張方平,朱俊洪,陳俊諭,王建赟,李 磊,5,韓冬銀,葉政培,符悅冠*
(1.中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)境與植物保護(hù)研究所,???571101;2.海南大學(xué)環(huán)境與植物保護(hù)學(xué)院,???570228;3.海南省熱帶作物病蟲害生物防治工程技術(shù)研究中心,???571101;4.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部熱帶作物有害生物綜合治理重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,???571101;5.海南省熱帶農(nóng)業(yè)有害生物監(jiān)測(cè)與控制重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,???571101)
橡副珠蠟蚧Parasaissetianigra是2004 年以來(lái)在橡膠樹上大面積暴發(fā)成災(zāi)的一種重要害蟲,已對(duì)我國(guó)天然橡膠產(chǎn)業(yè)造成了嚴(yán)重影響[1]。副珠蠟蚧闊柄跳小蜂Metaphycusparasaissetiae是一種內(nèi)寄生于橡副珠蠟蚧成蟲的本土優(yōu)勢(shì)天敵,并對(duì)其具有較大的控制潛能[2]。該蜂為卵育型寄生蜂,剛羽化時(shí)其卵巢內(nèi)僅有少量的成熟卵[3]。
卵育型的寄生蜂需在成蟲期補(bǔ)充一定的氮、碳水化合物、脂類物質(zhì)等營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)來(lái)繼續(xù)完成卵的發(fā)育及寄生等活動(dòng)[4,5]。如Gelisagilis、潛蠅姬小蜂Diglyphusisaea等寄生蜂需取食寄主或其他糖類來(lái)完成卵的發(fā)育[6,7];提供補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)給Macrocentmsgrandii、Microplitiscrocepes等寄生蜂的成蜂,能使其延長(zhǎng)壽命、增強(qiáng)活力,有更多的時(shí)間和能量來(lái)進(jìn)行寄生活動(dòng)[8,9]。
補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)對(duì)副珠蠟蚧闊柄跳小蜂的影響方面僅見(jiàn)溫麗娜[3]報(bào)道蜂蜜水能顯著延長(zhǎng)其壽命。由于寄生蜂在自然界的營(yíng)養(yǎng)包括了寄主昆蟲及花蜜、蜂蜜等富糖物質(zhì)[10],不同來(lái)源的糖分在組份、濃度、結(jié)構(gòu)及功能上存在差異,寄生蜂取食后其繁殖能力、成蟲壽命及對(duì)后代的發(fā)育和繁殖會(huì)有所差異[10-12]。鑒于目前已有報(bào)道尚未涉及多種糖類物質(zhì)對(duì)副珠蠟蚧闊柄跳小蜂成蟲壽命及繁殖能力的影響,本研究選取了自然界花蜜或蜜露中常含有的葡萄糖、果糖、蔗糖、海藻糖、松三糖、蜂蜜等6 種糖及橡副珠蠟蚧的蜜露作為該蜂成蟲期的營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充,比較了不同糖源對(duì)其成蜂壽命、卵子成熟、產(chǎn)卵及后代發(fā)育與出蜂量的影響,以期為該蜂的室內(nèi)擴(kuò)繁及大田應(yīng)用提供理論依據(jù)及指導(dǎo)。
橡副珠蠟蚧:采于云南省熱帶作物研究所試驗(yàn)場(chǎng)六隊(duì)橡膠樹上,在中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)境與植物保護(hù)研究所內(nèi)溫度25~27 ℃、濕度70%~90%的養(yǎng)蟲室內(nèi)用南瓜繁殖至成蟲備用。
副珠蠟蚧闊柄跳小蜂:于云南熱作所試驗(yàn)場(chǎng)橡副珠蠟蚧嚴(yán)重發(fā)生區(qū)的橡膠林段收集跳小蜂褐蛹,待羽化后用橡膠上的橡副珠蠟蚧繁殖,建立起以橡膠為植物寄主的實(shí)驗(yàn)種群。待種群數(shù)量擴(kuò)大后,將蜂轉(zhuǎn)接在用南瓜飼養(yǎng)的橡副珠蠟蚧上,建立起以南瓜為植物寄主的種群以供試驗(yàn)所需。
1.2.1 不提供寄主時(shí)的成蟲壽命 收集初羽化的成蜂20 頭,以5 頭為一組分別裝于試管(1.5 cm×7.5 cm)內(nèi),管口用棉花塞住。分別將蜂蜜(上海冠生園蜂制品有限公司)、葡萄糖(廣州化學(xué)制劑廠)、果糖(果藥集團(tuán)化學(xué)試劑有限公司)、蔗糖(廣州化學(xué)制劑廠)、海藻糖(上海源葉生物科技有限公司)、松三糖(上海源葉生物科技有限公司)、寄主蜜露配制成濃度為20%的糖源水溶液,用小棉球在上述糖液中浸濕后放入裝蜂的試管中進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充,對(duì)照包括清水和空白2 種。每處理雌、雄蜂各20 頭,放入溫度(27±1)℃,相對(duì)濕度為70%±10%,光周期12L:12D 的人工氣候箱內(nèi),每天觀察2 次,記錄成蜂的存活情況,同時(shí)更換新的營(yíng)養(yǎng)棉球,試驗(yàn)重復(fù)4 次。
1.2.2 提供寄主時(shí)的成蟲壽命 收集初羽化、已交配后的雌蜂20 頭,放入1 個(gè)裝有20 頭褐色期橡副珠蠟蚧成蟲的自制局部接蜂器(杯口直徑為7.5 cm,高為8.5 cm 的透明塑料杯口邊沿粘一層海綿,杯底開一直徑略大于1.1 cm 孔)內(nèi),用小棉球在1.2.1 的糖液中浸濕后放入裝蜂的接蜂器內(nèi)進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充,然后放入1.2.1 的人工氣候箱內(nèi)。每天觀察2 次,記錄成蜂的存活情況,并更換1 次新的蚧蟲及補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)。對(duì)照包括清水和空白2 種,試驗(yàn)重復(fù)4 次。
將上述試驗(yàn)1.2.2 中每天更換出的蚧蟲于體視鏡下解剖,觀察、計(jì)錄副珠蠟蚧闊柄跳小蜂的單日產(chǎn)卵量,并統(tǒng)計(jì)累計(jì)產(chǎn)卵量。
選擇初羽化且已交配后的120 頭雌蜂,用20%的蜂蜜、果糖、蔗糖的水溶液為補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng),清水為對(duì)照。然后分別在提供寄主(寄生蜂:寄主=1:1)和不提供寄主的條件下放入1.2.1 的人工氣候箱內(nèi),并于0 d、1 d、2 d、3 d、4 d、5 d 定時(shí)對(duì)20 頭雌蜂解剖,在解剖鏡下觀察卵巢的發(fā)育形態(tài),計(jì)數(shù)未成熟卵子和成熟卵子的數(shù)量,試驗(yàn)重復(fù)4 次。
卵子的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)參照溫麗娜等[3]:未成熟卵子是卵母細(xì)胞橢圓形或短棒狀,半透明或漸變?yōu)槿榘咨胁块_始縊縮;成熟卵子是卵母細(xì)胞已溢縮為淡黃褐色的卵柄,然后將其一分為二形成的卵細(xì)胞。
在南瓜上挑選褐色期橡副珠蠟蚧成蟲20 頭,按1 雌蜂:1 雄蜂:1 蚧蟲的比例接蜂,并在自制局部接蜂器內(nèi)分別放入用1.2.1 中糖液浸濕的小棉球,以清水和空白為對(duì)照。在1.2.1 設(shè)置的人工氣候箱內(nèi)接蜂24 h后,去除副珠蠟蚧闊柄跳小蜂成蜂,放回同一條件的人工氣候箱內(nèi)飼養(yǎng)。觀察其子代的發(fā)育歷期雌性比、出蜂量和寄生率,試驗(yàn)重復(fù)4 次。
成蟲壽命、未成熟卵量、成熟卵量、產(chǎn)卵量、子代的發(fā)育歷期、出蜂量、寄生率及雌性比等的比較采用SAS 分析軟件進(jìn)行方差分析方法,平均數(shù)間的比較采用Duncan’s 新復(fù)極差法。
以葡萄糖、果糖、蔗糖、海藻糖、松三糖、蜂蜜及寄主蜜露等為副珠蠟蚧闊柄跳小蜂成蜂的補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)均能延長(zhǎng)其成蟲壽命(表1)。不提供寄主時(shí),補(bǔ)充果糖的雌成蜂壽命最長(zhǎng),為16.6 d,顯著長(zhǎng)于其他糖類物質(zhì),其次為蔗糖(13.6 d)、蜂蜜(10.9 d),清水對(duì)照的雌蜂壽命為2.8 d,空白對(duì)照的壽命最短,為2.3 d,均顯著短于提供糖類物質(zhì)的壽命;提供寄主時(shí),補(bǔ)充清水的雌蜂壽命最長(zhǎng),為10.0 d,補(bǔ)充寄主蜜露、松三糖、葡萄糖、蔗糖的壽命均在9.0 d 以上,與清水處理的差異不顯著,空白對(duì)照的壽命最短,為3.9 d。雄蜂的壽命在不提供寄主時(shí),以補(bǔ)充果糖的最長(zhǎng),為16.0 d,其次為蔗糖(12.3 d)、葡萄糖(10.0 d),均顯著長(zhǎng)于CK(2.0 d)和清水(2.6 d)的。
表1 不同營(yíng)養(yǎng)條件下副珠蠟蚧闊柄跳小蜂的成蟲壽命Table 1 Longevity of adult M.parasaissetiae in different nutritious conditions (d)
補(bǔ)充糖類物質(zhì)對(duì)副珠蠟蚧闊柄跳小蜂成蜂的產(chǎn)卵有顯著影響(圖1)。補(bǔ)充20%蔗糖水時(shí),該蜂的產(chǎn)卵量最高,為43.7 粒/雌,顯著高于其他處理;其次是果糖(39.0 粒/雌)、葡萄糖(37.1 粒/雌)、清水(31.8粒/雌)、蜂蜜(31.0 粒/雌)、寄主蜜露(28.7 粒/雌);空白對(duì)照的產(chǎn)卵量則最少,為12.3 粒/雌,顯著低于補(bǔ)充糖源或清水的處理。
圖1 不同營(yíng)養(yǎng)條件下副珠蠟蚧闊柄跳小蜂的產(chǎn)卵量Fig.1 Fecundity of M.parasaissetiae in different nutritious conditions
2.3.1 不同營(yíng)養(yǎng)條件下副珠蠟蚧闊柄跳小蜂體內(nèi)成熟卵量 成蟲期補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)能明顯促進(jìn)副珠蠟蚧闊柄跳小蜂卵巢發(fā)育及卵子成熟(表2)。初羽化的成蜂體內(nèi)有少量的成熟卵,然后隨副珠蠟蚧闊柄跳小蜂日齡的增加,體內(nèi)的成熟卵量呈先上升后下降的趨勢(shì)。僅補(bǔ)充清水時(shí),日齡24 h 雌成蜂成熟卵量最高,然后隨成蜂日齡的增加而逐漸降低;同時(shí)提供清水和寄主時(shí),成蜂日齡96 h 達(dá)高峰。補(bǔ)充蜂蜜、蔗糖、果糖的成熟卵量均在羽化后48 h 時(shí)達(dá)高峰,然后呈下降趨勢(shì)。寄主對(duì)跳小蜂體內(nèi)成熟卵量的影響總體表現(xiàn)為:在羽化后96 h 之前,補(bǔ)充蜂蜜和果糖時(shí),不提供寄主的成熟卵量多于提供寄主,而補(bǔ)充蔗糖和清水則為不提供寄主的成熟卵量少于提供寄主的成熟卵量。
表2 不同營(yíng)養(yǎng)條件下副珠蠟蚧闊柄跳小蜂體內(nèi)成熟卵量Table 2 Amount of mature eggs of M.parasaissetiae in different nutritional conditions
2.3.2 不同營(yíng)養(yǎng)條件下副珠蠟蚧闊柄跳小蜂體內(nèi)的未成熟卵量 補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)對(duì)副珠蠟蚧闊柄跳小蜂的未成熟卵量影響明顯(表3)。初羽化時(shí)的未成熟卵量最多,隨雌蜂日齡的增加,均呈下降趨勢(shì)。24 h 以蜂蜜(無(wú)寄主)最高,為4.5 粒,其次是清水(有寄主),為4.4 粒,顯著高于其他處理;48 h、72 h 均是清水(無(wú)寄主)最高,蔗糖(無(wú)寄主)最低;96 h 以同時(shí)提供寄主和清水的最高,蔗糖(無(wú)寄主)最低;120 h補(bǔ)充蜂蜜的最高,為3.5 粒,僅補(bǔ)充清水的成蜂則全部死亡。
表3 不同營(yíng)養(yǎng)條件下副珠蠟蚧闊柄跳小蜂體內(nèi)的未成熟卵量Table 3 Amount of unmature eggs of M.parasaissetiae in different nutritional conditions
成蟲期的補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)對(duì)副珠蠟蚧闊柄跳小蜂子代的發(fā)育與繁殖影響明顯(表4)。補(bǔ)充蔗糖、蜂蜜、葡萄糖、海藻糖、寄主蜜露均能顯著縮短該蜂子代的世代發(fā)育歷期,補(bǔ)充蜂蜜時(shí)子代雌蜂的世代發(fā)育歷期最短,為14.9 d,其次是葡萄糖(15.4 d)、蔗糖(15.7 d)、海藻糖(15.8 d)、寄主蜜露(16.2 d),均顯著短于果糖、清水、空白對(duì)照等處理,補(bǔ)充松三糖最長(zhǎng),為17.0 d;補(bǔ)充蜂蜜的子代雄蜂的世代發(fā)育歷期最短,為15.0 d,補(bǔ)充松三糖的最長(zhǎng),為17.4 d。出蜂量和寄生率均以補(bǔ)充蔗糖最高,其次為蜂蜜,顯著高于葡萄糖、松三糖、寄主蜜露、空白對(duì)照和清水對(duì)照等處理。子代的寄生率以補(bǔ)充蔗糖的最高為96.3%,補(bǔ)充葡萄糖的最低為61.5%。雌性比由高到低依次為葡萄糖,清水,海藻糖,無(wú)營(yíng)養(yǎng),蜂蜜,寄主蜜露,松三糖,果糖,蔗糖,補(bǔ)充葡萄糖最高,為66.1%,而補(bǔ)充蔗糖最低,為47.4%。
表4 補(bǔ)充不同營(yíng)養(yǎng)對(duì)副珠蠟蚧闊柄跳小蜂子代發(fā)育及繁殖的影響Table 4 Influence of supplementary nutrition on M.parasaissetiae at adult stage
寄生蜂在成蟲期通過(guò)取食寄主或糖類物質(zhì)獲得營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充,其中,糖類物質(zhì)是寄生蜂成蟲期的重要營(yíng)養(yǎng)成份,可以顯著延長(zhǎng)寄生蜂的成蟲壽命及提高產(chǎn)卵量[3,13-15]。本研究中,在副珠蠟蚧闊柄跳小蜂成蟲期補(bǔ)充6 種糖類物質(zhì)和寄主蜜露均能延長(zhǎng)其成蟲壽命,結(jié)果與潛蠅姬小蜂Diglyphusisaea(Walker)、長(zhǎng)絨繭蜂Dolichogenideatasmanica、褐帶蚜小蜂Aphelinusmaculatus等相似[7,11,15]。補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)對(duì)寄生蜂成蟲壽命影響方面的報(bào)道較多是單獨(dú)針對(duì)提供寄主或不提供寄主條件下進(jìn)行研究[17]。本研究比較觀察了不同營(yíng)養(yǎng)條件下提供寄主與否對(duì)成蜂壽命的影響,結(jié)果為補(bǔ)充果糖、蔗糖、蜂蜜、葡萄糖時(shí),提供寄主時(shí)的雌蜂壽命短于無(wú)寄主的,而補(bǔ)充寄主蜜露、海藻糖、松三糖時(shí)提供寄主的雌蜂壽命則長(zhǎng)于無(wú)寄主的,此結(jié)果是否是因?yàn)樵诠?、蔗糖、蜂蜜、葡萄糖等營(yíng)養(yǎng)條件下產(chǎn)卵量高,在產(chǎn)卵過(guò)程中消耗了大量能量所致[18],還是其他原因引起值得進(jìn)一步研究。另外,研究發(fā)現(xiàn)同時(shí)提供寄主和清水能大幅度延長(zhǎng)雌蜂壽命,所以,該蜂在野外可利用寄主及水分作為其重要營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充。產(chǎn)卵方面,補(bǔ)充蔗糖最有利于副珠蠟蚧闊柄跳小蜂的產(chǎn)卵,其次是果糖、葡萄糖、蜂蜜等,這可能是因?yàn)檠a(bǔ)充上述營(yíng)養(yǎng)時(shí)可供產(chǎn)卵的成熟卵子較多和產(chǎn)卵過(guò)程中所需能量得到保證。另外,試驗(yàn)中觀察到補(bǔ)充7 種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和清水的雌成蜂均在產(chǎn)卵高峰后才出現(xiàn)大量死亡,說(shuō)明補(bǔ)充上述營(yíng)養(yǎng)有利于該蜂的種群增長(zhǎng)。
卵育型寄生蜂成蟲期取食營(yíng)養(yǎng)的質(zhì)量或種類明顯影響卵的成熟數(shù)量,從而對(duì)寄生蜂的生殖能力產(chǎn)生影響[119-121]。本研究中蜂蜜水溶液、蔗糖水溶液和果糖水溶液及寄主蜜露均可促進(jìn)副珠蠟蚧闊柄跳小蜂卵子成熟,可使其卵巢中成熟卵子數(shù)量在高水平維持較長(zhǎng)時(shí)間,結(jié)果與毛缺溝姬蜂Lissonotasetosa、蝶蛹金小蜂Pteromaluspuparum相似[22,23]。潛蠅姬小蜂等在沒(méi)有提供寄主產(chǎn)卵條件下,體內(nèi)的成熟卵在高峰期后被重吸收作為其營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)[20,24,25]。本研究沒(méi)提供寄主時(shí)小蜂體內(nèi)的成熟卵量在高峰期過(guò)后均逐漸減少,這可能是該蜂通過(guò)卵子重吸收的方式來(lái)為搜尋寄主、成蟲存活或發(fā)育新的成熟卵子提供能量[24,25]。寄生蜂常常通過(guò)取食寄主獲得卵子成熟所需的脂類、蛋白質(zhì)等物質(zhì)[20,26-28],盡管提供寄主時(shí)各日齡的副珠蠟蚧闊柄跳小蜂體內(nèi)的成熟卵量與無(wú)寄主相比差異不明顯,但考慮到提供寄主時(shí)已有大量卵在前期已產(chǎn)到寄主體內(nèi),說(shuō)明提供寄主時(shí)小蜂體內(nèi)成熟卵的累積數(shù)量顯著高于無(wú)寄主的,提供寄主明顯可以促進(jìn)其卵子成熟。
許多研究發(fā)現(xiàn)寄生蜂親蜂的營(yíng)養(yǎng)種類能對(duì)其子代的產(chǎn)卵、發(fā)育歷期、性比、出蜂數(shù)量等造成影響[29-30,196]。在本研究中發(fā)現(xiàn)補(bǔ)充蜂蜜、蔗糖等可以加快副珠蠟蚧闊柄跳小蜂子代的世代發(fā)育,提高子代出蜂量,結(jié)果與切割潛蠅繭蜂相似[29];而松三糖、葡萄糖雖然能加快發(fā)育,但卻不利于提高子代的出蜂量。郭祥令等[32]報(bào)道卷蛾分索赤眼蜂在補(bǔ)充不同營(yíng)養(yǎng)時(shí)其后代的雌性比率與產(chǎn)卵量呈負(fù)相關(guān),而本研究中副珠蠟蚧闊柄跳小蜂在補(bǔ)充蔗糖時(shí)出蜂量最高,其雌性比最低,而補(bǔ)充葡萄糖的出蜂量最低,其雌性比最高,表現(xiàn)出卷蛾分索赤眼蜂相似同趨勢(shì)。由于,寄生蜂的性比通常分為原生性比和次生性比,前者指雌蜂在寄主上產(chǎn)卵的雌雄卵比,后者則指所產(chǎn)的卵經(jīng)歷孵化、幼蟲和蛹的死亡后最終羽化為成蜂的雌雄數(shù)量比[33],因此,本研究補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)究竟是影響了副珠蠟蚧闊柄跳小蜂原生性比還是次生性比值得進(jìn)一步明確。補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)的濃度會(huì)影響寄生蜂的成蟲壽命及生殖力[34],本試驗(yàn)只是研究了質(zhì)量百分比為20%濃度下補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)對(duì)副珠蠟蚧闊柄跳小蜂的影響,尚需進(jìn)一步研究利用不同營(yíng)養(yǎng)的最佳濃度。另外,本研究是在室內(nèi)穩(wěn)定的環(huán)境條件下進(jìn)行,其結(jié)果可為室內(nèi)大量繁殖副珠蠟蚧闊柄跳小蜂時(shí)的選擇補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)提供依據(jù)。鑒于該蜂在室內(nèi)和田間的營(yíng)養(yǎng)需求、存活及繁殖情況可能存在差異,所以在田間利用方面還應(yīng)充分考慮到田間溫度、寄主、寄主植物及周圍蜜源植物等環(huán)境因子的影響。
綜上所述,結(jié)合補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)對(duì)副珠蠟蚧闊柄跳小蜂的成蟲壽命、卵子成熟情況、產(chǎn)卵量、子代發(fā)育歷期、出蜂量和雌性比等方面的影響,擴(kuò)繁時(shí)可選用濃度為20%的蜂蜜、果糖或蔗糖等作為該蜂擴(kuò)繁和釋放前的補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)。