小菜蛾聚寄生蜂——菜蛾啮小蜂的个体发育特征

王春艳，白素芬，晁云飞，李 欣

(河南农业大学植物保护学院，河南郑州450002)

菜蛾啮小蜂［Oomyzus sokolowskii(Kurdjumov)(Hymenoptera:Eulophidae)］是蔬菜害虫小菜蛾［Plutella xylostella L.(Lepidoptera:Plutellidae)］的重要内寄生蜂.菜蛾啮小蜂喜产卵寄生小菜蛾的各龄幼虫，也可产卵于预蛹，进行幼虫期至蛹期的跨期寄生，较少产卵于蛹，是典型的聚寄生蜂，每头寄主蛹平均出蜂 7.8 头，其中雌蜂占 85% 以上［1，2］.菜蛾啮小蜂分布范围广，适应高温能力强，在世界许多国家和地区控制小菜蛾效果明显，并被广泛引种，在日本北部寄生率可高达80%［3］.目前，有关菜蛾啮小蜂的生物学和生态学特性已基本明确，特别是寄生不同虫龄小菜蛾对菜蛾啮小蜂生物学特性影响的研究为菜蛾啮小蜂的室内繁殖和大田实施奠定了良好的基础［1～7］.然而，为进一步评价放蜂后的寄生效果，就必须正确识别菜蛾啮小蜂在羽化成蜂前各虫态的发育形态.因此，本研究从菜蛾啮小蜂产卵寄生的初产卵开始定期解剖发育的菜蛾啮小蜂直至成蜂羽化，详细观察了菜蛾啮小蜂从胚胎发育、幼虫、预蛹和蛹，直至羽化成蜂的发育特征，并辅以光学显微图片，详细描述了各虫态的发育形态和发育历期.

1 材料和方法

1.1 供试昆虫

在郑州郊区蔬菜田采集小菜蛾幼虫，以及可能被菜蛾啮小蜂寄生的小菜蛾蛹(被寄生后的蛹体呈黑褐色，复眼不明显).将采集的小菜蛾幼虫接入盆栽的5～8片叶的京丰一号甘蓝Brassica oleracea L.植株上饲养，保种续代.将采集的被寄生小菜蛾蛹放入保蜂盒内，羽化成蜂后饲喂体积分数10%的蜂蜜水，依据何俊华等［8］描述的形态特征进行签定，确认为菜蛾啮小蜂.

1.2 试验方法

1.2.1 菜蛾啮小蜂的寄生 向放有条状甘蓝叶片的指形管中引入1头小菜蛾3龄幼虫，并引入10头交配后欲产卵的菜蛾啮小蜂雌蜂，以脱脂棉封口.观察到雌蜂产卵行为后，记录寄生时间，并将小菜蛾幼虫迅速从指形管中移出，移入下一头同龄小菜蛾幼虫，寄生20头后更换新的从未接触过小菜蛾的雌蜂，重复以上步骤，直至获得观察啮小蜂个体发育试验的所需头数.将寄生后的小菜蛾幼虫移入插有嫩甘蓝叶片的小养虫笼内，在温度(25±1)℃，相对湿度70% ～80%，光周期 L∶D=14∶10，光照度1 000～1 500 lx的智能人工气候箱内饲养，每隔1 d更换1次新鲜叶片.

1.2.2 菜蛾啮小蜂个体发育的观察 菜蛾啮小蜂个体发育的观察从初产卵开始直至成蜂羽化为止.首先，在鳞翅目昆虫生理盐水中解剖刚寄生的小菜蛾，只撕破寄主体壁，不伤及寄主肠道，从寄主血淋巴中获得初产卵块，并根据每头小菜蛾被寄生时的起始时间，每隔2 h依次解剖获得不同发育时间的胚胎发育形态.胚后发育的观察则在蜂幼虫孵化后，每隔0.5或1 d解剖观察，在LEICA倒置相差显微镜下拍照，用校正测微仪进行测量.由于存在个体差异，所以在每个发育时间至少解剖5～8头被寄生小菜蛾，根据每头寄主体内菜蛾啮小蜂的平均发育水平，作为反映该时期啮小蜂的发育状态.在解剖时，应特别注意观察蜂幼虫的蜕皮.羽化成蜂后，挑选健康雌成蜂20头，将经体积分数为10%乙醇麻醉后的啮小蜂平放在载波片上，用解剖针从腹部将内部生殖器官拉出，观察雌蜂生殖系统的形态和结构.

2 结果与分析

2.1 菜蛾啮小蜂的胚胎发育

菜蛾啮小蜂雌蜂产卵块于寄主小菜蛾幼虫体内，通常1次寄生只产1个卵块，其中的卵粒数以7～9粒居多，少则3粒.当啮小蜂所产卵块不只1个时，合计卵粒可多达14～24粒，表明菜蛾啮小蜂也发生过寄生现象.同一卵块中的卵粒呈单层或多层，排列比较紧凑(图1-A).初产卵乳白色，呈长卵型，略有弯曲.长约(240±11)μm，一头大一头小，头部明显偏大，前端的卵孔清晰可见(图1-B，C)，头部最宽处可达(60±7)μm，尾部略窄处宽约(40±4)μm.卵为少黄卵，卵内物质较均匀，被一层薄而透明的卵壳包裹(图1-A～C).产卵3 h后，卵裂明显，属表面卵裂，可以观察到卵内大量的团状物(图1-D).经过多次卵裂和若干次有丝分裂，周质内的活质体间出现质膜并形成围绕卵黄的单细胞层，产卵后12 h胚盘形成(图1-E，F).

图1 菜蛾啮小蜂的胚胎发育过程Fig.1 Embryonic development of Oomyzus sokolowskii

囊胚期发育后不久，位于卵腹面的胚盘细胞分裂增厚形成胚带，开始胚层的分化.在胚层形成的同时，胚胎开始分节.在胚胎的早期，胚带前端的较宽部分称原头，由此产生口器和触角等，其余部分称原躯(图1-G～I).当胚胎分节后，胚层就分化出相应的内部器官和系统，其中最明显的是出现消化道(图1-J～L)，几乎与胚胎分节的同时.前后两端的外胚层分别内陷成管状构造，前端称口道，后端称肛道，口道发育成为消化道的前肠，肛道发育成为后肠，中肠最后形成.随着胚胎发育的进程，胚带两侧围绕着卵黄不断向背面扩展，最后在背中线愈合，形成一个完整的胚胎(图1-L).发育44～48 h后，胚胎完全形成.经观察，在菜蛾啮小蜂的整个胚胎发育期间，从初产卵到胚胎的最终形成，其发育体积没有明显的增大.

2.2 菜蛾啮小蜂的胚后发育

2.2.1 幼虫的发育 胚胎发育完成后，菜蛾啮小蜂多从卵的头部破壳而出，孵化为幼虫.同一卵块中的蜂卵，发育进度并不完全一致，通常，卵块外围的卵优先孵化.幼虫属膜翅型，根据外部形态和蜕皮，分为3个虫龄.1龄幼虫两头略细，头部有骨化程度不强的头壳，明显宽于尾部，身体胸部最宽，分节明显，各节有肉质突起，除头节外，有13个体节，其中胸部3节，腹部10节.虫体可自由伸缩弯曲，取食自如.因生活在小菜蛾的血淋巴中，取食绿色血淋巴的缘故，其幼虫肠道内容物从最初刚孵化时的黄色变为绿色，消化道占据虫体的大部.发育至1龄幼虫末期，虫体宽度明显增大，体宽约是初孵幼虫的1.9倍(图2-A ～E).寄生后5～6 d，啮小蜂的1龄幼虫蜕皮进入2龄，1龄头壳已蜕去，头部变得柔软，体长显著增加，虫体略呈椭圆形，身体表面突起不明显(图2-F～H).蜕皮进入3龄后，虫体变得修长，两端细而钝圆，体壁光滑透明，没有分节，活动减弱，幼虫肠道内容物由绿色变为黄绿色，表明该蜂取食的营养物质发生了变化.此时，因被寄生寄主小菜蛾已发育到蛹期，血淋巴中含有大量的脂肪体，啮小蜂幼虫从最初取食血淋巴为主转而取食寄主血淋巴中的脂肪体(图2-I).

2.2.2 预蛹和蛹的发育 幼虫发育6～8 d后，进入3龄幼虫末期，取食停止，此时寄主小菜蛾的内容物已被取食殆尽.整个蜂幼虫的虫体收缩，变小，进入预蛹期.预蛹呈长卵形，乳白色，前端钝圆，后端较尖，被末龄幼虫表皮形成的透明包膜所包裹，包膜上开始出现一些白色的小斑点，称为“梅花点”，梅花点的出现是预蛹期的显著特征，这些丰富的梅花点是集聚的脂肪体(图3-A).进入蛹期，可见成虫器官芽在逐渐发育.蛹初期，长椭圆形，前端钝圆，后端较尖，初见头、胸、腹轮廓(图3-B).蛹中期，可见3个单眼和位于头部两侧大而圆的复眼，翅芽和胸足，以及分节的腹部(图3-C).蛹后期，翅芽延长，触角、口器、胸足和翅形成，体色变黑(图3-D).复眼初时无色，以后渐变为浅红、鲜红、暗红至黑色，表明蛹已发育至后期.蛹为离蛹.蛹腹部近末端呈现外生殖器的分化，具一指状突起的为雄蛹，具较宽的两叶状对称结构的为雌蛹(图3-E).蛹的发育历期8～9 d.完成蛹的发育，啮小蜂完成了从幼虫到成虫形态的完全转化，蜕去蛹壳，羽化为成虫(图3-F).这时在蛹的末端常可看到白色丝状物，这可能是其羽化前体内的排泄物.

图3 菜蛾啮小蜂预蛹和蛹的发育Fig.3 Prepupal and pupal development of Oomyzus sokolowskii

2.2.3 成虫的发育 菜蛾啮小蜂从产卵到羽化为成虫历经16～19 d.主要通过外生殖器区别雌、雄蜂，雌蜂产卵器位于腹中线中部之前，不突出于腹部末端.且雌蜂腹部呈卵圆形，明显宽于雄蜂.通常，雄蜂先于雌蜂羽化，从同一寄主小菜蛾蛹中羽化出的雄蜂明显小于雌蜂，雌蜂体长(1 085.1±36.4)μm，雄蜂体长(932.8±34.45)μm.每头小菜蛾蛹平均出蜂9.9头，最少3头，最多24头，以1头雄蜂居多，有时全部为雌蜂，雌蜂占86.7%.成虫在不饲喂任何食物的情况下，发育4.5 d左右死亡.

图4 菜蛾啮小蜂雌蜂生殖器官Fig.4 Reproductive organs of Oomyzus sokolowskii

菜蛾啮小蜂雌蜂生殖系统由1对卵巢、1对侧输卵管、中输卵管、受精囊、生殖腔和毒囊、毒腺组成.卵巢由5～6根侧输卵管组成，左右并不完全对称(图4-A).卵巢中卵在雌蜂羽化时并未全部发育成熟(图4-B).因雌蜂产卵时将毒腺分泌的毒液连同蜂卵也一同注入寄主体内，因此与产卵器相连的毒囊非常明显(图4-C)，它具有贮存毒液的功能.

3 讨论

3.1 菜蛾啮小蜂的过寄生现象

绝大多数情况下，1头菜蛾啮小蜂雌蜂只产1个卵块于寄主体内，但有时也产2个，甚至3个卵块，同许多其它寄生蜂一样也发生过寄生现象.过寄生使得每头寄主的出蜂总数增加，一头小菜蛾蛹育出菜蛾啮小蜂数最高可达24头.正如SILVATORRES等［9］的研究显示，过寄生后伴随出蜂数增加，蜂体变小，但其寿命得到延长.因此，发生在菜蛾啮小蜂的过寄生是有利的.

但在该蜂个体发育的过程中，通过大量解剖发现过寄生导致了啮小蜂间种内竞争的发生，幼虫通过口器咬食其他竞争者.因此，当1头寄主营养不能满足所有啮小蜂个体完成发育时，通过竞争排除对手也是一种生存策略.只是发生在菜蛾啮小蜂这种聚寄生蜂的种内竞争并不如发生在单寄生蜂的竞争剧烈，因为对于像小菜蛾的另一种单寄生蜂菜蛾盘绒茧蜂(Cotesia vestalis)而言，无论产在小菜蛾幼虫体内的蜂卵有多少，最终只有1头蜂发育成功，或伴随寄主的死亡而无蜂育出［10］.

3.2 菜蛾啮小蜂胚胎发育

产在小菜蛾体内的菜蛾啮小蜂卵很小，卵长仅240μm，在整个胚胎发育过程中体积略有增长.本研究主要运用光学显微镜，观察了该蜂在胚胎发育中胚盘的形成、原头和原躯的分化、胚胎分节、消化道的形成等主要过程，对于胚胎发育起始阶段如卵裂方式虽初步判断为表面卵裂，如另一种啮小蜂白蛾黑基啮小蜂(Tetrastichus nigricoxae)也属表面卵裂［11］，但还需进一步借助电子显微镜技术加以明确.运用常规组织学，透射电镜和扫描电镜技术发现松毛虫赤眼蜂(Trichogramma dendrolimi)的卵裂属表面卵裂，第一次卵裂时，分裂的2个子核出现在卵中央，子核继续分裂，逐渐分散，向卵周质移动，子核形成多核体的胚盘，随细胞膜的出现，形成单层细胞的表面胚;留在卵中央的几个分裂核发育成消黄细胞［12］.因此，只有通过超微结构的深入研究才能确切地探明发生在卵内的发育细节，例如浆膜的发生与消失.除此之外，还可借此探明该蜂卵表面的结构，是否如菜蛾盘绒茧蜂(C.vestalis)一样有纤维层或其它附着物［13］，这样可进一步阐明该蜂防御寄主血细胞免疫的物质基础.

3.3 菜蛾啮小蜂胚后发育

完成胚胎发育，孵化后的菜蛾啮小蜂幼虫生长迅速，经历两次明显的蜕皮，共有3个虫龄.在幼虫发育过程中，各龄幼虫体表的形态变化，比如气门的分布和各种突起，还需进行详细的观察，这将更有利于各龄幼虫的识别.有研究报道，许多小蜂末龄幼虫，由肛门分泌的液体可产生类似茧一样的结构［14］.本研究也观察到经由菜蛾啮小蜂蛹肛门分泌的液体，凝固后形成的白色丝状物，这与MACDONALD等［15］报道的另一种同属姬小蜂科的Elachertus cacoeciae有类似的现象.它的产生可能有利于蛹体的附着或固定，便于成虫的羽化，但对其成分和作用还有待进一步研究.通常，很多聚寄生蜂都是雄蜂先于雌蜂羽化，这可能有利于雄蜂立即发现雌蜂并保证交配.而雌、雄蜂在个体上的差异，也使得体型小的雄蜂能在相对较短的时间内发育成熟.

通过对菜蛾啮小蜂个体发育的研究，明确了该蜂胚胎发育和胚后发育的全过程，特别是对各发育虫态显微形态的详细描述将有利于对该蜂的识别，从而为正确评估其田间自然寄生率和放蜂后的寄生效果提供了签定依据.

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