光肩星天牛产卵分泌物对刻槽微生境的影响

马晓乾 ，范海娟 ，赵红盈 ，宋小双 ，邓 勋，周 琦

（1.黑龙江省森林保护研究所，黑龙江 哈尔滨 150040；2.东北林业大学，黑龙江 哈尔滨 150040）

光肩星天牛产卵分泌物对刻槽微生境的影响

马晓乾1，范海娟2，赵红盈1，宋小双1，邓 勋1，周 琦1

（1.黑龙江省森林保护研究所，黑龙江 哈尔滨 150040；2.东北林业大学，黑龙江 哈尔滨 150040）

通过野外接虫和人工模拟刻槽的方法，对光肩星天牛产卵分泌物对刻槽微生境的影响进行了分析研究。研究结果表明：有效刻槽微生境含水量，在0～7日龄期间均高于对照和人工模拟刻槽含水量，同时呈逐渐向对照含水量接近并趋向平稳，8～9日龄期间与对照含水量基本一致。有效刻槽微生境中pH值均高于人工模拟刻槽微生境和对照，并呈现一定的波动性。有效刻槽微生境中微生物数量变化，在0～4日龄期间有效刻槽微生境真菌数量低于对照，4日龄后逐渐与对照真菌数量接近， 5～9日龄期间两者基本一致。有效刻槽微生境细菌数量在0～5日龄期间低于人工模拟刻槽和对照，5～6、6～9日龄期间分别呈和对照细菌数量接近和基本一致。

光肩星天牛；糖槭；产卵分泌物；刻槽微生境；有效刻槽

光肩星天牛AnoploPhora glabripennisMotschulsky属天牛科，星天牛属，是主要的蛀干害虫之一。分布广泛，在我国除海南、澳门、香港、台湾外分布于全国各地。主要危害杨树、柳树、榆树、糖槭等树种，严重时受害的木质部被蛀空，导致树干风折或整株枯死[1]。产卵分泌物是昆虫在长期的进化过程中获得的一种适应，其功能是伴随昆虫繁殖、防御和信息交流的需要而产生的，在昆虫行为和化学生态方面起重要作用[2]。刻槽微生境是指光肩星天牛雌成虫刻槽产卵所处刻槽、槽下周围特定区域，是卵和初孵幼虫生长发育的场所。光肩星天牛产卵分泌物是光肩星天牛雌成虫产卵后封槽时分泌的一种透明胶状粘液，起到保护卵和初孵幼虫同时为其营造微生境的作用。

目前，对光肩星天牛生物学特性、防治、寄主挥发物、产卵刻槽微生境等方面有较多报道[3-6]，而关于光肩星天牛产卵过程中产卵分泌物的功能研究尚属空白。刻槽和用产卵分泌物封槽营造微生境是光肩星天牛产卵过程中保证子代能否繁殖成功的关键环节。本研究对光肩星天牛产卵分泌物对刻槽微生境中含水量、pH值、微生物数量的影响进行了研究，以期为揭示光肩星天牛产卵过程中产卵分泌物对卵和初孵幼虫的保护机制、光肩星天牛产卵分泌物的功能及探索光肩星天牛新的防治途径提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 实验材料的采集

于2010年6月末至7月末光肩星天牛交尾产卵时，在哈尔滨香坊区远大生态公园林缘带和哈平路绿化带上，选择3～10 cm糖槭枝条进行套笼接虫，并采集3～5 cm糖槭枝条进行室内套笼实验，每个套笼接雌雄成虫各1头。由于光肩星天牛雌成虫多在下午和傍晚产卵，故于每天下午4点接虫，接虫后第二天凌晨7点将虫取回室内饲养，第2 d再野外接虫进行人工模拟刻槽、产卵刻槽实验。光肩星天牛产卵期在哈尔滨主要在7月期间，卵的发育历期10 d左右，按刻槽内卵日龄不同，分别采集0～9 d的10组刻槽微生境的样本，以无刻槽处为对照。

1.2 刻槽微生境中含水量的测定

用尖刀挖取刻槽下及周围1 cm处（刻槽微生境），分别称取人工模拟刻槽、有效刻槽(光肩星天牛雌成虫产卵刻槽分有效刻槽和空槽，有效刻槽即成功产卵并封槽的刻槽。)微生境的样本及相同大小对照处鲜重后，置入烘箱80℃下烘干至恒重，测量干重。取每日龄人工模拟刻槽、有效刻槽微生境及对照各10个，按下列公式计算其含水量：

式(1)中：H、X、G分别代表刻槽微生境含水量、刻槽鲜重及刻槽干重。

1.3 刻槽微生境中pH值的测定

用尖刀挖取人工模拟刻槽、有效刻槽槽下及周围1 cm处及相同大小对照，烘干，依次放入锥形瓶，分别加入25 mL去离子水。28℃150 r•min-1振荡培养48 h后，取每日龄的人工模拟刻槽、有效刻槽处微生境的样本及对照各10个，测其平pH值。

1.4 刻槽微生境中微生物数量的测定

在无菌条件下，用尖刀挖取同日人工模拟刻槽、有效刻槽槽下及周围1 cm处及大小相同的对照各10个。用去离子水冲洗3次，切成直径0.5 mm左右小粒，置入锥形瓶分别加入50 mL去离子水。28℃150 r•min-1振荡培养0.5 h后，将菌液分别稀释至10-5、10-6、10-7倍。置入灭菌均质器中8 000 r•min-11 min后，各提取0.1 mL涂布接菌到牛肉膏蛋白胨和马铃薯培养基上，置入人工培养箱，分别于37℃下2 d和38℃下4 d观察并统计微生物数量（主要统计真菌和细菌数量）。

2 结果与分析

2.1 产卵分泌物对刻槽微生境含水量的影响

林木树干或枝条的含水量主要随环境因素的变化而变化，但同一树干或枝条含水量的变化基本是一致的。同一枝条上采集的人工模拟刻槽、有效刻槽及对照含水量随光肩星天牛卵发育日期的变化（如图1）。可以看出，0～7日龄期间有效刻槽含水量高于对照和人工模拟刻槽含水量，呈逐渐向对照含水量接近并趋向平稳，8～9日龄期间基本接近对照含水量。在0～9日龄期间对照含水量比较平稳。人工模拟刻槽含水量0日龄时与对照含水量接近，后逐渐呈下降趋势至7日龄时，趋向平稳，在8～9日龄期间呈平稳趋势。对所得0～9日龄人工模拟刻槽、有效刻槽及对照含水量进行对比分析（如表1）。说明光肩星天牛产卵分泌物对刻槽微生境含水量影响比较显著，但随时间的增加，与对照含水量逐渐接近。

图1 人工模拟刻槽、有效刻槽及对照含水量的日变化Fig. 1 The daily variations of water contents of artificial simulationof groove, effective gnawing nidus and control

表1 不同日龄人工模拟刻槽、有效刻槽及对照含水量比较†Table 1 The comparison on water contents of different day-age artificial simulation of gnawing nidus, effective gnawing nidus and control

2.2 产卵分泌物对刻槽微生境pH值的影响

人工模拟刻槽、有效刻槽及对照的pH值随光肩星天牛卵日龄的变化（如图2），可以看出：有效刻槽微生境pH值均高于人工模拟刻槽微生境及对照pH值，其原因是光肩星天牛雌成虫产卵分泌物具有弱碱性，pH值为8～9[7]。同时有效刻槽微生境pH值在0～9日龄期间呈缓慢上升，这可能跟含水量在0～9日龄期间的逐渐减少有关。人工模拟刻槽微生境pH值基本呈平稳状态略高于对照，在0、2、4、8、9日龄期间分别呈接近或相近。对照pH值在0～9日龄期间呈平稳状态。对不同日龄光肩星天牛人工模拟刻槽、有效刻槽及对照pH值进行对比分析（如表2），表明光肩星天牛产卵分泌物对刻槽微生境pH值的影响比较显著。

图2 人工模拟刻槽、有效刻槽及对照pH值的日变化Fig. 2 The daily variations of pH of artificial simulation of gnawing nidus, effective gnawing nidus and control

2.3 产卵分泌物对刻槽微生境微生物数量的影响

寄主植物表皮微生物数量的变化与所处环境密切相关，如寄主植物所在立地条件、光照、温湿度以及其它在寄主植物上活动的生物等。选择野外接虫实验的立地条件相同，但不同光肩星天牛卵日龄下采集的刻槽微生境样本受不同光照、温湿度以及其它生物活动的影响，对照微生物数量波动比较大。人工模拟刻槽、有效刻槽微生境及对照微生物数量日变化，如图3所示，其中Z1、Z2、Z3和X1、X2、X3分别代表有效刻槽、人工模拟刻槽和对照真菌数量及细菌数量。从图3可以看出，0～4日龄期间有效刻槽微生境真菌数量低于对照，4日龄后逐渐与对照真菌数量接近，5～9日龄期间两者基本一致。而人工模拟刻槽微生境与对照真菌数量在0日龄期间基本一致，随后呈略高于对照真菌数量。有效刻槽微生境细菌数量在0～5日龄期间低于对照和人工模拟刻槽，5～6、6～9日龄期间分别呈和对照细菌数量接近和基本一致。而人工模拟刻槽微生境在0～2日龄期间与对照细菌数量基本一致，2日龄后至9日龄期间细菌数量高于对照。不同光肩星天牛卵日龄下对同一树枝上人工模拟刻槽、有效刻槽及对照微生物数量进行统计，结果如表3。经过对比分析，光肩星天牛产卵分泌物对刻槽微生境微生物数量影响比较显著，产卵分泌物对刻槽微生境微生物在0～5日龄期间有抑制作用。

表2 不同日龄光肩星天牛人工模拟刻槽、有效刻槽及对照pH值比较Table 2 The comparison on pH of different day-age artificial simulation of gnawing nidus, effective gnawing nidus and control

图3 人工模拟刻槽、有效刻槽及对照微生物数量日变化Fig. 3 The daily variations of microorganisms number of artificial simulation of gnawing nidus, effective gnawing nidus and control

表3 不同日龄人工模拟刻槽、有效刻槽及对照微生物数量对比Table 3 The comparison on microorganisms number of different day age artificial simulation of gnawing nidus, effective gnawing nidus and control

3 讨 论

昆虫产卵分泌物主要的功能是营造卵和初孵幼虫的微生境以及保护卵和初孵幼虫在此微生境中生长发育。本文通过光肩星天牛产卵分泌物对刻槽微生境中含水量、pH值及微生物数量的影响的研究，探明了光肩星天牛产卵分泌物功能即对刻槽微生境的维持、保护卵和初孵幼虫的正常生长发育。

光肩星天牛将卵产于刻槽中，卵和初孵幼虫的生长发育所需要的温度主要受气温因素影响，而卵和初孵幼虫发育所需湿度及水分主要受刻槽微生境含水量影响。从对光肩星天牛产卵分泌物对微生境含水量的影响研究来看，产卵分泌物有对刻槽粘合和修复作用，有利于保持刻槽处与无刻槽处树干或树枝理化性质一致，阻止有效刻槽处水分的流失，也避免了外界水分的大量进入，保证了刻槽微生境中卵和初孵幼虫的发育对湿度和水分的需求。

pH值是昆虫产卵分泌物理化性质的主要表达，是昆虫卵和初孵幼虫在特定的理化性质环境中正常发育的先决条件。本文对光肩星天牛产卵分泌物对刻槽微生境中pH值影响研究证明，刻槽微生境呈弱碱性，并呈现出一定的波动性,这可能是由于微生境中含水量及其其它因素波动性变化引起的。不同pH值及其变化下刻槽微生境中含水量、微生物数量以及营养物质之间的关系，有待进一步深入研究。

昆虫卵和初孵幼虫微生境中微生物多样性及数量与昆虫子代成活率密切相关[8-9]。本文在研究光肩星天牛产卵分泌物对刻槽微生境中微生物数量的影响中发现，产卵分泌物对刻槽微生境中微生物数量0～5日龄期间表现出抑制作用，随后呈和对照基本一致，是产卵分泌物中微生物、刻槽微生境中的微生物及环境因素之间互相影响的作用结果。由于经费及精力原因，本文未对光肩星天牛产卵分泌物及刻槽微生境中微生物多样性、种类及其作用进行研究，同时光肩星天牛产卵分泌物中微生物、刻槽微生境中微生物及环境因素之间相互影响及共生关系[10-12]是需进一步研究的新课题。

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Effects of Anoplophora glabripennis oviposition secretion on gnawing nidus microhabitat

MA Xiao-qian1,FAN Hai-juan2,ZHAO Hong-ying1,SONG Xiao-shuang1, DENG Xun1, ZHOU Qi1
(1.Heilongjiang Forest Protection Іnstitute, Hrbin 150040, Heilongjiang, Сhina;2.Northeast Forestry University, Hrbin 150040, Heilongjiang, Сhina)

Through the methods of the wild experiment and artif i cial simulation of gnawing nidus, the effects ofAnoplophora glabripennisoviposition secretion on gnawing nidus microhabitat were analyzed. The results show that the effective gnawing nidus microhabitat moisture, in the period of 0 to 7-day-old, the effective gnawing nidus microhabitat were higher than the control and artif i cial simulation of gnawing nidus moisture content, at the same time was gradually close to the control moisture content, and was incline to be smooth; in the period of 8 to 9-day-old, that was consistent with controlled moisture content. The effective gnawing nidus microhabitat pH values were higher than those of artif i cial simulation of gnawing nidus microhabitats and control, and presented some volatility. The effective gnawing nidus microhabitat microorganisms changed, in the period of 0 to 4-day-old, the grooving microhabitat fungi number were lower than that of the control; after 4-day-old, that was gradually close to the control’s fungi number; 5 to 9-day-old, both were basically the same. The effective gnawing nidus microhabitat bacterial number in the period of 0 to 5-day-old was below the artif i cial simulation of gnawing nidus and control, from 5 to 6, 6 to 9-day-old, that was respectively close to and consistent the control bacterial quantity.

Anoplophora glabripennis；Acer saccharum；oviposition secretion；gnawing nidus microhabitat；effective gnawing nidus

S763

A

1673-923X (2012)05-0063-04

2011-12-12

黑龙江省青年科学基金项目(QС2009С64)

马晓乾（1979-），男，宁夏人，硕士，助理研究员，从事森林病虫害方面的研究工作；电话：15145102825；E-mail:369086324@qq.com

[本文编校：欧阳钦]