青杨脊虎天牛幼虫龄期的划分1)

潘龙 李珏闻 骆有庆

(森林培育与保护教育部重点实验室(北京林业大学)，北京，100083)

青杨脊虎天牛幼虫龄期的划分1)

潘龙 李珏闻 骆有庆

(森林培育与保护教育部重点实验室(北京林业大学)，北京，100083)

通过田间取样收集了青杨脊虎天牛(Xylotrechusrusticus)幼虫，并根据6项测量指标(头壳宽、前胸背板宽、触角间距、上颚宽、体长、体宽)的频次分布结果初步确定龄期，然后运用Crosby生长法则和线性回归进行验证分析。结果表明：青杨脊虎天牛幼虫可分为13龄，除体宽不宜用于区分龄期外，其它5项测量指标均可用于分龄，其中前胸背板宽与虫龄的拟合度最高为最佳分龄指标，回归方程为y=0.062e2.399x(p<0.001，R2=0.989)。此外，根据各龄期幼虫体宽、体长的平均值制作了相应龄期幼虫等比例背面观手绘图。

青杨脊虎天牛；幼虫；龄期；前胸背板

We collectedXylotrechusrusticusLinnaeus (Coleoptera: Cerambycidae) larvae in the field, and measured six body parameters (head capsule width, pronotum width, antenna spacing, mandible width, body width and body length) for determining larval instar. We analyzed six parameters by frequency distribution, and then tested them by the Crosby growth law and linear regression. The larva ofX.rusticusis with 13 instars. Head capsule width, pronotum width, antenna spacing, mandible width, and body length can be used for separating larval instars, except the body width. Especially, the pronotum width, with the highest regression result, was as the best indicator of larval instars determination. The equal proportion drawings of larva from the dorsal view were performed based on the mean values of larval body length and width in different instars.

青杨脊虎天牛(Xylotrechusrusticus)是危害杨树的重要蛀干害虫之一，也是国内森林植物检疫对象[1]。该虫在东北地区1年发生1代，近年来青杨脊虎天牛在东北地区对杨树的危害面积和危害程度逐年扩大，其幼虫取食韧皮部和木质部，但因长期生活隐蔽，其幼虫龄数一直未能确定。大多数研究对天牛幼虫进行龄期划分时，通常会选择头壳[2]、前胸背板和上颚3个部位作为分龄指标[3-5]，因3个部位骨化程度较高，便于龄期划分。而对于体宽和体长两项指标，尽管因幼虫生长情况和保存方法等原因，对划分龄期的可靠性产生很大影响，但因便于野外测量和应用，通常也被采用到龄期划分的研究中[6]。本研究旨在通过林间获取幼虫并结合数理统计分析，测定自然条件下青杨脊虎天牛幼虫的龄数，为进一步研究其发生规律、生物学习性、预测预报和科学防治等提供参考依据。

1 材料与方法

虫源采集：自2011年4月份至2012年12月份，每隔1个月在哈尔滨市阿城区公路防护林带里挑选被害木，伐倒、截断后带回实验室剖出幼虫。此外，在2011年5月下旬观察成虫产卵，然后在产卵处取出卵粒，并置于铺有湿润滤纸的培养皿内用于获取初孵幼虫。幼虫获取后置于75%的酒精中保存、待测。

幼虫龄期划分指标的确定和测量：除选择头壳宽(Y1)、上颚宽(Y3)、体宽(Y4)、前胸背板宽(Y5)和体长(Y6)5项常规分龄指标外，还尝试采用测量触角间距(Y2)用于龄期划分，并进一步验证该指标应用的合理性。6项测量指标，除体长用千分尺测量外，其它各项指标均用光学体式显微镜(EZ4D,Leica,Singapore)对幼虫头部进行拍照、测量，具体测量部位如图1所示。

分析方法：通过分析各项测量指标的频次分布图与相关性初步确认幼虫龄数(Prism Version 6.0,Graph Pad)，并根据该结果计算主要指标的平均值、标准差、变异系数等。此外，Crosby指数将用于验证划分龄期的合理性[7-8]，当Crosby指数小于10%时，表明龄期划分的分组合理[9-10]。最后对各龄幼虫各测量指标与相应龄数线性拟合，并计算回归方程，进一步验证分龄的合理性[11]，选择最佳分龄指标。

Y1.头壳宽；Y2.触角间距；Y3.上颚宽；Y4.体宽；Y5.前胸背板宽；Y6.体长。

2 结果与分析

2.1 幼虫龄期的确定及频次分布

野外采集和室内孵化的青杨脊虎天牛幼虫共378头，对幼虫头壳宽、前胸背板宽、触角间距、上颚宽、体长和体宽6项指标进行测量与频次分布分析，结果表明，除体宽外(图2F)，其它5项分龄指标的频次分布均具有13个峰(图2A-E)，因此初步确定青杨脊虎天牛幼虫可分为13龄。

图2 青杨脊虎天牛幼虫分龄指标频次分布

头壳宽与前胸背板宽的骨化程度较高，并且其频次分布图上各峰区分布明显，所以作为主要分龄指标，并对幼虫头壳宽和前胸背板宽的统计数据和Crosby指数进行分析如表1所示，其中Crosby指数均小于10%，说明将青杨脊虎天牛幼虫分为13龄是合理的。

体长的频次分布图上出现13个峰，与头壳宽和前胸背板宽的分龄结果一致，但体长在测量过程中可靠性较低。幼虫触角间距和上颚宽的频次分布图中虽均出现13个峰，但触角间距的11号峰(图2C)和上颚宽的2号峰(图2D)均相对不明显，所以体长、触角间距和上颚宽不作为主要分龄指标。

幼虫体宽的频次分布图上峰区分布不明显、变化趋势不规则，与前5个指标的各峰区也无明显对应关系，因此体宽不能作为青杨脊虎天牛幼虫的分龄指标。

表1 青杨脊虎天牛头壳宽和前胸背板宽测量结果及统计分析结果

虫龄头壳宽样本/头变幅/mm(均值±标准误)/mm变异系数Brooks指数Crosby指数I122.0600～2.0700(2.0650±0.0071)a0.0024I232.1800～2.2300(2.2100±0.0265)b0.00981.0702I382.3600～2.4400(2.6215±0.0595)c0.01111.11040.0376I4272.4900～2.6900(2.4540±0.0292)d0.02221.0683-0.0379I5352.7000～2.9400(2.8200±0.0705)e0.02461.07570.0069I6482.9500～3.1900(3.0465±0.0707)f0.02291.08030.0043I7383.2100～3.3400(3.2797±0.0408)g0.01231.0765-0.0035I8693.3500～3.5400(3.4435±0.0568)h0.01641.0499-0.0247I9603.5500～3.7400(3.6327±0.0528)i0.01441.05490.0048I10293.7500～3.9400(3.8307±0.0593)j0.01521.07450.0186I11273.9500～4.0900(4.0056±0.0379)k0.00931.0457-0.0268I12244.1100～4.3300(4.1979±0.0569)l0.01331.04800.0022I1384.3600～4.5100(4.4325±0.0506)m0.01071.05590.0075

虫龄前胸背板宽样本/头变幅/mm(均值±标准误)/mm变异系数Brooks指数Crosby指数I122.2900～2.3200(2.3050±0.0212)a0.0065I2102.5000～2.6800(2.5780±0.0618)b0.02271.1184I3282.7000～2.9400(2.9072±0.0708)c0.02391.12770.0083I4312.9600～3.2400(3.1727±0.0883)d0.02741.0913-0.0323I5133.2500～3.3800(3.3236±0.0369)e0.01071.0476-0.0400I6573.4100～3.6900(3.5423±0.0801)f0.02241.06580.0174I7293.7000～3.8300(3.7686±0.0381)g0.00991.0639-0.0018I8823.8500～4.1200(3.9826±0.0757)h0.01891.0568-0.0067I9384.1500～4.3400(4.2342±0.0577)i0.01341.07860.0206I10254.3500～4.5200(4.4300±0.0494)j0.01091.0462-0.0300I11414.5500～4.8500(4.6807±0.0834)k0.01761.05660.0099I12194.9100～5.1300(4.9942±0.0656)l0.01521.06700.0098I1345.1500～5.5600(5.3725±0.2084)m0.03361.07570.0082

注：同列小写字母不同表示在0.05水平差异显著。

2.2 幼虫各测量指标与龄数之间的关系

利用指数生长模型对头壳宽、前胸背板宽、触角间距、上颚宽、体长6个分龄指标与龄数的关系进行回归分析，结果见表2，其中x表示龄数，y表示各项指标。经统计检验，回归方程均达到了极显著水平，符合Dyar氏定律所描述的指数关系。进一步验证了青杨脊虎天牛幼虫划分为13龄的合理性。其中前胸背板宽的回归系数最高，拟合效果最好，因此可作为最佳分龄指标。

表2 青杨脊虎天牛幼虫各分龄指标与龄数之间的线性拟合结果

分龄指标回归方程统计参数回归系数头壳宽y=0.060e2.098xp<0.0010.985前胸背板宽y=0.062e2.399xp<0.0010.989触角间距y=0.059e1.627xp<0.0010.982上颚宽y=0.072e1.209xp<0.0010.981体长y=0.098e0.944xp<0.0010.976

2.3 不同虫龄幼虫体长和体宽的平均值分析与应用

尽管体长和体宽通常无法作为划分虫龄的稳定指标，但在野外应用当中却易于观察和测量。因此，本研究通过上述初步分龄结果，计算出各个龄期幼虫体宽和体长的平均值(表3)，制作各个龄期幼虫等比例背面观手绘图(图3)。

表3 青杨脊虎天牛各龄幼虫体长和体宽的平均值

3 结论与讨论

在划分幼虫虫龄的研究中，头壳和前胸背板无疑是可靠的测量指标，在本研究中同样适用，但缺点是不易于野外观察，头壳与身体的分界线不明显，以及部分头壳常缩于体内，严重影响测量时的准确定位，即便在实验室测量也有相当的误差。因此本研究尝试以触角间距作为划分虫龄的指标。触角间距不仅骨化程度相对较高，而且特征明显、易于观察、无伸缩状况，其频次分布结果显示，峰区分布明显，线性回归分析合理，说明触角间距作为划分虫龄的标准是相对可行且可靠的，这也为其它幼虫虫龄划分的研究提供了参考。

本研究首次通过直接计算青杨脊虎天牛各个龄期幼虫体长的平均值、根据前胸背板的分龄结果推测体长的平均值，制作各个龄期幼虫的手绘图，通过对比法为野外判断虫龄提供高效的参考依据。

本研究中，尽管上颚宽和触角间距作为划分虫龄的指标是可行且可信的，但频次分布图中分别出现了一个相对不明显的峰，这可能是由于测量误差所引起；而幼虫体宽的不合理性可能是因为幼虫取食、生长等问题导致虫体本身差异很大，也或者与测量误差共同导致；此外，初孵幼虫孵出数量较少也给各指标频次分布的整体效果带来一定影响，但上述原因均不影响峰区分布以及幼虫虫龄的确定。

图3 青杨脊虎天牛各虫龄幼虫背面观

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Determining Larval Instars in Grey Tiger Longicorn Beetle,Xylotrechusrusticus(L.) (Coleoptera: Cerambycidae)

Pan Long, Li Yuwen, Luo Youqing(Key Laboratory for Silviculture and Conservation of Ministry of Education, Beijing Forestry University, Beijing 100083, P. R. China)//Journal of Northeast Forestry University，2015,43(1)：110-113.

Xylotrechusrusticus; Larva; Instar; Pronotum

1) “十二五”国家科技支撑计划项目(2012BAD19B07)。

潘龙，男，1988年5月生，森林培育与保护教育部重点实验室(北京林业大学)，硕士研究生。E-mail：616658665@qq.com。

骆有庆，森林培育与保护教育部重点实验室(北京林业大学)，教授。E-mail：yqluo@bjfu.edu.cn。

2014年5月31日。

S763.301

责任编辑：程 红。