温度与光周期对甘蓝夜蛾哈尔滨种群滞育诱导的影响

于洪春，邓佳佳，王雨薇，张鑫琳，宋龙腾

（东北农业大学农学院，哈尔滨 150030）

甘蓝夜蛾（Mamestra brassicae）属鳞翅目、夜蛾科，是一种由幼虫取食叶片、根部为害作物的多食性农业害虫，可对十字花科蔬菜和甜菜等经济作物造成严重危害。甘蓝夜蛾存在夏滞育和冬滞育[1]，在我国北方以蛹在土壤中滞育越冬，年发生1～2代[2]。

目前，国内有关甘蓝夜蛾滞育诱导的研究报道很少。温度和光周期被认为是影响昆虫滞育的最重要因子[3-4]。研究温度与光周期对甘蓝夜蛾滞育的影响，可以明确甘蓝夜蛾滞育形成的诱导因子，探寻抑制甘蓝夜蛾滞育的外界条件。

由于甘蓝夜蛾是昆虫病源微生物甘蓝夜蛾核型多角体病毒MbNPV与八字地老虎核型多角体病毒Xc-nNPV的宿主昆虫[5]，抑制甘蓝夜蛾滞育对人工规模化饲养其作为昆虫病毒宿主具有商业价值。

1 材料与方法

1.1 供试虫源

来自东北农业大学香坊实验实习基地和东北农业大学园艺实验站黑光灯下诱集的甘蓝夜蛾成虫产卵孵化出的幼虫。

1.2 食料

食料为十字花科蔬菜白菜（Brassica pekinensis），品种为牡丹江二号。

1.3 试验方法

试验设 L6∶D18、L8∶D16、L10∶D14、L12∶D12、L14∶D10、L16∶D8和L18∶D6 七种光周期，温度设20、22、25、28和30℃。

将新孵化的甘蓝夜蛾初孵幼虫，用软毛刷转移到放有新鲜白菜叶的透明塑料养虫盒中（盒内底部事先放有5层卫生纸），每盒60～90头，放入设置的温度和光周期下的光照培养箱中饲养，每处理重复3次。暗期处理在养虫盒外加套不透光3层黑布袋，并放入纸箱中，至光期再取下黑布袋拿出纸箱。每日更换新鲜白菜叶片。待幼虫接近老熟、取食量减少时，将幼虫转移至铺有2.5～3.5 cm厚度、潮湿无菌细土的养虫盒饲养，以供老龄幼虫入土化蛹。幼虫化蛹后，每天早晚各观察1次成虫羽化情况，记录羽化成虫数。

1.4 滞育判断

根据金玲莉[6]方法，正常发育甘蓝夜蛾蛹的历期为16～18 d；罗进仓等观察甘蓝夜蛾在22～23℃时蛹期为15～19 d[7]。据此，将化蛹20 d后仍未羽化的蛹视为滞育蛹，并于此日统计土壤中存活的滞育蛹数量，计算滞育率。

1.5 数据统计及分析

滞育率（%）=未羽化活蛹/（未羽化活蛹+羽化成虫）×100%。临界光周期为诱导50%个体发生滞育反应的光期长度。试验数据计算后获得的滞育率值，DPS v7.05软件经反正弦平方根处理后采用DPS自带程序包进行随机设计方差分析，选用Duncan's法进行比较。

2 结果与分析

2.1 温度对甘蓝夜蛾的滞育诱导

L18∶D6、L16∶D8、L14∶D10、L12∶D12、L10∶D14、L8∶D16、L6∶D18七种光周期下，甘蓝夜蛾在20、22、25、28和30℃5个温度条件下的滞育反应见图1，在各光周期下温度对滞育诱导的差异显著性见表1。

图1 不同光周期下的温度对甘蓝夜蛾滞育诱导（各点样本数为51～79）Fig.1 Induction of diapause at different constant temperatures under conditions of seven photoperiods in Mamestra brassicae,n=51-79 for each point

从图1A、图1B和图1C可以看出，在光周期L6∶D18、L8∶D16、L10∶D14条件下，甘蓝夜蛾在低温20、22℃与高温30℃时几乎全部滞育，在温度28℃时其滞育率最低。表1差异显著性分析结果表明，在28℃诱导的滞育率在1%水平极显著低于其他温度诱导的滞育率。通过DPS软件进行数据分析得到L6∶D18、L8∶D16、L10∶D14光周期条件下温度对甘蓝夜蛾滞育率均有极显著影响（df=4，F=68.86，P=0.0001；df=4，F=100.24，P=0.0001；df=4，F=17.61，P=0.0005）。从图1D可以看出，在光周期L12∶D12下，25℃诱导的滞育率最低，其他温度下甘蓝夜蛾几乎全部滞育。由表1可知，在25℃的滞育率与其他温度的滞育率达极显著差异。L12∶D12光周期下温度对甘蓝夜蛾滞育诱导有极显著影响（df=4，F=9.78，P=0.0036）。

从图1E可以看出，在L14∶D10光周期下，低温20与22℃甘蓝夜蛾全部滞育，在温度25℃及以上，滞育率显著下降。表1方差分析结果表明，20与22℃诱导的滞育率在1%水平极显著高于其余3个温度诱导的滞育率，说明在长光照条件下，高温能抑制甘蓝夜蛾的滞育。通过DPS软件进行数据分析得到其回归方程y=265.23-8.229x，R2=0.837，表明在此光周期下，甘蓝夜蛾滞育与温度呈显著负相关，温度对甘蓝夜蛾滞育率有极显著影响（df=4，F=579.8，P=0.0001），温度对甘蓝夜蛾的滞育诱导作用明显。

由图1F与图1G可以看出，L16∶D8与L18∶D6光周期下，甘蓝夜蛾在各温度的滞育率均为0，说明在日长16 h以上的光周期下，温度对甘蓝夜蛾无滞育诱导作用。

表1 温度对甘蓝夜蛾滞育诱导的显著性分析Table 1 Variance analysis of diapause induction at different temperature in Mamestra brassicae

2.2 光周期对甘蓝夜蛾的滞育诱导

在20、22、25、28和30℃5个温度下，甘蓝夜蛾在 L6:D18、L8:D16、L10:D14、L12:D12、L14:D10、L16:D8和L18:D6 7个光周期的滞育反应曲线见图2。

图2 甘蓝夜蛾在不同温度下的光周期反应曲线（各点样本数为51～79）Fig.2 Photoperiodic response curves of diapause induction of Mamestra brassicae at various temperature,n=51-79 for each point

从图2可以看出，在低温20与22℃，甘蓝夜蛾在日长小于14 h几乎全部滞育，说明低温和短日照能促进甘蓝夜蛾的滞育诱导，其临界光周期约为15 h；在25℃，甘蓝夜蛾在日长小于12 h绝大多数个体滞育，日长大于12 h滞育率显著下降，其临界光周期约为13 h 30 min；在28℃，甘蓝夜蛾在日长12 h时滞育率最高，几乎全部个体滞育，日长低于和大于12 h滞育率均下降，其临界光周期约为7 h 50 min和13 h 20 min；在30℃，甘蓝夜蛾在日长小于12 h几乎全部滞育，大于12 h滞育率显著下降，说明高温短日照能诱导甘蓝夜蛾的滞育发生，其临界光周期约为13 h 15 min。在日长大于16 h，甘蓝夜蛾各温度下滞育率均为0，温度对甘蓝夜蛾无滞育诱导作用，说明长日照能抑制甘蓝夜蛾滞育的发生。图2表明，甘蓝夜蛾具有较复杂的光周期反应，在20、22、25及30℃下，其表现出对光周期反应的特点为长日照下的滞育率低、短日照下的滞育率高，属于长日照反应型；而在28℃其光周期反应属于短日照-长日照反应型。表明甘蓝夜蛾的光周期反应受温度的影响，并且随温度升高，甘蓝夜蛾的临界光周期缩短。

光周期和温度共同诱导甘蓝夜蛾的滞育发生。采用DPS v7.05软件进行二因子随机设计方差分析与Duncan's新复极差法对甘蓝夜蛾的滞育数据进行多重比较检验证实，光周期对甘蓝夜蛾的滞育诱导有极显著影响（df=6，F=32.4053，P=0.0001）；温度对甘蓝夜蛾的滞育诱导也有显著影响（df=4，F=4.139，P=0.0109）；光周期与温度组合对甘蓝夜蛾的滞育诱导有极显著影响（df=24，F=54.9852，P=0.0001）。说明光周期与温度是甘蓝夜蛾滞育诱导的重要影响因子。

3 讨 论

金玲莉研究光周期对甘蓝夜蛾夏季滞育诱导和解除的影响，认为甘蓝夜蛾夏滞育的光周期反应类型为中间发育型，长光照诱导滞育的历期短于短光照诱导滞育的历期[6]。Furunishi研究暗期长度对甘蓝夜蛾滞育诱导的影响，认为光周期是甘蓝夜蛾滞育诱导的主要影响因子，幼虫期感受不同光周期，甘蓝夜蛾蛹有三种发育类型：夏滞育、冬滞育以及非滞育[1]。冬滞育的甘蓝夜蛾在20℃、光照大于14 h几乎全部发育，而光照小于13 h全部滞育；在25℃，光照大于14 h几乎全部发育，而日长小于13 h滞育率很高；在28℃，光期大于8 h小于14 h滞育率较高，光期大于14 h和小于8 h滞育率低；其光周期反应类型为在20和25℃为长日照发育型，在28℃为长日照-短日照发育型[8]。由于甘蓝夜蛾在黑龙江省夏滞育率非常低，其主要以冬滞育进行越冬，本论文研究甘蓝夜蛾哈尔滨地理种群的冬滞育，研究结果与Furunishi等研究结果基本相似[1]，但在滞育强度和光期长度方面存在差异，如甘蓝夜蛾哈尔滨种群在28℃光期长度12 h滞育率最高，达到90%以上，而Furunishi等研究结果在光期长度为10 h达到最高，滞育率为70%左右。说明不同地理种群的甘蓝夜蛾滞育存在地理差异。研究甘蓝夜蛾滞育诱导对明确甘蓝夜蛾滞育诱导抑制条件，打破其滞育进行人工规模化饲养其作为试验昆虫和昆虫病毒宿主具有重要的实际意义。

4 结论

温度、光周期对甘蓝夜蛾的滞育诱导有显著影响，温度与光周期对甘蓝夜蛾的滞育诱导有联合作用。在不同温度条件下，甘蓝夜蛾哈尔滨种群的光周期反应类型不同，在20、22、25及30℃其光周期反应属于长日照反应型，在28℃则为短日照-长日照反应型。甘蓝夜蛾的临界光周期随温度升高而缩短。光周期对甘蓝夜蛾滞育诱导影响最大，在20～30℃，光周期L16:D8与L18:D6是抑制甘蓝夜蛾滞育发生的主要条件。

[1]Furunishi S,Masaki S,Hashimoto Y,et al.Diapause response to photoperiod and nightinterruption in Mamestra brassicae(Lepidoptera:Noctuidae)[J].Applied Entomology and Zoology,1982,17:398-409

[2]胡胜昌.甘蓝夜蛾的生物学特性[J].昆虫知识,1990,27(3):144-147.

[3]华爱,薛芳森,朱杏芬.环境因素对昆虫滞育诱导的影响[J].江西农业大学学报:自然科学版,2002,24(4):431-435.

[4]王满囷,李周直.昆虫滞育的研究进展[J].南京林业大学学报:自然科学版,2004,28(1):71-76.

[5]郑桂玲,李长友,张履鸿,等.八字地老虎核型多角体病毒对原始寄主及交互寄主甘蓝夜蛾幼虫的独立测定[J].东北农业大学学报,2000,31(2):112-115.

[6]金玲莉.光周期对甘蓝夜蛾夏季滞育诱导和解除的影响[J].江西园艺,2000(5):39-40.

[7]罗进仓,王长政,朵向阳.甘蓝夜蛾发育期点温度和有效积温常数的研究[J].昆虫知识,1993,30(2):89-91.

[8]Masaki S.Seasonal adaptations of insect as revealed by latitudinal diapause clines[J].Entomological Science,1999,2(4):530-549.