不同地理种群玉米螟赤眼蜂对极端温湿条件的反应

袁 佳, 王振营, 何康来, 白树雄

(中国农业科学院植物保护研究所,植物病虫害生物学国家重点实验室,北京 100193)

赤眼蜂属(Trichogramma Westwood)隶属于膜翅目(Hymenoptera)、赤眼蜂科(Trichogrammatidae),是世界范围内害虫生物防治中研究最多、应用最广的一类卵寄生蜂[1-4]。在我国,赤眼蜂已成为应用范围最广、防治害虫对象最多、研究最为细致和深入的一类天敌昆虫[5]。玉米螟赤眼蜂(Trichogramma ostriniae)是寄生亚洲玉米螟[Ostrinia f urnacalis(Guenée)]卵的优势种[6],对亚洲玉米螟的种群有很好的控制作用。

温度影响玉米螟赤眼蜂成蜂寿命、寄生率、出蜂率和产卵量,成蜂寿命随温度提高而缩短[7-13]。高温32～35℃对玉米螟赤眼蜂各虫态的生长发育有明显的抑制作用[14],低温对其生活力的影响方面尚未见报道。湿度影响赤眼蜂的发育和繁殖,相对湿度低于60%,发育受到影响,寄主卵失水,从而影响寄生率[7],赤眼蜂对湿度的反应没有对温度的反应敏感。因此,针对温湿度组合条件下对蜂发育、寿命、生殖力和性比等的影响的研究较多[15-20]。

玉米螟赤眼蜂在我国大多数玉米产区均有分布,不同地理种群的玉米螟赤眼蜂对不同的生态环境适应性不同。玉米螟发生期间,常常遇到低温或高温干旱的影响,影响玉米螟赤眼蜂的寄生效果。本研究通过对不同地理种群玉米螟赤眼蜂在极端温湿条件下的寄生率、羽化率、雌蜂寿命和子代性比等指标进行研究,旨在筛选高温低湿或低温低湿条件下对亚洲玉米螟寄生效果良好的赤眼蜂品系,为制定适宜的放蜂策略奠定理论基础。

1 材料与方法

1.1 供试昆虫

试验蜂种为玉米螟赤眼蜂7个地理种群,分别为朝鲜平壤种群,吉林农安种群,北京种群,河北保定种群,山东日照种群,山西太原种群和广东广州种群。各不同地理种群的玉米螟赤眼蜂采自田间亚洲玉米螟寄生卵,在实验室内以米蛾(Corcyra cephalonica)卵饲养繁殖,试验前一代的玉米赤眼蜂在(26±1)℃,RH70%～80%,光周期 L∥D=16 h∥8 h条件下饲养。米蛾卵4℃贮存,2 d内用于繁蜂,使用前在30 W紫外灯下照射30 min,杀死其胚胎。

供试寄主为室内饲养的亚洲玉米螟的新鲜卵。卵产于蜡纸,将蜡纸裁剪为1 cm×2 cm的卵卡,每张约100粒卵。

1.2 试验条件

试验设 4个温度处理,分别为16、19、31、34 ℃,相对湿度均为45%。温湿度采用HPG-320H光照培养箱控制(温度变幅为±0.1℃,湿度变幅为±1%),光照条件设置为 L∥D=16 h∥8 h。

1.3 试验方法

在玉米螟赤眼蜂羽化当日,供给浓度为25%的蜂蜜水,让赤眼蜂交配24 h后,将单头雌蜂引入已编号的指形管内,管内供卵卡一张,将指形管分别置于各处理条件下,每处理重复数为50头。每24 h更换卵卡,直至雌蜂死亡,观察并记录每头雌蜂的寿命。将更换出来的卵卡按指形管编号,放回原处理条件下培养。待卵变黑时记录寄生卵粒数。待蜂羽化完毕,记录羽化数和雌雄数。

1.4 数据分析

试验数据用统计软件SPSS进行ANOVA单因子方差分析,处理间的差异显著性以最小差数法(LSD)检验。

2 结果与分析

2.1 高温低湿条件对玉米螟赤眼蜂寄生率的影响

在极端高温低湿(34℃,45%RH)条件下,寄主卵失水较快,造成干瘪。所有供试的不同地理种群玉米螟赤眼蜂的寄生卵羽化出的雄蜂数量均显著超过雌蜂数量,且羽化的成蜂行动非常迟缓,部分成蜂畸形,不能正常展翅,不能正常交配受精。

在31℃,45%RH条件下,不同地理种群的赤眼蜂均能正常产卵寄生(表1),其中寄生卵数最高的是北京和日照种群,平均每雌寄生17粒左右,两者差异不显著,而与其他5个种群差异显著,太原种群寄生卵粒数最低;雌蜂寿命基本符合寄生卵数的高低排列顺序,北京种群的雌蜂寿命最长,广州种群最低;各种群子代羽化率最高的是北京种群,与日照、广州种群差异不显著,而与其他4个种群差异显著,最低的为朝鲜平壤种群;子代雌雄蜂比接近,北京、农安、日照和朝鲜平壤4个地理种群的雌蜂比高,不存在显著差异,而与保定、广州和太原种群存在显著差异。说明不同地理种群的玉米螟赤眼蜂对高温低湿条件的适应性存在明显的差异。

表1 31℃,45%RH下玉米螟赤眼蜂对亚洲玉米螟卵的寄生效率1)

2.2 低温低湿对玉米螟赤眼蜂寄生率的影响

在极端低温低湿(16℃,45%RH)条件下,玉米螟赤眼蜂生长发育慢,羽化率低,雌蜂在寄主卵上仅短暂停留即离开,不产卵寄生。

在19℃,RH45%条件下,赤眼蜂能正常寄生寄主卵且寄生卵发育正常(表2),其中寄生卵粒数量最高的是广州种群,平均每雌寄生26粒,而保定、日照、朝鲜平壤、农安种群对玉米螟卵的寄生效果差,以农安最低,平均每雌仅寄生10粒左右;在此温湿组合下,供试各个种群雌蜂寿命差异显著,以广东广州种群雌蜂寿命最长,平壤种群最低;羽化率最高为山东日照种群,其次是广州种群,两种群间差异不显著,最低的则是平壤种群;子代雌蜂比最高的是北京和太原种群,广州种群雌蜂比与北京和太原种群存在显著差异,最低的为农安种群。说明不同地理种群的玉米螟赤眼蜂对低温低湿条件的适应性存在显著的差异。

表2 19℃,45%RH下玉米螟赤眼蜂对亚洲玉米螟卵的寄生效率1)

3 结论与讨论

本研究对7个地理种群的玉米螟赤眼蜂在高温低湿和低温低湿组合下的寄生反应进行了比较,表明在高温低湿条件下,北京种群和日照种群在寄生卵数、雌蜂寿命和羽化率等方面显著高于其他地理种群,对玉米螟卵的寄生效果较好。在低温低湿条件下,广州种群的寄生卵数和雌蜂寿命最高,雌蜂比例低于太原和北京种群;太原种群的寄生卵数和雌蜂寿命与广州种群差异不显著,羽化率差异显著低于广州种群,而雌蜂比例则显著高于广州种群。综合4项指标,可以看出,北京种群和日照种群对高温低湿条件表现出较高的适应性,广州种群对低温低湿表现出较高的适应性,分别可以作为在高温低湿和低温低湿条件下,防治亚洲玉米螟的候选种群,至于这些种群在田间是否能表现出对亚洲玉米螟良好的寄生效果,还有待于大田试验进一步验证。

在低温低湿(16℃,45%RH)条件下,供试各地理种群的玉米螟赤眼蜂均不能正常寄生玉米螟卵,可能与这种极端的低温低湿条件的共同作用影响雌蜂体内卵细胞的正常发育有关[16]。

由于供试的玉米螟赤眼蜂广州种群采集于11月份,该月当地平均气温为19.7℃,其余供试赤眼蜂种群则采集于夏天或秋天,温度较高,低温条件下采集的广州种群可能已经对低温有一定的适应性,因此在19℃,45%RH条件下,广州种群的对低温耐受性高于其他供试赤眼蜂种群。

本文的结果表明,不同地理种群的玉米螟赤眼蜂对极端温湿条件的适应性存在显著的差异,从中可以筛选出适合高温低湿或低温低湿条件下对玉米螟有较好寄生效果的玉米螟赤眼蜂地理种群。同时,要选择适宜的赤眼蜂种群,除了地区差异外,还应在特殊的温湿度环境下采集赤眼蜂种群,从中更容易筛选出适合极端温湿度条件下应用的赤眼蜂种群。

[1] Nava D E,Takahashi K M,Postali P J R.Tr ichogramma and Tr ichogramma toidea strains to control Stenomacatenif er[J].Pesquisa Agropecuaria Brasileira,2007,42(1):9-16.

[2] Molina Rosa Maria da Silva,Parra Jose Roberto Postali.Selection of Trichogr amma strains and determination of number of parasitoids to be released to control Gymnandrosoma aurantianum Lima(Lepidoptera,Tortricidae)[J].Revista Brasileira de Entomologia,2006,50(4):534-539.

[3] Jung JK,Park JH,Im D J,et al.Parasitism of Tr ichogramma evanescens and T.ostr iniae(Hy menop tera:Trichogrammatidae)to eggs of the Asian corn borer,Ostrinia f urnacalis(Lepidoptera:Pyralidae)[J].Korean Journal of Applied Entomology,2005,44(1):43-50.

[4] Mohan Sharad,Sabir Naved.Biosafety concerns on the use of Photorhabdus luminescens as biopesticide:experimental evidence of mortality in egg parasitoid Trichogr amma spp[J].Current Science(Bangalore),2005,89(7):1268-1272.

[5] 唐斌,汪延生,周强,等.赤眼蜂种质资源的描述规范及重要指标分析[J].环境昆虫学报,2008,30(1):59-63.

[6] 张荆,王金玲,丛斌,等.我国亚洲玉米螟赤眼蜂种类及优势种的调查研究[J].生物防治通报,1990,6(2):49-53.

[7] 包建中,陈修浩.中国赤眼蜂的研究与应用[M].北京:学术书刊出版社,1989.

[8] 钱永庆,曹瑞麟,李国柱.1984.玉米螟赤眼蜂的生物学特性及其利用[J].昆虫学报,1984,27(3):287-292.

[9] 黄寿山,戴志一,吴达璋,等.温度对玉米螟赤眼蜂寄生功能反应的影响[J].华南农业大学学报,1995,16(3):30-33.

[10]张荆,王金玲,阎颖.温度因素对玉米螟赤眼蜂影响作用的研究[J].植物保护学报,1984,11(3):155-160.

[11]王金玲,杨长城,张荆.玉米螟赤眼蜂生物学特性研究[J].昆虫天敌,1990,12(2):56-61.

[12]Saljoqi A U R,He Yurong.Effect of temperature on the development of Trichogr amma ostriniae(Hymenoptera:Trichogrammatidae)[J].华南农业大学学报,2004,25(4):43-46.

[13]Samara R Y,Monje J C,Zebitz CP W.Comparison of different European strainsof Trichogr ammaaurosum(Hymenoptera:Trichogrammatidae)using fertility life tables[J].Biocontrol Science and Technology,2008,18(1):75-86.

[14]陈科伟,周靖,龚静,等.高温对玉米螟赤眼蜂实验种群的影响[J].应用生态学报,2006,17(7):1250-1253.

[15]张荆,王金玲,刘广纯,等.湿度和温湿组合对玉米螟赤眼蜂的影响[J].昆虫天敌,1983,5(3):129-134.

[16]戴秋慧,丛斌,夏颖伟.温湿度因素对两种引进赤眼蜂与当地优势种玉米螟赤眼蜂的影响[J].中国生物防治,2004,20(增刊):84-89.

[17] 连梅力,李唐,张筱秀,等.温湿度对广赤眼蜂的影响[J].山西农业大学学报,2007,27(4):378-380.

[18]李保平,刘小宁.新疆棉铃虫赤眼蜂种系筛选—对温湿度的反应[J].昆虫天敌,2002,24(2):64-67.

[19]施祖华,刘树生,徐伟良,等.松毛虫赤眼蜂种群间生物学特性的比较研究Ⅲ.对温湿度的反应[J].生物防治通报,1993,9(3):97-101.

[20]吴静,郭文超,吐尔逊,等.高温胁迫对螟黄赤眼蜂实验种群的影响[G]∥成卓敏.植物保护与现代农业.北京:中国农业科学出版社,2007:576-581.