褐带蚜小蜂产卵器刺入对寄主桃蚜存活、生长发育和繁殖力的影响

刘青娴, 王晓丽, 李可琢, 张国亮, 段立清,*

(1.内蒙古农业大学林学院, 呼和浩特 010019; 2.清水河县林业和草原局, 呼和浩特010600)

褐带蚜小蜂Aphelinusmaculatus隶属膜翅目(Hymenoptera)蚜小蜂科(Aphelinidae)蚜小蜂属Aphelinus。Chen和Li(2016)报道为中国新纪录，国内分布于黑龙江、吉林、辽宁、山东和西藏，国外分布于俄罗斯、日本和印度。

蚜小蜂是蚜虫的重要内寄生蜂，不少种类用于蚜虫的防治。短翅蚜小蜂Aphelinusasychis可用于温室内常见蚜虫的生物防治(Takada, 2002; Wangetal., 2016)，苹果绵蚜蚜小蜂A.mali是控制苹果棉蚜Eriosomalanigerum的重要天敌(龙承德等, 1960; Asante and Danthanarayana, 1992; 周仙红等, 2016)。A.hordei是麦蚜Diuraphisnoxia的寄生蜂(Prinsloo, 1998)，对于调节蒙大拿州(Montana)的俄罗斯麦蚜种群起到重要作用(Lajeunesse and Johnson, 1992)。但目前国内外对于褐带蚜小蜂的研究较少，尚有褐带蚜小蜂寄生行为、对寄主日龄期的喜好性和未成熟期形态特征的报道(李可琢等, 2021; Lietal., 2021)。为了更好地了解褐带蚜小蜂对蚜虫的控制作用，全面评价其控制蚜虫的作用，我们在实验室条件下选择桃蚜M.persicae为寄主，观察研究褐带蚜小蜂产卵器刺入对寄生蚜虫的影响。

寄生蜂对其寄主昆虫的作用不仅仅是寄生，目前认为寄生蜂对寄主的作用包括:(1)寄生蜂后代发育致死寄主死亡，即繁衍性影响(reproductive effects);(2)取食寄主(host feeding);(3)非繁衍性影响(nonreproductive effects)(Abrametal., 2019; Jiaetal., 2020)。非繁衍性影响指的是寄主害虫被寄生蜂产卵器刺入后没有成功寄生，幸存寄主在生长发育及繁殖等方面受到的影响(Abrametal., 2019)。非繁衍性影响作用尚未得到广泛关注，然而，被刺的寄主往往由于伤口感染而死亡或在生长发育及繁殖等受到负面影响，其实际控害作用大于寄生率所反映的作用(冯素芳等, 2014)。因此，研究褐带蚜小蜂产卵器刺入对未成功寄生的桃蚜生长发育的影响，为全面评价褐带蚜小蜂对桃蚜控制作用提供科学依据。

桃蚜M.persicae属半翅目(Hemiptera)蚜科(Aphididae)，是世界上分布最为广泛的蚜虫种类之一，是一种可危害多种植物的广食性害虫(Andorno and López, 2014)。主要通过刺吸植物叶片以及幼嫩组织获得营养，危害严重时造成植物死亡(Ebert and Cartwright, 1997)。褐带蚜小蜂A.maculatus是桃蚜的寄生蜂之一，研究它对桃蚜控制作用对生物防治桃蚜具有重要的意义。

1 材料与方法

1.1 植物与虫源

褐带蚜小蜂采于内蒙古农业大学科技园区枸杞林中的被寄生的桃蚜(僵蚜)，室内用桃蚜繁殖多代。

蚜虫的饲养：采用土培油菜Brassicacampestrisvar.Shanghaiqing苗饲养。将泥沼质土、珍珠岩和蛭石以60∶20∶20(m/m)混匀装入高10 cm的育苗杯内，放在光照培养箱(E-36L2, Percival Scientific Inc.)(温度25±1℃, 光周期14L∶10D)中，20～30 d后，苗高约10 cm，有6～8片真叶时移入小养虫笼(长×宽×高=35 cm×35 cm×45 cm)内待用。每小笼放4盆苗。每盆接桃蚜20头，繁殖1周左右，接入褐带蚜小蜂，繁育寄生蜂待用。待蚜虫变为黑色僵蚜时，收集僵蚜备用。

1.2 褐带蚜小蜂产卵器刺入对其寄主蚜虫的生存影响

1.2.1寄生蜂的收集：将同一天变黑的僵蚜单头装入指形管内(直径1 cm，高度6.0 cm)，放入培养箱中，羽化后辨别雌雄备用。

1.2.2褐带蚜小蜂产卵器刺入寄主蚜虫的观察：剪油菜叶片(略小于培养皿)，叶背面向上放入培养皿内(直径6.0 cm、高1.5 cm)。用毛笔接入一头蚜虫，静置待蚜虫稳定，接入一头已交配的雌蜂，保鲜膜封口。在解剖镜下观察寄生蜂刺入蚜虫的情况。记录寄生蜂从产卵器刺入到拔出的时间。将被刺蚜虫取出，单头饲养。

1.2.3被刺蚜虫的饲养观察：取小油菜叶(带柄，生长20 d左右)，叶背面向上放入培养皿内(直径6.0 cm、高1.5 cm)，叶柄露在皿外，保鲜膜封口，刺孔通风。将露在皿外的叶柄浸入装有水的塑料杯中(直径5.8 cm，高6.0 cm)，适时加水，保鲜叶片。每天观察记录死亡、被寄生及幸存数。

蚜虫分1, 2, 3和4日龄若蚜及成蚜5个发育阶段，每个发育阶段最少观察40头。一共观察蚜虫200多头。1头寄生蜂连续观察5次后换另一头。同一发育阶段未被刺的蚜虫作对照，记录同上。

1.3 被刺后对幸存蚜虫生长发育期的影响

寄生蜂的收集、产卵器刺入寄主蚜虫、被刺蚜虫的饲养方法同1.2节，观察被刺后幸存者若虫存活期(从寄生性蜂产卵器刺入的日龄到最后一次脱皮变为成蚜的发育时间)、成蚜产仔前期(最后一次脱皮变为成蚜到第一天开始产仔的历期)、产仔期(从第一天产仔到最后一天产仔的历期)、产仔后期(最后一天产仔到死亡的历期)，直到蚜虫死亡。

1.4 被刺后对幸存蚜虫繁殖力的影响

寄生蜂的收集、产卵器刺入寄主蚜虫、被刺蚜虫的饲养方法同1.2节，每天将新产蚜虫移除，以免重复记录。蚜虫分1, 2, 3和4日龄若蚜和成蚜5个发育阶段，每个发育阶段幸存者最少观察15头，每个发育阶段对照15头，共观察记录蚜虫156头。

1.5 数据分析

利用SPSS 22.0统计软件，采用单因素方差分析(one-way ANOVA)和Duncan氏新复极差检验，显著性水平为P=0.05下检验幸存蚜虫生长发育及产仔量等的差异显著性。在分析数据前用KS检验(Kolmogorov-Smirnov test)检验其是否符合正态分布，其中存活率、死亡率及寄生率进行了Arcsin转换，直至符合正态分布。

2 结果

2.1 被刺后寄主蚜虫的存活状况

褐带蚜小蜂产卵器刺入1次后对桃蚜的影响分为致死(被刺24 h内死亡)、幸存及被寄生(表1)。被刺后1日龄若蚜死亡率为45.0%, 显著高于其他发育阶段的。2日龄若蚜死亡率为37.5%，4日龄若蚜和成蚜死亡率均为27.5%。被刺蚜虫各发育阶段的存活率在37.5%～42.5%之间，发育阶段间无显著差异(df1=4,df2=10,F=7.844,P=0.225)。褐带蚜小蜂产卵器刺入1日龄若蚜的成功寄生率为17.5%，显著低于对2日龄若蚜(25.0%)及其他发育阶段桃蚜的寄生率，对2日龄若蚜的寄生率显著低于对3和4日龄若蚜及成蚜的，对它们的成功寄生率在30.0%～32.5%，产卵器刺入后的成功寄生率随桃蚜发育阶段的增加呈增加趋势(表1)。

表1 褐带蚜小蜂产卵器刺入对寄主桃蚜的影响

2.2 产卵器刺入时间和被刺桃蚜存活状况的关系

褐带蚜小蜂产卵器刺入桃蚜的时间长短与被刺桃蚜存活状况有一定关系，导致寄主死亡的刺入时间最长，刺入时间在7 min以上，存活和寄生状态下产卵器刺入时间较短(表2)。被刺致死的刺入时间在不同被刺日龄间无显著差异(df1=4,df2=63,F=1.188,P=0.325)。成功寄生时产卵器刺入时间与其寄主蚜虫日龄无显著相关性(df1=4,df2=48,F=0.925,P=0.457)，各日龄的被刺时间在2.2～2.7 min之间。幸存者被刺时间较短，各日龄被刺时间在(1.7±0.2)～(2.3±0.4)min之间，但不同日龄间无显著差异(df1=4,df2=73,F=0.844,P=0.502)。同一日龄下致死、寄生及存活时被刺时间间差异显著，致死者被刺时间长，幸存者被刺时间较短。

表2 褐带蚜小蜂产卵器刺入时间对寄主桃蚜存活状况的影响

2.3 褐带蚜小蜂产卵器刺入对桃蚜幸存者生存期的影响

被刺幸存者的生存期分为若虫存活期、产仔前期、产仔期、产仔后期。幸存者若虫存活期延长、产仔前期延长、产仔期缩短、产仔后期缩短(表3)。被刺若虫存活期较未被刺的延长，但没有达到统计分析的差异显著性(df1=1,df2=154,F=4.405,P=0.37)。被刺幸存者产仔前期较未被刺者显著延长(df1= 1,df2=154,F=43.035,P=0.00)，其中1日龄被刺若蚜产仔前期延长1.1±0.4 d，2日龄延长1.0±0.4 d，3日龄延长1.9±0.7 d。被刺幸存者产仔期较未被刺者显著缩短(df1=1,df2=154,F=234.806,P=0.00)，其中3日龄被刺若蚜产仔期缩短最明显，缩短了13.7±1.7 d，1日龄被刺若蚜的产仔期缩短最少，缩短了5.9±1.1 d。被刺幸存者产仔后期较未被刺者显著缩短(1.7±0.4 d)～(4.5±0.7 d)。

表3 褐带蚜小蜂产卵器刺入对幸存寄主桃蚜生存期的影响

2.4 褐带蚜小蜂产卵器刺入对幸存桃蚜成虫寿命的影响

被刺蚜幸存者成虫寿命显著缩短(df1=1,df2=154,F=203.662,P=0.00)，其中2和3日龄若蚜被刺后成虫寿命缩短最明显，而且和其他日龄被刺时成虫寿命的缩短程度差异显著(表4)，2日龄若蚜被刺时成虫寿命较对照缩短了12.5 d，3日龄若蚜被刺时成虫寿命较对照缩短了11.2 d。

表4 褐带蚜小蜂产卵器刺入对幸存寄主桃蚜成虫寿命的影响

2.5 褐带蚜小蜂产卵器刺入对幸存桃蚜繁殖力的影响

被刺蚜虫幸存者产仔量较其对照显著降低(df1=1,df2=154,F=225.339,P=0.00)，而且被刺日龄越小产仔量降低越多，1, 3和4日龄若蚜被刺幸存者的产仔量较其对照分别减少39.1±4.9, 35.4±5.3和34.1±4.3头(表5)。2日龄若蚜被刺幸存者较其对照产仔量减少27.9±2.9头，成蚜被刺幸存者较其对照产仔量减少25.2±2.7头。

表5 褐带蚜小蜂产卵器刺入对幸存寄主桃蚜繁殖力的影响

3 结论与讨论

褐带蚜小蜂产卵器刺入导致寄主桃蚜被寄生、死亡及幸存3种结果，而且使幸存者的发育历期、寿命和繁殖力改变，其中产卵期较未被产卵器刺入的缩短、繁殖力显著下降。

寄生蜂产卵器刺入寄主后可以在不成功寄生的情况下导致其寄主死亡或产下的卵不发育最终使寄主死亡。因此，只考虑到寄生引起寄主的死亡是不够的(Abrametal., 2016)。寄生蜂可利用产卵器上的各类感器检验寄主的适宜性，因而常出现产卵器刺入寄主而不产卵的现象(Battagliaetal., 2000; Obonyoetal., 2010)。被刺所引起的物理损伤及可能的化学变化导致被刺蚜虫的存活数减少(Abrametal., 2019)。寄生蜂产卵器刺入但不成功寄生可导致被刺寄主暂时性或永久性瘫痪，抑制免疫反应，改变寄主发育，降低成虫寿命和繁殖力，甚至死亡等结果(Ingerslew and Finke, 2017)。寄生蜂的产卵行为也可被寄主的防御行为中断，如寄主身体晃动、肢体突然运动或逃逸(Schmidt, 1974; Gross, 1993; Villagraetal., 2002)。但没有被打断的寄生行为其结果也不一定是成功寄生，褐带蚜小蜂产卵器刺入后并主动拔出桃蚜虫体后，其结果导致桃蚜死亡、被寄生及幸存，该结果与短翅蚜小蜂对豌豆蚜的产卵器刺入情况类似(Jiaetal., 2020)。

如果寄生蜂的寄生最终没有导致寄主死亡，则可显著缩短寄主成虫的寿命(Tang and Yokomi, 1996)。绣线菊蚜小蜂Aphelinusspiraecolae产卵器刺入绣线菊蚜Aphisspiraecola使其寿命缩短(Tang and Yokomi, 1996)；阿尔蚜茧蜂Aphidiuservi的产卵器刺入豌豆蚜Acyrthosiphonpisum后，豌豆蚜的寿命缩短了一半(Ingerslew and Finke, 2017)。短翅蚜小蜂Aphelinusasychis寄生豌豆蚜A.pisum后其1, 2和4日龄若蚜未成功寄生的寄主较其对照寄主寿命显著缩短，其中未被成功寄生的1和4日龄若蚜幸存者寿命较对照缩短8 d，未被成功寄生的2日龄若蚜幸存者寿命较对照缩短5 d(Jiaetal., 2020)。褐带蚜小蜂产卵器刺入使未被成功寄生的1日龄若蚜的幸存者寿命缩短最少，为8.2 d(表4)，该结果和其他研究者的类似。然而，前人对幸存者的寿命没有详细划分产仔前期、产仔期及产仔后期，无法比较各期情况。

褐带蚜小蜂产卵器刺入没有完全抑制幸存桃蚜的繁殖，只降低了桃蚜的繁殖力。被刺桃蚜产仔量明显低于未被刺入者，而且被刺桃蚜日龄越小所受影响越大(表5)，结果与短翅蚜小蜂A.asychis寄生豌豆蚜的相似，未被刺入的豌豆蚜产仔量是被刺者的2倍(Abrametal., 2019)。寄生蜂产卵器刺入但不产卵可能是一种竞争现象，刺入后可能会留下某种信息，导致同种其他个体或异种个体不再选择寄生，从而为自己留下寄主后代而受益，这对寄生蜂的繁殖意义重大(Bai and Mackauer, 1991)。寄生蜂产卵器刺入但不产卵所产生的信息需进一步深入研究。

另外，在研究中发现，被褐带蚜小蜂产卵器刺入后幸存者产仔量与被刺时日龄有关，被刺时日龄较大者，其产仔量较低。同样，未被刺的桃蚜产仔量也随单头饲养时日龄的增加而减少。其原因可能与实验前的生存环境有关，实验前的桃蚜处于群体饲养，密度大，拥挤度大，日龄越大，受到拥挤时间越长，导致其产仔量下降。有研究表明蚜虫的繁殖力与其拥挤度有关(付雪等, 2019)，桃蚜产仔量与拥挤度的关系有待进一步研究。