黃芊 楊娟 凌炎 蔣顯斌 玉小靜 榮艷芳 莫玉萍 王國(guó)全
摘要:【目的】研究臺(tái)灣稻螟(Chilo auricilius Dudgeon)在水稻、茭白、甘蔗和玉米4種寄主植物的產(chǎn)卵選擇性和取食選擇性,為臺(tái)灣稻螟預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)及防治提供科學(xué)依據(jù)。【方法】采用籠罩實(shí)驗(yàn)和圓盤法,分別測(cè)試臺(tái)灣稻螟在4種寄主植物上的產(chǎn)卵選擇和取食選擇性?!窘Y(jié)果】臺(tái)灣稻螟在寄主植物水稻、茭白、甘蔗和玉米上的產(chǎn)卵選擇率無(wú)顯著差異(P>0.05),但其幼蟲在水稻和茭白上的取食選擇率(分別為29.0%和26.0%)顯著高于甘蔗(20.0%)(P<0.05)?!窘Y(jié)論】臺(tái)灣稻螟對(duì)供試4種寄主植物的產(chǎn)卵選擇性不明顯,但其幼蟲在4種植物間具有一定的取食選擇性。
關(guān)鍵詞: 臺(tái)灣稻螟;寄主植物;取食選擇性;產(chǎn)卵選擇性
中圖分類號(hào): S433.4 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A 文章編號(hào):2095-1191(2016)01-0055-04
0 引言
【研究意義】臺(tái)灣稻螟(Chilo auricilius Dudgeon)屬鱗翅目(Lepidoptera)螟蛾科(Pyralidae),為多食性害蟲,主要為害水稻,亦為害甘蔗、玉米、小麥等農(nóng)作物。從20世紀(jì)90年代起,由于耕作、栽培制度及氣候等諸多因素的影響,該蟲的發(fā)生危害逐漸加重,給寄主植物造成了嚴(yán)重的產(chǎn)量損失(劉榮貴等,2001;劉光華等,2006;張國(guó)湖等,2007)。昆蟲在寄主植物上的取食和產(chǎn)卵行為是昆蟲與植物相互依存關(guān)系中最重要的行為之一,因此,研究臺(tái)灣稻螟對(duì)寄主植物的選擇行為,有助于更好地了解和掌握臺(tái)灣稻螟的行為習(xí)性,為害蟲的發(fā)生與發(fā)展預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)提供科學(xué)依據(jù)?!厩叭搜芯窟M(jìn)展】近年來(lái),有關(guān)螟蟲對(duì)寄主植物的選擇性研究越來(lái)越多。戴華國(guó)等(2003)在實(shí)驗(yàn)室木箱條件下進(jìn)行了二化螟水稻類群與茭白類群成蟲產(chǎn)卵選擇性試驗(yàn),結(jié)果表明,兩類群已開始種下分化,其中茭白類群對(duì)本寄主的?;潭却笥谒绢惾骸⒆繕s(2007)在研究大螟[Sesamia inferens(Walker)]成蟲時(shí)發(fā)現(xiàn),該蟲除在蒲草上未產(chǎn)卵,在水稻、茭白、玉米、高粱和稗草上的產(chǎn)卵選擇性均差異不顯著;田間寄主選擇性試驗(yàn)表明,大螟在茭白上密度最高,在水稻、窄葉香蒲和稗草3種寄主植物間無(wú)顯著差異。袁志華等(2013)采用葉碟法研究亞洲玉米螟[Ostrinia furnacalis (Guenée)]不同齡期幼蟲的取食特性,結(jié)果表明,亞洲玉米螟幼蟲保持了對(duì)原始寄主的取食特性,而玉米上的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)成分更有利于亞洲玉米螟的生長(zhǎng)發(fā)育。目前,國(guó)外有關(guān)臺(tái)灣稻螟的研究主要集中在甘蔗作物上,如在甘蔗地中,環(huán)境因素及氮肥施用對(duì)臺(tái)灣稻螟的影響(Pandey and Kant,2005;Randhawa,2014),而在我國(guó)有關(guān)臺(tái)灣稻螟的研究報(bào)道還主要集中在預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)與防治策略(蒙顯標(biāo)等,1997;張國(guó)湖等,2007)、空間分布型(陳觀浩,1996;廖永林等,2014)等田間試驗(yàn),鮮有對(duì)其生物學(xué)特性的相關(guān)研究報(bào)道?!颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】臺(tái)灣稻螟具有廣泛的寄主植物,明確臺(tái)灣稻螟對(duì)寄主植物的取食選擇和產(chǎn)卵選擇性有利于解析臺(tái)灣稻螟與寄主植物之間的關(guān)系,從而全面認(rèn)識(shí)其發(fā)生為害規(guī)律。然而,有關(guān)臺(tái)灣稻螟在不同寄主之間的成蟲產(chǎn)卵選擇與幼蟲取食選擇行為的研究鮮有文獻(xiàn)報(bào)道?!緮M解決的關(guān)鍵問(wèn)題】選取水稻、玉米、甘蔗和茭白4種植物,通過(guò)籠罩試驗(yàn)測(cè)定臺(tái)灣稻螟的產(chǎn)卵選擇性,并采用圓盤法測(cè)定其取食選擇性,從而明確臺(tái)灣稻螟偏好產(chǎn)卵和取食的寄主植物,以期為臺(tái)灣稻螟預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)及防治提供科學(xué)依據(jù)。
1 材料與方法
1. 1 試驗(yàn)材料
供試植物:水稻(TN1,廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院水稻研究所內(nèi)種植)、玉米(桂單0810,廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院玉米研究所提供)、甘蔗(新臺(tái)糖22號(hào),廣西農(nóng)業(yè)科學(xué)院甘蔗研究所提供),分別催芽后播于塑料盆內(nèi),每盆2穴,每穴1株;取茭墩(向農(nóng)戶購(gòu)買),用刀順分蘗處劈成數(shù)小墩,種植于塑料盆內(nèi)。待水稻為分蘗盛期,其余3種植物幼苗長(zhǎng)至15 cm左右供試驗(yàn)用。以上植物均放于養(yǎng)蟲籠內(nèi),以防其他昆蟲干擾,試驗(yàn)前均用水沖洗供試植物。供試臺(tái)灣稻螟采自野外水稻田,在實(shí)驗(yàn)網(wǎng)室內(nèi)用水稻TN1飼養(yǎng)。
1. 2 試驗(yàn)方法
1. 2. 1 臺(tái)灣稻螟對(duì)水稻、茭白、甘蔗和玉米的產(chǎn)卵喜好性比較
1. 2. 1. 1 非選擇條件下試驗(yàn) 參照郝麗霞(2009)的方法,采用籠罩試驗(yàn)測(cè)定臺(tái)灣稻螟的產(chǎn)卵喜好性。4種植物各4盆植株分別置于干凈的養(yǎng)蟲籠(60 cm×60 cm×100 cm,下同)內(nèi),每籠接入4對(duì)臺(tái)灣稻螟成蟲,并放入蘸取10%蜂蜜水的棉花球供臺(tái)灣稻螟補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng),接蟲48 h后統(tǒng)計(jì)植株和籠壁上的卵塊數(shù)和卵粒數(shù)。每處理重復(fù)10次。
1. 2. 1. 2 有選擇條件下試驗(yàn) 將4種植物各1盆置于同一養(yǎng)蟲籠內(nèi),保證植物之間葉片無(wú)相互接觸,每籠接4對(duì)成蟲,在4種植物中間放入蘸取10%蜂蜜水的棉花球,接蟲48 h后查看落卵情況,分別記錄各植株上的卵塊數(shù)和卵粒數(shù)。重復(fù)10次。
1. 2. 2 臺(tái)灣稻螟對(duì)水稻、茭白、甘蔗和玉米的取食選擇性比較 參照王利華等(2012)的方法,采用圓盤法測(cè)定臺(tái)灣稻螟取食選擇性。在直徑20 cm的培養(yǎng)皿內(nèi),對(duì)角線放置4種植物粗細(xì)相當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)約4 cm莖稈(茭白取果肉部分),每種植物莖稈各2段,每個(gè)植物莖稈間弧度相等,且莖稈一端緊靠培養(yǎng)皿邊緣,并將直徑20 cm的濾紙置于上述培養(yǎng)皿底部保濕。將10頭3齡幼蟲放于培養(yǎng)皿中央,分別在24和48 h剝查莖稈,記錄幼蟲在不同植物取食的數(shù)量。重復(fù)10次。
1. 3 統(tǒng)計(jì)分析
采用Excel 2007和DPS 9.50(唐啟義和馮明光,2002)軟件處理數(shù)據(jù),并用LSD檢驗(yàn)法進(jìn)行比較,其中百分?jǐn)?shù)數(shù)據(jù)先經(jīng)反正弦平方根處理再進(jìn)行比較。
2 結(jié)果與分析
2. 1 臺(tái)灣稻螟對(duì)水稻、茭白、甘蔗和玉米的產(chǎn)卵喜好性
由表1可知,在非選擇條件下臺(tái)灣稻螟在水稻、茭白、甘蔗和玉米上的平均卵塊數(shù)分別為4.70、4.40、3.80和4.10塊,平均卵粒數(shù)分別為533.20、466.40、444.00和481.40粒,在4種寄主植物間的卵塊數(shù)和卵粒數(shù)均無(wú)顯著差異(P>0.05,下同)。由表2可知,在有選擇條件下臺(tái)灣稻螟在水稻、茭白、甘蔗和玉米上的平均卵塊數(shù)分別為1.90、1.40、1.80和1.60塊,平均卵粒數(shù)分別為162.45、160.20、153.90和150.85粒,在4種寄主植物間的產(chǎn)卵選擇性無(wú)顯著差異。無(wú)論是在非選擇還是有選擇條件下,臺(tái)灣稻螟均有少量卵產(chǎn)于養(yǎng)蟲籠內(nèi),均顯著低于在4種植物上的卵塊數(shù)和卵粒數(shù)(P<0.05,下同)。
2. 2 臺(tái)灣稻螟對(duì)水稻、茭白、甘蔗和玉米的取食選擇性
由圖1可知,接蟲后24 h,臺(tái)灣稻螟在水稻上的幼蟲量占總數(shù)的27.0%,與茭白上的幼蟲量(占總數(shù)的25.0%)和玉米上的幼蟲量(占總數(shù)的25.0%)相比,三者間無(wú)顯著差異,在甘蔗上的幼蟲量(占總數(shù)的15.0%)顯著低于其余3種植物,且有小比例臺(tái)灣稻螟幼蟲不在任何植物上(占總數(shù)的8.0%)。接蟲48 h后,臺(tái)灣稻螟幼蟲在4種植物間的取食選擇性發(fā)生變化,在水稻上的幼蟲量(占總數(shù)的29.0%)與在茭白(占總數(shù)的26.0%)和玉米(占總數(shù)的24.0%)上的幼蟲量三者間無(wú)顯著差異,在甘蔗上的幼蟲量(占總數(shù)的20.0%)顯著低于水稻和茭白,但與玉米上的幼蟲量差異不顯著;此外,仍然有小比例的臺(tái)灣稻螟未在植物上(占總數(shù)的1.0%)。
3 討論
植食性昆蟲與植物協(xié)同進(jìn)化的結(jié)果是植食性昆蟲有其特定的取食范圍,植物對(duì)昆蟲具有防御能力,兩者相互適應(yīng),因此昆蟲對(duì)寄主植物的選擇行為是植物與昆蟲相互依存關(guān)系中最重要的行為之一(孫凡,2009)。植食性昆蟲尋找寄主植物有3個(gè)階段,首先是昆蟲對(duì)遠(yuǎn)距離植物的定向,其次是到達(dá)植物后對(duì)取食或產(chǎn)卵部位的識(shí)別和選擇,最后是選定植物后對(duì)取食或產(chǎn)卵等活動(dòng)的調(diào)節(jié)控制(趙冬香等,2004)。在這一系列行為過(guò)程中,昆蟲利用視覺、嗅覺、味覺和觸覺不斷收集來(lái)自植物的信息,從而確定寄主植物(趙國(guó)強(qiáng)等,2006)。
臺(tái)灣稻螟是水稻上的重要害蟲,本研究采用的臺(tái)灣稻螟來(lái)自水稻種群,有文獻(xiàn)記載臺(tái)灣稻螟也為害玉米、甘蔗、高粱及小麥等農(nóng)作物(劉榮貴,2001)。臺(tái)灣稻螟與二化螟同屬鱗翅目螟蛾科草螟亞科(Sramainae)草螟屬(Chilo),因此猜測(cè)兩者對(duì)寄主植物的選擇有相似之處。有較多文獻(xiàn)報(bào)道二化螟已嚴(yán)重影響茭白的產(chǎn)量(陳建明等,2003;郝麗霞等,2009),而有關(guān)臺(tái)灣稻螟在茭白上危害的研究鮮見報(bào)道。本研究在室內(nèi)飼養(yǎng)臺(tái)灣稻螟的過(guò)程中發(fā)現(xiàn),臺(tái)灣稻螟能夠在茭白上完成生活史,且幼蟲取食量大,因此,臺(tái)灣稻螟有對(duì)茭白產(chǎn)生危害的可能,生產(chǎn)中應(yīng)密切關(guān)注臺(tái)灣稻螟對(duì)茭白的為害。由本研究結(jié)果可知,臺(tái)灣稻螟在寄主植物非選擇和有選擇兩種條件下,雌成蟲產(chǎn)在水稻上的卵量較多,但與茭白、甘蔗和玉米3種寄主植物上產(chǎn)卵量無(wú)顯著差異;此外,在研究中發(fā)現(xiàn)無(wú)論是在非選擇還是有選擇條件下,臺(tái)灣稻螟均會(huì)產(chǎn)卵于養(yǎng)蟲籠的網(wǎng)上或鋁框上,但比例很小,表明臺(tái)灣稻螟雌成蟲的產(chǎn)卵行為具有一定的選擇性。這一現(xiàn)象與戴華國(guó)等(2003)和郝麗霞(2009)報(bào)道的二化螟產(chǎn)卵選擇行為相似。在取食選擇性試驗(yàn)中,臺(tái)灣稻螟在水稻上取食的幼蟲數(shù)量與在茭白和玉米上的無(wú)顯著差異,但顯著高于在甘蔗上取食的幼蟲量,且隨著時(shí)間的延長(zhǎng),不同寄主植物上的蟲量會(huì)發(fā)生變化,說(shuō)明臺(tái)灣稻螟在到達(dá)寄主植物后還會(huì)進(jìn)行再次選擇。這與郝麗霞(2009)報(bào)道的二化螟對(duì)寄主植物取食選擇行為的研究結(jié)果相似。
昆蟲憑借視覺、觸覺、嗅覺和味覺對(duì)寄主植物的物理性狀、次生性物質(zhì)等進(jìn)行選擇,從而對(duì)植物作出取舍的決定(王琛柱和欽俊德,1998)。然而,臺(tái)灣稻螟是通過(guò)什么方式確定寄主植物,并且寄主植物中的哪些次生代謝產(chǎn)物能夠吸引臺(tái)灣稻螟取食和產(chǎn)卵,有待進(jìn)一步研究。
4 結(jié)論
本研究結(jié)果表明,臺(tái)灣稻螟在寄主植物水稻、茭白、玉米及甘蔗上無(wú)明顯的產(chǎn)卵選擇性,但其幼蟲在4種植物間具有一定的取食選擇性,在水稻和茭白上的取食選擇率顯著高于在甘蔗上。
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(責(zé)任編輯 麻小燕)