越南黄檀锈菌与锈菌瘿蚊关系*

王 姣 周国英 苏圣淞 何苑皞 董文统 张 茜 刘君昂

(森林有害生物防控湖南省重点实验室 经济林培育与保护省部共建教育部重点实验室 中南林业科技大学 长沙 410004)

越南黄檀锈菌与锈菌瘿蚊关系*

王 姣 周国英 苏圣淞 何苑皞 董文统 张 茜 刘君昂

(森林有害生物防控湖南省重点实验室 经济林培育与保护省部共建教育部重点实验室 中南林业科技大学 长沙 410004)

【目的】 对越南黄檀锈病及其食菌昆虫黄檀锈菌瘿蚊(双翅目： 瘿蚊科)的生物学特性及其与锈菌发生的关系进行研究，为锈菌瘿蚊用于生物防治提供参考。【方法】 通过室内饲养观察研究不同发育阶段的锈菌瘿蚊形态特征及生活习性，以及通过定期林间调查及室内观察，研究锈菌瘿蚊锈菌瘿蚊的生活史及其与锈菌的关系。【结果】 锈菌瘿蚊卵椭圆形，表面光滑，通体透明，背侧弧形而腹侧平直。幼虫纺锤形，头部白色，体两侧是透视可见波浪状的白色脂肪体，中间橙黄色至红褐色，幼虫无足型，体12节。蛹为离蛹，其发育过程可分为前期、中期和后期。雌成虫全身密被绒毛； 头黑褐色，三角形； 触角念珠状，2+12节，鞭小节呈单结型圆柱状，其上有环丝； 3对足近等长； 前翅发达，透明，布满绒毛。雄成虫触角念珠状，2+9节，鞭小节双结状，端结中部缢缩而呈近三结状，每鞭小节的端结有两轮环丝，基结有一轮环丝； 生殖器基部较粗，前端尖细，其他特征类似雌虫。幼虫以夏孢子为食，1个叶片上可发现0～50头不等的幼虫，黄色夏孢子堆经其取食后变成灰色孢子堆，对灰色夏孢子堆进行显微观察，可发现夏孢子内含物消失、夏孢子内陷或破裂。在澄迈县9月上旬越冬代老熟幼虫停止休眠,在茧内直接化蛹，然后羽化为成虫，9月下旬羽化结束，10—11月为幼虫暴发盛期，1年发生3代，具有世代重叠现象。越南黄檀锈病几乎全年均有发生，有2个明显的暴发期，锈菌瘿蚊出现于第2个暴发期，且在锈病第2个暴发期内锈病病情指数与锈菌瘿蚊幼虫数量的相关系数可达0.82。【结论】 黄檀锈菌瘿蚊是越南黄檀人工林中新发现的食菌性昆虫，自然条件下该黄檀锈菌瘿蚊对越南黄檀锈病有较为显著的控制作用，具有一定的生防利用前景。

锈菌瘿蚊； 越南黄檀； 锈病； 生物防治； 海南

越南黄檀 (Dalbergiatonkinensis)是蝶形花科(Papilionaceae)黄檀属落叶乔木，在我国红木标准(GB/T 18107—2000)中归为香枝木类(国家质量技术监督局， 2000)，也是世界公认的3种香枝木之一，与海南黄檀、印度黄檀同属一类，是世界珍稀名贵木材。目前，国内对该树种的研究多集中于种子萌发、育苗及材质辨别方面。

锈菌瘿蚊(Mycodiplosissp.)取食锈菌孢子，属于双翅目(Diptera)瘿蚊科(Cecidomyiidae)锈菌瘿蚊属，是一种菌食性昆虫(焦克龙， 2011)。国内最早发现于20世纪90年代，陈秀芬等(1990)报道了以小麦叶锈菌(Pucciniarecindita)、小麦条锈菌(Pucciniastriiformisf. sp.tritici)和咖啡驼孢锈菌(Hemileiavastatrix)夏孢子为食的咖啡锈菌瘿蚊(Mycodiplosishemileiae)，描述了成虫形态特征。高兆国等(1994)对陇东地区小麦条锈菌上的锈菌瘿蚊虫态、生活史及习性进行了介绍。蔡英(2011)系统性地研究了以松杨栅锈菌(Melampsoralarici-populina)夏孢子为食的锈菌瘿蚊生物学特性。国外Nijveldt(1969)发表了瘿蚊科锈菌瘿蚊属种类所取食的锈菌名录，Kaushal等(2001)发现以小麦叶锈菌(Pucciniareconditatritici)夏孢子为食的一种锈菌瘿蚊(Mycodiplosissp.)，并对其生物学特性进行了研究。Henk等(2011)从世界各地收集了近200株锈菌菌株，并系统调查了来自马里兰州的333个植物标本，结果表明锈菌瘿蚊是普遍存在的。

2014年笔者在海南省澄迈县越南黄檀人工林中采集昆虫，并对所有采集到的昆虫进行饲养，根据叶片及昆虫表现出的症状成功筛选出黄檀锈菌瘿蚊。其幼虫以越南黄檀锈菌夏孢子为食，黄色的新鲜夏孢子堆经取食后变为灰色，对病情有一定的缓解作用。随着越南黄檀在我国逐渐推广栽培，病虫害防控技术研究尤为重要，为查明新发现的黄檀锈菌瘿蚊是否具有控制越南黄檀锈菌的生防潜力，笔者于2015年对该锈菌瘿蚊及其与锈菌发生的关系进行了研究。

1 材料与方法

1.1 材料

供试虫源： 2015-09—11在海南省澄迈县试验基地的越南黄檀人工林内采集虫源，带回实验室置于人工气候箱模拟海南光照及温湿度条件饲养，饲养条件为光照周期L∶D=14 h∶10 h、温度为(27 ± 0.5)℃、湿度为70%±5%。

1.2 方法

1.2.1 外部形态观察 将采集的锈菌瘿蚊幼虫带回室内，在体视显微镜下观察并拍照，每个虫态测量40头并统计大小范围。然后用镊子轻轻挑取幼虫置于装有越南黄檀带锈病叶片的指形管内，每管10头，用棉花封口，每日更换新鲜感病叶片饲养，另将观察到有卵或蛹的的越南黄檀锈病叶片进行保湿培养，记录各虫态的发育初始期、发育历期等。

2 结果与分析

2.1 黄檀锈菌瘿蚊外部形态特征

图1 锈菌瘿蚊形态特征Fig.1 Morphological characteristics of Mycodiplosis sp.A： 卵Egg； B： 幼虫Larva； C:老熟幼虫Mature instar larva； D： 蛹Pupa； E： 蛹壳Pupa shell； F： 雌成虫Imago； H： 雌虫触角Antenna(♀)； I： 雄成虫Imago； J： 雄虫触角Antenna(♂).

2.1.1 卵(图1A) 椭圆形，零散分布，长0.22～0.32 mm，宽0.08～0.12 mm，表面光滑，通体透明，顶端较尖，尾部较钝，背侧弧形，腹侧平直。

2.1.2 幼虫(图1B、C) 纺锤形，长0.45～1.30 mm，宽0.12～0.40 mm； 头小，白色； 体两侧透视可见波浪状白色脂肪体，中间部分橙黄至红褐色； 幼虫无足型，头部常缩入前胸内，偶见伸出； 体12节，每体节两侧均有刚毛。老熟幼虫主要位于叶片主叶脉处平行排列，吐丝结茧，在叶片的其他部位也有少数老熟幼虫吐丝结茧。老熟幼虫身体光滑透明、淡黄色、卵形，腹部至尾部中央深褐色，头部缩入前胸。

2.1.3 蛹(图1D) 离蛹，蛹体长1.2～1.4 mm，宽0.47～0.50 mm，其发育过程可分为前期、中期和后期。前期是老熟幼虫向蛹体过渡阶段，蛹体相比老熟幼虫而言变短变细，可明显分清头部与尾部。头部呈方形且为黑色，有眼点； 尾部变尖； 背部为光滑透明，淡黄色； 腹部至尾部中央深褐色。中期，蛹体整体颜色变深且体型变大，有明显层次感。蛹体腹视可见白色的翅芽和足均整齐地排列于腹部； 蛹体背视可见颈部到尾部有一条沟壑带，带壑两侧开始变白，且有均匀分布的体节； 蛹体侧视可见翅芽已初步形成，呈白色透明扇状，复眼、触角初步形成。末期，蛹体的腹部背部变白，其他部位均变黑，如翅芽，复眼，及触角等。蛹羽化前将头部的薄茧顶破，羽化后会留下白色蛹壳(图1E)。

2.1.4 成虫(图1F、G、H、I) 雌成虫体长1.2～1.4 mm，全身密被绒毛，头部黑褐色、三角形； 复眼黑褐色，触角念珠状，2+12节，长约1.0 mm，淡黄色，鞭小节呈单结型圆柱状，其上有环丝； 胸部橙黄色； 腹部8节，黄色； 足细瘦， 3对足近等长； 前翅发达、透明，翅面、翅缘布满绒毛，后翅特化为平衡棒。雄成虫体长1.0～1.2 mm，触角念珠状，2+9节，触角长于雌虫，约1.6 mm，鞭小节双结状，端结中部缢缩而呈近三结状，每鞭小节的端结有两轮环丝，基结有一轮环丝，鞭小节颈部相对于雌虫颈部较长； 外生殖器分为2部分，基部较粗，有刚毛，前端尖细，呈褐色。其他特征类雌虫。焦克龙(2011)认为成虫触角的环丝为瘿蚊科特有结构，鞭节形态结构是重要的族级和属级分类特征。锈菌瘿蚊属雄虫触角鞭小节呈双结型，端结中部常缢缩而呈近三结状，其端结近端部和近基部以及基结的近基部各横向着生l圈(共3圈)呈延长环状或套状的、排列规则的且发达程度一致的环丝，雌虫鞭小节常呈单结型圆柱状，或其近基部稍缢缩而略呈双结型，结部其端部和基部各横向着生1圈带状的，不发达环丝，其间有相对的2条纵向环丝相连，其近端部和基部各着生1轮排列不规则的长刚毛，雌虫鞭小节颈部相对较短，雄虫鞭小节颈部相对较长。本文成虫雌雄触角特征与焦克龙(2011)报道的锈菌瘿蚊属一致。

2.2 黄檀锈菌瘿蚊生活习性

黄檀锈菌瘿蚊幼虫一般出现在夏孢子堆附近，以越南花梨锈菌的黄色夏孢子为食，1个叶片可发现0～50头不等的幼虫，黄色夏孢子堆经其取食后变成灰色(图2)。雌成虫一般在新鲜黄色夏孢子堆附近产卵，零散分布。幼虫不能向后移动，只可以向前或左右移动，且移动速度快； 随着幼虫不断的生长，取食的夏孢子也越来越多，对外界抵抗能力越强，食源不足时则会提前休眠。老熟幼虫一般在叶片主叶脉处结茧化蛹。蛹羽化前将头部的薄茧顶破，羽化后会留下白色蛹壳，刚羽化成虫在1 min内无飞行能力，其后的1天时间内活动能力很强，1天以后飞行能力降低，2天后几乎无飞行能力，随后死亡。焦克龙(2011)指出锈菌瘿蚊属幼虫主要取食锈菌类和霉菌类。本文结果与上述报道一致。

图2 锈菌瘿蚊取食症状Fig.2 Feeding symptoms of Mycodiplosis sp.

2.3 黄檀锈菌瘿蚊生活史

黄檀锈菌瘿蚊在海南省澄迈县1年能完成3代，有世代重叠，以裸露的老熟幼虫在松软的土壤中结茧，在茧内以老熟幼虫越冬，次年9月上旬越冬代老熟幼虫停止休眠，在茧内直接化蛹，蛹羽化为成虫，9月下旬羽化结束，10—11月为幼虫暴发盛期。澄迈县黄檀锈菌瘿蚊年生活史见表1。

表1 锈菌瘿蚊年生活史(海南澄迈)①

①●: 卵Egg; -: 幼虫Larva; △: 蛹Pupa; +: 成虫Adult;(△): 越冬蛹Overwintering pupa; F: 上旬The first ten days; M: 中旬The middle ten days; L: 下旬The last ten days.

2.4 越南黄檀锈病夏孢子病情指数与黄檀锈菌瘿蚊幼虫消长规律

越南黄檀锈病在海南澄迈几乎全年均有发生，有2个明显的暴发期，第1次为3月下旬至6月上旬，第2次为9月中旬至11月中旬，且第2次暴发比第1次暴发更为迅速，但第2次最大病情指数却比第1次小(图3)。锈菌瘿蚊在越南黄檀锈病第1次暴发时未见发生，而锈病第2次暴发时食锈菌幼虫数随着锈病的病情指数升高而不断增加，但当锈病病情指数刚开始减少时幼虫数却还在不断的增加，随着锈病夏孢子越来越少，锈菌瘿蚊幼虫数也开始大量的减少(表1)。对9月上旬至12月下旬的越南黄檀锈病病情指数与锈菌瘿蚊幼虫数做相关性分析可得出二者在P值为0.01水平下呈显著正相关，相关系数为0.82。

图3 病情指数与黄檀锈菌瘿蚊幼虫数量消长规律Fig.3 Time course of disease index of the urediospore of D.tonkinensis rust and the larvae of Mycodiplosis sp.F,M,L:分别为上、中、下旬First，middle, and last ten-day period of a month, respectively.

3 讨论

关于锈菌瘿蚊形态学与生物学特性，曹克强(1992)、高兆国 (1994)、蔡英(2011)、焦克龙(2011)等曾有报道，与本研究发现的锈菌瘿蚊有以下区别： 1) 小麦条锈菌夏孢子堆经锈菌瘿蚊幼虫取食后病斑由鲜黄变成枯黄，而越南黄檀锈病夏孢子堆经锈菌瘿蚊取食后，夏孢子堆会由黄色变为灰白色。2) 本研究发现的锈菌瘿蚊卵、幼虫、蛹3阶段体色与小麦、杨树上锈菌瘿蚊均不同，本研究的锈菌瘿蚊雄虫触角与焦克龙指出的中国已有记录的11种雄虫触角有较为显著的差别，中国已有记录的11种锈菌瘿蚊雄虫触角均为2+12节，本研究发现的雄虫触角为2+9节。3) 在发生时期上小麦条锈菌锈菌瘿蚊出现于3月、大发生于5月，松杨栅锈菌锈菌瘿蚊出现于7月，大发生于8、9月； 而本研究发现的越南黄檀锈菌瘿蚊出现于9月，大面积发生于10、11月。综合上述分析，本研究发现的越南黄檀锈病锈菌瘿蚊属于另一种类。

自然界中以锈菌为食的昆虫还有一些鞘翅目甲虫和鳞翅目蛾蝶类昆虫，但绝大部分是瘿蚊科幼虫。有研究探讨了锈菌瘿蚊和其真菌性食物来源之间的关系，并认为这种关系对于被锈菌感染的寄主植物有重要意义，因为锈菌瘿蚊的取食会减少孢子的数量(Kaushaletal., 2001； Kluthetal., 2001)。利用天敌昆虫进行病害生物防治现已逐渐成为研究的热点领域(王宏毅， 2004； Batra， 1963； Roeper， 1995； Krasutskii， 2002)。曹克强(1992)指出锈菌瘿蚊的取食降低了病菌再侵染的菌量，在流行上有减缓病害发生的作用。通过对越南黄檀锈病夏孢子病情指数与黄檀锈菌瘿蚊锈菌瘿蚊幼虫消长规律的研究，结果表明几乎全年发病，黄檀锈菌瘿蚊锈菌瘿蚊对锈病夏孢子有很强的依赖关系，病情越严重幼虫数量也越多，而且由于黄檀锈菌瘿蚊幼虫对锈病夏孢子的取食作用，锈病的下半年的病情指数明显降低，因此黄檀锈菌瘿蚊对锈病的暴发有一定的控制作用。该锈菌瘿蚊在自然条件下发生在越南黄檀锈病的第2个暴发期，但在越南黄檀锈病的第一个暴发期夏孢子堆上未发现黄檀锈菌瘿蚊，其具体原因有待深入研究。

4 结论

本研究采用雌雄成虫触角鞭节形态结构结合幼虫生物学的方法对取食越南黄檀锈病夏孢子的昆虫进行了鉴定，结果表明该昆虫属于锈菌瘿蚊属，具有世代重叠现象，幼虫以越南黄檀锈病夏孢子为食，对锈病的病情有一定的缓解作用。本研究发现的越南黄檀锈病锈菌瘿蚊属于另一种类。

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(责任编辑 朱乾坤)

Relationship between the Rust onDalbergiatonkinensisand Its Mycophagous InsectMycodiplosissp. (Diptera: Cecidomyiidae)

Wang Jiao Zhou Guoying Su Shengsong He Yuanhao Dong Wentong Zhang Qian Liu Jun’ang

(CentralSouthUniversityofForestryandTechnologyKeyLaboratoryofCultivationandProtectionforNon-WoodForestTreesofMinistryofEducationHunanProvincialKeyLaboratoryforControlofForestDiseasesandPestsChangsha410004)

【Objective】 This study was intended to reveal the biological characteristics ofMycodiplosissp. (Diptera: Cecidomyiidae), a mycophagus insect of theDalbergiatonkinensisrust, and its relationship with the rust disease, which can provide a foundation for utilizing the insect as a biological control agent for the plant rust. 【Method】 Biological characteristics of different life stages were studied using lab breeding populations, and its relationship with the uredium of rust was studied using field investigation and lab breeding populations．【Result】 The results showed that theMycodiplosissp. is an insect with complete metamorphosis from egg, larva, pupa to adult. The egg is oval, the surface of egg is smooth and transparent. Egg dorsal is slightly uplift like arc, and the ventral is straight. Apodous larva has no feet, it is fusiform with an orange yellow center and white fat bodies on both sides, its white head is small and often retracts into prothorax. The pupa has three developmental stages including initial stage pupa, medium stage pupa and late stage pupa. The female’s moniliform antenna has 2+12 segments, and the male’s has 2+9. The flagellomere of the male is longer than the female, so is its antenna. The base of genital of flagellomere of the male is thick, the front end is tapered, and other features are similar to the female. Larvae ate urediospore, 0 to 50 larvae could be found from one piece of leaf. After fed by the insect, the yellow urediospore heap turns into gray, under microscope the urediospores could be found empty, shrunk or ruptured. In Chengmai County, the overwintered larvae stop dormancy in early September, directly pupate in a cocoon, then pupae into adults, and finish eclosion in late September. October to November is the outbreak period of the larvae. TheMycodiplosissp. could occur three generations a year(in Chengmai)with generation overlapping.D.tonkinensisrust almost occurs throughout the year, with two obvious outbreak periods.Mycodiplosissp. occurs in the second period of the rust outbreak, the correlation coefficient of the disease index of rust and the number of larvae was 0.82.【Conclusion】Mycodiplosissp. is a new mycophagous insect found in planted forest ofD.tonkinensis. Under natural conditions,Mycodiplosissp. shows a significant control effect onD.tonkinensisrust, which suggests a certain potential in biological control of rust disease.

Mycodiplosissp；Dalbergiatonkinensis； rust； Hainan

10.11707/j.1001-7488.20170711

2016-03-18；

2016-07-12。

林业公益性行业科研专项(201304402)。

Q964

A

1001-7488(2017)07-0105-06

*刘君昂为通讯作者。