斑翅果蝇和黑腹果蝇对醋酸耐受性的比较分析

高欢欢 王咏梅 蒋锡龙 吕召云 覃冬云 吴新颖 于毅

摘要：斑翅果蝇和黑腹果蝇是重要的果实害虫，但两者的取食偏好性差异明显。为了明确在醋酸胁迫条件下斑翅果蝇和黑腹果蝇的耐受性差异，设置两种果蝇成虫取食不同醋酸含量的人工饲料，不同时间后观察其死亡率的变化，并计算特定时间下的LC50。结果表明，随着醋酸含量增加和处理时间延长，黑腹果蝇和斑翅果蝇的死亡率逐渐增加，但相同醋酸含量、相同处理时间内，斑翅果蝇的死亡率高于黑腹果蝇；随着处理时间的延长，两种果蝇的LC50逐渐降低，且在相同处理时间下，黑腹果蝇的LC50明显高于斑翅果蝇。因此，黑腹果蝇对醋酸的耐受性明显高于斑翅果蝇。

关键词：斑翅果蝇；黑腹果蝇；醋酸；死亡率

中图分类号：S433文献标识号：A文章编号：1001-4942（2018）03-0083-04

Abstract Drosophila suzukii and D. melanogaster are important pests with different feeding preference. In order to make clear the discrepancy in tolerance to environmental acetic acid， we assessed mortality of D. suzukii and D. melanogaster after feeding artificial diet with different contents of acetic acid. The LC50 was also calculated at specific exposing time. The results showed that the mortality of the two Drosophila species was ever-increasing with the increase of acetic acid content and exposing time. However， the mortality of D. melanogaster was higher than that of D. suzukii under the same content of acetic acid and exposing time. The LC50 of D. melanogaster and D. suzukii adults decreased gradually with the increase of exposing time.Moreover， the LC50 of D. melanogaster was higher than that of D. suzukii under the same time. Therefore， D. melanogaster had higher tolerance to environmental acetic acid than D. suzukii.

Keywords Drosophila suzukii； Drosophila melanogaster； Acetic acid； Mortality

黑腹果蝇和斑翅果蝇是浆果类果实中较为重要的害虫，隶属于双翅目（Diptera）果蝇科（Drosophilidae），在世界各地均有分布，可为害樱桃、草莓、葡萄等60多种植物[1]。黑腹果蝇喜爱在腐烂的水果上产卵，而斑翅果蝇具有锯齿状产卵器，可在新鲜果实上产卵，孵化为幼虫后取食果肉为害[2，3]，因此，两种果蝇的产卵和取食习性有明显差异。

腐烂果实中会滋生大量的微生物，通过其代谢为果蝇幼虫的发育提供营养[4]。已有研究證明腐烂水果中的糖类等碳水化合物可分解为甲醇、乙醇、丙醇、丁醇等短碳链醇，吸引果蝇产卵。例如，在黑腹果蝇取食过的果实中，乙醇含量可达到总质量的6%[5，6]。但黑腹果蝇可以形成自身机制来适应富含酒精的生长环境[7，8]。并且乙醇可在乙醇脱氢酶的作用下生成乙醛，进而由乙醛脱氢酶分解为乙酸[9]。而斑翅果蝇喜爱的新鲜水果中糖类、维生素和其他碳水化合物较多，蛋白质和氨基酸相对缺乏[10]，乙醇、乙醛以及乙酸的含量均不高。因此是否为酸性环境是两种果蝇产卵和取食生态位的特点之一，黑腹果蝇和斑翅果蝇是否对乙酸具有耐受性并未见报道。探索两种果蝇耐受乙酸的差异性，是解释两种果蝇具有不同取食偏好的关键所在。

因此，本研究以醋酸作为酸性环境的指示剂，将不同含量醋酸加入人工饲料，分别处理黑腹果蝇和斑翅果蝇成虫，统计不同醋酸含量、不同处理时间下，两种果蝇的死亡率变化及相同时间处理的LC50，比较两种果蝇对醋酸的耐受性差异，进而为解释两种果蝇具有不同取食偏好的特性提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试虫材料

黑腹果蝇和斑翅果蝇于2016年采集于山东烟台牟平的葡萄园中（北纬N37°24′，东经E121°43′）。饲养于温度为（25±0.5）℃、湿度为 （70±0.5）%、光周期为 L∶D=16 h∶8 h人工气候箱中，用人工饲料[11]饲养 5～6 代后取羽化 3 d 的成虫用于本试验。

1.2 试验方法

1.2.1 醋酸对黑腹果蝇成虫死亡率的影响 分别量取2.5、3.0、4.0 mL 醋酸加入未凝固的人工饲料中，使其最终体积为100 mL，以不加醋酸为对照，即醋酸含量为0、2.5%、3.0%、4.0%。将不同醋酸含量的人工饲料倒入直径5.5 cm、高7 cm的组织培养瓶中，盖紧瓶盖以避免醋酸挥发。待人工饲料凝固后，吸取羽化后3 d的50头黑腹果蝇成虫（雌雄比为1∶1），分别放入不同醋酸含量的培养瓶中，每处理重复5次。分别于1.5、3、6、12、24 h后进行观察，并记录黑腹果蝇死亡数量，统计死亡率。

1.2.2 醋酸對斑翅果蝇成虫死亡率的影响 根据前期预试验，醋酸含量为3.0%时，斑翅果蝇成虫全部死亡，因此，醋酸含量的设定不同于黑腹果蝇。称量1.5、2.0、3.0 mL 醋酸加入未凝固的人工饲料中，使其最终体积为100 mL，以不加醋酸为对照，即醋酸的含量为0、1.5%、2.0%、3.0%。对斑翅果蝇的其他处理方法同1.2.1。

1.3 数据分析

以醋酸含量和处理时间为因素，利用SPSS 18.0对斑翅果蝇和黑腹果蝇的死亡率进行双因素方差分析。并对其死亡率进行Probit回归分析，计算醋酸对两种果蝇的致死中含量（LC50），显著水平为0.05。

2 结果与分析

2.1 黑腹果蝇和斑翅果蝇在醋酸胁迫下死亡率的动态变化

随着处理时间的延长和醋酸含量的增加，黑腹果蝇和斑翅果蝇的死亡率均逐渐增加（图1，图2）。由图1可知，醋酸含量为2.5%时，黑腹果蝇并没有受到显著影响，其死亡率未达到20%；当醋酸含量超过2.5%时，死亡率急剧增加，3.0%醋酸处理黑腹果蝇6 h以上，死亡率稳定在（84.00±2.01）%；4.0%醋酸处理黑腹果蝇3 h，其死亡率达到（97.00±3.76）%。由图2可知，斑翅果蝇成虫在2.0%醋酸处理1.5 h后，死亡率为（59.20±5.45）%；处理3 h后，其死亡率已达到（89.80±4.90）%，处理6 h后全部死亡；斑翅果蝇在3.0%醋酸条件下死亡率为100%，其耐受醋酸的能力明显低于黑腹果蝇。

2.2 醋酸胁迫下黑腹果蝇和斑翅果蝇死亡率影响因素分析

由黑腹果蝇和斑翅果蝇死亡率的双因素方差分析结果（表1）可知，醋酸含量、处理时间以及两种因素的交互作用对两种果蝇的死亡率均有极显著影响。

2.3 醋酸对黑腹果蝇和斑翅果蝇的致死中含量

由表2可知，随着处理时间的延长，黑腹果蝇和斑翅果蝇的LC50逐渐降低，但在相同处理时间下，黑腹果蝇的 LC50 明显高于斑翅果蝇。醋酸处理1.5 h 后，斑翅果蝇的 LC50 为 1.9%，而黑腹果蝇的LC50 为3.3%。 处理6 h后，斑翅果蝇和黑腹果蝇的 LC50均趋于稳定，分别为1.5%和2.6%。

3 讨论与结论

本研究发现，黑腹果蝇对醋酸的耐受能力高于斑翅果蝇，表现为黑腹果蝇的LC50明显高于斑翅果蝇，且在相同醋酸含量、相同处理时间内，斑翅果蝇的死亡率高于黑腹果蝇，这与黑腹果蝇偏爱于酸腐环境的生物学特性相吻合。

长期进化以来，黑腹果蝇在一定程度上形成了适应酸腐环境的机制，其中，与共生菌的相互作用是昆虫用于平衡营养和适应环境的重要途径[12，13]。腐烂水果中会滋生大量微生物，Fischer等[14]证明黑腹果蝇趋向于在醋酸菌存在的微生物环境中产卵，因为醋酸菌可以参与果蝇体内乙醇、乙酸的代谢，减少乙醇和乙酸对果蝇造成的危害，产生的次级代谢产物也有利于果蝇的生长发育。高欢欢等[15]也发现在两种果蝇取食过的葡萄中，微生物多样性明显增加，且在黑腹果蝇取食过的葡萄中发现了三种醋酸菌，但斑翅果蝇取食过的葡萄中却没有发现，这可能是斑翅果蝇对醋酸耐受性差的原因之一。黑腹果蝇成虫肠道中微生物群落比较稳定的有十余种，以醋酸菌和乳酸菌为主[16]，是肠道和外界环境共生的细菌，对于黑腹果蝇的共生菌协同进化提供重要依据。但新鲜水果富含糖类和碳水化合物，没有丰富的蛋白质和微生物[10]，斑翅果蝇如何适应营养缺乏的环境，肠道内的微生物是否可以参与其生长发育、增加适应性，需要做进一步研究。

参 考 文 献：

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