利用斜纹夜蛾规模化繁育夜蛾黑卵蜂的初步研究
2021-02-23谢永辉王春娅陈雅琼石萍丽詹莜国王志江吴志美吴国星史爱民
谢永辉,王春娅,陈雅琼,石萍丽,詹莜国,王志江,吴志美,吴国星,史爱民*
(1. 云南省烟草公司昆明市公司,昆明 650051;2. 云南恒草生物科技有限公司,昆明 650117;3. 云南农业大学植物保护学院,昆明 650201)
草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda是近年来入侵我国的重大迁飞性害虫,对玉米、水稻、烟草等产业造成重大的威胁[1]。生物防治是可持续防控入侵性害虫的重要手段[2]。夜蛾黑卵蜂Telenomus remusNixon属于膜翅目Hymenoptera缘腹细蜂科Scelionidae,是多种鳞翅目Lepidoptera夜蛾科Noctuidae昆虫卵期重要的寄生性天敌[3,4]。夜蛾黑卵蜂已被国内外证明是防控草地贪夜蛾最有效的生物天敌之一[3-6]。在我国,尤其是 2019年草地贪夜蛾入侵以来,夜蛾黑卵蜂的室内和田间试验研究已取得一些显著成效,研究表明夜蛾黑卵蜂对草地贪夜蛾卵块寄生率可达到100%,卵粒寄生率达到80%以上[6-8]。这些研究表明该蜂在我国草地贪夜蛾生物防治上具有巨大的应用价值。
关于夜蛾黑卵蜂的繁育技术国内外学者已开展了一定的研究。拉美国家研究者多利用草地贪夜蛾或其他夜蛾科寄主卵大量繁育夜蛾黑卵蜂[9-11]。但是草地贪夜蛾具有严重的自相残杀现象,大规模饲养成本较高,不适合做规模化扩繁夜蛾黑卵蜂的寄主[12]。国内学者对规模扩繁夜蛾黑卵蜂的中间寄主进行筛选试验,结果显示相较于草地贪夜蛾、烟青虫Helicoverpa assulta和棉铃虫H. armigera,夜蛾黑卵蜂对斜纹夜蛾和甜菜夜蛾S. exigua卵粒的寄生率和羽化率最高,但是斜纹夜蛾的产卵量显著高于甜菜夜蛾产卵量,由此可见斜纹夜蛾可作为夜蛾黑卵蜂规模扩繁的中间寄主[13]。研究表明寄主卵龄、成虫产卵时期对夜蛾黑卵蜂的寄生率和子代适合度有影响[14,15]。Penaflor等[14]研究发现夜蛾黑卵蜂更加偏好草地贪夜蛾1日龄和2日龄的卵,同时发现夜蛾黑卵蜂在草地贪夜蛾 4~8日龄成虫产的卵提取物上停留时间更长;杨莹等[15]研究显示夜蛾黑卵蜂对甜菜夜蛾卵龄6 h的卵的寄生率高于其他卵龄,夜蛾黑卵蜂寄生甜菜夜蛾成虫第2 个产卵高峰产的卵子代羽化率显著高于第1个高峰期产的卵。斜纹夜蛾成虫产卵时期和卵龄对夜蛾黑卵蜂寄生效率的影响目前还不清楚,需要进一步的研究。蜂卵比指繁育卵寄生蜂时释放的寄生蜂数量与寄主卵粒数的比率,是繁育寄生蜂的重要参数[16]。Saljoqi等[17]在繁育玉米螟赤眼蜂Trichogramma ostriniae时发现适当地增加寄主卵密度可增加玉米螟赤眼蜂的寄生效能,而过高的蜂密度反而降低了其寄生效能。由此可见合适的蜂卵比对规模化扩繁寄生蜂十分重要。
为了优化利用斜纹夜蛾卵规模化生产夜蛾黑卵蜂的繁育条件,本文探究了斜纹夜蛾卵龄、成虫产卵时间和蜂卵比对夜蛾黑卵蜂寄生率和羽化率的影响。该研究将对改善规模化扩繁夜蛾黑卵蜂的寄生效率和产品质量起到指导作用,对草地贪夜蛾的绿色防控起到积极促进作用。
1 材料与方法
1.1 供试虫源
斜纹夜蛾采自云南省玉溪市烟田。斜纹夜蛾参照2015年孙庚等[18]报道人工饲料配方和饲养方法在室内进行饲养。斜纹夜蛾成虫饲养于塑料产卵箱中(29 cm×19 cm×15 cm),使用牛皮纸作为产卵介质,用10%蜂蜜水补充营养。每个产卵箱饲养30只雌虫和30只雄虫,每日上午9点收集一次卵块。
夜蛾黑卵蜂由中山大学提供,以斜纹夜蛾卵作为寄主进行继代繁殖。羽化的夜蛾黑卵蜂成蜂用10%蜂蜜水补充营养,选取羽化24 h已交配未产卵的雌蜂作为供试蜂。
本试验所有供试昆虫的繁育和试验环境条件均为(27±1)℃,RH 60%~70%,光周期14L:10D。
1.2 寄主卵龄对夜蛾黑卵蜂寄生率和羽化率的影响
挑选卵量为250粒左右,饱满、有光泽的1日龄斜纹夜蛾卵块24块,标记卵粒数,放在人工气候箱内分别发育0、1、2 d,则对应卵龄为1日龄、2日龄、3日龄。将不同日龄的卵块放入指形管(直径3 cm,长度12 cm)内,按照蜂卵比1:50接入5头当日羽化的夜蛾黑卵蜂雌蜂,置于人工气候箱内寄生24 h,寄生后的卵块继续在人工气候箱内培养;寄生5 d后在体视显微镜下观察寄生卵粒数,卵粒变黑即说明卵被夜蛾黑卵蜂寄生,计算寄生率;子代蜂羽化后待其死亡,统计羽化数量,计算羽化率。每组处理重复6次。
1.3 斜纹夜蛾成虫产卵时期对夜蛾黑卵蜂寄生率和羽化率的影响
斜纹夜蛾成虫羽化当天即可产卵,第2 d 9点收集的卵记为1日龄成虫产的卵,由此类推,收集1日龄~11日龄成虫产的卵进行试验,研究寄主成虫产卵时期对夜蛾黑卵蜂寄生率和羽化率的影响。选择饱满、大小相似的卵块6块,标记卵粒数后,分别放入玻璃指形管(直径3 cm,长度12 cm)内,按照蜂卵比1:50接入当日羽化的夜蛾黑卵蜂雌蜂,置于人工气候箱内寄生24 h,寄生后试验操作及数据统计同1.2。每组处理重复6次。
1.4 蜂卵比对夜蛾黑卵蜂寄生率和羽化率的影响
选择饱满、有光泽的1日龄斜纹夜蛾卵块,统计每个卵块的卵粒数后放入指形管(直径3 cm,长度12 cm)内,分别按照1:30、1:50、1:70和1:100的蜂卵比接入相应头数当天羽化的夜蛾黑卵蜂雌蜂,置于人工气候箱内寄生24 h;寄生后试验操作及数据统计同1.2。每组处理重复6次。
1.5 数据统计与分析
寄生率(%)=(被寄生卵粒数/供试卵粒数)×100%;羽化率(%)=(羽化子代蜂数/被寄生卵粒数)×100%[13]。
试验数据均用SPSS 20.0进行单因素方差分析,使用Duncan氏新复极差法进行检验。
2 结果与分析
2.1 寄主卵龄对夜蛾黑卵蜂寄生率和羽化率的影响
试验结果显示,1~3日龄的斜纹夜蛾卵均能被夜蛾黑卵蜂寄生,夜蛾黑卵蜂对1~3日龄的卵寄生率均在98%以上,1~3日龄间的寄生率不存在显著差异(F2,15=2.01,P=0.1806)。不同卵龄对夜蛾黑卵蜂子代蜂的羽化率有显著影响(F2,15=4.81,P=0.0315),夜蛾黑卵蜂寄生1日龄卵子代羽化率为90.81%,显著高于2、3日龄卵的羽化率,后二者之间无显著性差异(图1)。
图1 夜蛾黑卵蜂寄生不同日龄斜纹夜蛾卵的寄生率和羽化率Fig. 1 The parasitism and emergence rate of T. remus reared on 1-, 2- and 3-day-old eggs of S. litura
2.2 斜纹夜蛾成虫产卵时期对夜蛾黑卵蜂寄生率和羽化率的影响
夜蛾黑卵蜂对不同日龄斜纹夜蛾成虫所产卵块的寄生率之间无显著差异(F10,55=0.81,P=0.6227),均在96%以上。成虫不同日龄所产卵块对夜蛾黑卵蜂的子代羽化率有显著影响(F10,55=4.10,P=0.0007),夜蛾黑卵蜂寄生4日龄成虫所产卵块时子代羽化率最高为89.90%,显著高于8~11日龄成虫所产卵,其中寄生9日龄成虫所产卵块子代羽化率最低为55.94%(P<0.05);寄生1~7日龄成虫所产卵块的子代羽化率(>82%)均高于8~11日龄成虫所产卵块(<72%)(表1)。
表1 夜蛾黑卵蜂寄生不同日龄斜纹夜蛾成虫所产卵块后的寄生率和羽化率Table 1 The parasitism and emergence rate of T. remus reared on eggs laid by moths of S. litura at different ages
2.3 蜂卵比对夜蛾黑卵蜂寄生率和羽化率的影响
在不同蜂卵比下,夜蛾黑卵蜂对斜纹夜蛾卵的寄生率均在90%以上,且存在显著差异(F3,20=12.95,P<0.0001),随着蜂卵比的降低,寄生率呈下降趋势。当蜂卵比为1:30寄生率最高为99.91%,与1:50(99.48%)之间没有显著差异,二者寄生率显著高于1:70和1:100的处理(P<0.05),1:100时寄生率最低为90.70%;蜂卵比对夜蛾黑卵蜂子代羽化率也有显著影响(F3,20=238.39,P<0.0001),子代羽化率随蜂卵比的降低而降低,当蜂卵比为1:30和1:50时子代羽化率均达到80%以上,显著高于蜂卵比为1:70(43.72%)和1:100(38.19%)时的子代羽化率,前二者之间无显著差异,后二者之间差异显著(P<0.05)(图2)。
图2 不同蜂卵比下夜蛾黑卵蜂的寄生率和羽化率Fig. 2 The parasitism and emergence rate of T. remus with different wasp-host ratio
3 讨论
研究发现寄主卵龄对寄生蜂寄生效率影响显著。在关于赤眼蜂Trichogrammaspp.繁育研究中发现赤眼蜂对低日龄和中间日龄的卵有较高的寄生效率,对高日龄的寄主卵寄生率较低[19-21]。Penaflor等[14]发现夜蛾黑卵蜂更偏好于草地贪夜蛾的1日龄卵。杨莹等[15]发现夜蛾黑卵蜂对甜菜夜蛾卵龄在24 h内卵粒寄生后的羽化率高于2日龄卵粒。这些研究结果与我们的试验结果一致。由于随着寄主卵龄增加,卵内营养物质不断被寄主幼虫消耗,同时寄主卵壳物理特性变化,可能是导致夜蛾黑卵蜂对高龄寄主卵粒寄生效率降低的主要原因[14]。由此可见,为保证规模化繁育夜蛾黑卵蜂的生产效率,应选择低日龄的斜纹夜蛾卵进行寄生处理,当低日龄卵不能及时被使用时应进行适当的保鲜处理。
本研究结果显示,夜蛾黑卵蜂寄生7日龄以内的斜纹夜蛾成虫所产卵块的子代羽化率明显高于7日龄以后的,寄生8日龄斜纹夜蛾成虫所产卵块羽化率低于75%,寄生9~11日龄斜纹夜蛾成虫所产卵块羽化率低于70%。Penaflor等[14]研究表明,夜蛾黑卵蜂对草地贪夜蛾4~8日龄成虫所产的1日龄卵的滞留时间显著长于9日龄成虫所产的1日龄卵,后者基本不能引起夜蛾黑卵蜂的反应,该结论与本文研究结果有相似之处。由此推测,随着寄主成虫的老化,卵粒质量可能会降低,进而影响羽化率。羽化率是评价夜蛾黑卵蜂寄生效能的重要指标[22]。为了保证夜蛾黑卵蜂的产品质量,在进行夜蛾黑卵蜂产品生产时建议选用7日龄以内的斜纹夜蛾成虫所产卵块进行生产。
蜂卵比是指繁育卵寄生蜂时投放的寄生蜂数量与寄生卵粒数量的比例,研究发现蜂卵比过大或过小均会导致赤眼蜂的寄生率和羽化率下降[23-25]。当蜂卵比过低时会出现赤眼蜂过寄生现象[26]。研究发现夜蛾黑卵蜂也存在过寄生现象,寄主卵中可被产入 2粒以上的夜蛾黑卵蜂卵,但子代蜂幼虫会在寄主卵内发生争斗,最多只羽化出1头子代成峰[3,27]。本研究发现当夜蛾黑卵蜂与斜纹夜蛾卵比例为1:30和1:50时寄生率高于99%,基本无斜纹夜蛾幼虫孵化,而蜂卵比为1:70和1:100时斜纹夜蛾孵化幼虫数量增多,说明卵量超出了夜蛾黑卵蜂24 h的寄生能力,同时孵化幼虫对其他已寄生卵粒造成伤害,导致羽化率降低。因此,从生产效率角度考虑,规模化繁育夜蛾黑卵蜂时建议采用1:50的蜂卵比。
综上所述,建议规模化繁育夜蛾黑卵蜂时,可选用7日龄以内的斜纹夜蛾成虫所产的1日龄卵块进行寄生,按照蜂卵比 1:50接蜂。该研究结果对提升夜蛾黑卵蜂规模化繁育的生产效率和产品质量有指导意义,对推广夜蛾黑卵蜂防治草地贪夜蛾生物防治技术有促进作用。