香榧蚧虫的识别与防治药剂筛选研究

叶碧欢,宋其岩,李海波,沈建军,魏海龙,胡传久,尚素微,陈友吾

(浙江省林业科学研究院,杭州,310023)

香榧Torreyagrandis‘Merrillii’是红豆杉科Taxaceae 榧属优良栽培品种[1],有着丰富的营养价值、经济价值、药用价值、文化价值和生态价值[2-5],是我国东南部地区的重要经济树种,尤其在浙江一带,在乡村振兴和共同富裕中发挥着重要作用。由于环境气候恶化、单一种植面积扩大,许多新病虫害发生为害给香榧产业化种植带来新挑战[6-7]。香榧蚧虫就是近年发生较多的虫害。

蚧虫主要以成虫和若虫聚集为害香榧的枝叶和嫩梢,吸取汁液,造成枯枝落叶,还可诱发煤污病,影响香榧生长和产量,严重的可造成树木死亡。目前已报道的香榧蚧虫有矢尖蚧Unaspisyanonensis(Kuwana)、考氏白盾蚧Pseudaulacaspiscockerelli(Cooley)、褐圆盾蚧Chrysomphalusaonidum(Linnaeus)、柳杉圆盾蚧AspidiotuscryptomeriaeKuwana、马氏长砺蚧Insulaspismaskelli(Cockerell)、角蜡蚧Ceroplastesceriferus、红蜡蚧CeroplastesrubensMaskell、桔小粉蚧PseudococcuscitriculusGreen、草履蚧Drosichacontrahens(Kuwana)[8-13]。除上述已报道的蚧虫,近年来调查发现为害杉树科等植物的蚧虫也在香榧上发生为害,且香榧蚧虫的为害程度日益严重,高效防控蚧虫已成为香榧生产迫切需要解决的关键问题。在前期香榧病虫害摸底调查中发现,4种蚧虫在香榧上混合发生,造成枯枝落叶,长势衰减,甚至导致幼苗死亡。本研究采用形态学结合分子生物学的方法对这4种香榧蚧虫进行物种鉴定,比较不同种蚧虫的为害率,测定4种低毒药剂的林间防效,以期为香榧蚧虫鉴定及高效防控提供参考。

1 材料与方法

1.1 材料

供试药剂包括33%螺虫·噻嗪酮悬浮剂,山东新势立生物科技有限公司产;22.4%螺虫乙酯悬浮剂,拜耳作物科学(中国)有限公司产;50%噻嗪酮悬浮剂,上海悦联生物科技有限公司产;99%矿物油,韩国能源有限公司产。

1.2 方法

1.2.1 蚧虫种类鉴定 2021年调查浙江省诸暨市东白湖的香榧幼苗基地,东经120°26′32″,北纬29°35′21″,发现多种蚧虫发生为害;剪取受害香榧枝条,带回实验室,置于VHX5000超景深三维显微镜下观察,并挑取带有不同蚧虫为害的香榧枝条,分别标记为XF-P1、XF-P2、XF-P3和XF-P4,送至北京林业大学,由蚧虫分类专家进行形态学鉴定。

显微镜下使用昆虫针分别挑取香榧叶片上的不同蚧虫,置于2 mL离心管内,液氮冷冻磨碎,利用通用型基因组提取试剂盒TIANamp Genomic DNA Kit(天根生物科技有限公司产)提取基因组总DNA,具体操作参考试剂盒说明书。以提取的总DNA为模板,采用D2-3665F/D5-4749R引物对扩增28S rDNA基因片段,D2-3665F:AGAGAGAGTTCAAGAGTACGTG,D5-4749R:GTTACACACTCCTTAGCGGA[14]。PCR扩增反应体系为:PCR Mix 10 μL,10 μmol/L正反向引物各1.5 μL,DNA模板1 μL,加ddH2O补足20 μL。PCR扩增的反应条件为:94 ℃预变性5 min;94 ℃变性30 s,58 ℃退火45 s,72 ℃延伸2 min,共35个循环;最后72 ℃延伸7 min。PCR产物经琼脂糖凝胶电泳分析后将产物送至杭州有康生物科技有限公司测序。扩增反应和凝胶电泳分别在 LifeECO基因扩增仪(杭州博日科技股份有限公司产)和DYY-12C型电泳仪(北京六一生物科技有限公司产)上进行,使用NCBI数据库进行在线比对分析,使用MEGA 6.0进行多重序列比对分析和进化树构建,采用NJ(Neighbor - joining)法构建进化树,Bootstrap置信值设定为1 000。

1.2.2 蚧虫发生情况调查 2021年5月在浙江省诸暨市东白湖香榧幼苗基地,分别对不同蚧虫为害的香榧苗数量进行调查统计,计算其为害率,为害率(%)=受害株数/调查总株数×100。

1.3 不同药剂田间防治效果测定

2021年5月,以为害最为严重的松细蛎盾蚧为防治对象,选择虫口密度较大的香榧苗,设置33%螺虫·噻嗪酮悬浮剂4 000倍液、22.4%螺虫乙酯悬浮剂4 000倍液、50%噻嗪酮悬浮剂4 000倍液和99%矿物油200倍液等4种药剂处理,以喷施清水作为对照。采用手持喷壶对受害植株进行喷雾防治,药剂均匀喷施于树枝和叶片,以枝条及叶片表面有药液微滴下为止,每5株作为1个重复,每处理重复3次。喷药后15 d,从每株不同方向剪取带虫枝条4条,带回实验室镜检观察蚧虫死亡情况,虫体干瘪,针刺无液体流出,且易脱落视为死亡,记录存活虫口数量。统计相关数据,死亡率(%)=死亡虫口数/调查虫口数×100,虫口减退率(%) =(施药前活虫率-施药后活虫率)/施药前活虫率×100,防效(%)=(药剂处理虫口减退率-对照虫口减退率)/(1-对照虫口减退率)×100。

1.4 数据分析

利用SPSS 19.0进行单因素方差分析,Dunca’s法进行多重比较分析。

2 结果与分析

2.1 蚧虫形态鉴定

调查发现,4种蚧虫共同为害香榧苗,蚧虫以成虫、若虫聚集在叶片上刺吸汁液为害,造成叶片失绿发黄,早期脱落,严重时枝条萎缩枯死,影响香榧的生长和产量。将样本送北京林业大学进行形态鉴定,4种蚧虫分别为盾蚧科Diaspididae的松细蛎盾蚧LepidosaphespiniphilusBorchsenius、柳杉圆盾蚧AspidiotucryptomeriaeKuwana、日本单蜕盾蚧FioriniajaponicaKuwana,蚧科Coccidae的褐软蚧CoccushesperidumL.(见图1)。

图1 4种蚧虫在香榧上的为害状和形态特征

松细蛎盾蚧雌成虫介壳细长,后端略扩大,长约1.7 mm,背面隆起,褐色至红褐色,壳点2个,在头端突出。雄介壳与雌介壳同色同形,但较小。雌成虫体细长,两侧近平行,长约1.2 mm,宽约0.6 mm,腹节两侧边突圆形,在第1～4腹节节间两侧各有矩状硬化刺1个,触角瘤状,生有2根毛,口器发达。

柳杉圆盾蚧雌介壳圆形或椭圆形,稍突起,黄白或灰褐色,半透明,长1.5～2.0 mm,壳点2个,第一壳点黄色。雄成虫介壳长卵形,长约1 mm,色泽质地同雌虫,壳点1个。雌成虫椭圆形,长约1.4 mm,黄白色,触角瘤突状,上有1根弯曲刚毛,微管腺分布体两面,亚缘区较多,肛门大,椭圆形,在臀板后面1/3处。

日本单蜕盾蚧雌成虫介壳卵形,长约1.2 mm,两侧几乎平行,由第二壳点形成,其上有一层薄蜡,淡黄褐色或深褐色,有时中部有暗区,壳周围有1圈白蜡缘;第一壳点在头端突出。雄介壳长形,白色,溶蜡状,长约1.0 mm,壳点1个,黄色,位于前端。雌成虫长约0.8 mm,宽约0.4 mm,淡橙黄色,前端圆整,而侧略平行,后端尖削,除臀板稍硬化外,全体膜质,触角接近头端边缘,每触角瘤有1个针状突起。

褐软蚧雌成虫卵形或长椭圆形,前端较狭,尾端稍宽,长1.5～4.5 mm,扁平或背面略隆起,背中央常存在纵脊;虫体背面通常有黄褐色、黄色、棕色等不规则网状图案,背面表皮产卵前较软,产卵后逐渐硬化;单眼在头缘,被淡色圈包围;腹部凹陷成臀裂,肛板三角形;雄虫很少发现。

2.2 蚧虫分子鉴定

将4种蚧虫的28S rDNA基因序列上传至NCBI,获得序列号分别为ON555769、ON555769、ON555797和ON528952。基于蚧虫的28S rDNA基因片段及其同源序列构建进化树见图2和图3,发现蚧虫XF-P1、XF-P2和XF-P3的序列分别与Lepidosaphes、Aspidiotus和Fiorinia的同源序列具有较高的相似性,亲缘关系近,且能很好地区别与其他属的同源序列;蚧虫XF-P1与Lepidosaphes的L.euryae等同源序列均聚为一大类;蚧虫XF-P2先与柳杉圆盾蚧Aspidiotuscryptomeriae聚为一类,后与同属的茶椰圆盾蚧A.destructor聚类;蚧虫XF-P3与Fioriniaexterna先聚为一支,后与Fiorinia的其他同源序列聚为一类。蚧虫XF-P4的序列先与褐软蚧Coccushesperidum聚为一类,支持率为99%,具有很高的亲缘关系,后与Coccus属的同源序列聚为一大类,且能与Pulvinaria等其他属的同源序列很好地区分开。根据分子进化树结果确定4种蚧虫分别为蛎盾蚧Lepidosaphessp.、圆盾蚧Aspidiotussp.、蜕盾蚧Fioriniasp.和褐软蚧C.hesperidumL.。由于NCBI数据库的参考序列有限,根据同源序列比对虽不一定能完全鉴定到种,但能从基因层面佐证形态鉴定的结果。结合形态鉴定和分子鉴定结果,最终将4种蚧虫分别鉴定为盾松细蛎盾蚧LepidosaphespiniphilusBorchsenius、柳杉圆盾蚧AspidiotuscryptomeriaeKuwana、日本单蜕盾蚧FioriniajaponicaKuwana和褐软蚧C.hesperidumL.。

图2 基于香榧蚧虫(XF-P4)28S rDNA序列及其同源序列构建的系统发育树

图3 基于3种香榧盾蚧(XF-P1、XF-P2和XF-P3)28S rDNA序列及其同源序列构建的系统发育树

2.3 蚧虫为害情况调查

调查发现4种蚧虫为害香榧,单独或共同为害,其中松细蛎盾蚧为害率最高,为27.06%;其次为柳杉圆蚧,为害率为13.14%;日本单蜕盾蚧为害率为9.02%;褐软蚧为害率最低,为2.75%。

2.4 4种药剂的田间防效比较

以为害最严重的松细蛎盾蚧为防治对象,比较4种不同药剂对其防治效果发现,33%螺虫·噻嗪酮悬浮剂4 000倍液的防治效果最好,药后15 d的虫口减退率和防效分别为83.86%和83.76%,显著高于其他处理。22.4%螺虫乙酯悬浮剂4 000倍液防效较好,为72.51%,显著高于50%噻嗪酮悬浮剂4 000倍液,其防效为57.56%,对该蚧虫也有一定防效。99%矿物油200倍液的防效一般,虫口减退率和防效均低于30%(见表1)。

表1 4种药剂对松细蛎盾蚧的田间防治效果

3 结论与讨论

蚧虫大多个体微小,寄主广泛,种类繁多,识别和防治困难,造成落叶枯枝,影响植物正常生长,发生严重时可导致整株死亡,还能诱发煤污病,是农林作物的一大顽敌[12]。本研究报道了4种蚧虫对香榧的为害,包括柳杉圆盾蚧、松细蛎盾蚧、日本单蜕盾蚧和褐软蚧。柳杉圆盾蚧主要为害日本柳杉、黑松、桧柏、榧、木兰、女贞、冬青、柑桔等,松细蛎盾蚧主要为害松,日本单蜕盾蚧主要为害松、杉、柏类植物[8,12],褐软蚧可为害柑桔、苹果、广玉兰、万年青、桂花、月季、山茶等多种植物[15],由此可见随着香榧种植面积不断扩大,之前主要为害其他树种的蚧虫也开始为害香榧。本研究补充了为害香榧的蚧虫种类,可为其防控提供有效信息。

本试验以为害率最高的松细蛎盾蚧为防治对象,比较4种药剂的田间防效,所选择药剂均具有高效、低毒,对环境和天敌昆虫友好的特点[16-19]。研究结果表明,4种药剂对松细蛎盾蚧均具有一定防效,其中33%螺虫·噻嗪酮4 000倍液的防效最高,22.4%螺虫乙酯4 000倍液防效较好,可作为香榧蚧虫防治药剂参考。33%螺虫·噻嗪酮是一种新型杀虫剂,由11%螺虫乙酯与22%昆虫生长调节剂噻嗪酮复配而成,胃毒为主,触杀为辅,持效期长,被植物吸收后可在植株体内上下传导。该复配药剂中的螺虫乙酯是一种新型季酮酸衍生物类杀虫剂,内吸性较强,可有效防治蚧虫等多种刺吸式口器害虫,持效期较长;同时对寄生蜂、瓢虫和食蚜蝇等天敌昆虫友好[20-21]。绿颖矿物油主要通过物理方式灭蚧,比如溶解蚧壳蜡质,形成油膜,封闭盾蚧感受器等,可被微生物降解[22]。本次田间试验矿物油对蚧虫的防效显著低于内吸性药剂。有研究报道,绿颖矿物油(体积分数20%)单独使用或与次氯酸钠(体积分数2.5%)复配使用均对考氏白盾蚧防治效果显著[23]。因此防控过程中,若矿物油效果不理想,可以考虑提高施药浓度和次数或与其他药剂混合使用以增强防效。蚧虫为害严重时,化学防治仍是首要选择,但应合理选择和使用药剂,注意不同药剂的复配和轮换,防止抗药性产生,以提高防治效果。

蚧虫容易借助苗木等远距离运输传播,引种时应加强植物检疫,避免引进带虫植株和枝条。种植管理中应加强林地肥水管理,合理施肥,提升林分抗害能力,种植密度要适中,保持通风透光;同时注意保护、助迁和释放天敌昆虫,综合防控香榧蚧虫。