补充营养对副珠蜡蚧阔柄跳小蜂成虫寿命及生殖能力的影响

2023-10-21 01:44张方平朱俊洪陈俊谕王建赟韩冬银叶政培符悦冠
中国生物防治学报 2023年4期
关键词:蜜露寄生蜂小蜂

张方平,朱俊洪,陈俊谕,王建赟,李 磊,5,韩冬银,叶政培,符悦冠*

(1.中国热带农业科学院环境与植物保护研究所,海口 571101;2.海南大学环境与植物保护学院,海口 570228;3.海南省热带作物病虫害生物防治工程技术研究中心,海口 571101;4.农业农村部热带作物有害生物综合治理重点实验室,海口 571101;5.海南省热带农业有害生物监测与控制重点实验室,海口 571101)

橡副珠蜡蚧Parasaissetianigra是2004 年以来在橡胶树上大面积暴发成灾的一种重要害虫,已对我国天然橡胶产业造成了严重影响[1]。副珠蜡蚧阔柄跳小蜂Metaphycusparasaissetiae是一种内寄生于橡副珠蜡蚧成虫的本土优势天敌,并对其具有较大的控制潜能[2]。该蜂为卵育型寄生蜂,刚羽化时其卵巢内仅有少量的成熟卵[3]。

卵育型的寄生蜂需在成虫期补充一定的氮、碳水化合物、脂类物质等营养物质来继续完成卵的发育及寄生等活动[4,5]。如Gelisagilis、潜蝇姬小蜂Diglyphusisaea等寄生蜂需取食寄主或其他糖类来完成卵的发育[6,7];提供补充营养物质给Macrocentmsgrandii、Microplitiscrocepes等寄生蜂的成蜂,能使其延长寿命、增强活力,有更多的时间和能量来进行寄生活动[8,9]。

补充营养对副珠蜡蚧阔柄跳小蜂的影响方面仅见温丽娜[3]报道蜂蜜水能显著延长其寿命。由于寄生蜂在自然界的营养包括了寄主昆虫及花蜜、蜂蜜等富糖物质[10],不同来源的糖分在组份、浓度、结构及功能上存在差异,寄生蜂取食后其繁殖能力、成虫寿命及对后代的发育和繁殖会有所差异[10-12]。鉴于目前已有报道尚未涉及多种糖类物质对副珠蜡蚧阔柄跳小蜂成虫寿命及繁殖能力的影响,本研究选取了自然界花蜜或蜜露中常含有的葡萄糖、果糖、蔗糖、海藻糖、松三糖、蜂蜜等6 种糖及橡副珠蜡蚧的蜜露作为该蜂成虫期的营养补充,比较了不同糖源对其成蜂寿命、卵子成熟、产卵及后代发育与出蜂量的影响,以期为该蜂的室内扩繁及大田应用提供理论依据及指导。

1 材料与方法

1.1 供试昆虫

橡副珠蜡蚧:采于云南省热带作物研究所试验场六队橡胶树上,在中国热带农业科学院环境与植物保护研究所内温度25~27 ℃、湿度70%~90%的养虫室内用南瓜繁殖至成虫备用。

副珠蜡蚧阔柄跳小蜂:于云南热作所试验场橡副珠蜡蚧严重发生区的橡胶林段收集跳小蜂褐蛹,待羽化后用橡胶上的橡副珠蜡蚧繁殖,建立起以橡胶为植物寄主的实验种群。待种群数量扩大后,将蜂转接在用南瓜饲养的橡副珠蜡蚧上,建立起以南瓜为植物寄主的种群以供试验所需。

1.2 补充营养对副珠蜡蚧阔柄跳小蜂成虫寿命的影响

1.2.1 不提供寄主时的成虫寿命 收集初羽化的成蜂20 头,以5 头为一组分别装于试管(1.5 cm×7.5 cm)内,管口用棉花塞住。分别将蜂蜜(上海冠生园蜂制品有限公司)、葡萄糖(广州化学制剂厂)、果糖(果药集团化学试剂有限公司)、蔗糖(广州化学制剂厂)、海藻糖(上海源叶生物科技有限公司)、松三糖(上海源叶生物科技有限公司)、寄主蜜露配制成浓度为20%的糖源水溶液,用小棉球在上述糖液中浸湿后放入装蜂的试管中进行营养补充,对照包括清水和空白2 种。每处理雌、雄蜂各20 头,放入温度(27±1)℃,相对湿度为70%±10%,光周期12L:12D 的人工气候箱内,每天观察2 次,记录成蜂的存活情况,同时更换新的营养棉球,试验重复4 次。

1.2.2 提供寄主时的成虫寿命 收集初羽化、已交配后的雌蜂20 头,放入1 个装有20 头褐色期橡副珠蜡蚧成虫的自制局部接蜂器(杯口直径为7.5 cm,高为8.5 cm 的透明塑料杯口边沿粘一层海绵,杯底开一直径略大于1.1 cm 孔)内,用小棉球在1.2.1 的糖液中浸湿后放入装蜂的接蜂器内进行营养补充,然后放入1.2.1 的人工气候箱内。每天观察2 次,记录成蜂的存活情况,并更换1 次新的蚧虫及补充营养。对照包括清水和空白2 种,试验重复4 次。

1.3 补充营养对副珠蜡蚧阔柄跳小蜂产卵量的影响

将上述试验1.2.2 中每天更换出的蚧虫于体视镜下解剖,观察、计录副珠蜡蚧阔柄跳小蜂的单日产卵量,并统计累计产卵量。

1.4 补充营养对副珠蜡蚧阔柄跳小蜂卵巢的发育动态观察

选择初羽化且已交配后的120 头雌蜂,用20%的蜂蜜、果糖、蔗糖的水溶液为补充营养,清水为对照。然后分别在提供寄主(寄生蜂:寄主=1:1)和不提供寄主的条件下放入1.2.1 的人工气候箱内,并于0 d、1 d、2 d、3 d、4 d、5 d 定时对20 头雌蜂解剖,在解剖镜下观察卵巢的发育形态,计数未成熟卵子和成熟卵子的数量,试验重复4 次。

卵子的分级标准参照温丽娜等[3]:未成熟卵子是卵母细胞椭圆形或短棒状,半透明或渐变为乳白色,近中部开始缢缩;成熟卵子是卵母细胞已溢缩为淡黄褐色的卵柄,然后将其一分为二形成的卵细胞。

1.5 副珠蜡蚧阔柄跳小蜂成虫期的补充营养对其子代的影响

在南瓜上挑选褐色期橡副珠蜡蚧成虫20 头,按1 雌蜂:1 雄蜂:1 蚧虫的比例接蜂,并在自制局部接蜂器内分别放入用1.2.1 中糖液浸湿的小棉球,以清水和空白为对照。在1.2.1 设置的人工气候箱内接蜂24 h后,去除副珠蜡蚧阔柄跳小蜂成蜂,放回同一条件的人工气候箱内饲养。观察其子代的发育历期雌性比、出蜂量和寄生率,试验重复4 次。

1.6 数据统计与分析

成虫寿命、未成熟卵量、成熟卵量、产卵量、子代的发育历期、出蜂量、寄生率及雌性比等的比较采用SAS 分析软件进行方差分析方法,平均数间的比较采用Duncan’s 新复极差法。

2 结果与分析

2.1 补充营养对副珠蜡蚧阔柄跳小蜂成虫寿命的影响

以葡萄糖、果糖、蔗糖、海藻糖、松三糖、蜂蜜及寄主蜜露等为副珠蜡蚧阔柄跳小蜂成蜂的补充营养均能延长其成虫寿命(表1)。不提供寄主时,补充果糖的雌成蜂寿命最长,为16.6 d,显著长于其他糖类物质,其次为蔗糖(13.6 d)、蜂蜜(10.9 d),清水对照的雌蜂寿命为2.8 d,空白对照的寿命最短,为2.3 d,均显著短于提供糖类物质的寿命;提供寄主时,补充清水的雌蜂寿命最长,为10.0 d,补充寄主蜜露、松三糖、葡萄糖、蔗糖的寿命均在9.0 d 以上,与清水处理的差异不显著,空白对照的寿命最短,为3.9 d。雄蜂的寿命在不提供寄主时,以补充果糖的最长,为16.0 d,其次为蔗糖(12.3 d)、葡萄糖(10.0 d),均显著长于CK(2.0 d)和清水(2.6 d)的。

表1 不同营养条件下副珠蜡蚧阔柄跳小蜂的成虫寿命Table 1 Longevity of adult M.parasaissetiae in different nutritious conditions (d)

2.2 补充营养对副珠蜡蚧阔柄跳小蜂产卵量的影响

补充糖类物质对副珠蜡蚧阔柄跳小蜂成蜂的产卵有显著影响(图1)。补充20%蔗糖水时,该蜂的产卵量最高,为43.7 粒/雌,显著高于其他处理;其次是果糖(39.0 粒/雌)、葡萄糖(37.1 粒/雌)、清水(31.8粒/雌)、蜂蜜(31.0 粒/雌)、寄主蜜露(28.7 粒/雌);空白对照的产卵量则最少,为12.3 粒/雌,显著低于补充糖源或清水的处理。

图1 不同营养条件下副珠蜡蚧阔柄跳小蜂的产卵量Fig.1 Fecundity of M.parasaissetiae in different nutritious conditions

2.3 不同补充营养对副珠蜡蚧阔柄跳小蜂雌成蜂卵子发育的影响

2.3.1 不同营养条件下副珠蜡蚧阔柄跳小蜂体内成熟卵量 成虫期补充营养能明显促进副珠蜡蚧阔柄跳小蜂卵巢发育及卵子成熟(表2)。初羽化的成蜂体内有少量的成熟卵,然后随副珠蜡蚧阔柄跳小蜂日龄的增加,体内的成熟卵量呈先上升后下降的趋势。仅补充清水时,日龄24 h 雌成蜂成熟卵量最高,然后随成蜂日龄的增加而逐渐降低;同时提供清水和寄主时,成蜂日龄96 h 达高峰。补充蜂蜜、蔗糖、果糖的成熟卵量均在羽化后48 h 时达高峰,然后呈下降趋势。寄主对跳小蜂体内成熟卵量的影响总体表现为:在羽化后96 h 之前,补充蜂蜜和果糖时,不提供寄主的成熟卵量多于提供寄主,而补充蔗糖和清水则为不提供寄主的成熟卵量少于提供寄主的成熟卵量。

表2 不同营养条件下副珠蜡蚧阔柄跳小蜂体内成熟卵量Table 2 Amount of mature eggs of M.parasaissetiae in different nutritional conditions

2.3.2 不同营养条件下副珠蜡蚧阔柄跳小蜂体内的未成熟卵量 补充营养对副珠蜡蚧阔柄跳小蜂的未成熟卵量影响明显(表3)。初羽化时的未成熟卵量最多,随雌蜂日龄的增加,均呈下降趋势。24 h 以蜂蜜(无寄主)最高,为4.5 粒,其次是清水(有寄主),为4.4 粒,显著高于其他处理;48 h、72 h 均是清水(无寄主)最高,蔗糖(无寄主)最低;96 h 以同时提供寄主和清水的最高,蔗糖(无寄主)最低;120 h补充蜂蜜的最高,为3.5 粒,仅补充清水的成蜂则全部死亡。

表3 不同营养条件下副珠蜡蚧阔柄跳小蜂体内的未成熟卵量Table 3 Amount of unmature eggs of M.parasaissetiae in different nutritional conditions

2.4 成虫期补充营养对副珠蜡蚧阔柄跳小蜂子代的影响

成虫期的补充营养对副珠蜡蚧阔柄跳小蜂子代的发育与繁殖影响明显(表4)。补充蔗糖、蜂蜜、葡萄糖、海藻糖、寄主蜜露均能显著缩短该蜂子代的世代发育历期,补充蜂蜜时子代雌蜂的世代发育历期最短,为14.9 d,其次是葡萄糖(15.4 d)、蔗糖(15.7 d)、海藻糖(15.8 d)、寄主蜜露(16.2 d),均显著短于果糖、清水、空白对照等处理,补充松三糖最长,为17.0 d;补充蜂蜜的子代雄蜂的世代发育历期最短,为15.0 d,补充松三糖的最长,为17.4 d。出蜂量和寄生率均以补充蔗糖最高,其次为蜂蜜,显著高于葡萄糖、松三糖、寄主蜜露、空白对照和清水对照等处理。子代的寄生率以补充蔗糖的最高为96.3%,补充葡萄糖的最低为61.5%。雌性比由高到低依次为葡萄糖,清水,海藻糖,无营养,蜂蜜,寄主蜜露,松三糖,果糖,蔗糖,补充葡萄糖最高,为66.1%,而补充蔗糖最低,为47.4%。

表4 补充不同营养对副珠蜡蚧阔柄跳小蜂子代发育及繁殖的影响Table 4 Influence of supplementary nutrition on M.parasaissetiae at adult stage

3 讨论

寄生蜂在成虫期通过取食寄主或糖类物质获得营养补充,其中,糖类物质是寄生蜂成虫期的重要营养成份,可以显著延长寄生蜂的成虫寿命及提高产卵量[3,13-15]。本研究中,在副珠蜡蚧阔柄跳小蜂成虫期补充6 种糖类物质和寄主蜜露均能延长其成虫寿命,结果与潜蝇姬小蜂Diglyphusisaea(Walker)、长绒茧蜂Dolichogenideatasmanica、褐带蚜小蜂Aphelinusmaculatus等相似[7,11,15]。补充营养对寄生蜂成虫寿命影响方面的报道较多是单独针对提供寄主或不提供寄主条件下进行研究[17]。本研究比较观察了不同营养条件下提供寄主与否对成蜂寿命的影响,结果为补充果糖、蔗糖、蜂蜜、葡萄糖时,提供寄主时的雌蜂寿命短于无寄主的,而补充寄主蜜露、海藻糖、松三糖时提供寄主的雌蜂寿命则长于无寄主的,此结果是否是因为在果糖、蔗糖、蜂蜜、葡萄糖等营养条件下产卵量高,在产卵过程中消耗了大量能量所致[18],还是其他原因引起值得进一步研究。另外,研究发现同时提供寄主和清水能大幅度延长雌蜂寿命,所以,该蜂在野外可利用寄主及水分作为其重要营养补充。产卵方面,补充蔗糖最有利于副珠蜡蚧阔柄跳小蜂的产卵,其次是果糖、葡萄糖、蜂蜜等,这可能是因为补充上述营养时可供产卵的成熟卵子较多和产卵过程中所需能量得到保证。另外,试验中观察到补充7 种营养物质和清水的雌成蜂均在产卵高峰后才出现大量死亡,说明补充上述营养有利于该蜂的种群增长。

卵育型寄生蜂成虫期取食营养的质量或种类明显影响卵的成熟数量,从而对寄生蜂的生殖能力产生影响[119-121]。本研究中蜂蜜水溶液、蔗糖水溶液和果糖水溶液及寄主蜜露均可促进副珠蜡蚧阔柄跳小蜂卵子成熟,可使其卵巢中成熟卵子数量在高水平维持较长时间,结果与毛缺沟姬蜂Lissonotasetosa、蝶蛹金小蜂Pteromaluspuparum相似[22,23]。潜蝇姬小蜂等在没有提供寄主产卵条件下,体内的成熟卵在高峰期后被重吸收作为其营养物质[20,24,25]。本研究没提供寄主时小蜂体内的成熟卵量在高峰期过后均逐渐减少,这可能是该蜂通过卵子重吸收的方式来为搜寻寄主、成虫存活或发育新的成熟卵子提供能量[24,25]。寄生蜂常常通过取食寄主获得卵子成熟所需的脂类、蛋白质等物质[20,26-28],尽管提供寄主时各日龄的副珠蜡蚧阔柄跳小蜂体内的成熟卵量与无寄主相比差异不明显,但考虑到提供寄主时已有大量卵在前期已产到寄主体内,说明提供寄主时小蜂体内成熟卵的累积数量显著高于无寄主的,提供寄主明显可以促进其卵子成熟。

许多研究发现寄生蜂亲蜂的营养种类能对其子代的产卵、发育历期、性比、出蜂数量等造成影响[29-30,196]。在本研究中发现补充蜂蜜、蔗糖等可以加快副珠蜡蚧阔柄跳小蜂子代的世代发育,提高子代出蜂量,结果与切割潜蝇茧蜂相似[29];而松三糖、葡萄糖虽然能加快发育,但却不利于提高子代的出蜂量。郭祥令等[32]报道卷蛾分索赤眼蜂在补充不同营养时其后代的雌性比率与产卵量呈负相关,而本研究中副珠蜡蚧阔柄跳小蜂在补充蔗糖时出蜂量最高,其雌性比最低,而补充葡萄糖的出蜂量最低,其雌性比最高,表现出卷蛾分索赤眼蜂相似同趋势。由于,寄生蜂的性比通常分为原生性比和次生性比,前者指雌蜂在寄主上产卵的雌雄卵比,后者则指所产的卵经历孵化、幼虫和蛹的死亡后最终羽化为成蜂的雌雄数量比[33],因此,本研究补充营养究竟是影响了副珠蜡蚧阔柄跳小蜂原生性比还是次生性比值得进一步明确。补充营养的浓度会影响寄生蜂的成虫寿命及生殖力[34],本试验只是研究了质量百分比为20%浓度下补充营养对副珠蜡蚧阔柄跳小蜂的影响,尚需进一步研究利用不同营养的最佳浓度。另外,本研究是在室内稳定的环境条件下进行,其结果可为室内大量繁殖副珠蜡蚧阔柄跳小蜂时的选择补充营养提供依据。鉴于该蜂在室内和田间的营养需求、存活及繁殖情况可能存在差异,所以在田间利用方面还应充分考虑到田间温度、寄主、寄主植物及周围蜜源植物等环境因子的影响。

综上所述,结合补充营养对副珠蜡蚧阔柄跳小蜂的成虫寿命、卵子成熟情况、产卵量、子代发育历期、出蜂量和雌性比等方面的影响,扩繁时可选用浓度为20%的蜂蜜、果糖或蔗糖等作为该蜂扩繁和释放前的补充营养。

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