配時，用培養(yǎng)皿收集交配的成對成蟲。所有蟲源均在室內(nèi)飼養(yǎng)，環(huán)境條件：溫度(25±1)℃，相對濕度 (75±7)%，光周期10 L∶14 D，光強18 000 Lx。

1.1.2 豆蚜 初始種群取自四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護研究所昆蟲實驗室，以蠶豆為寄主植物，在實驗室內(nèi)連續(xù)飼養(yǎng)8代以上。

1.1.3 試劑β-胡蘿卜素和瓊脂粉，市購。

1.1.4 基礎(chǔ)飼料 由蜂蛹干粉30 g+蔗糖15 g+豬肝干粉20 g+油菜花粉20 g+蚜蟲粉2 g+橄欖油2 g+香蕉干粉10 g+純凈水400 mL+瓊脂5 g+山梨酸鉀1 g組成，自制。

1.1.5 儀器設(shè)備 CD-216 TMZL海爾家用電冰箱，F(xiàn)A2204B電子分析天平，C21-ST2106美的電磁爐，DT87577移液槍，JZE-R2烘干機，HC-800粉碎機，玻璃棒、100 mL燒杯及500 mL燒杯等。

1.2 試驗設(shè)計

1.2.1β-胡蘿卜素不同添加量對七星瓢蟲成蟲生物學(xué)的影響 試驗設(shè)5個處理：T1～T5，各處理分別飼喂由基礎(chǔ)飼料+不同添加量β-胡蘿卜素(5 mg/kg、10 mg/kg、15 mg/kg、20 mg/kg和25 mg/kg)組成的飼料。每個處理30個重復(fù)，每個重復(fù)為1對雌雄七星瓢蟲，每個培養(yǎng)皿放1對，共計150對。七星瓢蟲初次產(chǎn)卵后繼續(xù)飼喂40 d，其中，前20 d喂養(yǎng)糊狀飼料和豆蚜，后20 d喂養(yǎng)干粉飼料和豆蚜。

1.2.2 不同形態(tài)飼料飼喂對七星瓢蟲產(chǎn)卵量的影響 采用雙因素試驗設(shè)計，因素1：飼料種類，分別為含有不同添加量β-胡蘿卜素(5 mg/kg、10 mg/kg、15 mg/kg、20 mg/kg和25 mg/kg)的飼料T1～T5；因素2：飼料形態(tài)，干粉飼料與糊狀飼料。成蟲放入培養(yǎng)皿后第1次產(chǎn)卵開始飼喂，按照2 d飼料+1 d蚜蟲的方式喂養(yǎng)(每個處理組投喂量相同)，飼料用塑料片盛放，連續(xù)飼喂40 d。

1.3 試驗方法

1.3.1 飼料配制 在基礎(chǔ)飼料中分別添加不同量的β-胡蘿卜素配制，β-胡蘿卜素添加量具體為T10.25 g，T20.50 g，T30.76 g，T41.01 g，T51.27 g。飼料分別制成2種形態(tài)：糊狀和干粉，所有飼料均在實驗室內(nèi)配置分裝。為保證可溶飼料的營養(yǎng)成分及防止飼料變質(zhì)、發(fā)霉，人工飼料的配置遵循少量多次的原則，每次配置后糊狀飼料的使用期限不得超過15 d，配制干粉飼料時則把個飼料成分用攪拌機攪拌均勻。2種飼料均于4℃冰箱內(nèi)保存?zhèn)溆谩?/p>

1.3.2 觀察指標(biāo)

1) 取食頻次。在第14天至第16天，以喂完蚜蟲后第1天換飼喂人工飼料的15:00—16:00進行觀察，隔12 min觀察1次，有取食現(xiàn)象記為1，無則記為0，記錄5個處理中每個培養(yǎng)皿內(nèi)七星瓢蟲的取食現(xiàn)象。計算平均取食頻次。

2) 交配頻次。在第14天至第16天每日15:00—16:00進行觀察，隔12 min觀察1次，有交配現(xiàn)象記為1，無則記為0。計算平均交配頻次。

3) 產(chǎn)卵量及孵化率。每天9:00、12:00、14:00和17:00清出、收集培養(yǎng)皿內(nèi)的七星瓢蟲卵塊并統(tǒng)計卵粒數(shù)，將收集的卵塊做好日期與組別標(biāo)記。將收集的瓢蟲卵塊置于對應(yīng)培養(yǎng)皿上放置于實驗室室溫下，在第14天至第16天時每個處理取30個卵塊，分別編號記錄每個卵塊的卵粒數(shù)，孵化出的幼蟲數(shù)量，統(tǒng)計孵化率，孵化的幼蟲及時轉(zhuǎn)移，防止其幼蟲取食未孵化的卵塊。計算每對七星瓢蟲的產(chǎn)卵量和平均孵化率。

4) 存活率。每天檢查記錄培養(yǎng)皿內(nèi)死亡的七星瓢蟲成蟲數(shù)，試驗結(jié)束時計算各處理的存活率。

5) 體重。試驗結(jié)束后每個處理選取6對七星瓢蟲進行稱重，計算每對成蟲的平均體重。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

采用SPSS 21.0數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)進行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 β-胡蘿卜素不同添加量飼喂七星瓢蟲成蟲的生物學(xué)特性

從圖1看出，在整個觀察周期內(nèi)，不同處理七星瓢蟲成蟲的生物學(xué)特性存在差異。

2.1.1 取食頻次 5個處理七星瓢蟲的平均取食頻次為0.166～0.383次/min，隨β-胡蘿卜素添加量增大平均取食頻次呈先升再降再升再降趨勢，為T4>T2>T1>T5>T3，其中，T4最多，T2其次，為0.325次/min，T3最少。各處理間無顯著差異。

2.1.2 交配頻次 5個處理七星瓢蟲的平均交配頻次為0.072～0.217次/min，隨β-胡蘿卜素添加量增大平均交配頻次呈先升后降再升趨勢，為T2>T5>T4>T1>T3，其中，T2最高，T5其次，為0.200次/min，T3最低。各處理間無顯著差異。

2.1.3 產(chǎn)卵量 5個處理七星瓢蟲的平均產(chǎn)卵量為59.43～123.53粒/對，隨β-胡蘿卜素添加量增大平均產(chǎn)卵量呈先增后減趨勢，為T4>T5>T3>T2>T1，其中，T4最高，T5其次，為111.07粒/對，T1最低。T4與T5、T3差異不顯著，但均顯著高于T1、T2；T1與T2間無顯著差異。

2.1.4 孵化率 5個處理七星瓢蟲的平均孵化率為72.90%～81.80%，隨β-胡蘿卜素添加量增大平均孵化率呈先升后降趨勢，為T4>T2>T5>T1>T3，其中，T4最高，T2其次，為81.70%，T3最低。各處理間無顯著差異。

2.1.5 死亡率 5個處理七星瓢蟲的死亡率為18.32%～23.33%，隨β-胡蘿卜素添加量增大死亡率呈先降后升趨勢，為T1>T5>T4>T2>T3，其中，T1最高，T5其次，為21.54%，T3最低。各處理間無顯著差異。

2.1.6 體重 5個處理七星瓢蟲的體重平均為0.057～0.064 g/對，隨β-胡蘿卜素添加量增大體重呈先升后降再升趨勢，為T3>T5>T2>T1>T4，其中，T3最高，T5其次，為0.062 g/對，T4最低。各處理間無顯著差異。

2.2 不同形態(tài)飼料飼喂七星瓢蟲的產(chǎn)卵量

從表1看出，糊狀飼料飼喂七星瓢蟲各處理的產(chǎn)卵量為630～1 349粒，為T3(1 349粒)>T4(1 272粒)>T5(985粒)>T1(839粒)>T2(630粒)；干粉飼料飼喂七星瓢蟲各處理的產(chǎn)卵量為T4(2 434粒)>T5(2 347粒)>T3(1 773粒)>T2(1 235粒)>T1(944粒)。T3、T4和T5的2種形態(tài)飼料飼養(yǎng)七星瓢蟲的總產(chǎn)卵量分別為3 122粒、3 706粒和3 332粒，隨著β-胡蘿卜素添加量增加七星瓢蟲的產(chǎn)卵量呈先增后減趨勢。T4七星瓢蟲的總產(chǎn)卵量最高，與T1和T2差異顯著，與T3和T5差異不顯著。T1、T2和T3的糊狀飼料與干粉飼料飼喂后七星瓢蟲的產(chǎn)卵量差異不顯著，T4的產(chǎn)卵量差異顯著，T5的產(chǎn)卵量差異極顯著。糊狀飼料飼喂T1、T2和T5七星瓢蟲的產(chǎn)卵量差異不顯著，但與T3、T4差異顯著，T3與T4的產(chǎn)卵量差異不顯著；干粉飼料飼喂七星瓢蟲的產(chǎn)卵量各處理間差異顯著。干粉飼料飼喂后七星瓢蟲的總產(chǎn)卵量為8 733粒，糊狀飼料飼喂的為5 075粒，干粉飼料飼喂后七星瓢蟲的總產(chǎn)卵量極顯著高于糊狀飼料。

表1 不同形態(tài)飼料飼喂七星瓢蟲的產(chǎn)卵量

3 討論

有研究表明，以雄蜂蛹飼養(yǎng)瓢蟲能使其產(chǎn)卵，飼喂人工卵赤眼蜂蛹足以保證七星瓢蟲成蟲特征的形成(生殖器官的成熟)[11]，但不能完全滿足成蟲生殖生長的需要[12]。目前，人工飼料的成分主要為昆蟲源原料，包括蜂蛹、蚜蟲粉等；半合成人工飼料則以非昆蟲源原料包括豬肝、花粉等為主成分[13]。本研究用含有豬肝、蜂蛹等的人工飼料成功地飼養(yǎng)了七星瓢蟲，但七星瓢蟲取食人工飼料的量很少，營養(yǎng)物質(zhì)的量達不到取食蚜蟲的標(biāo)準(zhǔn)，從而不能源源不斷地形成卵黃原蛋白以保證卵的成熟，使得產(chǎn)卵量降低[14]。這也可能是導(dǎo)致七星瓢蟲產(chǎn)卵量較低的原因之一。

目前瓢蟲的人工飼料有粉狀、流體狀和半固體狀等。孫毅等[6，15]研究發(fā)現(xiàn)，流體狀人工飼料不利于瓢蟲取食，且容易受雜菌污染變質(zhì)發(fā)霉，不利于儲存；前20 d采用糊狀飼料飼喂七星瓢蟲，其養(yǎng)分雖混合均勻，水分充足，但容易變質(zhì)、結(jié)塊霉變，且容易粘住七星瓢蟲，導(dǎo)致七星瓢蟲不能正常活動而死亡。另外糊狀飼料水分較充足，通過觀察發(fā)現(xiàn)，七星瓢蟲只附著在食物表面吸取糊狀飼料水分，這可能是導(dǎo)致七星瓢蟲產(chǎn)卵量比干粉飼料飼養(yǎng)產(chǎn)卵量低的原因。半固體狀人工飼料提供合適的濕度，瓢蟲易取食，儲存期在4℃下可以保存20～25 d。粉狀飼料飼養(yǎng)的七星瓢蟲產(chǎn)卵量顯著高于糊狀飼料，粉狀飼料的細(xì)度、均勻度等也可能影響昆蟲的取食，從而影響產(chǎn)卵量[15-16]。

β-胡蘿卜素是維生素A的前體物質(zhì)[17]，是一種脂溶性化合物，僅存于動物體中，在肝臟中的含量豐富，在生物體中發(fā)揮著重要作用，如光保護、著色，其是生物體內(nèi)重要激素的前體和抗氧化劑[17-21]。β-胡蘿卜素的缺乏降低幼蟲在生長過程中的趨光反應(yīng)[22]。七星瓢蟲自身不能合成β-胡蘿卜素，然而在蚜蟲的基因組中發(fā)現(xiàn)含有類胡蘿卜素生物合成的基因[19]。本研究飼料中除包含有肝臟外，還額外增加了β-胡蘿卜素，觀察發(fā)現(xiàn)，隨著β-胡蘿卜素添加量的增加，七星瓢蟲卵的顏色逐漸加深。采用含有β-胡蘿卜素的人工飼料飼喂七星瓢蟲的產(chǎn)卵量偏低，可能受前期糊狀飼料的影響所致。β-胡蘿卜素在改善人工飼料品質(zhì)方面具有巨大潛力，且表現(xiàn)出濃度依賴性。SUN等[8]研究表明，與蚜蟲飼養(yǎng)的瓢蟲相比，含有β-胡蘿卜素的人工飼料飼喂的瓢蟲成蟲產(chǎn)卵量較少，但產(chǎn)卵前期和孵化率均無差異。造成該試驗七星瓢蟲產(chǎn)卵量低的原因也可能是β-胡蘿卜素添加量不合適，還有待進一步探究。

4 結(jié)論

人工飼料添加一定劑量的β-胡蘿卜素對七星瓢蟲生長、發(fā)育具有一定影響。β-胡蘿卜素添加量為15 mg/kg、20 mg/kg和25 mg/kg的飼料飼養(yǎng)七星瓢蟲的產(chǎn)卵量分別為3 122粒、3 706粒和3 332粒，隨著β-胡蘿卜素添加量增加七星瓢蟲的產(chǎn)卵量呈先增后減趨勢。β-胡蘿卜素添加量為20 mg/kg時七星瓢蟲的產(chǎn)卵量最高，與添加量為5 mg/kg和10 mg/kg時差異顯著，與添加量為15 mg/kg和25 mg/kg時差異不顯著。各處理的取食頻次、交配頻次、體重、死亡率和孵化率分別為0.166～0.383次/min、0.072～0.217次/min、0.057～0.064 g/對、18.32%～23.33%及72.90%～81.80%，處理間的差異不大。飼喂不同狀態(tài)人工飼料情況下，飼喂干粉飼料的產(chǎn)卵量高于糊狀飼料，20 mg/kg和25 mg/kg糊狀飼料與干粉飼料飼喂七星瓢蟲的產(chǎn)卵量差異分別為顯著和極顯著。綜上得出，干粉飼料飼養(yǎng)七星瓢蟲的產(chǎn)卵量高于糊狀飼料。β-胡蘿卜素添加量為20 mg/kg的飼養(yǎng)效果最佳。在規(guī)?；曫B(yǎng)時應(yīng)根據(jù)實際情況確定最佳的β-胡蘿卜素添加量。