草地贪夜蛾幼虫日龄及取食的食物对淡足侧沟茧蜂寄生效果的影响

巨学阳，薛蓉蓉，童 璐，廖 露，宋圆圆，曾任森，王 杰

（福建农林大学农学院/福建农林大学作物遗传育种与综合利用教育部重点实验室/福建农林大学闽台作物有害生物生态防控国家重点实验室，福州 350002）

草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda，俗称秋黏虫，属于鳞翅目夜蛾科灰翅夜蛾属，是原产于美洲热带和亚热带地区的多食性害虫，广泛分布于美洲大陆，是世界重大的农业害虫[1,2]，被认为是世界上最具破坏性的害虫之一，且有迁飞能力强、繁衍能力强、适应环境能力强、对化学农药抗性高等特点，几乎可以取食任何植物类群，但其对禾本科植物有特定的偏好[3-6]。草地贪夜蛾幼虫可以为害植株的各个器官，对植株破坏能力强，严重时甚至会导致绝收。2019年1月草地贪夜蛾入侵我国云南并迅速扩散到20多个省区，对我国粮食安全造成了严重的影响[7]。面对草地贪夜蛾的入侵，我国采取的防治措施主要以化学农药为主，化学农药虽然会在短期内对草地贪夜蛾起到控制效果[8]，但是长期、大量使用化学农药不仅会造成草地贪夜蛾农药抗性提高，还会破坏生态环境，导致农药残留增加[9,10]。随着草地贪夜蛾在我国不断地扩散，寻求绿色可持续防控措施尤为重要。利用天敌进行生物防治，能有效控制害虫田间扩散、保护生态系统稳定、提高农产品质量安全等优点[11]。据报道，寄生蜂寄生能够对草地贪夜蛾的生长有抑制作用[12]。在我国已经发现有多种寄生蜂对草地贪夜蛾有防治作用[13,14]。

淡足侧沟茧蜂Microplitis palidpes，属于膜翅目茧蜂科小腹茧蜂亚科，可以寄生甜菜夜蛾Spodoptera exigua，斜纹夜蛾Spodoptera litura和黏虫Mythimna separata等害虫低龄幼虫[15-17]。唐继洪等[18]在海南省对野外草地贪夜蛾天敌调查分析后，首次报道发现淡足侧沟茧蜂是草地贪夜蛾的寄生性天敌，自然条件下对幼虫寄生率为12.3%。王金彦等[19]报道了在室内条件下淡足侧沟茧蜂能够寄生草地贪夜蛾，并发现在29 ℃且寄主密度小于20头/瓶情况下寄生率可以达到30%左右。为了进一步明确淡足侧沟茧蜂对草地贪夜蛾幼虫的寄生情况，本试验主要对寄主日龄和所取食的食物对淡足侧沟茧蜂在草地贪夜蛾幼虫上的寄生效果进行了研究，旨在为大量扩繁和应用淡足侧沟茧蜂对草地贪夜蛾进行田间防控提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

草地贪夜蛾人工饲料参考有关文献和适当修改，以黄豆粉、酵母粉、小麦胚芽、琼脂、胆固醇、抗坏血酸、山梨酸、蒸馏水等为原料，混合后高温灭菌，放凉待用[20,21]。

草地贪夜蛾于 2020年采于福建农林大学校内玉米地，在温度（26±2）℃、RH 70%±10%、光周期14L:10D的养虫室内分别用玉米和人工饲料进行继代饲养，繁殖多代，取新鲜的草地贪夜蛾卵块，孵化后饲喂幼嫩玉米苗和人工饲料生长到 1～3 龄时待用。草地贪夜蛾用人工饲料饲养3代以上定义为饲料种群，用玉米叶片饲养3代以上定义为玉米种群。

淡足侧沟茧蜂由上海农业科学院提供，寄生蜂在温度（26±2）℃，光周期14L:10D的光照养虫室进行饲养，用10%蜂蜜水饲喂成虫，用斜纹夜蛾繁殖2代，然后用草地贪夜蛾繁殖3代后，寄生蜂交配24 h后待用。

1.2 试验设计

试验在温度（27±2）℃、RH 70%±10%、光周期14L:10D的养虫室内进行。分别在取食玉米和取食人工饲料的群体中选取3、5、8日龄（分别对应草地贪夜蛾1龄末、2龄中、3龄末阶段）草地贪夜蛾幼虫20头（每20头为一组），放入12 cm×10 cm×8 cm的果冻杯中，分别放入适量的玉米幼苗叶片和人工饲料供草地贪夜蛾幼虫取食，每个处理组重复3次。在每个果冻杯放入事先已准备的充分交配的淡足侧沟茧蜂2对（雌:雄＝1:1），在杯盖下方悬空吊放蘸有10%蜂蜜水的棉花，供寄生蜂补充营养。24 h后取出寄生蜂和草地贪夜蛾幼虫，将每头草地贪夜蛾分别放入已编号的4.5 cm×4 cm×3 cm果冻杯中用人工饲料喂养，草地贪夜蛾幼虫被寄生蜂寄生后统一用人工饲料进行饲养，直至草地贪夜蛾幼虫死亡。

1.3 测定项目

每天观察记录草地贪夜蛾幼虫存活、寄生蜂结茧、出蜂及幼蜂从寄主体内钻出的情况。计算寄生蜂寄生导致草地贪夜蛾死亡率（自寄生后7日内没有幼蜂出现且死亡的幼虫数/供试幼虫总数×100%）；寄生率（从寄主体内爬出幼蜂数量/供试幼虫总数×100%）；结茧率（幼蜂结茧数/供试幼虫总数×100%）；出蜂（羽化）率（寄生蜂羽化数/供试幼虫总数×100%）；发育历期（从寄生到羽化的时间历期）。

1.4 数据统计与分析

数据分析及图表绘制采用SPSS 23.0、GraphPad Prism 8.3.0软件，寄主死亡率、寄生率、幼蜂结茧率、寄生蜂出蜂（羽化）率以及发育历期差异采用T检验和单因素方差分析（Tukey和Duncan氏法）进行统计学检验。

2 结果与分析

2.1 淡足侧沟茧蜂在草地贪夜蛾幼虫上的寄生情况

在试验过程中，淡足侧沟茧蜂能够寄生低龄期草地贪夜蛾幼虫，所产卵能够在寄主幼虫体内完成生长发育直到钻出体外结茧（图 1）。图 1a 中为未被寄生3龄初草地贪夜蛾幼虫生长5 d后的状况；图 1b为3龄初草地贪夜蛾幼虫被寄生5 d后的状况，其尾部出现黑色物体为寄生蜂幼蜂，并可以看出寄生后草地贪夜蛾幼虫生长受到了明显的抑制；图 1c 为寄生蜂幼蜂从寄主幼虫钻出后结茧情况。

图1 淡足侧沟茧蜂对草地贪夜蛾幼虫寄生及结茧情况Fig. 1 Parasitic and cocooning behavior of M. pallidipes on S. frugiperda larvae

2.2 淡足侧沟茧蜂在草地贪夜蛾幼虫上的寄生率

寄主的日龄和所取食的食物对淡足侧沟茧蜂在草地贪夜蛾幼虫上寄生率有显著影响（表 1），在幼虫取食同样食物的条件下，淡足侧沟茧蜂对3日龄和5日龄草地贪夜蛾幼虫的寄生率显著高于8日龄。淡足侧沟茧蜂寄生取食人工饲料的草地贪夜蛾幼虫，其中对3日龄幼虫寄生效率最高为53.33%，8日龄幼虫寄生率最低为28.33%（F2,6＝29.17；P＜0.001）。淡足侧沟茧蜂寄生取食玉米叶片的5日龄幼虫寄生效率最高为 91.67%，8日龄幼虫寄生率最低为 65.00%（F2,6＝18.91；P＝0.0026）。在相同日龄条件下，寄生蜂对取食玉米的寄主幼虫的寄生率显著大于寄生取食人工饲料的幼虫的寄生（P＜0.05），说明寄主昆虫所取食食物会影响淡足侧沟茧蜂对草地贪夜蛾的寄生率。

表1 寄主日龄和取食的食物对淡足侧沟茧蜂在草地贪夜蛾幼虫上寄生率的影响Table 1 Effects of day-old and food of S. frugiperda larvae on the parasitism rate of M. pallidipes

2.3 淡足侧沟茧蜂寄生对草地贪夜蛾幼虫的致死率

淡足侧沟茧蜂寄生会导致寄主幼虫在被寄生后一周之内出现不同程度的死亡情况，淡足侧沟茧蜂对取食不同食物、不同日龄的草地贪夜蛾幼虫致死率存在显著差异（表2）。结果表明，淡足侧沟茧蜂对3、5和8日龄取食人工饲料的幼虫的平均致死率分别为21.67%、31.67%和15.00%；对取食玉米的草地贪夜蛾幼虫平均致死率分别为13.33%、23.33%和6.67%（取食人工饲料的幼虫：F2,6＝38.00；P＜0.001；取食玉米的幼虫：F2,6＝25.33；P＝0.0012）。在幼虫取食相同食物的条件下，淡足侧沟茧蜂寄生导致5日龄幼虫的死亡率最高，被寄生的 8日龄幼虫死亡率相对最小。此外，在相同日龄条件下，寄生蜂寄生导致取食玉米的草地贪夜蛾幼虫的死亡率要低于取食人工饲料的幼虫（P＜0.05）。

表2 淡足侧沟茧蜂寄生对草地贪夜蛾幼虫死亡率的影响Table 2 Mortality of different development stages of S. frugiperda larvae parasitized by M. pallidipes

2.4 淡足侧沟茧蜂在草地贪夜蛾幼虫上的结茧率

草地贪夜蛾日龄和取食不同食物对淡足侧沟茧蜂子代蜂结茧率有显著的影响（图 2）。在取食人工饲料的草地贪夜蛾幼虫中，3日龄寄主被寄生后的寄生蜂结茧率最高，为48.33%；8日龄寄主上的结茧率最低，为18.33%；结茧率随着寄主幼虫日龄不同而变化（F2,6＝40.67；P＜0.001）。在取食玉米的草地贪夜蛾幼虫中淡足侧沟茧蜂在8日龄幼虫上结茧率最低，为36.67%；在3日龄和5日龄幼虫上结茧率相似，结茧率约为60% （F2,6＝31.00；P＜0.001）。在相同日龄条件下，寄生于取食人工饲料的草地贪夜蛾幼虫的寄生蜂子代结茧率低于寄生于取食玉米的幼虫的寄生蜂子代的结茧率（P＜0.05）。以上结果表明，低龄期或取食玉米叶片的草地贪夜蛾幼虫更有利于淡足侧沟茧蜂成功结茧。

图2 寄主日龄和取食的食物对淡足侧沟茧蜂在草地贪夜蛾上结茧率的影响Fig. 2 Effects of day-old and food intake of S. frugiperda larvae on the cocoon rate of M. pallidipes

2.5 寄生草地贪夜蛾幼虫的淡足侧沟茧蜂子代羽化（出蜂）率的影响

寄主日龄与取食食物的不同对寄生蜂羽化（出蜂）率有明显的影响（图3）。在取食人工饲料草地贪夜蛾幼虫中，寄生3日龄时寄生蜂羽化（出蜂）率最高为43.33%，8日龄最低为16.67%（F2,6＝40.20；P＜0.001）。在取食玉米草地贪夜蛾幼虫中，寄生3日龄时寄生蜂羽化（出蜂）率最高为51.67%，8日龄最低为26.67%（F2,6＝33.80；P＜0.001）。寄主幼虫在5或8日龄时，寄生于取食玉米的幼虫的寄生蜂羽化（出蜂）率高于寄生于取食人工饲料的幼虫的寄生蜂子代出蜂率，取食不同食物的3日龄幼虫对寄生蜂羽化（出蜂）率无显著影响。

图3 寄主日龄和取食的食物对淡足侧沟茧蜂子代蜂羽化率的影响Fig. 3 Effects of day-old and food intake of S. frugiperda larvae on the eclosion rate of M. pallidipes

2.6 寄生草地贪夜蛾幼虫的淡足侧沟茧蜂子代蜂的发育历期

寄主的日龄和所取食的食物对淡足侧沟茧蜂子代蜂发育历期有显著的影响（图4），寄生于取食人工饲料的5日龄幼虫的寄生蜂发育历期最短为7.07 d，寄生8日龄寄主发育历期最长为8.19 d（F2,6＝26.68；P＝0.001）。寄生于取食玉米的5日龄幼虫的寄生蜂发育历期最短为7.50 d，寄生于8日龄寄主寄生蜂发育历期最长为8.69 d（F2,6＝177.7；P＜0.001）。此外，在同一日龄情况下，淡足侧沟茧蜂寄生取食人工饲料的寄主后其子代蜂发育历期小于寄生于取食玉米的幼虫的寄生蜂子代发育历期（P＜0.05）。

图4 寄主日龄和取食的食物对淡足侧沟茧蜂子代蜂发育历期的影响Fig. 4 Effects of day-old and food intake of S. frugiperda larvae on the developmental duration of M. pallidipes progeny

3 讨论

淡足侧沟茧蜂是鳞翅目夜蛾科害虫，如甜菜夜蛾、斜纹夜蛾和黏虫等幼虫期重要的寄生蜂[15-17]，而草地贪夜蛾同属鳞翅目夜蛾科昆虫，已有报道发现淡足侧沟茧蜂可以寄生草地贪夜蛾幼虫[18,19]，因此评价淡足侧沟茧蜂对取食人工饲料和玉米的草地贪夜蛾幼虫群体的寄生效果，对利用本土天敌资源防治外来入侵物种草地贪夜蛾有重大意义。寄生蜂自身因素和外界环境因素对寄生蜂的寄生行为和繁殖均有显著的影响，这些因素主要包括温度、光照、寄生蜂日龄、蜂虫比、寄主龄期以及寄主的食物等[22]。研究发现淡足侧沟茧蜂在温度为29 ℃时对草地贪夜蛾幼虫的寄生效能最高，此外其寄生效果还受到寄生蜂雌蜂密度的干扰[19]。本研究在前人的研究基础上进一步发现，淡足侧沟茧峰对草地贪夜蛾幼虫寄生率随着寄主日龄增加而呈现下降趋势，并且草地贪夜蛾幼虫取食不同食物会影响淡足侧沟茧蜂的寄生率。

不同龄期的寄主昆虫可以显著影响寄生蜂的寄生行为。在研究斯氏侧沟茧蜂Microplitis similisLyle对不同龄期草地贪夜蛾幼虫的寄生行为时发现寄生蜂可以顺利在2～4龄寄主体内产卵，而在具有较强的反抗能力的5、6龄期寄主上寄生蜂未能顺利产卵[23]。路子云等[24]在室内条件下测定了中红侧沟茧蜂Microplitis mediator对4、6和8日龄草地贪夜蛾幼虫的寄生效果，发现寄生蜂寄生4日龄幼虫的寄生率最高，而寄生8日龄幼虫的寄生率最低。我们的研究除了发现淡足侧沟茧蜂的寄生率随草地贪夜蛾幼虫龄期增加而呈现下降趋势，还发现低龄期草地贪夜蛾幼虫更利于淡足侧沟茧蜂成功结茧和较快地出蜂。这与李建成等[25]测定中红侧沟茧蜂对黏虫幼虫寄生效果类似，该研究发现中红侧沟茧蜂子代的发育情况受到寄主黏虫龄期的影响，寄生于4龄寄主幼虫的蜂的卵至结茧的历期显著长于寄生于2或3龄幼虫的蜂。在探究管侧沟茧峰对草地贪夜蛾寄生效果中也发现了类似的结果，寄生6日龄草地贪夜蛾幼虫的寄生蜂子代发育历期要明显低于寄生4或8日龄幼虫的寄生蜂子代发育历期，此外寄生4或8日龄幼虫的寄生蜂子代蜂茧的畸形率要高于寄生4日龄幼虫的寄生蜂子代蜂茧[26]。

寄主昆虫取食不同食物也会影响寄生蜂的寄生效能。淡足侧沟茧蜂分别寄生取食大豆、芋艿、卷心菜和青菜叶的甜菜夜蛾幼虫后，发现在取食大豆的甜菜夜蛾上寄生率高达82.39%，而在取食青菜叶的甜菜夜蛾上寄生率最低[22]。于此类似，我们的研究发现淡足侧沟茧蜂在取食玉米的草地贪夜蛾幼虫上的寄生率要显著高于其在同龄期取食人工饲料的幼虫上的寄生率。造成以上现象的原因可能与寄主所取食的食物相关成分有关，例如植物挥发物在寄生蜂定位寄主中起着重要作用[27]。在同一日龄情况下，淡足侧沟茧蜂寄生导致取食人工饲料的幼虫死亡率高于取食玉米的幼虫，可能是因为草地贪夜蛾幼虫前期所摄入食物在物质组成上存在差异，玉米叶片存在一些次生物质可能有利于寄主幼虫提高自身免疫水平，从而更好地抵御天敌[28-30]。此外，寄生取食玉米的幼虫的寄生蜂子代的结茧率和羽化率均显著高于寄生于取食人工饲料的幼虫的寄生蜂后代，这些结果可能与前期寄主昆虫所取食的食物营养成分差异有关。研究发现甜菜夜蛾幼虫被淡足侧沟茧蜂寄生后，与未寄生的幼虫相比其体内氨基酸种类和数量在寄生蜂发育的不同阶段存在差异[31]。寄生蜂可以通过一些寄生因子来调节寄主昆虫使自身能在适合的范围内生长[32]，寄主所取食的食物及其营养成分可能会影响寄生蜂卵发育和寄生因子在寄主体内的表达，具体原因有待深入探究。

植物-昆虫-天敌三者间相关关系是化学生态学研究领域的热点，也是探寻害虫可持续防控的重要途径[33]。本研究初步表明利用淡足侧沟茧蜂防控低龄期草地夜蛾幼虫会有很好的防控效果，其中寄生5日龄幼虫的寄生蜂子代蜂发育历期最短。此外，草地贪夜蛾幼虫取食不同食物也会对淡足侧沟茧蜂的寄生效果产生一定的影响，寄生取食玉米的幼虫更加有利于寄生蜂扩繁后代。我国有着丰富的天敌昆虫资源，但真正投入大规模使用的不多，因而需要进一步加强对天敌扩繁和利用的研究[34]。本试验研究结果为下一步利用草地贪夜蛾高效扩繁淡足侧沟茧蜂，以及在大田生产中应用淡足侧沟茧蜂防治草地贪夜蛾提供一定的参考。