柞蠶灰卵對螟黃赤眼蜂寄主適應(yīng)性及選擇偏好的影響

趙麗娜 王忠強(qiáng) 崔娟 馮立超 臧連生

摘要

為明確螟黃赤眼蜂Trichogramma?chilonis對柞蠶Antheraea?pernyi灰卵（一種感病寄主卵）的適應(yīng)性，本研究以柞蠶灰卵為供試寄主，健康卵為對照，探究了螟黃赤眼蜂對柞蠶灰卵的寄生選擇與適應(yīng)性，并比較了螟黃赤眼蜂對寄主的嗅覺反應(yīng)。結(jié)果表明：螟黃赤眼蜂對柞蠶灰卵表現(xiàn)出較強(qiáng)的嗅覺反應(yīng)。無選擇條件下，螟黃赤眼蜂在灰卵和健康卵上的寄生率、羽化率、窩蜂數(shù)和窩卵數(shù)均有顯著差異，在灰卵上的寄生率、羽化率、窩蜂數(shù)和窩卵數(shù)分別為45.0%、36.9%、56.6頭和61.4粒，而在健康卵上分別為74.0%、80.2%、102.1頭和105.7粒;雙向選擇條件下，螟黃赤眼蜂在柞蠶灰卵上的寄生率、羽化率、窩蜂數(shù)和窩卵數(shù)分別為34.0%、72.7%、61.5頭和72.1粒，而在健康卵上分別為60.0%、88.6%、89.9頭和91.3粒，其中寄生率和窩蜂數(shù)呈顯著差異，而羽化率和窩卵數(shù)無顯著差異。螟黃赤眼蜂在灰卵上的發(fā)育歷期長于在健康卵上的歷期，灰卵中孵化的后代雌性比也高于健康卵。表明柞蠶灰卵對螟黃赤眼蜂寄主適應(yīng)性產(chǎn)生一定程度的不良影響。

關(guān)鍵詞

柞蠶;?灰卵;?工廠化生產(chǎn);?螟黃赤眼蜂;?寄生

中圖分類號：

S?476.3

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：?A

DOI：?10.16688/j.zwbh.2022157

Effects?of?the?gray?eggs?of?Antheraea?pernyi?on?parasitism?and?host?preference?of?Trichogramma?chilonis

ZHAO?Lina1，?WANG?Zhongqiang1，?CUI?Juan1，?FENG?Lichao1，?ZANG?Liansheng2*

（1.?Jilin?Agricultural?Science?and?Technology?College，?Jilin?132101，?China;?2.?Key?Laboratory?of?Green?Pesticide

and?Agricultural?Bioengineering，?Guizhou?University，?Guiyang?550025，?China）

Abstract

To?clarify?effects?of?the?gray?eggs?of?Antheraea?pernyi，?a?diseased?host?egg，?on?parasitism?and?host?preference?of?Trichogramma?chilonis，?the?parasitism?capacities?of?T.chilonis?reared?by?both?type?of?hosts?were?evaluated?with?the?gray?eggs?of?A.pernyi?as?the?test?host?and?healthy?eggs?as?control.?Meanwhile，?the?olfactory?response?of?T.chilonis?on?both?type?of?hosts?were?compared.?The?results?showed?that?T.chilonis?significantly?preferred?to?the?gray?eggs?of?A.pernyi.?Under?nochoice?conditions，?the?parasitism?rate?and?emergence?rate?of?T.chilonis?on?gray?eggs，?number?of?emerged?wasps?and?total?number?of?offspring?were?45.0%，?36.9%，?56.6?and?61.4?individuals，?respectively，?while?the?responding?data?on?healthy?eggs?were?74.0%，?80.2%，?102.1?and?105.7?individuals，?respectively.?There?were?significant?differences?in?the?above?development?performance?between?gray?eggs?and?healthy?eggs.?Under?pairedchoice?conditions，?the?parasitism?rate?and?emergence?rate?of?T.chilonis?on?gray?eggs，?number?of?emerged?wasps?and?total?number?of?offspring?were?34.0%?and?72.7%，?61.5?and?72.1?individuals，?respectively，?while?the?responding?data?on?healthy?eggs?were?60.0%，?88.6%，?89.9?and?91.3?individuals，?respectively.?There?were?significant?differences?in?the?parasitism?rate?and?number?of?emerged?wasps?between?gray?eggs?and?healthy?eggs，?while?there?were?no?significant?differences?in?the?emergence?rate?and?total?number?of?offspring.?The?developmental?time?and?female?progeny?of?T.chilonis?on?gray?eggs?were?higher?than?those?on?healthy?eggs，?respectively.?The?results?indicated?that?the?gray?eggs?of?A.pernyi?could?adversely?affect?the?parasitism?of?T.chilonis?to?some?degree.

Key?words

Antheraea?pernyi;?gray?egg;?mass?production;?Trichogramma?chilonis;?parasitism

螟黃赤眼蜂Trichogramma?chilonis被廣泛用于防治多種鱗翅目害蟲［1］，目前柞蠶卵是工廠化生產(chǎn)赤眼蜂的最佳中間寄主［23］。然而，近年來工廠化生產(chǎn)赤眼蜂過程中，有大量的柞蠶灰卵（被病原菌黏質(zhì)沙雷氏菌Serratia?marcescens侵染所致）［4］不斷出現(xiàn)，使赤眼蜂商品的質(zhì)量與產(chǎn)量受到了嚴(yán)重影響［5］。

赤眼蜂對不同寄主的偏好性不同，這與寄主卵的卵殼性質(zhì)、形態(tài)特征、卵塊大小及卵的胚胎發(fā)育等有關(guān)［6］。研究發(fā)現(xiàn)，不同赤眼蜂對同一寄主卵的偏好性不同，且不同赤眼蜂對不同寄主卵的選擇性和適應(yīng)性也存在明顯差異。利用病原微生物進(jìn)行生物防治不僅對目標(biāo)害蟲有效，同時(shí)也會對目標(biāo)害蟲的天敵產(chǎn)生不利或有利、直接或間接的影響［7］。已有很多關(guān)于昆蟲病原微生物對寄生蜂與寄主組合影響的研究，結(jié)果表明，昆蟲的病原微生物對寄生蜂均會產(chǎn)生不利影響［8］;還有研究結(jié)果表明，病原菌會侵染在感病寄主體內(nèi)發(fā)育的寄生蜂，使寄生蜂發(fā)育緩慢甚至死亡［910］。

病原微生物侵染寄主后，會改變寄主內(nèi)部的生理?xiàng)l件和營養(yǎng)狀況［11］。寄主質(zhì)量是影響寄生蜂寄生及生長發(fā)育的關(guān)鍵因子［12］。柞蠶卵的主要成分包括蛋白質(zhì)、甘油三酯和總糖含量等［13］，而柞蠶灰卵的出現(xiàn)嚴(yán)重地影響了寄主的質(zhì)量。為了明確感染黏質(zhì)沙雷氏菌的柞蠶灰卵對螟黃赤眼蜂的影響，本研究探索了螟黃赤眼蜂對柞蠶灰卵的寄生適應(yīng)性及嗅覺反應(yīng)，為進(jìn)一步探討感病寄主對赤眼蜂產(chǎn)生的影響提供理論依據(jù)。

1?材料與方法

1.1?材料

供試寄生蜂：螟黃赤眼蜂，由吉林農(nóng)業(yè)大學(xué)生物防治研究所提供。

健康的柞蠶卵：供試柞蠶繭購于吉林省蠶業(yè)科學(xué)研究所，將其放入（25±1）℃，（60±5）%?RH，光周期L∥D=14?h∥10?h的房間中培養(yǎng)至羽化。然后取羽化未交配且完全展翅的柞蠶雌蛾，剖腹取新鮮卵，用自來水沖洗，在室溫條件下晾干，挑選成熟飽滿的健康卵粒備用。

柞蠶灰卵：將健康柞蠶卵浸泡于黏質(zhì)沙雷氏菌菌懸液（108?cfu/mL）［14］中，5?h后取出晾干，24?h后即可得到灰卵［15］。

柞蠶卵卵卡：將5粒柞蠶灰卵或者5粒健康卵用白乳膠固定到濾紙條上制成卵卡，用于后續(xù)的試驗(yàn)。

1.2?方法

1.2.1?螟黃赤眼蜂對寄主的嗅覺反應(yīng)測定

采用QCTB型氣體采樣儀（Y形嗅覺儀）對赤眼蜂進(jìn)行嗅覺反應(yīng)測定，其內(nèi)部有兩個(gè)區(qū)域，兩臂分別與氣味源、流量計(jì)、加濕瓶以及活性炭連接。流量計(jì)用于測量、控制或調(diào)節(jié)嗅覺儀各部分氣流的流量。試驗(yàn)于暗室內(nèi)完成，嗅覺儀前上方放一盞40?W的白熾燈，保證左右兩側(cè)光照強(qiáng)度相同，氣體流速為250?mL/min。室內(nèi)溫度為（25±1）℃，相對濕度為（60±5）%。試驗(yàn)時(shí)其中一個(gè)錐形瓶裝入約1?000粒柞蠶灰卵，另一個(gè)錐形瓶裝入等量的柞蠶健康卵;將裝入卵粒的錐形瓶插入“Y形嗅覺儀”的一個(gè)側(cè)臂。

測定方法：向玻璃試管中引入1頭初羽化（<8?h）且充分交配的螟黃赤眼蜂雌蜂，然后在嗅覺儀的直形管口位置引入螟黃赤眼蜂雌蜂，記錄其選擇的區(qū)域和進(jìn)入所需的時(shí)間。5?min內(nèi)進(jìn)入側(cè)臂并停留?30?s?以上記為選擇該氣味源，否則不計(jì)數(shù)。設(shè)3組處理：柞蠶灰卵與空白對照，健康卵與空白對照，柞蠶灰卵與健康卵。每組處理測試10頭蜂，重復(fù)10次（每組處理測試100頭蜂）。每2頭蜂測試完成后，將兩個(gè)錐形瓶的位置互換。

1.2.2?螟黃赤眼蜂對柞蠶灰卵的寄生選擇與適應(yīng)性

無選擇試驗(yàn)：將5粒柞蠶灰卵移入玻璃試管（直徑2?cm，長10?cm）中，然后引入10頭初羽化（<8?h）且充分交配的螟黃赤眼蜂雌蜂，以相同條件下單試管中放入5粒健康卵作為對照，并置于溫度（25±1）℃、相對濕度（70±5）%、光照周期L∥D=14?h∥10?h的培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)，24?h后去除雌蜂，單管分裝每粒柞蠶卵。子代蜂羽化出蜂后，調(diào)查其寄生率、羽化率、發(fā)育歷期、后代雌性比、窩蜂數(shù)（單卵羽化蜂數(shù)）和窩卵數(shù)（單卵子代蜂卵數(shù)），每個(gè)處理重復(fù)10次。

雙向選擇試驗(yàn)：將5粒柞蠶灰卵和5粒健康卵同時(shí)放入玻璃試管（直徑2?cm，長10?cm）中，然后引入20頭初羽化（<8?h）且充分交配的螟黃赤眼蜂雌蜂，并置于溫度（25±1）℃、相對濕度（70±5）%、光照周期L∥D=14?h∥10?h的培養(yǎng)箱內(nèi)培養(yǎng)，24?h后去除雌蜂，單管分裝每粒柞蠶卵。子代蜂羽化出蜂后，調(diào)查螟黃赤眼蜂在柞蠶灰卵和健康卵上的寄生率、羽化率、發(fā)育歷期、后代雌性比、窩蜂數(shù)和窩卵數(shù)，每個(gè)處理重復(fù)10次。

1.3?數(shù)據(jù)分析

螟黃赤眼蜂對柞蠶灰卵的寄生選擇與適應(yīng)性比較采用Students?t測驗(yàn)法進(jìn)行差異顯著性檢驗(yàn)，其中無選擇試驗(yàn)采用獨(dú)立樣本t測驗(yàn)進(jìn)行分析;雙向選擇試驗(yàn)采用配對樣本t測驗(yàn)進(jìn)行分析。比較螟黃赤眼蜂對寄主的嗅覺反應(yīng)測定采用非參數(shù)檢驗(yàn)（Wilcoxon配對檢驗(yàn)）進(jìn)行分析，并使用R統(tǒng)計(jì)分析軟件繪圖。

2?結(jié)果與分析

2.1?螟黃赤眼蜂對寄主的嗅覺反應(yīng)測定

螟黃赤眼蜂對寄主的嗅覺反應(yīng)結(jié)果見圖1，在第一組處理中，螟黃赤眼蜂對柞蠶灰卵具有較強(qiáng)的嗅覺反應(yīng)，選擇柞蠶灰卵的蜂數(shù)為9.10頭，顯著高于選擇空白對照的蜂數(shù)0.90頭（P<0.05）;在第二組處理中，螟黃赤眼蜂對健康卵具有較強(qiáng)的嗅覺反應(yīng)，選擇健康卵的蜂數(shù)為9.50頭，顯著高于選擇空白對照的蜂數(shù)0.50頭（P<0.05）;在第三組處理中，螟黃赤眼蜂對柞蠶灰卵具有較強(qiáng)的嗅覺反應(yīng)，選擇柞蠶灰卵的蜂數(shù)為6.20頭，顯著高于選擇健康卵的蜂數(shù)3.80頭（P<0.05）。結(jié)果表明，螟黃赤眼蜂對柞蠶灰卵具有明顯的偏好性。

2.2?螟黃赤眼蜂對柞蠶灰卵的寄生選擇與適應(yīng)性

無選擇條件下，螟黃赤眼蜂對柞蠶灰卵的寄生選擇與適應(yīng)性結(jié)果見表1。螟黃赤眼蜂在柞蠶灰卵上的寄生率、羽化率、窩蜂數(shù)、窩卵數(shù)均顯著低于健康卵（寄生率：t=9.222，df?=18，P<0.001;羽化率：t?=34.765，df=18，P<0.001;窩蜂數(shù)：t=5.523，df?=18，P<0.001;窩卵數(shù)：t=5.941，df=18，P<0.001）;而螟黃赤眼蜂在柞蠶灰卵上的發(fā)育歷期顯著長于健康卵上（t=68.294，df=18，P<0.001）;螟黃赤眼蜂在柞蠶灰卵的雌性比顯著高于健康卵的（t=10.419，df?=18，P<0.001）。

雙向選擇條件下，螟黃赤眼蜂對柞蠶灰卵的寄生選擇與適應(yīng)性結(jié)果見表1。螟黃赤眼蜂在柞蠶灰卵上寄生率和窩蜂數(shù)均顯著低于健康卵（寄生率：t=3.545，df=9，P=0.006?0;窩蜂數(shù)：t=3.167，df=9，P=0.011）;羽化率和窩卵數(shù)略低于健康卵，但二者之間無顯著差異（羽化率：t=1.409，df?=9，P=0.192;窩卵數(shù)：t=2.015，df=9，P=0.075）;螟黃赤眼蜂在柞蠶灰卵上發(fā)育歷期長于健康卵，但無顯著差異（t=2.216，df=9，P=0.054）;在柞蠶灰卵的雌性比高于健康卵，但不存在顯著差異（t=2.139，df?=9，P=0.061）。

3?結(jié)論與討論

黏質(zhì)沙雷氏菌又稱靈桿菌，為革蘭氏陰性細(xì)菌，通常存在于水和土壤中，是最小的細(xì)菌，約半數(shù)菌株能產(chǎn)生紅色的靈菌素［16］。黏質(zhì)沙雷氏菌能導(dǎo)致直翅目、鞘翅目、膜翅目、鱗翅目和雙翅目等的多種昆蟲死亡［17］，同時(shí)也是人體的條件致病菌，可引發(fā)肺炎、泌尿道感染、敗血癥以及外科手術(shù)感染等疾病［18］。本研究中的黏質(zhì)沙雷氏菌來源于昆蟲卵，該菌對人體的安全性尚不明確。使用過程中一定要注意人員防護(hù)，操作時(shí)戴好一次性口罩和一次性乳膠手套，操作完成后要將試驗(yàn)用具及時(shí)消毒，口罩和手套集中統(tǒng)一處理。

寄生蜂對外界的學(xué)習(xí)能力主要通過視覺、嗅覺、味覺和觸覺，已有大量關(guān)于寄生蜂嗅覺學(xué)習(xí)能力的研究。寄生蜂不僅可以對普通的刺激進(jìn)行識別和學(xué)習(xí)，還能將不同刺激相互聯(lián)系，進(jìn)而快速識別寄主［1920］。王素琴等［21］發(fā)現(xiàn)玉米螟赤眼蜂Trichogramma?ostriniae通過觸角敲打寄主卵來決定是否寄生，而本身無法識別寄主標(biāo)記信息素。Kaiser等［22］發(fā)現(xiàn)玉米螟赤眼蜂對玉米提取物、玉米螟卵提取物和玉米螟提取物的混合物具有一定偏好性，而對玉米螟性信息素并未表現(xiàn)出明顯偏好性。在本研究中發(fā)現(xiàn)，螟黃赤眼蜂對柞蠶灰卵具有較強(qiáng)的嗅覺反應(yīng)，選擇柞蠶灰卵的蜂數(shù)顯著高于選擇健康卵的蜂數(shù)。研究還發(fā)現(xiàn)，赤眼蜂寄生柞蠶灰卵后，其產(chǎn)卵針攜帶了黏質(zhì)沙雷氏菌，從而促使病原菌快速傳播（另文發(fā)表）。因此，猜測黏質(zhì)沙雷氏菌中可能存在某種吸引赤眼蜂的揮發(fā)物。

很多學(xué)者研究了昆蟲病原微生物對寄生蜂的影響，發(fā)現(xiàn)昆蟲病原微生物一般會對寄生蜂產(chǎn)生不利的影響。李濤等［23］報(bào)道球孢白僵菌Beauveria?bassiana和煙蚜繭蜂Aphidius?gifuensis的拮抗作用可能與對寄主桃蚜Myzus?persicae的營養(yǎng)競爭有關(guān)，在寄生蜂寄生3?d前接菌，病原菌由于吸收了寄主的營養(yǎng)而快速繁殖，寄主的營養(yǎng)被消耗，導(dǎo)致入侵的寄生蜂的卵或幼蟲發(fā)育不良，因此寄生蜂的寄生率和出蜂數(shù)顯著降低［11，?24］。有推測認(rèn)為，斑痣懸繭蜂Meteorus?pulchricornis和盤絨繭蜂Cotesia?kazak寄生了被蘇云金芽胞桿菌Bacillus?thuringiensis感染的寄主斜紋夜蛾Spodoptera?litura和棉鈴蟲Helicoverpa?armigera后，

由于寄主體內(nèi)的營養(yǎng)物質(zhì)發(fā)生了改變，減緩了寄生蜂的生長發(fā)育，導(dǎo)致寄生蜂的發(fā)育歷期延長［25］;Salama等［26］也發(fā)現(xiàn)被蘇云金芽胞桿菌感染的海灰翅夜蛾Spodoptera?littoralis會使其寄生蜂體內(nèi)的某些組織發(fā)生改變，使得子代蜂發(fā)育受阻，這也解釋了寄生蜂發(fā)育歷期延長的現(xiàn)象。在本研究中，無選擇條件和雙向選擇條件下，螟黃赤眼蜂在柞蠶灰卵中的寄生率和窩蜂數(shù)均顯著降低，同時(shí)在柞蠶灰卵中的發(fā)育歷期延長，這些結(jié)果都與前人研究結(jié)果一致;此外，寄生柞蠶灰卵的螟黃赤眼蜂雌性比高于寄生健康卵的蜂，與感病寄主影響松毛蟲赤眼蜂的研究結(jié)果［15］不一致，推測可能與供試蜂種有一定的關(guān)系。

通過探究黏質(zhì)沙雷氏菌致病柞蠶灰卵對螟黃赤眼蜂寄生適應(yīng)性及嗅覺反應(yīng)的影響，發(fā)現(xiàn)在無選擇條件下螟黃赤眼蜂在灰卵上的羽化率和窩卵數(shù)顯著降低;而在雙向選擇條件下螟黃赤眼蜂在灰卵上的羽化率和窩卵數(shù)有所降低，但與健康卵間均無顯著差異。研究結(jié)果證實(shí)柞蠶灰卵對螟黃赤眼蜂的寄生適應(yīng)性產(chǎn)生一定程度的不良影響，下一步將對黏質(zhì)沙雷氏菌中是否存在某種吸引赤眼蜂的揮發(fā)物以及對柞蠶灰卵的防治開展深入研究。

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（責(zé)任編輯：田?喆）