井上蛀果斑螟昼夜行为节律研究

何　超,　沈登荣,　尹立红,　李锡良,　袁盛勇,　田学军

(1. 红河学院生命科学与技术学院,云南省高校农作物优质高效栽培与安全控制重点实验室, 蒙自　661100; 2. 西南林业大学林学院, 昆明　650216)



井上蛀果斑螟昼夜行为节律研究

何超1*,沈登荣1,尹立红2,李锡良1,袁盛勇1,田学军1

(1. 红河学院生命科学与技术学院,云南省高校农作物优质高效栽培与安全控制重点实验室, 蒙自661100; 2. 西南林业大学林学院, 昆明650216)

为明确井上蛀果斑螟(Assara inouei)昼夜行为节律,在温度(25±1)℃、光周期L∥D=15h∥9h、RH60%±10%条件下,系统观察了井上蛀果斑螟的羽化、交配、产卵、卵孵化及幼虫化蛹等行为节律。结果表明:井上蛀果斑螟的羽化、交配、产卵、孵化、化蛹行为具有明显的昼夜节律。成虫的羽化主要发生在18:00-04:00,此时成虫的羽化数量占总羽化数量的80%以上,其中以20:00-22:00羽化率最高;成虫交配活动主要发生在04:00-08:00,交配率超过75%,以06:00-08:00交配率最高;单次交配持续时间为20～60min,平均为42.12min;其产卵活动主要发生在02:00-10:00,该时段所产卵量达到总产卵量的73.99%,显著高于其他时段;卵孵化主要发生在04:00-10:00和16:00-20:00两个时段,卵的孵化数量占孵化总数的82.86%,显著高于其他时段;幼虫化蛹主要发生在10:00-14:00和18:00-22:00两个时段,幼虫化蛹数占总化蛹数的72.83%,化蛹高峰为18:00-20:00。

井上蛀果斑螟;昼夜节律;行为

井上蛀果斑螟(Assara inoueiYamanaka)属鳞翅目螟蛾科,是我国石榴树上的一种新害虫[1]。该虫在国外主要分布于日本和韩国,国内在湖北五峰、甘肃天水、贵州赤水都有分布[23],但无为害记录;在云南,井上蛀果斑螟于2002年在建水被首次发现,以幼虫蛀入石榴果实内为害,导致烂果和落果[4]。近几年,由于气候等环境条件适宜,井上蛀果斑螟在云南一些地区暴发成灾,虫果率达60%以上,被害的一个石榴果实内平均有幼虫5～10头,导致落果率30%以上,重发的果园甚至高达80%～90%,严重影响了石榴的产量和质量[2,56],造成巨大的经济损失,对当地石榴产业发展形成较大的威胁,已成为制约当地石榴生产发展的主要鳞翅目害虫。然而,有关井上蛀果斑螟的研究相对较少,目前仅对该虫的形态特征及田间种群动态[2,5]、产卵行为[4]、触角感器的超微结构[6]、羽化及交配行为[7]等进行了初步研究,其很多生物学特性仍不明确。

研究表明,许多昆虫,如梨小食心虫(Grapholitha molesta)[8]、毛健夜蛾(Brithys crini)[9]、杨小舟蛾(Micromelalopha troglodyta)[10]和麻楝蛀斑螟(Hypsipyla robusta)[11]等的发育和行为都受昼夜节律的影响,常随昼夜的交替而呈现一定节奏的变化规律,如取食、飞翔、羽化、交配和产卵,甚至卵的孵化、化蛹等,都与光周期密切相关[12],是昆虫长期适应环境周期变化的结果。这些研究为有效适时防治这些害虫发挥了重要的指导作用。所以,了解昆虫的行为节律,有助于掌握昆虫种群的活动规律,对该虫的监测和综合治理具有重要意义,但有关井上蛀果斑螟的行为节律还未见报道。因此,本研究对井上蛀果斑螟的成虫羽化、交配、产卵、卵孵化和幼虫化蛹行为特征进行了系统研究,以期进一步明确井上蛀果斑螟的生物学特性,为该虫的综合治理提供理论依据。

1　材料与方法

1.1供试虫源

在云南省蒙自市新安所镇石榴园采集井上蛀果斑螟幼虫为害的果实,带回实验室后,剥出幼虫,用新鲜石榴皮饲养,化蛹羽化后,成虫饲喂10%的蜂蜜水。连续饲养3代后,作为供试虫源。试虫饲养和试验处理均在温度(25±1)℃、光周期L∥D=15h(05:00-20:00)∥9h(20:00-次日05:00)、RH(60±10)%人工气候培养箱中进行。

1.2试验方法

1.2.1羽化行为观察

待井上蛀果斑螟幼虫化蛹后,收集雌、雄蛹各60头,放入培养皿内,每天定时观察成虫羽化情况,每隔2h观察1次,记录各时段羽化成虫的雌、雄数量,直至成虫全部羽化。重复5次。

1.2.2交配行为观察

取羽化后6h之内的雌、雄井上蛀果斑螟成虫各20头,置于1 000mL的培养瓶内,瓶中放浸有10%蜂蜜水的脱脂棉球供成虫补充营养。每天定时观察成虫交配情况,每隔20min观察1次,记录成虫的交配行为直至成虫全部死亡。重复5次。

1.2.3产卵行为观察

井上蛀果斑螟产卵行为观察与交配行为观察同步进行,方法同1.2.2,记录成虫各时段的产卵行为及产卵量。

1.2.4孵化行为观察

取井上蛀果斑螟雌虫当天产的卵100粒,放入培养皿定时观察,待其快孵化时(以卵变为浅红色为标准),每隔2h观察一次,记录已孵化的卵粒数,直至卵全部孵化。重复5次。

1.2.5化蛹行为观察

待同一天内孵化的井上蛀果斑螟幼虫饲养至老熟后，取老熟幼虫60头,置于培养皿内,每天定时观察老熟幼虫化蛹情况,每隔2h观察一次,记录开始化蛹(以老熟幼虫吐丝做茧为标准)的幼虫个数,直至老熟幼虫全部化蛹。重复5次。

1.3数据处理

试验所获数据用SPSS19.0软件进行处理,Duncan氏新复极差法进行差异显著性分析。

2　结果与分析

2.1羽化节律

由图1可知,井上蛀果斑螟雌、雄成虫的羽化均主要发生在18:00-04:00,此时段,雌、雄虫羽化数量分别占总羽化数量的89.11%和80.83%。雌虫的羽化高峰时段为20:00-22:00,羽化率为30.91%,显著高于其他时段。而雄虫的羽化高峰时段为20:00-22:00和22:00-00:00,羽化率分别为27.40%和24.66%,显著高于其他时段。在光期08:00-20:00,雄虫的羽化率高于雌虫,而在暗期00:00-04:00,雌虫羽化率总体高于雄虫。

2.2交配节律

井上蛀果斑螟交配持续时间为30～40min发生的概率最大,为32.57%,交配持续时间40～50min次之,为24.83%,两者无显著差异;交配持续时间为20～30min和50～60min发生的概率分别为17.26%和17.46%,交配持续时间大于60min的概率仅为7.88%;未发现交配时间短于20min的现象;井上蛀果斑螟平均交配持续时间为42.12min(图2)。

图1　井上蛀果斑螟成虫的羽化节律Fig.1　Emergence rhythm of Assara inouei

图2　井上蛀果斑螟交配持续时间分布Fig.2　Occurrence percentage of mating duration of Assara inouei

井上蛀果斑螟成虫的交配活动在暗期和光期均有发生(图3)。成虫交配活动主要发生在04:00-06:00和06:00-08:00两个时段,交配率分别为33.33%和41.67%,显著高于其他时段。04:00之前和08:00之后,成虫的交配活动明显减少,发生的概率仅为16.67%和8.33%。

图3　井上蛀果斑螟的交配节律Fig.3　Mating rhythm of Assara inouei

2.3产卵节律

井上蛀果斑螟雌虫的产卵主要发生在02:00-10:00,该时段所产卵量占总产卵量的73.99%,显著高于其他时段,产卵高峰发生在06:00-08:00,其产卵量占总产卵量的26.95%,显著高于其他时段;在10:00之后到20:00之前,雌成虫的产卵量很低,仅占总产卵量的8.03%(图4)。

图4　井上蛀果斑螟的产卵节律Fig.4　Oviposition rhythm of Assara inouei

2.4孵化节律

从图5可以看出,井上蛀果斑螟卵孵化在暗期和光期均有发生,但主要在光期发生。卵孵化主要发生在04:00-10:00和16:00-20:00,这两个时段卵的孵化数量分别占卵孵化总数的49.84%和33.02%,显著高于其他时段,其中卵孵化高峰期在06:00-08:00和16:00-18:00,分别占卵孵化总数的20.63%和18.73%。

图5　井上蛀果斑螟的孵化节律Fig.5　Hatching rhythm of Assara inouei

2.5化蛹节律

老熟幼虫化蛹在暗期和光期均有发生,但主要在光期发生(图6)。化蛹主要发生在10:00-14:00和18:00-22:00,显著高于其他时段;光期化蛹高峰为12:00-14:00和18:00-20:00,化蛹百分率分别为18.52%和22.22%;暗期化蛹高峰为20:00-22:00,化蛹百分率为17.28%。

图6　井上蛀果斑螟的化蛹节律Fig.6　Pupation rhythm of Assara inouei

3　结论与讨论

本试验中,井上蛀果斑螟成虫羽化高峰主要发生在刚进入暗期的20:00-22:00,表明井上蛀果斑螟成虫羽化主要发生于黄昏时分,这与鳞翅目其他昆虫,如梨小食心虫、杨小舟蛾、毛健夜蛾等的羽化节律发生在光期不同,表明昆虫种类不同,其昼夜行为节律也不同。但井上蛀果斑螟与麻楝蛀斑螟成虫羽化高峰在20:00-23:00较为一致[11],这是因为井上蛀果斑螟与麻楝蛀斑螟均为螟蛾科昆虫,所以昼夜行为节律较为相似;这也与邵淑霞等[5]报道的井上蛀果斑螟成虫的羽化高峰在20:00-24:00大体一致,进一步证明井上蛀果斑螟的羽化主要发生在暗期。

井上蛀果雌雄成虫的交配主要发生在02:00-10:00,高峰时段为06:00-08:00,为进入光期1h后,表明该虫主要在黎明时分交配。这与韩伟君等[7]报道的井上蛀果斑螟成虫交配时间主要发生在01:00-09:00,05:00-08:00交配率达最大值相比,虽交配时间段和交配高峰期都延迟了1h,但两者所得结果并无本质差异,出现上述差异的主要原因可能是温度和光周期等条件不同。此外,本研究发现,井上蛀果斑螟在交配过程中,未发现多次交配现象,一般一头雌虫一生只交配一次,在羽化的前3天内,雌雄成虫保持着较高的交配率,多数成虫交配持续时间在20～60min之间,少数持续时间大于60min,羽化后第4天,交配率明显下降。这些结果表明井上蛀果斑螟的交配行为与成虫的龄期密切相关,交配持续时间是否与井上蛀果斑螟的龄期有着关,还有待于进一步研究。

井上蛀果斑螟产卵、卵孵化和化蛹在光期和暗期均可发生,但主要在光期发生。产卵主要发生在02:00-10:00,该时段产卵量达总产卵量的73.99%,产卵高峰期为06:00-08:00,发生在进入光期1h后,表明井上蛀果斑螟成虫产卵主要发生在黎明时分;卵孵化在06:00-08:00和16:00-18:00呈现了两个孵化高峰,为进入光期1h后和进入暗期2h前,表明井上蛀果斑螟的卵主要在黎明和黄昏时分孵化;化蛹主要发生在10:00-14:00和18:00-20:00,这两个时段化蛹的数量占总化蛹数的55.55%,化蛹高峰期为18:00-20:00,发生在进入暗期前2h,表明井上蛀果斑螟老熟幼虫化蛹主要发生于黄昏时分。这些结果表明,光照强度的变化对井上蛀果斑螟的产卵、化蛹和卵孵化影响明显,这一研究结果与大多数其他昆虫的研究结果相似[11,1315],进一步揭示了黎明或黄昏最有利于井上蛀果斑螟产卵、卵孵化及化蛹。

本试验结果表明,井上蛀果斑螟成虫羽化、交配、产卵、卵孵化及幼虫化蛹行为具有明显的昼夜节律。井上蛀果斑螟成虫羽化和幼虫化蛹主要发生在黄昏时分,成虫的交配和产卵主要发生在黎明时分,卵的孵化在黎明和黄昏时分均可发生,且光照强度、光周期及温度等环境条件对井上蛀果斑螟的昼夜行为节律有明显影响。

[1]白玲玲,李正跃. 云南石榴树上的一种新害虫-井上蛀果斑螟[J]. 植物保护,2006,32(1):110.

[2]白玲玲,张祖兵,杨仕生,等. 云南石榴新纪录害虫井上蛀果斑螟的形态学及种群动态特征[J]. 云南农业大学学报,2005,20(2):183187.

[3]DuYanli,LiHouhun,WangShuxia.AtaxonomicstudyonthegenusAssaraWalkerfromChina(Lepidoptera:Pyralidae:Phycitinae)[J].ActaZootaxonomicaSinica, 2002, 27(1):819.

[4]秦卓,蒋智林,李正跃,等. 石榴不同部位对井上蛀果螟(Assara inouei)产卵行为的影响[J]. 云南大学学报(自然科学版),2008,30(S1):123126.

[5]邵淑霞,李春艳,杨仕生,等. 井上蛀果斑螟幼虫和蛹的形态描述及生物学特性[J]. 云南农业大学学报,2008,23 (1):2224.

[6]邵淑霞,姜波,蒲卫琼,等.井上蛀果斑螟触角感器的扫描电镜观察[J]. 昆虫知识,2008,45(6):932936.

[7]韩伟君,肖春,杨仕生,等. 井上蛀果斑螟羽化及交配行为学特征研究[J]. 云南大学学报(自然科学版),2008,30(S1):120122.

[8]张国辉,仵均祥. 梨小食心虫成虫行为节律研究[J]. 西北农林科技大学学报(自然科学版),2012,40 (12):131135.

[9]涂小云,陈元生. 毛健夜蛾昼夜节律行为[J]. 植物保护,2013,39(1):8588.

[10]陈琳,王广利,魏洪义. 杨小舟蛾的羽化和生殖行为节律[J]. 应用生态学报,2014,25(8):24252430.

[11]马涛, 孙朝辉, 李奕震, 等. 麻楝蛀斑螟成虫的羽化节律及生殖行为[J]. 福建农林大学学报(自然科学版), 2014, 43(1): 610.

[12]吴少会,向群,薛芳森. 昆虫的行为节律[J]. 江西植保,2006,29(4):147157.

[13]徐强,张庆. 大猿叶虫卵孵化的时辰节律研究[J]. 江西植保,2007,30(3):99100.

[14]魏玉红,罗进仓,刘月英,等. 苹果蠹蛾羽化产卵及卵孵化的昼夜节律[J]. 植物保护,2014,40(3):143146.

[15]武承旭,杨茂发,曾昭华,等. 斜纹夜蛾成虫在不同寄主上的繁殖行为日节律[J]. 植物保护学报,2015,42(2):210216.

(责任编辑：田喆)

CircadianrhythmicbehaviorofAssara inouei

HeChao1,ShenDengrong1,YinLihong2,LiXiliang1,YuanShengyong1,TianXuejun1

(1.CollegeofLifeScienceandTechnology,HongheUniversity,YunnanProvincialKeyLaboratoryofCropCultivationandSafetyControl,Mengzi661100,China; 2.CollegeofForestry,SouthwestForestryUniversity,Kunming650216,China)

InordertodeterminethecircadianrhythmofAssara inouei,theeclosion,mating,oviposition,hatchingandpupationwerestudiedunderthephotoperiodofL∥D=15h∥9hat(25±1)℃andRHof60% ± 10%inthelaboratory.Theresultsshowedthattheeclosion,mating,oviposition,hatchingandpupationofA. inoueihadasignificantbiologicalrhythm.Theadultemergenceoccurredmainly(80%)in18:00-04:00,andthehighestemergencerateoccurredin20:00-22:00; 75%ofmatingoccurredin04:00-08:00,withthehighestmatingrateoccurringin06:00-08:00,andthesingleadultmatingdurationwasbetween20-60min,withameanvalueof42.12min; 73.99%femaleadultsovipositedin02:00-10:00,significantlyhigherthanintheotherperiods; 82.86%ofegghatchingoccurredin04:00-10:00and16:00-20:00,significantlyhigherthanintheotherperiods; 72.83%ofthelarvaepupatedin10:00-14:00and18:00-22:00,withthepupationpeakoccurringin18:00-20:00.

Assara inouei;circadianrhythm;behavior

20150508

20150617

红河学院博士科研启动专项(14bs15)；红河学院大学生创新创业训练计划项目(DCXL1406)；云南省教育厅科研基金项目(2014Y460)；红河学院植物保护硕士点建设项目

E-mail:hechao1022@163.com

S433.4

ADOI：10.3969/j.issn.05291542.2016.03.023