茄子品种对西花蓟马发育历期及存活率的影响
2012-02-23张功田冯志国张爱霞郑长英
张功田 冯志国 张爱霞 郑长英*
(1 青岛农业大学农学与植物保护学院,山东青岛 266109;2 青岛农业大学总务处,山东青岛266109;3 中华人民共和国济南出入境检验检疫局,山东济南 250014)
西花蓟马〔Frankliniella occidentalis(Pergande)〕是一种世界性的重要农业害虫,从2003年开始开始成为温室观赏性植物和蔬菜上的重要害虫(张友军 等,2003;郑长英 等,2007)。西花蓟马是一种多食性昆虫,寄主植物有60 多科500 余种,包括各种重要的经济作物、蔬菜、花卉。西花蓟马可以传播植物病毒病并造成严重的经济损失(Derrid et al.,1986;Yudin et al.,1986)。目前,化学杀虫剂是防治西花蓟马的主要手段,但是西花蓟马个体小,善于隐藏,繁殖能力强,寄主范围广泛,且抗药性不断增强,给化学防治带来了很大的困难。在害虫防治上,抗性品种的应用可以降低化学农药的用量。植物的物理、化学特性可直接或间接地影响植食性昆虫的行为,同一作物品种间的特性存在一定的差异。本试验研究不同茄子(Solanum melongenaL.)品种和砧木对西花蓟马发育历期和存活率的影响,为培育抗西花蓟马的茄子品种提供理论依据。
1 材料与方法
1.1 供试昆虫
室内用菜豆(Phaseolus vulgaris)饲养多代的西花蓟马。
1.2 供试茄子品种和砧木
23 个茄子品种:新研黑彪马早长茄、L2吉杂黑霜长茄、蓟农快圆茄、坤丰黑长茄、L1吉杂少籽花长茄、黑龙长茄、农学绿雅长茄、鹰嘴长茄、公牛长茄F1、新研营养长茄、早熟黑龙长茄、黑墨玉、梨研5 号绿茄、一代杂交美引长茄、绿裤长茄、意大利黑又亮、genuuine TAKⅡ SEED⑥、genuuine TAKⅡ SEED⑦、新选早熟日本紫长茄、墨娜丝、齐杂茄2 号、秀美长茄F1、快茄。2 个砧木:长青托鲁巴姆、超级改良托托斯加。以上材料均由青岛农业大学园林园艺学院杨延杰老师提供。
23 个茄子品种和砧木于2010年10月12日~2011年8月10日定植于青岛市城阳区上马普瑞有机生态园温室中,每个品种一畦,每畦两行,一行12 株,均用40 目防虫网覆盖且未喷洒农药,以获取无蓟马及其他虫害污染的干净寄主植物,取叶片作为供试材料。
1.3 试验方法
田间选取长势基本一致的茄子各品种及砧木各1 株,从植株中部摘取新鲜的、完全展开的叶片(相对于植株顶端)6 片,用保鲜膜保湿带回实验室备用。
选择直径为12 cm 的培养皿用75%的酒精消毒,在底部铺3 层经过消毒的纱布,将纱布用无菌水湿润,挑选1 片叶片,将其放入培养皿内,并接入100 头雌成虫,用保鲜膜封口,在保鲜膜上用细针均匀扎上小孔,保证培养皿内空气的流通,将培养皿放入RXZ-430c 型智能人工气候箱内〔温度(25±0.5)℃,相对湿度55%~60%,光暗比L︰D=16︰8〕,待产卵12 h 后移去雌成虫。为获得初孵1 龄若虫,每天观察叶片上有无若虫孵化。用细毛笔及时挑出刚孵化的若虫。
再取一片叶片,用打孔器取1 个直径1.2 cm 的叶圆片。将叶圆片放入1 支内有少量琼脂(保湿)的eppendorf 管中,用保鲜膜封口,并在膜上用细针均匀扎上小孔。每个叶圆片接入1 头初孵1 龄若虫,测定西花蓟马的生活史参数。每个茄子品种设置50 头重复。将eppendorf 管放入RXZ-430C 型智能人工气候箱中。每天8:00 和20:00 定时在体视显微镜下观察西花蓟马生长发育情况,直至羽化为止。每2d更换一次新鲜叶片。
1.4 数据处理
发育历期采用SPSS 软件进行方差分析,平均数进行Duncan’s 多重比较。
本龄期存活率(%)=(下一龄期的初始虫口数/本龄期的初始虫口数)×100%
总存活率(%)=(羽化成虫数/1 龄若虫期初始虫口数)×100%
2 结果与分析
2.1 西花蓟马各虫态在不同茄子品种和砧木上的发育历期
由表1 可以看出,西花蓟马在各茄子品种和砧木上均能完成未成熟期;同一龄期下,西花蓟马的发育历期在不同茄子品种和砧木之间存在显著差异,且不同龄期在不同茄子品种和砧木上的差异性不同。
表1 西花蓟马各虫态在不同茄子品种和砧木上的发育历期 h
西花蓟马卵期在黑墨玉上最长,为79.93 h;在齐杂茄2 号上最短,为38.52 h,两者相差41.41 h,前者是后者的2.08 倍。1 龄若虫期在一代杂交美引长茄上最长,为60.55 h,在新选早熟日本紫长茄上最短,为34.20 h,相差26.35 h,前者是后者的1.77 倍。2 龄若虫期在新研黑彪马早长茄上最长,为146.47 h,在墨娜丝上最短,为48.67 h,相差97.8 h,前者是后者的3.01 倍。预蛹期在黑龙长茄上最长,为36.41 h,在一代杂交美引长茄上最短,为23.12 h,相差13.29 h,前者是后者的1.57 倍。蛹期在秀美长茄F1上最长,为76.80 h,在新研黑彪马早长茄上最短,为58.97 h,相差17.83 h,前者是后者的1.30 倍。总发育历期在新研黑彪马早长茄上最长,为336.88 h,在快茄上最短,为254.83 h,两者相差82.05 h,前者是后者的1.32 倍。西花蓟马的发育历期在新研黑彪马早长茄、L2吉杂黑霜长茄两个品种上较长,适应性较差。
表2 西花蓟马在不同茄子品种和砧木上的存活率 %
2.2 西花蓟马在不同茄子品种和砧木上的存活率
由表2 可以看出,同一龄期西花蓟马的存活率在不同茄子品种和砧木上不同。西花蓟马的1 龄若虫存活率在不同茄子品种上相差不大,在7 个茄子品种上存活率达到100.00%,其余均在86.05%以上。2 龄若虫存活率在不同茄子品种上相差较大,其中2 个品种上的存活率低于50%,最低存活率只有45.46%,4 个品种上的存活率在50%~80%之间,而剩余19 个品种上存活率均高于 80%,最高存活率达100.00%。预蛹存活率低于80%的仅有1 个品种,在不同茄子品种上相差并不大。西花蓟马的羽化率在不同茄子品种上相差较大,最低羽化率为50.00%,7 个品种上的羽化率在50%~80%之间,在17 个品种上的羽化率高于80%。西花蓟马整个发育历期的总存活率在不同茄子品种上相差很大,在6 个品种上的存活率低于50.00%,最低存活率只有25.93%,16 个品种上存活率在50%~80%之间,在3 个品种上存活率高于 80%,其中最高存活率达到92.00%。西花蓟马的死亡率在梨研5 号绿茄,新研黑彪马早长茄,L2吉杂黑霜长茄3 个品种上较高,适应性较差。
3 结论与讨论
发育历期和存活率是研究昆虫种群动态的重要指标。本试验结果表明,西花蓟马在不同茄子品种和砧木上的发育历期和存活率不存在相关性;西花蓟马在23 个茄子品种和2 个砧木上均能完成发育历期,这说明茄子各个品种的营养物质种类和含量均能够满足西花蓟马生长发育的需求。
西花蓟马的卵期在不同茄子品种和砧木之间存在显著性差异。西花蓟马将卵产在植物组织中,卵的发育所需的营养物质可由其自身提供,不需要寄主植物的供给,但西花蓟马卵的发育可能会受到植物组织中次生代谢物质的影响,这可能是卵期在不同品种间存在显著性差异的原因。西花蓟马1 龄若虫期和2 龄若虫期在不同茄子品种和砧木间存在显著差异,1 龄若虫期在一代杂交美引长茄,genuuine TAKⅡ SEED ⑦两个品种上显著长于在其他品种上;2 龄若虫期在新研黑彪马早长茄,L2吉杂黑霜长茄和一代杂交美引长茄3 个品种上显著长于在其他品种上,并且存活率在这3 个品种上也比较低。这可能是由于各品种间营养物质,次生代谢物质及物理结构的差异造成的(Soria & Mollema,1995;Mollema & Cole,1996;Trichilo & Leigh,1998;李勇 等,2003)。1 龄若虫期和2 龄若虫期是西花蓟马的取食时期,当寄主营养物质缺乏时,会迫使昆虫通过延长取食时间来获得生长发育所必需的物质;当寄主组织中次生代谢物质含量较多时,昆虫为避免摄入过多的毒素会减少取食,致使昆虫生长发育减缓,死亡率上升。虽然西花蓟马1 龄若虫期在一代杂交美引长茄等品种上显著长于在其他品种上,但其存活率在所有品种上都是非常高的。这可能是由于西花蓟马在一龄若虫期取食量少,且发育历期短,次生代谢物质的积累比较少,次生物质只能对西花蓟马的发育起到延缓作用,而不能造成西花蓟马死亡。西花蓟马2 龄若虫期存活率在新研黑彪马早长茄等11 个品种上比1 龄若虫期低(存活率差异在10%以上)。Schoonhoven 等(1998)认为,次生代谢物质对昆虫的生长发育有毒害作用,当昆虫摄入大量次生代谢物质的时候,昆虫死亡率升高。2 龄若虫期是西花蓟马的主要取食时期,相比1 龄若虫期代谢旺盛,营养需求量大,取食旺盛,且2 龄若虫期的发育历期要显著长于1 龄若虫期,当寄主植物中含有丰富的次生代谢物质时,其摄入体内的大量次生代谢物质致使其死亡率高于1 龄若虫期。
预蛹期和蛹期是西花蓟马的静止期,不取食,但是这两个虫态在不同寄主之间发育历期也存在显著性差异。这可能是因为前期取食的食物对预蛹和蛹的发育产生了累积效应(李景柱,2008)。成虫羽化率比预蛹期的存活率低,这可能是由于从预蛹到蛹是一个从静态到静态的过程,而从蛹羽化到成虫是一个从静态到动态的过程,所需要的能量或者营养物质后者比前者多,造成死亡率增加。目前有关此方面的报道比较少,其死亡机理有待于进一步研究。
在新研黑彪马早长茄和L2吉杂黑霜长茄上西花蓟马总发育历期很长且存活率比较低,在梨研5 号绿茄上存活率更低,仅有25.93%。这些抗性指标显示出这3 个品种在茄子抗性育种中存在一定的研究价值。可以在以后工作中进一步挖掘出现象之后的本质,找出对西花蓟马发育历期和存活率产生不利影响的各种具体的化学因子和物理因子,以期为抗虫品种的选育和利用抗虫品种控制西花蓟马提供理论依据。
李景柱.2008.西花蓟马与豆科蔬菜相关关系研究〔硕士论文〕.贵阳:贵州大学.
李勇,邓望喜,韦新葵.2003.美洲斑潜蝇对番茄的选择性行为及其机制.植物保护学报,30(1):25-29.
张友军,吴青君,徐宝云.2003.危险性外来入侵生物 —— 西花蓟马在北京发生危害.植物保护,29(4):58-59.
郑长英,刘云虹,张乃芹,赵希丽.2007.山东省发现外来入侵有害生物—西花蓟马.青岛农业大学学报:自然科学版,24(3):172-174.
Derridj S,Wu B R,Stammitti L,Garrec J P,Derrien A.1986.Chemicals on the leaf surface,information about the plant available to insects.Entomologia Experimentalis et Applicata,80(1):197-201.
Mollema C,Cole R A,1996.Low aromatic amino acid concentrations in leaf proteins determine resistance toFrankliniella occidentalisin four vegetable crops.Entomologia Experimentalis et Applicata,73:325-333.
Schoonhoven L M,Jermy T,van Loon J J A.1998.Insect-plant biolog.London:United Kingdom:83-120.
Soria C,Mollema C.1995.Life-history parameters of western flower thrips on susceptible and resistant cucumber genotypes.Entomologia Experimentalis et Applicata,74:177-184.
Trichilo P J,Leigh T F.1998.Influence of resource quality on the reproductive fitness of flower thrips(Thysanoptera:Thripidae).Annals of the Entomological Socitty of America,81:64-70.
Yudin L S,Cho J J,Michell W C.1986.Host range of western flower thrips,Fankliniella occidentalis(Thysanoptera:Thripidae),with special reference toLeucaena glauca.Envion Entomol,15:1292-1295.