茭白和甘蔗對黃螟生長發(fā)育和繁殖的影響

摘要

黃螟Tetramoera schistaceana （Snellen）的人工飼養(yǎng)繁殖， 可為深入開展黃螟的生物學(xué)和生態(tài)學(xué)特性研究以及防控技術(shù)研究提供穩(wěn)定蟲源。為明確茭白對黃螟生長發(fā)育和繁殖的影響， 本研究分別以新鮮茭白和甘蔗嫩莖為食料飼養(yǎng)黃螟， 對比分析了26℃條件下黃螟各蟲態(tài)的發(fā)育歷期、存活率和成蟲繁殖力及其實驗種群生命表參數(shù)。結(jié)果表明， 以茭白為食料， 黃螟能正常發(fā)育和繁殖;茭白飼養(yǎng)的黃螟幼蟲平均發(fā)育歷期為19.77 d， 顯著短于甘蔗飼養(yǎng)的幼蟲發(fā)育歷期（22.90 d）， 幼蟲發(fā)育相對整齊一致;幼蟲平均化蛹率為32.38%， 顯著高于甘蔗飼養(yǎng)的幼蟲（13.45%）;種群趨勢指數(shù)（I）、內(nèi)稟增長率（rm）及周限增長率（λ）分別為26.76、0.078 7和1.081 9， 均高于甘蔗的11.34、0.054 0和1.055 5。茭白作食料， 黃螟能很好地生長發(fā)育和繁殖， 可以用于黃螟的室內(nèi)飼養(yǎng)繁殖。

關(guān)鍵詞

茭白;" 黃螟;" 發(fā)育歷期;" 存活率;" 生命表參數(shù)

中圖分類號：

S 433.4

文獻標識碼：" A

DOI：" 10.16688/j.zwbh.2024033

收稿日期：" 20240115""" 修訂日期：" 20240314

基金項目：

廣西自然科學(xué)基金（2021GXNSFAA196002）;財政部和農(nóng)業(yè)農(nóng)村部： 國家現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系（CARS-170305）;廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院基本科研業(yè)務(wù)專項（桂農(nóng)科2021YT003）

致" 謝：" 參加本試驗部分工作的還有江代禮、譚翰杰、張能和紀燁斌等同學(xué)，特此一并致謝。

* 通信作者

E-mail：

商顯坤shanglei8289@163.com;黃誠華chenghuahuang@sina.com

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為并列第一作者

Effect of wildrice stem and sugarcane on the development and reproduction of Tetramoera schistaceana （Snellen）

PAN Xuehong，" WEI Jili，" SHANG Xiankun*，" HUANG Chenghua*

（Sugarcane Research Institute， Guangxi Academy of Agricultural Sciences， Key Laboratory of Sugarcane

Biotechnology and Genetic Improvement （Guangxi）， Ministry of Agriculture and Rural Affairs，

Guangxi Key Laboratory of Sugarcane Genetic Improvement， Nanning" 530007， China）

Abstract

Artificial breeding and reproduction of Tetramoera schistaceana （Snellen） can provide valuable experimental insects for further research on its biological and ecological characteristics， as well as control technology. This study compared the developmental duration， survival rate， adult reproductive capacity， and life parameters of T.schistaceana fed on wildrice stems versus sugarcane at 26℃. The results showed that T.schistaceana developed and reproduced normally on wildrice stems. The mean larval developmental duration of T.schistaceana feeding on wildrice stems was

shorter （19.77 d）， and the developmental uniformity was higher， compared to those feeding

on sugarcane （22.90 d）. The average larval pupation rate was 32.38%， significantly higher than that on sugarcane （13.45%）. The population trend index （I）， intrinsic rate of increase （rm）， and finite rate of increase （λ） for wildrice stem were 26.76， 0.078 7， and 1.081 9， respectively， all higher than those for sugarcane， which were 11.34， 0.054 0 and 1.055 5. Feeding on wildrice stems allows T.schistaceana to grow， develop， and reproduce effectively， making wildrice stems a suitable medium for raising T.schistaceana indoors.

Key words

wildrice stem;" Tetramoera schistaceana;" developmental duration;" survival rate;" parameters of life table

黃螟Tetramoera schistaceana （Snellen）， 又名甘蔗小卷蛾、甘蔗小卷葉螟， 屬鱗翅目Lepidoptera小卷葉蛾科Olethreutidae， 是甘蔗上重要的蛀莖類害蟲， 在我國主要分布在廣西、廣東、云南、福建和臺灣等甘蔗種植?。ㄗ灾螀^(qū)）。該蟲在甘蔗整個生長期均可為害， 在甘蔗苗期， 初孵幼蟲從靠近地表以下的蔗苗基部蛀入取食生長點， 形成“枯心苗”， 致使無效分蘗增多， 有效莖數(shù)減少。甘蔗生長中后期， 幼蟲潛入葉鞘并從蔗芽或生長帶蛀入莖內(nèi)取食， 損害蔗芽和莖內(nèi)組織， 造成螟害節(jié)， 導(dǎo)致甘蔗的產(chǎn)量、品質(zhì)和糖分下降［14］。黃螟年發(fā)生世代多， 在廣西南部蔗區(qū)每年可發(fā)生6～7代， 世代重疊嚴重， 且沒有明顯的越冬現(xiàn)象， 一般在每年的3月初氣溫回暖時黃螟就會陸續(xù)羽化出蛾。黃螟喜潮濕，因此多發(fā)生在濕度較高的蔗地［45］， 2014年以來廣西4月－6月的降雨明顯增多是黃螟逐步上升為廣西南部蔗區(qū)主要害蟲的重要影響因素之一。筆者近幾年的調(diào)查也充分表明， 廣西、云南和廣東湛江等蔗區(qū)黃螟種群數(shù)量呈急劇增長趨勢， 已躍升為優(yōu)勢種群［67］， 并成為各甘蔗主產(chǎn)區(qū)重要的防控對象。

我國在20世紀70－90年代進行了黃螟性外激素、化學(xué)不育和輻射不育等防控技術(shù)的研究， 并取得了較大進展［812］， 之后相關(guān)研究報道較少。該蟲食性較為單一， 目前只發(fā)現(xiàn)其在田間為害甘蔗［1314］， 是否能夠取食其他作物尚不清楚。為此， 本研究用茭白和甘蔗作為飼料對黃螟進行飼養(yǎng)觀察， 通過比較分析兩種飼料對其生長發(fā)育、繁殖、存活及生命參數(shù)的影響， 探明茭白作為天然飼料飼養(yǎng)黃螟的可行性， 并摸索黃螟室內(nèi)群體飼養(yǎng)繁殖技術(shù)， 以期為今后開展黃螟的生物學(xué)、生態(tài)學(xué)、生理學(xué)、毒理學(xué)、分子生物學(xué)和有效防控的相關(guān)研究奠定基礎(chǔ)。

1" 材料與方法

1.1" 供試蟲源

2023年3月下旬至5月上旬， 于廣西壯族自治區(qū)（以下簡稱廣西）南寧市橫州市蔗區(qū)（22°45′ N， 109°4′ E）采集黃螟幼蟲， 室溫下用甘蔗嫩莖飼養(yǎng)， 直至化蛹、羽化和交配產(chǎn)卵。待卵孵化后， 選取同日齡的初孵幼蟲供試。

1.2" 供試植物

新鮮茭白從市場購買， 切成厚度大約1 cm的茭白片放于培養(yǎng)皿內(nèi)供幼蟲取食。甘蔗品種為‘桂糖44號’（‘GT44’）， 試驗田種植， 將拔節(jié)前后的甘蔗苗采回室內(nèi)， 剪掉梢部， 留10～12 cm長的嫩莖供幼蟲取食。

1.3" 取食兩種食物的黃螟各階段發(fā)育歷期和繁殖力測定

試驗設(shè)置用茭白和甘蔗飼養(yǎng)黃螟2個處理，于智能人工氣候箱（RXZ-280B， 寧波江南儀器廠），在溫度（26±1）℃， RH （70±5）%， 光周期L∥D=15 h∥9 h條件下飼養(yǎng)。

茭白飼養(yǎng)： 將初孵幼蟲用小毛筆挑到培養(yǎng)皿中的茭白片上， 每個培養(yǎng)皿內(nèi)接入20～30頭幼蟲， 每重復(fù)3培養(yǎng)皿， 重復(fù)3～5次。用滅菌的紙巾放在上面并蓋好。根據(jù)幼蟲取食情況和茭白新鮮程度，飼養(yǎng)7～10 d后用小毛筆將幼蟲挑到新鮮的茭白片上。之后每3 d更換1次茭白， 直至化蛹。觀察記錄幼蟲化蛹時間及死亡情況， 統(tǒng)計幼蟲發(fā)育歷期和化蛹率。

甘蔗飼養(yǎng)： 將初孵幼蟲用小毛筆挑到盛有甘蔗嫩莖的玻璃瓶（直徑10 cm， 高14 cm）內(nèi)， 每瓶接入40～50頭幼蟲， 每次接蟲3瓶， 重復(fù)3～5次。用滅菌的紙巾和膠圈封住瓶口。根據(jù)甘蔗食料的新鮮情況， 每5～7 d 剝開甘蔗， 挑出幼蟲接到放有新鮮甘蔗的新玻璃瓶內(nèi)， 直至化蛹。觀察記錄幼蟲化蛹時間及死亡情況， 統(tǒng)計幼蟲發(fā)育歷期和化蛹率。

區(qū)分雌、雄蛹并稱重，然后分別放入墊有濕紗布的培養(yǎng)皿中，將培養(yǎng)皿放入帶有透氣孔的養(yǎng)蟲盒（直徑16 cm， 高8 cm）中讓其羽化。每天觀察和記錄蛹羽化時間及羽化數(shù)， 統(tǒng)計蛹發(fā)育歷期、羽化率和雌性比率。每次觀察雌雄蛹各20頭， 重復(fù)3次。

將當日羽化的成蟲按不同食料來源分組并進行雌雄配對， 放入玻璃瓶內(nèi)交配和產(chǎn)卵， 瓶內(nèi)放有用濕棉花保濕的新鮮蔗葉， 瓶內(nèi)壁涂有濃度為12%的蜂蜜水， 瓶口用濕紗布和膠圈封住， 每瓶1對雌雄成蟲， 重復(fù)20～30對。每天更換新的玻璃瓶和蔗葉。每天早晚觀察成蟲產(chǎn)卵情況， 直至成蟲死亡， 記錄產(chǎn)卵時間、日產(chǎn)卵量和成蟲死亡時間， 統(tǒng)計成蟲產(chǎn)卵前期、壽命和單雌產(chǎn)卵量。

將產(chǎn)在玻璃瓶和蔗葉上的卵保濕， 每天觀察和記錄卵的孵化情況， 統(tǒng)計卵的孵化率。取帶有新鮮卵的蔗葉， 用濕棉花保濕一端， 放入玻璃瓶內(nèi)， 每瓶約40～50粒卵， 每次觀察3瓶， 重復(fù)3～5次。每天觀察和記錄卵孵化情況， 統(tǒng)計卵發(fā)育歷期。

1.4" 黃螟實驗種群生命表參數(shù)

實驗種群生命表特征參數(shù)的計算參照劉家莉等［15］和陳洪凡等［16］的方法。計算公式如下：

I =SE·SL·SP·SA·P♀·FPF；

rm=lnI/T;

λ=erm;

T=tE＋tL+ tP+ tA。

式中：I為種群數(shù)量趨勢指數(shù)， SE， SL， SP， SA 為卵、幼蟲、蛹和成蟲的存活率;P♀為雌性比率， FPF為單雌平均產(chǎn)卵量， rm為內(nèi)稟增長率;T為平均世代歷期， tE， tL， tP為卵、幼蟲和蛹的平均發(fā)育歷期， tA為雌成蟲的平均壽命;λ為周限增長率。

1.5" 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

試驗數(shù)據(jù)采用SPSS Statistics 22軟件獨立樣本t檢驗（independent samples t-test）進行統(tǒng)計分析。

2" 結(jié)果與分析

2.1" 茭白和甘蔗為食料對黃螟各階段發(fā)育歷期的影響

由表1數(shù)據(jù)可知， 茭白作食料飼養(yǎng)的黃螟卵、幼蟲和蛹平均發(fā)育歷期分別為5.57、19.77 d和8.58 d。其中， 茭白飼養(yǎng)的黃螟幼蟲平均歷期顯著低于甘蔗的22.9 d（Plt;0.05）。而茭白和甘蔗作為食料時的蛹和卵的發(fā)育歷期則無顯著差異（Pgt;0.05）。茭白飼養(yǎng)的黃螟幼蟲發(fā)育歷期變幅為17～23 d， 而甘蔗飼養(yǎng)的黃螟幼蟲發(fā)育歷期變幅較大， 為16～34 d。由此可見， 茭白飼養(yǎng)的黃螟幼蟲發(fā)育相對整齊， 個體差異相對較小。

2.2" 茭白和甘蔗為食料對黃螟蛹重、成蟲壽命和生殖力的影響

從表2可以看出，以茭白和甘蔗為食料時，雌蛹重分別為0.027 g和0.026 g， 雄蛹重分別為0.020 g和0.019 g， 差異均不顯著（Pgt;0.05）。另外， 相同食物飼養(yǎng)條件下雌蛹和雄蛹的重量呈顯著差異（Plt;0.05）， 說明黃螟個體存在雌大雄小的現(xiàn)象。

1） 同列數(shù)據(jù)后相同小寫字母表示經(jīng)t檢驗在0.05水平上差異不顯著， 同行數(shù)據(jù)后不同大寫字母表示經(jīng)t檢驗在0.05水平上差異顯著。下同。

Data followed by the same lowercase letters in the same column are not significantly different （Pgt;0.05， t-test）. Data followed by different capital letters in the same row are significantly different （Plt;0.05， t-test）. The same applies below.

從表3可以看出， 以茭白和甘蔗為食料時黃螟實驗種群的單雌平均產(chǎn)卵量分別為215.50粒和231.44粒， 雌性比率分別為48.75%和46.67%。兩種食料的單雌平均產(chǎn)卵量、雌性比率和雌雄成蟲壽命均差異不顯著（Pgt;0.05）。茭白和甘蔗為食料時黃螟的單雌產(chǎn)卵量變幅分別為132～342粒和79～484粒， 有明顯的個體差異。

2.3" 茭白和甘蔗為食料對黃螟各階段存活率的影響

分別以化蛹率、羽化率和孵化率表示幼蟲存活率、蛹存活率和卵存活率。從表4中可以看出， 兩種食物飼養(yǎng)幼蟲的化蛹率存在較大差異， 茭白飼養(yǎng)的幼蟲化蛹率（32.38%）顯著高于甘蔗飼養(yǎng)（13.45%）（Plt;0.05）;而蛹羽化率和卵孵化率在兩種食物處理下的差異不顯著（Pgt;0.05）， 均在87%以上。

2.4" 茭白和甘蔗為食料飼養(yǎng)的黃螟實驗種群生命表參數(shù)

以茭白和甘蔗為食料飼養(yǎng)的黃螟實驗種群生命參數(shù)見表5。茭白和甘蔗為食料飼養(yǎng)的黃螟實驗種群趨勢指數(shù)（I）分別為26.76和11.34， 內(nèi)稟增長率（rm）分別為0.078 7和0.054 0， 周限增長率（λ）分別為1.081 9和1.055 5，這3個生命表參數(shù)均以茭白為食料飼養(yǎng)的為優(yōu)。從平均世代歷期來看， 茭白為食料飼養(yǎng)的黃螟種群平均世代歷期（T）為41.77 d， 比甘蔗為食料時縮短3.18 d， 能加快黃螟的生長進度， 縮短發(fā)育歷期。

3" 結(jié)論與討論

本研究以茭白和甘蔗為食料均能成功飼養(yǎng)黃螟。相比于甘蔗食料，用茭白飼養(yǎng)的黃螟幼蟲的發(fā)育歷期顯著縮短，且幼蟲化蛹率顯著提高。蛹、卵的發(fā)育歷期和存活率以及成蟲壽命和甘蔗相當。從種群生命參數(shù)指標來看，茭白飼養(yǎng)的黃螟其種群趨勢指數(shù)（I）、內(nèi)稟增長率（rm）及周限增長率（λ）也均優(yōu)于甘蔗，表明茭白可以作為黃螟實驗種群的替代飼料。

相關(guān)研究表明，茭白可以作為多種為害禾本科植物鱗翅目類害蟲的優(yōu)良飼料。李德偉等［17］用茭白和甜玉米飼養(yǎng)甘蔗二點螟Chilo infuscatellus，取食茭白的二點螟幼蟲化蛹率更高，發(fā)育歷期更短，蛹重更重，成蟲壽命更長;凌炎等［18］用水稻、薏苡、甘蔗、玉米和茭白分別飼養(yǎng)臺灣稻螟Chilo auricilius的2齡幼蟲，茭白飼養(yǎng)的臺灣稻螟化蛹率和羽化率最高，發(fā)育歷期較短，蛹重較重;孟鳳霞等［19］分別用水稻苗、茭白、水稻+荸薺飼養(yǎng)二化螟Chilo suppressalis，茭白飼養(yǎng)的二化螟幼蟲發(fā)育歷期最短，化蛹率最高;陳建明等［20］以茭白和水稻莖為食料飼養(yǎng)二化螟，也是以茭白為食料的二化螟卵和幼蟲發(fā)育歷期更短，化蛹率顯著高于水稻莖飼養(yǎng)，蛹也更重，成蟲壽命更長。本研究結(jié)果也表明，用茭白為食料飼養(yǎng)的黃螟幼蟲發(fā)育歷期和化蛹率均優(yōu)于甘蔗飼養(yǎng)。

甘蔗是黃螟的自然寄主，且目前僅有黃螟為害甘蔗的報道。有關(guān)黃螟人工飼養(yǎng)的研究，20世紀80年代，黃端平等［21］用新鮮蔗莖頂經(jīng)高壓滅菌后作為飼料，連續(xù)飼養(yǎng)黃螟5個世代沒有退化現(xiàn)象。作者參照該方法用鮮蔗莖頂經(jīng)高壓滅菌后進行飼養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)此方法對環(huán)境和蟲卵的要求很高，均需在無菌條件下進行，并且發(fā)現(xiàn)高壓滅菌后的蔗莖頂仍容易腐爛變質(zhì)或發(fā)霉，導(dǎo)致幼蟲不取食或營養(yǎng)不良，容易感染病菌而大量死亡。研究前期，作者用甘蔗莖段、甘蔗莖切片和甘蔗嫩莖作食料分別飼養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)甘蔗切片更容易腐爛變質(zhì)或發(fā)霉，并且黃螟幼蟲不喜取食較老的甘蔗莖段和切片。因此，本研究用甘蔗嫩莖和茭白為食料進行對比試驗。試驗所用的甘蔗嫩莖也容易發(fā)霉變質(zhì)，導(dǎo)致個別幼蟲發(fā)育緩慢等現(xiàn)象，需要頻繁更換新鮮蔗莖，在更換過程中需要用小刀剖開甘蔗，蟲體極易受傷死亡，從而加大了飼養(yǎng)難度;并且幼蟲發(fā)育不整齊。而用茭白飼養(yǎng)，幼蟲生長發(fā)育相對整齊，幼蟲化蛹率相對較高，繁殖特性也較好;并且更換飼料操作容易。茭白是廣西常見的農(nóng)作物，市場上常年有售，容易購買，可以保障飼料來源。

本研究結(jié)果表明，黃螟取食茭白能正常生長發(fā)育和繁殖，完成生活史，說明茭白可以作為黃螟室內(nèi)飼養(yǎng)的飼料之一。然而在田間尚未發(fā)現(xiàn)黃螟為害茭白，是否和茭白為水生作物有關(guān)？另外，黃螟是否能在自然條件下以茭白作為寄主植物完成生活史還有待今后種植茭白進行接蟲飼養(yǎng)試驗得以證實，研究結(jié)果也許會重新界定黃螟的食性。

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（責任編輯：楊明麗）