两索线虫对晚稻田不同类型褐飞虱的寄生力研究
2014-03-07李小珍崔汝强宋水林张思为
李小珍,崔汝强,宋水林,张思为,文 林
(江西农业大学 农学院,江西 南昌 330045)
褐飞虱[Nilaparvata lugens(Stal)]是我国水稻上的重要迁飞性害虫,每年春夏季虫源从越南、泰国、柬埔寨等虫源地随偏南或西南气流逐次迁入,对我国水稻造成严重危害[1]。多年来,褐飞虱的防治方法均以化学防治为主,然而农药的长期大量使用,一方面污染了环境,杀伤了害虫天敌;另一方面使靶标害虫产生了较强的抗药性,造成害虫再猖獗,这引起了科研工作者对生物防治的关注与重视。目前,较多学者都在研究寄生蜂、黑肩绿盲蝽等捕食性或寄生性天敌对飞虱类害虫的控制作用,并取得一定的效果[2-4]。然而,作为褐飞虱的一种重要寄生性线虫——两索线虫(未定种)(Amphimermissp.),却未引起必要的关注。
两索线虫是一类寄生于昆虫体内的病原线虫,其分布范围广,寄生谱广,寄生率高,对控制被寄生害虫的发生发展起重要作用[5]。通常,被线虫寄生的稻飞虱行动迟缓,食欲减退,腹部肿胀,怀卵量减少,甚至导致宿主死亡[6]。目前,两索线虫对飞虱类害虫寄生方面的研究并不多,少量文献均集中在20世纪90年代以前[7-9],江西省境内仅万金贵和詹兴高于1983年[10]报导了两索线虫在江西省崇仁县寄生飞虱类害虫。2012年8月,笔者在对采自江西南昌稻田的褐飞虱进行室内饲养时发现,许多个体因被两索线虫寄生而死亡,导致种群难以建立起来。随后,笔者于2012年9—10月,专门调查了晚稻田间两索线虫对褐飞虱的寄生作用,旨在为开展进一步的研究奠定基础,也为褐飞虱的生物防治提供信息。
1 材料与方法
1.1 试验材料
研究地点:江西农业大学教学科研基地,东经115.72°,北纬28.76°,每年褐飞虱于4月下旬迁飞进入江西,在晚稻田内于9—10月份达到种群密度高峰[11]。水稻品种分别为:① 株两优120(江西天涯种业有限公司),② 丰华占(湖南湘重穗种业有限责任公司,广东省农科院水稻所选育),③ 合美(丰)占(江西天涯种业有限责任公司)。水稻种植期间,不施用任何化学杀虫(螨)剂防治稻田内的害虫和线虫。
1.2 调查方法
3个水稻品种随机种植在3个小区,每个小区约100 m2,每个小区间间隔约1 m。水稻于5月底种植,10上旬水稻黄熟收割。褐飞虱采集时间为2012年9月中旬,取长×宽×高=40 cm×30 cm×8 cm的长方形塑料托盘装适量水(约0.2 cm,浸满托盘底部即可),轻放于水稻基部,用手拍打水稻叶鞘部位4至5次,拍完后取回托盘,将盘内的褐飞虱转入塑料盒,带回实验室解剖。3个品种水稻上的褐飞虱,均分为短翅型雌虫、短翅型雄虫、长翅型雌虫和长翅型雄虫4种类型。然后,用细针将各类型褐飞虱腹部剖开,置于1.0 g/L食盐(NaCl)水溶液中,寄生的线虫将自行脱出到水溶液中,查看褐飞虱是否有两索线虫寄生,寄生线虫数量有多少条;如有看不清楚或线虫太小,在解剖镜下进一步观察确认。
1.3 数据处理
不同水稻品种和不同类型褐飞虱体内线虫的寄生差异显著性,采用SPSS 12.0统计软件One-Way ANOVA Duncan's进行方差分析。
2 结果与分析
2.1 两索线虫鉴定
两索线虫的特征为:两索线虫雄虫体长2~2.9 cm,雌虫体长2.6~3.9 cm。雄虫尾部向腹面卷曲,有长交合刺一对,其形状相似,大小相等,成熟时呈淡棕色,交合刺的基部较粗大,在接近中部处呈螺旋形扭曲;有大量的尾乳突,生殖孔前的乳突多于生殖孔后的乳突。雌虫尾部是直的,尾端呈钝圆形,其阴门位于身体的中部,开口较明显,附近的角质皮稍增厚,阴道细小,呈窄管状[12-14]。
通过田间采集褐飞虱,解剖并取出其体内的线虫。对照两索线虫的鉴定特征,判断在江西南昌水稻田内采集的线虫为两索线虫(图1)。它无规则盘曲缠绕在褐飞虱消化道周围的血腔中,成虫大多从腹部节间膜处脱出[15]。
2.2 两索线虫对不同类型褐飞虱的寄生效率
在3个水稻品种上,两索线虫对短翅型雌虫、短翅型雄虫,长翅型雌虫和长翅型雄虫的寄生率之间,均存在显著性差异,其寄生率的大小顺利为:短翅型雌虫>长翅型雌虫>短翅型雄虫>长翅型雄虫,表明两索线虫对雌性个体,尤其是短翅型雌性个体的寄生力,显著强于对雄性个体的寄生力。例如,采自水稻品种株两优120上的短翅型雌虫、短翅型雄虫、长翅型雌虫和长翅型雄虫的寄生率分别为45.16%,11.54%,20.83%和12.50%。
在3个水稻品种株两优120、丰华占和合美(丰)上,除长翅型雄虫的寄生率存在显著差异外,短翅型雌虫、短翅型雄虫,长翅型雌虫的寄生率均无显著差异(表1)。
图1 寄生褐飞虱的两索线虫
表1 3个水稻品种上两索线虫对褐飞虱的寄生效率(Mean±SE)
2.3 两索线虫在不同类型褐飞虱体内的寄生数量
2.3.1 株两优120 图2表明,在水稻品种株两优120上,褐飞虱短翅型雌成虫体内寄生的两索线虫头数最多达到3条,占短翅型雌成虫个体总数的9.68%;短翅型雄虫、长翅型雌虫和长翅型雄虫体内未发现寄生3条线虫的现象。短翅型雌成虫和长翅型雌成虫均可寄生2条线虫,分别占该类型褐飞虱总数的6.45%和8.33%。寄生1条线虫的褐飞虱则最为普通,在各种类型的褐飞虱体内均可发现,且寄生率较高。
2.3.2 丰华占 在水稻品种丰华占上,各类型褐飞虱体内未发现寄生3条两索线虫的现象,短翅型雌虫、长翅型雌虫体内可寄生2条,其寄生率分别为5.25%和2.04%,而在短翅型雄虫、长翅型雄虫体内仅发现1条线虫,且寄生率较低,寄生率分别为3.67%和2.17%(图3)。
2.3.3 合美(丰)占 在水稻品种合美(丰)占上,短翅型雌虫体内发现寄生2条线虫,寄生率为4.35%。短翅型雌虫、短翅型雄虫、长翅型雌虫和长翅型雄虫体内均可寄生1条线虫,寄生率为39.13%、4.44%、17.78%和2.15%,同样表明两索线虫对褐飞虱短翅型雌虫的寄生率最高(图4)。
图2 “株两优120”褐飞虱体内两索线虫的寄生数量
图3 “丰华占”褐飞虱体内两索线虫的寄生数量
图4 “合美(丰)占”褐飞虱体内两索线虫的寄生数量
3 讨 论
两索线虫对稻飞虱的寄生作用,具有3个特点。第一,两索线虫对稻飞虱尤其是褐飞虱的寄生率高。陈果等[5]和陈道海等[7]研究表明,两索线虫对褐飞虱的寄生率可达90%,一般为30%~70%;本研究得出的寄生率相对较低,短翅型雌虫的寄生率为30%~50%,对长翅型雄虫的寄生率则在15%以下,这可能与土壤条件、农药施用和褐飞虱的种群密度等有关。第二,两索线虫的分布范围广。较早的研究明确,广东湛江[16]、湖北枣阳[17]、陕西西安[18]、江苏南京[8]、广西玉田[19]、湖南岳阳[6]和江西崇仁[10]等地具有分布,本文明确两索线虫在江西南昌稻区内有分布,在江西其它地区是否具有分布仍需要进一步调研。第三,两索线虫寄生的宿主多。目前已经明确两索线虫幼虫可寄生褐飞虱、灰飞虱、白背飞虱等10多种害虫[12,20],在江西南昌两索线虫的寄生对象至今尚未有调研。因此,两索线虫在控制我国稻飞虱的发生发展具有极其重要的地位。如果可以科学地对田间两索线虫种群进行管理,一方面可充分发挥两索线虫对稻飞虱的控制作用,另一方面可有效减少田间化学农药的大量使用。
研究表明,在同一水稻田块,两索线虫对不同类型褐飞虱的寄生率存在显著差异,通常雌性个体的寄生率高,尤其是短翅型个体,而雄性的寄生率明显较低,这表明两索线虫对褐飞虱的寄生与性别和翅型有关。那么两索线虫对不同类型褐飞虱的寄生率为什么会存在差异?笔者认为,一方面短翅型个体大,行为相对迟缓,有利于线虫发现,并依附到虫体上进行寄生;另一方面雌性个体具有生殖孔,可能有利于寄生前期幼虫进入到褐飞虱腹部。当然,除了这些因素之外,是否还与不同类型褐飞虱的营养成分等有关,这仍需要进一步研究。在3个水稻品种间,除长翅型雄虫外,两索线虫对同一类型褐飞虱的寄生率并不存在显著差异。这主要是由于调查田块设置在同一区域,具有相近的土壤环境,两索线虫在土壤中具有相似的种群密度和相似的发育阶段。同时,田块间褐飞虱的发育阶段和行为习性也非常相似。至于两索线虫对长翅型雄虫的寄生率则存在显著差异,这是否与水稻品种间的某些性状差异或实验误差等因素有关,目前尚不清楚。
两索线虫主要在前期幼虫阶段完成对飞虱类害虫的寄生[21]。在自然状况下,如果两索线虫幼虫未能找到宿主,仅能存活1~3 d,最长存活时间为13 d[7]。同时,田间水份、土壤温度、化肥农药等均可影响两索线虫的存活能力和种群密度,从而影响两索线虫对飞虱类害虫的寄生作用[22-23]。然而,目前这些因素对两索线虫的影响尚不明确。因此,要有效发挥两索线虫对飞虱类害虫的自然控制作用,仍有大量的工作需要开展。
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