取食不同種類糖對(duì)中紅側(cè)溝繭蜂壽命和卵成熟的影響

黃娟娟，丁斌杰，舒曉晗，劉亞慧

(浙江農(nóng)林大學(xué)農(nóng)業(yè)與食品科學(xué)學(xué)院，浙江臨安 311300)

寄生蜂的營(yíng)養(yǎng)主要來源于幼蜂體內(nèi)營(yíng)養(yǎng)積累和成蜂取食兩個(gè)途徑。其中大部分成蜂需要取食糖類來作為主要能源，且糖類對(duì)寄生蜂的壽命和繁殖會(huì)產(chǎn)生影響(W?ckers，2001;宋南等，2006;Narváez et al.，2012;胡衡和劉亞慧，2014)。根據(jù)雌蜂羽化進(jìn)入環(huán)境時(shí)，體內(nèi)卵成熟的程度將寄生蜂分為兩類:預(yù)成熟卵(pro-ovigenic)和同步成熟卵(synovigenic)。體內(nèi)所有卵全部成熟的是預(yù)成熟卵寄生蜂，而部分成熟的是同步成熟卵寄生蜂，它可以在整個(gè)成蟲階段持續(xù)成熟卵。一般情況，雌蜂一生的繁殖成功受產(chǎn)卵時(shí)成熟卵的數(shù)量或寄生蜂一生遇到適合寄主的數(shù)量所限制，所以預(yù)測(cè)雌蜂一生的繁殖成功依賴與寄主的相遇率，期望壽命和卵成熟的時(shí)間選擇及速率(Godfray，1994;Getz and Mills，1996;Rosenheim，1996;Ellers and van Alphen，1997)。對(duì)于同步成熟卵寄生蜂來說，主要通過延長(zhǎng)壽命增加與寄主的相遇率和提高卵成熟的質(zhì)量。因此，寄生蜂成蟲期營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的獲取起到關(guān)鍵性的作用。

中紅側(cè)溝繭蜂Microplitis mediator 是一種寄主廣泛的容性內(nèi)寄生蜂，已報(bào)道寄主包括了40 多種夜蛾科和尺蛾科害蟲。田間環(huán)境下對(duì)棉鈴蟲Helicoverpa armigera、粘蟲Mythimna separate 等農(nóng)業(yè)害蟲具有顯著的控制作用(李建成等，2010)。中紅側(cè)溝繭蜂屬于同步成熟卵寄生蜂，成峰必須通過取食來滿足卵子成熟所需要的能量，因此成蟲期補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)對(duì)完善其繁殖功能具有重要意義。目前關(guān)于不同種類糖對(duì)中紅側(cè)溝繭蜂繁殖/卵成熟影響的研究較少，本文根據(jù)前人試驗(yàn)選取了葡萄糖、果糖、蔗糖、麥芽糖和甘露糖這5種糖，在室內(nèi)條件下探究補(bǔ)充糖類營(yíng)養(yǎng)對(duì)該寄生蜂壽命和繁殖功能的影響，對(duì)于更好的發(fā)揮中紅側(cè)溝繭蜂的控害功能具有十分重要的意義。

1 材料與方法

1.1 供試蟲源

本試驗(yàn)所用中紅側(cè)溝繭蜂由河北省農(nóng)林科學(xué)院植物保護(hù)研究所天敵昆蟲實(shí)驗(yàn)室提供，以滯育繭的形式在本實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行解滯育后用于試驗(yàn)。解滯育時(shí)將滯育繭分批裝入試管，并用沾水濕布包裹試管，放入培養(yǎng)箱(14L∶10D，28℃±1℃)中，靜置6-8 d 即可成功解除滯育。

1.2 糖類營(yíng)養(yǎng)

試驗(yàn)中共選取5種糖類，分別是葡萄糖、果糖、蔗糖、麥芽糖和甘露糖，五種糖溶液的飼喂?jié)舛染鶠? mol/L，以飼喂清水對(duì)照。

1.3 取食不同糖類對(duì)中紅側(cè)溝繭蜂壽命的影響

首先將剛羽化的中紅側(cè)溝繭蜂區(qū)分出雌雄蟲:以成蟲尾端有明顯突出的細(xì)長(zhǎng)輸卵管的為雌蜂，若尾部鈍圓沒有細(xì)長(zhǎng)輸卵管的則為雄蜂。區(qū)分好雌雄后，以5 頭蜂為單位放入試管，每日早晚兩次提供浸有糖溶液的脫脂棉球供寄生蜂取食，每次飼喂1 h。每日記錄寄生蜂死亡數(shù)量并將死亡個(gè)體移除試管，直到所有個(gè)體死亡。每處理雌、雄蜂分別觀測(cè)30 頭。

1.4 取食不同糖類對(duì)中紅側(cè)溝繭蜂雌蜂繁殖力的影響

1.4.1 抱卵量和成熟卵數(shù)量

根據(jù)不同糖類對(duì)中紅側(cè)溝繭蜂壽命影響的程度決定不同處理組解剖寄生蜂的時(shí)間。清水對(duì)照解剖1-3 d，取食葡萄糖、果糖和蔗糖的解剖1 d、2 d、3 d、4 d、7 d，取食麥芽糖和甘露糖的解剖1 d、2 d、3 d、4 d。將待解剖寄生蜂放入-20℃冰箱中冰凍5 min后取出，置于解剖鏡下用解剖鑷輕拉寄生蜂產(chǎn)卵器，直到產(chǎn)卵器和卵巢脫離腹部。隨后將卵巢放在滴有磷酸緩沖液的載玻片上，用昆蟲針輕壓卵巢管，直到所有卵被擠出。記錄總卵量和成熟卵數(shù)量，每處理解剖15 頭寄生蜂。

1.4.2 成熟卵長(zhǎng)

將上述載玻片放置于熒光顯微鏡下，觀察卵子的大小形態(tài)，并用熒光顯微鏡拍攝照片，拍攝時(shí)保證每張圖片中最少有5個(gè)清晰完整的成熟卵。隨后用NIS-emelments 軟件打開圖片測(cè)量成熟卵的長(zhǎng)度。成熟卵子長(zhǎng)度測(cè)量方式如圖2 所示。

1.5 數(shù)據(jù)分析

用SPSS 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。取食不同糖類中紅側(cè)溝繭蜂的壽命用單因素方差分析和Turkey 多重比較法分析，取食相同糖類不同性別中紅側(cè)溝繭蜂的壽命用t 測(cè)驗(yàn)比較，寄生蜂取食食物和性別之間的互作采用兩因素方差分析。用多重回歸分析食物、日齡、食物和日齡互作對(duì)寄生蜂總卵量、成熟卵數(shù)量和長(zhǎng)度的影響。

2 結(jié)果與分析

2.1 取食不同糖類對(duì)中紅側(cè)溝繭蜂壽命的影響

取食不同食物，中紅側(cè)溝繭蜂的壽命差異顯著(雌蜂:F5，170=44.00，P＜0.01;雄蜂:F5，169=21.14，P＜0.01，圖1)。取食糖的種類和寄生蜂性別對(duì)壽命的影響存在顯著互作(F11，339=11.26，P＜0.01)。與清水對(duì)照相比，取食蔗糖、葡萄糖、果糖、麥芽糖的寄生蜂壽命顯著延長(zhǎng)，雌蜂分別為17.6 d，15.6 d，14.4 d 和10.3 d;雄蜂分別為7.6 d，11.0 d，11.3 d 和6.6 d。取食甘露糖，雌蜂和雄蜂壽命與對(duì)照差異不顯著。取食五種糖雌蜂壽命顯著高于雄蜂。

圖1 取食不同糖對(duì)中紅側(cè)溝繭蜂壽命的影響Fig.1 Effects of different sugars on the longevity of male and female Microplitis mediator

2.2 取食不同糖類對(duì)中紅側(cè)溝繭蜂成熟卵數(shù)量和抱卵量的影響

中紅側(cè)溝繭蜂成熟卵子成規(guī)則的橢圓形，略微有些彎曲(圖2)。秦啟聯(lián)等(2000，2001)的研究中已報(bào)到過該寄生蜂成熟卵子的形態(tài)特征;而未成熟卵的卵室還未被卵黃填充完整，形態(tài)上與成熟卵也具有差異(圖3)。

圖2 中紅側(cè)溝繭蜂卵巢內(nèi)成熟卵及卵長(zhǎng)測(cè)量方法Fig.2 Mature egg from ovary of female Microplitis mediator and measuring method of its length

圖3 中紅側(cè)溝繭蜂卵巢內(nèi)未成熟卵Fig.3 Immature egg from ovary of female Microplitis mediator

圖4 取食不同糖中紅側(cè)溝繭蜂成熟卵的數(shù)量Fig.4 Effects of different sugars on the number of mature eggs of Microplitis mediator

初羽化中紅側(cè)溝繭蜂卵巢中成熟卵約占總卵量的13%，平均為7.13 粒。取食不同食物雌蜂卵巢中成熟卵數(shù)量整體上均呈現(xiàn)先顯著上升后逐步下降的趨勢(shì)，但取食不同食物的成熟卵形成高峰期時(shí)間不同(圖4)。提供清水，雌蜂羽化后1 d成熟卵數(shù)量達(dá)到最大，為14.40 粒;取食蔗糖和葡萄糖的雌蜂在羽化后4 d，卵巢中的成熟卵數(shù)量達(dá)到最大值，分別為27.25 和20.71 粒，羽化后7 d，成熟卵數(shù)量顯著下降;取食果糖的雌蜂在羽化后3 d，成熟卵數(shù)量到最大值，為11.86 粒，羽化后7 d，成熟卵量基本保持不變;取食麥芽糖和甘露糖的雌蜂在羽化后2 d，成熟卵數(shù)量增加到最大值，分別為16.22 粒和12.00 粒。取食5種糖，成熟卵數(shù)量的最大值差異顯著(F5，57=8.70，P＜0.01)。多重回歸分析揭示食物、日齡以及食物和日齡互作對(duì)雌蜂卵巢中成熟卵的數(shù)量有顯著影響(表1)。

取食不同食物中紅側(cè)溝繭蜂雌蜂卵巢中總卵量的變化規(guī)律與成熟卵量的類似(圖5)。取食清水、蔗糖、麥芽糖和甘露糖，雌蜂卵巢中總卵量的高峰期與成熟卵數(shù)量的高峰期相比延后。多重回歸分析揭示食物、日齡以及食物和日齡互作對(duì)雌蜂卵巢中總卵量有顯著影響(表1)。

2.3 取食不同糖類對(duì)中紅側(cè)溝繭蜂成熟卵長(zhǎng)的影響

取食不同糖對(duì)中紅側(cè)溝繭蜂成熟卵長(zhǎng)的影響存在差異，取食7 d 后，取食葡萄糖的成熟卵長(zhǎng)顯著大于取食果糖和蔗糖的(F2，24=8.64，P＜0.01，圖6)，其它取食時(shí)間，5種糖的成熟卵長(zhǎng)無顯著差異。隨著時(shí)間的增加，取食不同食物后雌蜂成熟卵長(zhǎng)顯著增加;取食麥芽糖和甘露糖的雌蜂成熟卵長(zhǎng)分別在4 d 和3 d 后基本保持不變。多重回歸分析揭示食物和日齡互作對(duì)雌蜂卵巢中成熟卵長(zhǎng)有顯著影響(表1)。

3 結(jié)論與討論

中紅側(cè)溝繭蜂為同步卵成熟內(nèi)寄生蜂，雌蜂在羽化時(shí)卵巢內(nèi)有少量成熟卵(13%)。前期研究發(fā)現(xiàn)中紅側(cè)溝繭蜂不存在取食寄主的現(xiàn)象。因此，提供優(yōu)質(zhì)的糖類食物資源，對(duì)于寄生蜂壽命和卵成熟具有重要的作用。本研究結(jié)果表明，除甘露糖，取食其余4種糖均能延長(zhǎng)中紅側(cè)溝繭蜂的壽命;取食食物對(duì)兩種性別寄生蜂壽命的影響是不同的。取食蔗糖的雌蜂壽命最長(zhǎng)達(dá)17.6 d，與取食葡萄糖的差異不顯著，顯著高于其它3種糖的雌蜂。取食果糖和葡萄糖的雄峰壽命顯著高于其它3種糖。取食糖類物質(zhì)后中紅側(cè)溝繭蜂雌蜂的壽命顯著比雄蜂的長(zhǎng)。與先前的研究結(jié)果基本一致(李建成等，2005;Luo et al.，2010)，取食不同糖溶液對(duì)寄生蜂壽命的影響主要與糖溶液自身的營(yíng)養(yǎng)功能特性有關(guān)。補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)影響管側(cè)溝繭蜂M.tuberculifer、淡足側(cè)溝繭蜂M.pallidipes 壽命的研究中也發(fā)現(xiàn)相同條件下雌蜂的壽命明顯高于雄蜂(路子云等，2010;季香云等，2011)。雌蜂壽命的增加意味著其具備更長(zhǎng)的時(shí)間用于搜尋寄主和進(jìn)行卵的發(fā)育，對(duì)寄生蜂種群數(shù)量具有積極作用。總之，取食葡萄糖在中紅側(cè)溝繭蜂的飼養(yǎng)中更具有利用價(jià)值，甘露糖不適宜。

表1 食物、日齡、食物和日齡互作對(duì)中紅側(cè)溝繭蜂雌蜂卵巢內(nèi)總卵量、成熟卵量、成熟卵長(zhǎng)的影響Table 1 The effects of diet，age and diet×age interactions on egg load，number of mature egg and length of mature egg in Microplitis mediator

圖5 取食不同糖中紅側(cè)溝繭蜂的總卵量Fig.5 Effects of different sugars on the egg load of Microplitis mediator

圖6 取食不同糖中紅側(cè)溝繭蜂成熟卵的長(zhǎng)度Fig.6 Effects of different sugars on the length of mature egg in Microplitis mediator

取食不同糖除了影響寄生蜂的壽命，對(duì)寄生蜂的卵成熟也具有影響。雌蜂的卵成熟不僅需要能量物質(zhì)(如糖類)，而且需要脂類物質(zhì)。前人研究表明中紅側(cè)溝繭蜂不能利用糖類合成脂類(Luo et al.，2010)，脂類物質(zhì)來自幼蜂營(yíng)養(yǎng)積累存儲(chǔ)的卵巢(卵母細(xì)胞卵黃中以脂和蛋白形式存在)和脂肪體(脂、蛋白和糖原)(Ellers and van Alphen，1997)。本研究中取食5種糖均促進(jìn)雌蜂卵巢中的卵子的繼續(xù)形成，主要原因是糖類食物補(bǔ)充提供了卵成熟需要的能量物質(zhì)，不需要消耗脂類物質(zhì)提供能量，利于雌蜂把體內(nèi)營(yíng)養(yǎng)積累的脂類物質(zhì)直接用于卵子發(fā)生和成熟。同時(shí)，寄生蜂具有有效的資源分配策略，特別是在存活和繁殖之間，即取食獲取的能量物質(zhì)要用于卵子發(fā)生和成熟以及寄生蜂壽命的能量消耗。所以，取食不同糖類物質(zhì)的雌蜂卵巢中成熟卵整體呈現(xiàn)先顯著上升后逐步下降的趨勢(shì)，但取食不同糖的成熟卵形成的高峰期時(shí)間不同。這種繁殖能力在個(gè)體壽命中的時(shí)間分布取決于能量物質(zhì)的利用效能。本研究中，取食不同糖類食物后雌蜂成熟卵長(zhǎng)顯著增加，且隨著取食時(shí)間延長(zhǎng)顯著增加。表明能量物質(zhì)分配策略還存在對(duì)成熟卵的數(shù)量和大小進(jìn)行權(quán)衡，即生產(chǎn)量多、體小的后代或量少、體大的后代間的繁殖比例分配。因此，深入探索不同糖類食物對(duì)寄生蜂繁殖策略的影響對(duì)于寄生蜂的人工飼養(yǎng)及產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)有重要意義。研究結(jié)果顯示取食葡萄糖7 d，雌蜂成熟卵長(zhǎng)顯著大于其它處理，說明葡萄糖作為直接的能量物質(zhì)能被雌蜂更好的利用于卵成熟。

Luo et al.(2010)研究表明中紅側(cè)溝繭蜂雌蜂只需要少量的脂類進(jìn)行卵成熟，取食糖類后，在寄生蜂全部死亡前體內(nèi)含有相對(duì)高的脂含量。結(jié)合本研究進(jìn)一步表明，脂含量不會(huì)限制卵成熟，提供優(yōu)質(zhì)的糖類食物延長(zhǎng)寄生蜂的壽命，同時(shí)持續(xù)卵成熟，可以充分發(fā)揮中紅側(cè)溝繭蜂較強(qiáng)的控害潛力。

綜上所述，糖類食物對(duì)延長(zhǎng)中紅側(cè)溝繭蜂壽命和提高繁殖能力具有重要作用，因此，田間釋放時(shí)為該寄生蜂提供合適糖源作為營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充對(duì)更好的發(fā)揮其控害作用具有積極意義。在研究繁殖力時(shí)本文采用了解剖卵巢觀察的方法，結(jié)果與前人采用提供寄主供寄生蜂寄生方式所得結(jié)論有些差異。通過解剖觀察寄生蜂卵巢的發(fā)育情況以及其中所含卵子的數(shù)量及質(zhì)量，不再需要考慮外界因素的作用，這能夠更直觀的看到補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)對(duì)寄生蜂繁殖功能的影響。

References)

Ellers J，van Alphen JJM.Life history evolution in Asobara tabida:plasticity in allocation of fat reserves to survival and reproduction［J］.Journal of Evolutionary Biology，1997，10(5):771-785.

Getz WM，Mills NJ.Host-parasitoid coexistence and egg-limited encounter rates［J］.American Naturalist，1996，148:333-347.

Godfray HCJ.Parasitoids:Behavioral and Evolutionary Ecology［M］.Princeton:Princeton University Press，1994.

Hu H，Liu YH.Effects of different sugars on longevity，fecundity and nutrient reserves of Meteorus pulchricornis［J］.Chinese Journal of Biological Control，2014，ISTIC，2.［胡衡，劉亞慧.取食不同種類的糖對(duì)斑痣懸繭蜂壽命，繁殖力及營(yíng)養(yǎng)貯存的影響［J］.中國(guó)生物防治學(xué)，2014，ISTIC，2］

Ji XY，Xu JT，Gao H，et al.The influences of temperature，photoperiod and supplymental nutrition on the adult longevity of Microplitis pallidipes［J］.Acta Agriculturae Shanghai，2011，27(2):67-70.［季香云，徐建陶，高慧，等.溫度，光周期和補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)對(duì)淡足側(cè)溝繭蜂成蟲壽命的影響［J］.上海農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)，2011，27(2):67-70］

Li JC，Lu ZY，Maimaiti，et al.The influence of temperature and nutrition on adult longevity of Microplitis mediator(Haliday)(Hymenoptera:Braconidae)［J］.Journal of Hebei Agricultural Sciences，2005，9(1):6-9.［李建成，路子云，買買提，等.溫度和補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)對(duì)中紅側(cè)溝繭蜂成蟲壽命的影響［J］.河北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2005，9(1):6-9］

Li JC，Lu ZY，Qu ZG，et al.Research progress of Microplitis mediator and its application［J］.Journal of Hebei Agricultural Sciences，2011，14(8):4-11.［李建成，路子云，屈振剛，等.中紅側(cè)溝繭蜂研究及應(yīng)用進(jìn)展［J］.河北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，14(8):4-11］

Lu ZY，Zhong Y，Qu ZG，et al.Influence of temperature and nutrition on adult longevity of Microplitis tuberculifer Wesmael［J］.Journal of Hebei Agricultural Sciences，2011，14(8):75-76.［路子云，鐘勇，屈振剛，等.溫度和營(yíng)養(yǎng)條件對(duì)管側(cè)溝繭蜂成蟲壽命的影響［J］.河北農(nóng)業(yè)科學(xué)，2011，14(8):75-76］

Luo SP，Li JC，Liu XX，et al.Effects of six sugars on the longevity，fecundity and nutrient reserves of Microplitis mediator［J］.Biological Control，2010，52(1):51-57.

Narváez A，Cancino J，Daza NC，et al.Effect of different dietary resources on longevity，carbohydrate metabolism，and ovarian dynamics in two fruit fly parasitoids［J］.Arthropod-Plant Interactions，2012，6(3):361-374.

Qin QL，Gong H，Ding C，et al.Embryogenesis and larval development of Microplitis mediator parasitizing Mythimna separate and occurrence of teratocytes［J］.Acta Entomologica Sinica，2000，43(3):280-284.［奏啟聯(lián)，龔和，丁翠，等.中紅側(cè)溝繭蜂在粘蟲體內(nèi)的發(fā)育及畸形細(xì)胞發(fā)生［J］.昆蟲學(xué)報(bào)，2000，43(3):280-284］

Qin QL，Gong H，Ding C，et al.Property and function of virus-like filaments in calyx region of the endoparasitoid Microplitis mediator［J］.Acta Entomologica Sinica，2001，44(2):170-175.［秦啟聯(lián)，龔和，丁翠，等.中紅側(cè)溝繭蜂雌蜂輸卵管萼中病毒樣纖絲的特征和功能［J］.昆蟲學(xué)報(bào)，2001，44(2):170-175］

Rosenheim JA.An evolutionary argument for egg limitation［J］.Evolution，1996:2089-2094.

Song N，Luo MH，Yuan GH.The effects of feeding on parasitoids［J］.Natural Enemies of Insects，2006，28(3):132-138.［宋南，羅梅浩，原國(guó)輝.取食對(duì)寄生蜂的影響［J］.昆蟲天敵，2006，28(3):132-138］

W?ckers FL.A comparison of nectar-and honeydew sugars with respect to their utilization by the hymenopteran parasitoid Cotesia glomerata［J］.Journal of Insect Physiology，2001，47(9):1077-1084.