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以椰子织蛾为寄主的麦蛾柔茧蜂的冷藏研究

2020-12-11王雪梅肖利锋吕宝乾唐继洪

生物安全学报 2020年4期
关键词:虫态椰子生物防治

王雪梅,肖利锋,吕宝乾,卢 辉,唐继洪

1中国热带农业科学院环境与植物保护研究所/农业农村部热带作物有害生物综合治理重点实验室/海南省南繁生物安全与分子育种重点实验室,海南 海口 571101;2海南大学林学院,海南 儋州 571737;3大连九信精细化工有限公司, 辽宁 大连 116600

麦蛾柔茧蜂Habrobraconhebetor(Say)又称麦蛾茧蜂,属膜翅目Hymenoptera茧蜂科Braconidae,常寄生于田间和仓储中的多种鳞翅目Lepidoptera夜蛾科Noctuidae和螟蛾科Pyralidae害虫,寄主范围广泛,是一种外寄生蜂(阿克旦·吾外士等,2006)。国外学者对于麦蛾柔茧蜂的研究多集中于其生理生化及形态学等方面。国内学者对麦蛾柔茧蜂在高温环境中的相关生物学特性变化进行了研究(李理和谢中能,1988;田秋等,2006),还对其在低温环境中及其在特定寄主上寄生后的贮存进行了研究,且研究多见于成虫(阿克旦·吾外士等,2006),鲜有关于麦蛾柔茧蜂在寄主椰子织蛾OpisinaarenosellaWalker上寄生后的冷藏研究报道。

麦蛾柔茧蜂是椰子织蛾的重要天敌寄生蜂(吕宝乾等,2018)。椰子织蛾属鳞翅目织蛾科Oecophoridae,又名椰子木蛾和黑头履带虫。椰子织蛾原产于印度和斯里兰卡,现主要分布于南亚和东南亚,是椰子CocosnuciferaL.、中东海枣Phoenixsylvestris、蒲葵Livistonachinensis(Jacq.)R.Br.等多种棕榈科植物的重要害虫。目前,椰子织蛾已在我国海南、广东、广西等地区造成严重危害,影响本地生态环境,可能导致生态灾害(吕宝乾等,2018,2013;闫伟等,2013)。

生物防治是环境友好型植保措施,目前,我国的生物防治技术不断进步,但对害虫天敌的生物防治制剂的包装、存储、安全运输技术等研究还处在发展阶段,我国在全面应用生物防治技术控制病虫害方面与发达国家相比还有较大差距(李晓娇,2016)。研究表明,天敌昆虫的冷藏可以影响生物防治的效果,冷藏温度的选取是至关重要的因素,一般在2~10 ℃的范围内。如卷蛾分索赤眼蜂TrichogrammatoideabactraeNagaraja在3~5 ℃下最适合冷藏(陈科伟等,2004);螟黄赤眼蜂TrichogrammachilonisIshii在10 ℃下最适合冷藏(吐尔逊等,2005;袁曦等,2013)。因此,研究以冷藏技术保存天敌昆虫对生物防治应用显得极为重要。本研究在前人对麦蛾柔茧蜂冷藏研究的基础上设置了4个生产上常见的冷藏温度,探究麦蛾柔茧蜂最适的冷藏温度及虫态,以期为麦蛾柔茧蜂在生物防治中的应用提供一定的理论基础。

1 材料与方法

1.1 供试昆虫

麦蛾柔茧蜂采集于海南省儋州市那大镇,实验室内用椰子织蛾继代扩繁饲养成实验室稳定种群。

1.2 麦蛾柔茧蜂冷藏的最适温度和虫态

麦蛾柔茧蜂用椰子织蛾3龄幼虫扩繁饲养,因各虫态发育阶段时间相差较大,不同虫态无法统一龄期,故依据实际发育情况,收集麦蛾柔茧蜂的卵、幼虫(1日龄)、蛹(3日龄)、成虫(1日龄)用于实验。因卵和幼虫依附于椰子织蛾幼虫,实验时将这2个虫态与寄主一起置于低温环境进行实验。将4种虫态的麦蛾柔茧蜂分别置于直径2 cm、长5 cm的玻璃管中,用脱脂棉封口;然后均放入4个不同温度(-4、0、4、10 ℃)的冰箱(BCD-230SDCB)中冷藏,同时设置常温对照组:温度(26±1)℃,相对湿度(60±5)%。卵、幼虫、蛹、成虫在-4、0、4、10 ℃中冷藏后取出的时间间隔分别为0.5、0.5、4、48 h,3、6、48、48 h,12、72、72、72 h,4、24、48、48 h。取出冷藏后的麦蛾柔茧蜂,在室温下观察记录其冷藏后存活率,冷藏后观察的时间间隔依不同虫态略有不同。

1.3 冷藏对麦蛾柔茧蜂成虫生物学特性的影响

冷藏处理同1.2,待麦蛾柔茧蜂蛹发育为成虫后,在每个玻璃管内放入一雌一雄初羽化的麦蛾柔茧蜂,接入3龄椰子织蛾幼虫1头供其产卵,24 h后取出麦蛾柔茧蜂。测定冷藏后麦蛾柔茧蜂的羽化率、雌雄蜂寿命、首日产卵量、子代的性比、发育历期。

1.4 数据处理

利用Graphpad 8.0软件对所得数据进行统计分析,得出麦蛾柔茧蜂各个虫态在4个温度中所对应的最佳冷藏温度、麦蛾柔茧蜂的最佳冷藏虫态及麦蛾柔茧蜂冷藏后的生命参数,评估冷藏对其影响。

存活率/%=(冷藏后存活的麦蛾柔茧蜂数/冷藏前麦蛾柔茧蜂总数)×100

羽化率/%=(冷藏后麦蛾柔茧蜂产卵羽化麦蛾柔茧蜂数/冷藏后麦蛾柔茧蜂产卵数)×100

性比=雌蜂数/雄蜂数

2 结果与分析

2.1 不同虫态麦蛾柔茧蜂的冷藏最适温度

图1中结果均以二阶多项式拟合,各曲线R2值均大于0.93。由图1可见,以椰子织蛾为寄主时,麦蛾柔茧蜂的成虫在冷藏初期100 h内,除-4 ℃冷藏的麦蛾柔茧蜂,其他3个处理的麦蛾柔茧蜂成虫存活率变化情况十分接近,后随冷藏时间的延长存活率均出现显著变化,麦蛾柔茧蜂成虫在4 ℃时冷藏时间最久,具有明显的存活优势。麦蛾柔茧蜂的蛹在-4、0、4、10℃冷藏的半数死亡时间T50值分别为98、254、335、370 h,10 ℃时的T50值显著高于其他3个温度,10 ℃是蛹的最佳冷藏温度。麦蛾柔茧蜂的幼虫在4和10 ℃冷藏时具有极其接近的存活率变化曲线且均优于其他2个温度(-4和0 ℃),而幼虫冷藏在10 ℃有更高的T50(170 h),高于其他3个温度(-4℃:9 h;0 ℃:27 h;4 ℃:167 h)。麦蛾柔茧蜂卵在0 ℃及更低温度下冷藏时0.5 h内全部死亡,表明麦蛾柔茧蜂的卵不适合0 ℃及以下的温度冷藏,而在4和10 ℃中冷藏时,10 ℃卵的存活时间长,是更具优势的温度。

图1 不同虫态麦蛾柔茧蜂在不同冷藏温度下的存活率

2.2 麦蛾柔茧蜂的最佳冷藏虫态和温度

图2中均以二阶多项式拟合,各曲线R2值均大于0.93。寄生椰子织蛾的麦蛾柔茧蜂成虫、幼虫、卵在各自对应的最佳冷藏温度(分别为4、10、10 ℃)下冷藏曲线变化相似,且其T50值接近:成虫,4 ℃为196 h;幼虫,10 ℃为170 h;卵,10 ℃为136 h;均显著小于蛹在10 ℃时的T50值(370 h),随着冷藏时间的延长,蛹的存活率变化曲线比其他3个处理更为平缓。因此,蛹和10 ℃是麦蛾柔茧蜂在寄主椰子织蛾上的最佳冷藏虫态和温度(图2)。

图2 不同虫态麦蛾柔茧蜂在最佳冷藏温度下的存活率

2.3 冷藏对麦蛾柔茧蜂成虫生物学特性的影响

由图3可知,麦蛾柔茧蜂蛹的存活率在10 ℃时随时间推移而显著下降,但在冷藏6~12 d内存活率变化趋于平和,冷藏12 d时存活率仍达到75.25%。10 ℃的冷藏条件对于首日产卵量的影响逐渐增大,短时低温对首日产卵量并不会产生显著影响,但随冷藏时间的延长,首日产卵量显著减少。麦蛾柔茧蜂的羽化率在冷藏后显著降低,冷藏时间增加显著性也随之增加,但冷藏12 d后羽化率仅下降到67.49%,仍具有较高羽化率。在短时间10 ℃的低温环境中麦蛾柔茧蜂性比会显著降低,雌蜂数量下降,但在冷藏后期,性比均值又呈逐渐恢复的趋势,雌蜂数量不断增长。麦蛾柔茧蜂的蛹在10 ℃储藏后使其发育历期有所增加,但与对照并无显著差异。10 ℃下冷藏可以显著提高麦蛾柔茧蜂寿命,冷藏初期雌雄蜂寿命接近,冷藏后期雄蜂寿命的增长有高于雌蜂的趋势。

图3 10 ℃条件下不同冷藏时间对麦蛾柔茧蜂的影响

3 讨论与结论

麦蛾柔茧蜂是棕榈科植物重要害虫椰子织蛾的本土寄生蜂,对椰子织蛾具有一定的防治效果(吴琦琦等,2018)。本研究结果表明,寄生于椰子织蛾的麦蛾柔茧蜂的成虫和蛹比幼虫和卵更耐寒,这与黄信飞(1986)的研究结果相符。昆虫的蛹期具有较好的抗寒性,冷藏可有效减缓麦蛾柔茧蜂蛹的发育速度,且便于操作,还能避免其对天敌昆虫造成伤害(王磊等,2018)。通过两次回归分析证明,寄生于椰子织蛾的麦蛾柔茧蜂的最佳冷藏虫态为蛹,本研究结果与其他种类的天敌冷藏的最佳虫态相同,可以为麦蛾柔进行生物防治时的冷藏处理提供参考意见。

冷藏可以减慢寄生蜂的代谢速率(Majeedetal.,2018)。低温显著影响麦蛾柔茧蜂蛹的存活率,但麦蛾柔茧蜂蛹在10 ℃冷藏12 d后存活率仍超过70%,因此认为此时其仍具有可观的利用价值,这与前人报道略有不符(张少波等,2017),可能是不同地理种群和寄主来源或生境差别的影响所致(Saadatetal.,2016)。麦蛾柔茧蜂的蛹在10 ℃条件下冷藏,其首日产卵量有显著变化,可能是低温环境下麦蛾柔茧蜂的精巢和卵巢的发育质量降低,致使产卵量受到一定影响。麦蛾柔茧蜂寄生椰子织蛾的发育历期为11.8 d(吕宝乾等,2018),经过冷藏处理,蛹期稍有延长,致使其发育历期有增长的趋势,但变化不显著,这与前人研究结果类似(Chenetal.,2011)。

在天敌昆虫远距离调运或当需要维持足够寄生蜂野外释放时,可通过冷藏蜂种来保证。麦蛾柔茧蜂寄生椰子织蛾在最适虫态(蛹)和最适温度(10 ℃)下冷藏12 d后,虽然性比有所改变,但存活率和羽化仍能达到70%左右,发育历期未发生明显变化,且寿命显著延长。这说明短时间内的冷藏对麦蛾柔茧蜂的生理学功能不会造成不良的影响,并且便于龄期统一和远距离调运,保证生物防治的高效性(章玉苹等,2013)。

本研究结果可为生物防治过程中调运和保存麦蛾柔茧蜂提供一定的理论基础和应用参考价值,但由于条件限制,对于麦蛾柔茧蜂冷藏温度的选取相对较低,且在冷藏过程中并未考虑和调节光周期,未精确控制湿度。因此,研究有待进一步改进,通过完善研究可以对麦蛾柔茧蜂在生物防治的实际应用中提出更加具体的方案。

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