白星花金龜?shù)挠鸹敖慌湫袨?/h1>
2018-05-14 12:17:22王萍莉李小萬高朋溫俊寶
植物保護 2018年1期
王萍莉 李小萬 高朋 溫俊寶
摘要
為了探明白星花金龜Protaetia brevitarsis Lewis的羽化節(jié)律和羽化進程、交配行為及交配節(jié)律，在室內恒定條件下（光照周期為L∥D=14 h∥10 h，溫度為（25±2）℃，相對濕度為75%～80%），對白星花金龜?shù)挠鸹敖慌湫袨檫M行了觀察，結果表明：1）羽化在白天和晚上均可發(fā)生，雌雄羽化節(jié)律均表現(xiàn)出駝峰型，雌蟲羽化最高峰出現(xiàn)在04：00-06：00，雄蟲的羽化最高峰出現(xiàn)在16：00-18：00；2）羽化進程為33 d，羽化高峰期為開始羽化后的15～33 d，羽化數(shù)占總數(shù)的76.77%，雌蟲較雄蟲羽化早；3）交配行為分為相遇和交配。相遇包括相互避讓、相互攻擊、爬背、抱對、交配等；交配包括爬背、抱對和交配，部分具有配后保護行為；4）72 h內交配不止一次的占30%，交配持續(xù)時間最短的為95 s，最長的295 s，平均（182±28） s；5）24 h內抱對出現(xiàn)了兩個高峰：18：00-20：00和20：00-22：00，抱對率分別為92.5%和90%，且差異不顯著（P>0.05），但是和其他時間段具有顯著性差異（P<0.05）；6）24 h內有兩個交配高峰，分別為12：00-14：00 和20：00-22：00，交配率分別為35%和40%，且和其他時間段呈顯著差異（P<0.05）。白星花金龜在00：00-08：00和16：00-20：00 時間段未發(fā)生交配現(xiàn)象。
關鍵詞
白星花金龜； 羽化節(jié)律； 交配節(jié)律； 交配行為
中圖分類號：
S 433.5
文獻標識碼： A
DOI： 10.16688/j.zwbh.2017226
The emergence and mating behavior of Protaetia brevitarsis Lewis
WANG Pingli1，2， LI Xiaowan2， GAO Peng1， WEN Junbao1
（1. College of Forestry， Beijing Forestry University， Beijing 100083， China；
2. Xinjiang Agricultural Vocational and Technical College， Changji 831100， China）
Abstract
In order to ascertain emergence rhythm and emergence process，mating behavior and mating rhythm of Protaetia brevitarsis Lewis， the emergence and mating behavior of this beetle were investigated under constant conditions （25℃±2℃， RH 75%-80%， L∥D=14 h∥10 h）.The results showed that the beetle could emerge in the daytime and at night. The emergence rhythm showed the hump pattern， with the females emergence peak at 04：00-06：00 am and the males emergence peak at 16：00-18：00 pm. The emergence lasted for 33 days， and the peak appeared from the fifteenth to thirtythird day after the beginning. The number of emerged adults at peak time accounted for 76.77% of the total. The female emerged earlier than the male. The mating behavior is divided into meeting and mating. Meeting included the avoidance， fighting， climbing on females back， mounting， mating， etc.， Mating included climbing on females back， mounting， mating， postcopulatory guarding behavior observed in some beetles. Mating frequency more than once within 72 h accounted for 30% of the total. The shortest mating duration was 95 seconds， the longest was 295 seconds， and the average was 182±28 seconds. There were two mounting peaks within 24 hours， with the mounting rate of 92.5% and 90% at 18：00-20：00 pm and 20：00-22：00 pm， which was not significantly different（P>0.05）， but significantly different from the mounting rate at other time （P<0.05）. There were two mating peaks within 24 hours， with the mating rate of 35% and 40% at 12：00-14：00 pm and 20：00-22：00 pm， respectively， significantly different from the mating rate at other time （P<0.05）. Mating didnt occur between 00：00-08：00 am and 16：00-20：00 pm.
Key words
Protaetia brevitarsis； emergence rhythm； mating rhythm； mating behavior
白星花金龜Protaetia brevitarsis Lewis屬鞘翅目Coleoptera，花金龜亞科Cetoniidae，星花金龜屬Protaetia，分布于東北、華北、華中、華東、西北等地區(qū)[1]。該蟲2001年首次傳入新疆昌吉，之后迅速蔓延，且危害嚴重[13]。白星花金龜食性雜，為害玉米、小麥、蔬菜、果樹等作物，取食花器、果實及穗部，尤其喜食桃、李、蘋果、葡萄、梨等果樹，造成葡萄、桃、李等的商品性大大降低，為害嚴重的地塊損失率高達50%以上[4]，對農業(yè)和林果業(yè)造成了嚴重威脅。
交配行為是昆蟲選擇最佳配偶以及繁殖后代必不可少的重要環(huán)節(jié)之一[5]。交配行為的研究可為昆蟲的繁殖行為以及昆蟲進化、性別選擇和精子競爭甚至近緣種交配機制提供合理的解釋[6]。受光周期和溫度等因素的影響，昆蟲的羽化通常表現(xiàn)出一定的節(jié)律，羽化節(jié)律同交配和繁殖有著一定的聯(lián)系，因此，了解昆蟲的羽化和交配節(jié)律是應用性信息素監(jiān)測和防治害蟲的基礎，有利于提高性誘劑的田間防治效果[78]。
1 材料與方法
1.1 供試蟲源
白星花金龜幼蟲2016年4月采集于昌吉市六工鎮(zhèn)東五工村混合堆糞（牛糞和羊糞），在室內溫度（25±2）℃，相對濕度75%～80%，光周期L∥D=14 h∥10 h的條件下飼養(yǎng)至化蛹。
1.2 羽化行為觀察
收集同日化的蛹，每99頭放置于透明的塑料養(yǎng)蟲盒（高24 cm，直徑14 cm）內，以混合堆糞（牛糞和羊糞）和細土的混合物將蛹完全覆蓋，放置于溫度（25±2）℃，RH 75%～80%，L∥D=14 h∥10 h的人工氣候箱內，重復3次。每日將其輕輕倒出進行觀察，待發(fā)現(xiàn)有白星花金龜羽化后每4 h觀察一次，記錄羽化時間、性別及數(shù)量。羽化盛期每2 h記錄一次羽化的雌雄成蟲數(shù)，連續(xù)記錄4 d，制作羽化節(jié)律圖。
1.3 交配行為觀察
將同期羽化的白星花金龜成蟲5雌5雄放入觀察盒（高11 cm，下口徑8 cm，上口徑5 cm），重復6次，以成熟的哈密瓜飼喂，每天更換一次食物，清理蟲糞，更換觀察盒。在觀察盒前安裝攝像機，將鏡頭調整至最佳觀察點，當發(fā)現(xiàn)白星花金龜開始爬背、抱對或雄蟲陽具插入雌蟲生殖器開始計時，持續(xù)觀察24 h。
1.4 交配節(jié)律觀察
取同日羽化的白星花金龜處女雌雄成蟲共20對放入觀察盒，以成熟的哈密瓜飼喂，每天更換一次食物，清理蟲糞，更換觀察盒，相同日齡的設3次重復，晝夜觀察72 h，每2 h記錄一次白星花金龜抱對數(shù)、交配對數(shù)、交配次數(shù)、交配持續(xù)時間，計算抱對率和交配率。
1.5 數(shù)據(jù)處理
使用單因素方差分析 （OneWay ANOVA）對數(shù)據(jù)進行分析，并結合最小顯著性差異法（LSD），分析交配節(jié)律，數(shù)據(jù)分析采用 SPSS 17.0。
2 結果與分析
2.1 白星花金龜羽化節(jié)律
由圖1可知：白星花金龜雌、雄成蟲白天和晚上均可發(fā)生羽化，雌、雄蟲羽化節(jié)律均表現(xiàn)為駝峰型，雌蟲羽化最高峰出現(xiàn)在4：00-6：00，第二高峰出現(xiàn)在14：00-16：00，且和其他時間段呈顯著差異（P<0.05）；雄蟲的羽化最高峰出現(xiàn)在16：00-18：00，第二高峰出現(xiàn)在2：00-4：00，和其他的時間段呈顯著差異（P<0.05）。14：00-22：00之間雄蟲的羽化數(shù)明顯高于雌蟲，00：00-08：00之間雌蟲羽化數(shù)量明顯大于雄蟲。
2.2 白星花金龜羽化動態(tài)
白星花金龜自5月下旬開始羽化，羽化后第3 天達到性成熟。從圖2可見，大多數(shù)羽化發(fā)生在開始羽化后15 d至33 d，羽化數(shù)占總數(shù)的76.77%。在第19天之前，雌蟲羽化數(shù)量遠遠大于雄蟲，從第20 天開始，雄蟲羽化數(shù)量逐漸增多，雌雄日羽化數(shù)量基本一致。成蟲羽化期持續(xù)時間較長，約 33 d，羽化進度并非昆蟲常見的單峰型，說明白星花金龜世代發(fā)育不整齊。白星花金龜雌蟲比雄蟲早羽化2 d。雌蟲的較早羽化可能與其等待性成熟和產卵有關。
2.3 白星花金龜相遇行為
當雌雄蟲相遇后，有幾種情況：1）雌雄相互避讓，不交配，各自貼著養(yǎng)蟲盒壁相互背對著轉圈爬行；2）雄蟲爬向雌蟲背部，雌蟲用力反抗；3）雄蟲爬向雌蟲背部，雌蟲不反抗，雄蟲伸出陽具插入雌蟲尾部，調整身體姿勢到合適的位置時，完成交配。
雌蟲遇到雌雄抱對或者多頭雄蟲爭奪一頭雌蟲時，該雌蟲一般會選擇避讓，用后足撥弄食物或者靜臥，且保持這個狀態(tài)較長時間。
當雄蟲遇到雌雄蟲抱對，它會迅速爬向抱對的雌雄成蟲，用前足攻擊正抱對的雄蟲。
雌雌相遇后，未見任何抱對和交配行為發(fā)生。
當雄蟲和雄蟲在養(yǎng)蟲盒中遇到時，有相互避讓，偶爾也有雄蟲相互爬背和抱對的行為，但均未發(fā)生交配。
2.4 白星花金龜?shù)慕慌湫袨?/p>
白星花金龜?shù)慕慌湫袨榉譃榕辣?、抱對、交?個連續(xù)過程，部分還有配后保護行為。交配持續(xù)時間最短的為95 s，最長為295 s，平均（182±28）s。雌雄成蟲相遇后，雌蟲若不反抗，雄蟲則會迅速完成爬背，將生殖器插入到雌蟲體內，完成交配。觀察中發(fā)現(xiàn)，交配過程中若遇外界聲音或強光干擾，雄蟲會立即抽出陽具，停止交配。
交配結束后，雄蟲縮回陽具，離開雌蟲，靜臥在某地長時間不動。雌蟲大多數(shù)非常興奮，表現(xiàn)為爬行、飛翔，或腹部朝上靜躺多時。有部分雌雄交配結束后，依然保持抱對的姿勢行走或靜止，偶爾還出現(xiàn)雄蟲用后足拍打雌蟲尾部的現(xiàn)象，這一行為被稱為配后保護行為（postcopulatory guarding behavior），這種配后保護行為會持續(xù)數(shù)小時，即使從高處摔落，依然保持抱對姿勢。
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關鍵詞
白星花金龜； 羽化節(jié)律； 交配節(jié)律； 交配行為
中圖分類號：
S 433.5
文獻標識碼： A
DOI： 10.16688/j.zwbh.2017226
The emergence and mating behavior of Protaetia brevitarsis Lewis
WANG Pingli1，2， LI Xiaowan2， GAO Peng1， WEN Junbao1
（1. College of Forestry， Beijing Forestry University， Beijing 100083， China；
2. Xinjiang Agricultural Vocational and Technical College， Changji 831100， China）
Abstract
In order to ascertain emergence rhythm and emergence process，mating behavior and mating rhythm of Protaetia brevitarsis Lewis， the emergence and mating behavior of this beetle were investigated under constant conditions （25℃±2℃， RH 75%-80%， L∥D=14 h∥10 h）.The results showed that the beetle could emerge in the daytime and at night. The emergence rhythm showed the hump pattern， with the females emergence peak at 04：00-06：00 am and the males emergence peak at 16：00-18：00 pm. The emergence lasted for 33 days， and the peak appeared from the fifteenth to thirtythird day after the beginning. The number of emerged adults at peak time accounted for 76.77% of the total. The female emerged earlier than the male. The mating behavior is divided into meeting and mating. Meeting included the avoidance， fighting， climbing on females back， mounting， mating， etc.， Mating included climbing on females back， mounting， mating， postcopulatory guarding behavior observed in some beetles. Mating frequency more than once within 72 h accounted for 30% of the total. The shortest mating duration was 95 seconds， the longest was 295 seconds， and the average was 182±28 seconds. There were two mounting peaks within 24 hours， with the mounting rate of 92.5% and 90% at 18：00-20：00 pm and 20：00-22：00 pm， which was not significantly different（P>0.05）， but significantly different from the mounting rate at other time （P<0.05）. There were two mating peaks within 24 hours， with the mating rate of 35% and 40% at 12：00-14：00 pm and 20：00-22：00 pm， respectively， significantly different from the mating rate at other time （P<0.05）. Mating didnt occur between 00：00-08：00 am and 16：00-20：00 pm.
Key words
Protaetia brevitarsis； emergence rhythm； mating rhythm； mating behavior
白星花金龜Protaetia brevitarsis Lewis屬鞘翅目Coleoptera，花金龜亞科Cetoniidae，星花金龜屬Protaetia，分布于東北、華北、華中、華東、西北等地區(qū)[1]。該蟲2001年首次傳入新疆昌吉，之后迅速蔓延，且危害嚴重[13]。白星花金龜食性雜，為害玉米、小麥、蔬菜、果樹等作物，取食花器、果實及穗部，尤其喜食桃、李、蘋果、葡萄、梨等果樹，造成葡萄、桃、李等的商品性大大降低，為害嚴重的地塊損失率高達50%以上[4]，對農業(yè)和林果業(yè)造成了嚴重威脅。
交配行為是昆蟲選擇最佳配偶以及繁殖后代必不可少的重要環(huán)節(jié)之一[5]。交配行為的研究可為昆蟲的繁殖行為以及昆蟲進化、性別選擇和精子競爭甚至近緣種交配機制提供合理的解釋[6]。受光周期和溫度等因素的影響，昆蟲的羽化通常表現(xiàn)出一定的節(jié)律，羽化節(jié)律同交配和繁殖有著一定的聯(lián)系，因此，了解昆蟲的羽化和交配節(jié)律是應用性信息素監(jiān)測和防治害蟲的基礎，有利于提高性誘劑的田間防治效果[78]。
1 材料與方法
1.1 供試蟲源
白星花金龜幼蟲2016年4月采集于昌吉市六工鎮(zhèn)東五工村混合堆糞（牛糞和羊糞），在室內溫度（25±2）℃，相對濕度75%～80%，光周期L∥D=14 h∥10 h的條件下飼養(yǎng)至化蛹。
1.2 羽化行為觀察
收集同日化的蛹，每99頭放置于透明的塑料養(yǎng)蟲盒（高24 cm，直徑14 cm）內，以混合堆糞（牛糞和羊糞）和細土的混合物將蛹完全覆蓋，放置于溫度（25±2）℃，RH 75%～80%，L∥D=14 h∥10 h的人工氣候箱內，重復3次。每日將其輕輕倒出進行觀察，待發(fā)現(xiàn)有白星花金龜羽化后每4 h觀察一次，記錄羽化時間、性別及數(shù)量。羽化盛期每2 h記錄一次羽化的雌雄成蟲數(shù)，連續(xù)記錄4 d，制作羽化節(jié)律圖。
1.3 交配行為觀察
將同期羽化的白星花金龜成蟲5雌5雄放入觀察盒（高11 cm，下口徑8 cm，上口徑5 cm），重復6次，以成熟的哈密瓜飼喂，每天更換一次食物，清理蟲糞，更換觀察盒。在觀察盒前安裝攝像機，將鏡頭調整至最佳觀察點，當發(fā)現(xiàn)白星花金龜開始爬背、抱對或雄蟲陽具插入雌蟲生殖器開始計時，持續(xù)觀察24 h。
1.4 交配節(jié)律觀察
取同日羽化的白星花金龜處女雌雄成蟲共20對放入觀察盒，以成熟的哈密瓜飼喂，每天更換一次食物，清理蟲糞，更換觀察盒，相同日齡的設3次重復，晝夜觀察72 h，每2 h記錄一次白星花金龜抱對數(shù)、交配對數(shù)、交配次數(shù)、交配持續(xù)時間，計算抱對率和交配率。
1.5 數(shù)據(jù)處理
使用單因素方差分析 （OneWay ANOVA）對數(shù)據(jù)進行分析，并結合最小顯著性差異法（LSD），分析交配節(jié)律，數(shù)據(jù)分析采用 SPSS 17.0。
2 結果與分析
2.1 白星花金龜羽化節(jié)律
由圖1可知：白星花金龜雌、雄成蟲白天和晚上均可發(fā)生羽化，雌、雄蟲羽化節(jié)律均表現(xiàn)為駝峰型，雌蟲羽化最高峰出現(xiàn)在4：00-6：00，第二高峰出現(xiàn)在14：00-16：00，且和其他時間段呈顯著差異（P<0.05）；雄蟲的羽化最高峰出現(xiàn)在16：00-18：00，第二高峰出現(xiàn)在2：00-4：00，和其他的時間段呈顯著差異（P<0.05）。14：00-22：00之間雄蟲的羽化數(shù)明顯高于雌蟲，00：00-08：00之間雌蟲羽化數(shù)量明顯大于雄蟲。
2.2 白星花金龜羽化動態(tài)
白星花金龜自5月下旬開始羽化，羽化后第3 天達到性成熟。從圖2可見，大多數(shù)羽化發(fā)生在開始羽化后15 d至33 d，羽化數(shù)占總數(shù)的76.77%。在第19天之前，雌蟲羽化數(shù)量遠遠大于雄蟲，從第20 天開始，雄蟲羽化數(shù)量逐漸增多，雌雄日羽化數(shù)量基本一致。成蟲羽化期持續(xù)時間較長，約 33 d，羽化進度并非昆蟲常見的單峰型，說明白星花金龜世代發(fā)育不整齊。白星花金龜雌蟲比雄蟲早羽化2 d。雌蟲的較早羽化可能與其等待性成熟和產卵有關。
2.3 白星花金龜相遇行為
當雌雄蟲相遇后，有幾種情況：1）雌雄相互避讓，不交配，各自貼著養(yǎng)蟲盒壁相互背對著轉圈爬行；2）雄蟲爬向雌蟲背部，雌蟲用力反抗；3）雄蟲爬向雌蟲背部，雌蟲不反抗，雄蟲伸出陽具插入雌蟲尾部，調整身體姿勢到合適的位置時，完成交配。
雌蟲遇到雌雄抱對或者多頭雄蟲爭奪一頭雌蟲時，該雌蟲一般會選擇避讓，用后足撥弄食物或者靜臥，且保持這個狀態(tài)較長時間。
當雄蟲遇到雌雄蟲抱對，它會迅速爬向抱對的雌雄成蟲，用前足攻擊正抱對的雄蟲。
雌雌相遇后，未見任何抱對和交配行為發(fā)生。
當雄蟲和雄蟲在養(yǎng)蟲盒中遇到時，有相互避讓，偶爾也有雄蟲相互爬背和抱對的行為，但均未發(fā)生交配。
2.4 白星花金龜?shù)慕慌湫袨?/p>
白星花金龜?shù)慕慌湫袨榉譃榕辣?、抱對、交?個連續(xù)過程，部分還有配后保護行為。交配持續(xù)時間最短的為95 s，最長為295 s，平均（182±28）s。雌雄成蟲相遇后，雌蟲若不反抗，雄蟲則會迅速完成爬背，將生殖器插入到雌蟲體內，完成交配。觀察中發(fā)現(xiàn)，交配過程中若遇外界聲音或強光干擾，雄蟲會立即抽出陽具，停止交配。
交配結束后，雄蟲縮回陽具，離開雌蟲，靜臥在某地長時間不動。雌蟲大多數(shù)非常興奮，表現(xiàn)為爬行、飛翔，或腹部朝上靜躺多時。有部分雌雄交配結束后，依然保持抱對的姿勢行走或靜止，偶爾還出現(xiàn)雄蟲用后足拍打雌蟲尾部的現(xiàn)象，這一行為被稱為配后保護行為（postcopulatory guarding behavior），這種配后保護行為會持續(xù)數(shù)小時，即使從高處摔落，依然保持抱對姿勢。
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