咖啡果小蠹的假死行為及短時高溫對其致死作用

韓冬銀 詹燦爛 李磊 王建赟 張方平 孫世偉 符悅冠

關鍵詞：咖啡果小蠹；假死行為；高溫處理；致死作用

咖啡果小蠹[Hypothenemus hampei （Ferrari）]屬于鞘翅目（Coleoptera），象蟲科（Curculionidae）小蠹亞科（Scolytinae），是我國對外檢疫對象，原產于熱帶和亞熱帶，廣泛分布于越南、老撾、柬埔寨、泰國、哥倫比亞、秘魯、巴西等大多數(shù)咖啡主產國家和地區(qū)[1-3]?？Х裙◇际且环N嚴重威脅全世界咖啡生產的害蟲，每年造成的損失達5 億美元，造成咖啡減產可高達50%以上[4-5]。我國于2019 年首次發(fā)現(xiàn)該蟲在海南省萬寧市興隆地區(qū)為害咖啡植株，截至目前，該蟲已迅速蔓延至瓊中、白沙等海南主要咖啡種植區(qū)，對海南省甚至全國咖啡產業(yè)的健康發(fā)展構成重大威脅。咖啡果小蠹除為害青果、黃果和紅果外，在收獲期間還可在地上殘留的漿果或留在樹枝上的干果中生存，至下造咖啡果期再轉果為害[6]，隨咖啡豆調運是其遠距離擴散的主要方式，盡管采取相關的檢疫措施，仍無法避免該蟲向有利于其繁殖的咖啡生態(tài)圈擴散。因此，采用有效的防治措施和維持較低的蟲口密度，是控制該蟲的可能選擇[7]。由于咖啡果小蠹為新入侵害蟲，其生物生態(tài)學習性尚未完全明確，為盡快了解咖啡果小蠹的習性，本研究通過觀察其假死行為和耐饑能力，并探討短時高溫對咖啡果小蠹的致死效應，以期為咖啡果小蠹的防控提供基礎數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

咖啡果小蠹采自海南省萬寧市興隆鎮(zhèn)中國熱帶農業(yè)科學院香料飲料研究所高龍試驗基地咖啡園（110.1849°E， 18.7080°N）。將咖啡果小蠹連同咖啡干果一起采集密封帶回實驗室[（252）℃]，選取雌成蟲供試驗研究。

1.2 方法

1.2.1 咖啡果小蠹假死行為觀察 （1）取食與否對咖啡果小蠹成蟲假死的影響。在實驗室內，取食組：將試蟲從咖啡豆中解剖取出觀察；饑餓組：將咖啡果小蠹從咖啡豆中解剖取出，24 h 不飼喂任何食料，輕放至實驗臺上，觀察是否假死。

（2）不同溫度對咖啡果小蠹成蟲假死的影響。將咖啡果小蠹連同咖啡豆分別放入26、45 ℃，相對濕度為75%10%、光周期L∶D=12∶12 的人工氣候箱內，2 h 后取出，然后置于26 ℃氣候箱飼養(yǎng)24 h，觀察是否假死。試驗設10 個重復，每個重復10 頭蟲。

若試蟲靜止不動，則判斷為假死，開始計時，當試蟲足伸出或者活動明顯時，則判斷為假死結束。

1.2.2 咖啡果小蠹的耐饑力測定 將咖啡果小蠹成蟲放入5 mL 離心管中，離心管口用棉花封口，不提供食物和水，置于26 ℃、相對濕度為75%10%、光周期L∶D=12∶12 的人工氣候箱內飼養(yǎng)。每12 h 觀察1 次，連續(xù)觀察至試蟲全部死亡，并記錄試蟲死亡情況。觀察試蟲足是否伸出并且活動明顯，為避免試蟲假死造成誤判，初步判定為死亡的試蟲置于培養(yǎng)皿中，1 h 后再次觀察確認。試驗設10 個重復，每重復10 頭蟲。

1.2.3 高溫對咖啡果小蠹的致死作用 將咖啡果小蠹成蟲放入5 mL 離心管中，離心管口用棉花封口，以咖啡果為食料。試驗設36、39、42、45 ℃共4 個處理溫度，高溫處理在高低溫交變試驗箱（ZY/GDWJ-2251）中進行。在預試驗的基礎上，36、39 ℃分別處理6、9、12、15、18 h，42、45 ℃處理2、3、4、5、6、12 h，然后轉至26 ℃、相對濕度為75%10%、光周期為L∶D=12∶12 的人工氣候箱內飼養(yǎng)。處理后每24 h 觀察1 次，連續(xù)觀察至試蟲全部死亡，并記錄死蟲數(shù)。觀察方法同1.2.2。以26 ℃飼養(yǎng)試蟲為對照（CK），試驗設4 個重復，每重復20 頭蟲。

1.3 數(shù)據(jù)處理

按以下公式計算死亡率和校正死亡率：

根據(jù)不同溫度、不同處理時間的死亡數(shù)量，參照BROUFAS 等[8]和WANG 等[9]的方法計算半致死溫度（LT50）和半致死時間（Lt50）。

采用Excel 軟件進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計，應用DPS 16.5軟件進行統(tǒng)計分析，采用T 檢驗對比不同條件假死時長的差異顯著性；采用Duncans 新復極差法檢驗不同處理溫度咖啡果小蠹成蟲校正死亡率的差異顯著性。

2 結果與分析

2.1 咖啡果小蠹的假死行為

咖啡果小蠹成蟲的假死行為表現(xiàn)為蟲體僵硬不動，足的脛節(jié)微屈于腹面，肌肉緊張。覺醒時，通常足部先緩慢伸縮，隨后全身恢復活動。取食與24 h 不飼喂任何食料對咖啡果小蠹成蟲的假死行為反應的影響無明顯差異，試蟲出現(xiàn)假死反應的比例分別為9.0%和8.0%，出現(xiàn)假死行為的個體平均假死時長分別為33.63、46.89 s，差異不顯著（P=0.4939）。

45 ℃短時高溫處理2 h 后，咖啡果小蠹成蟲出現(xiàn)假死反應的比例和時長均顯著提高，出現(xiàn)假死反應的比例達72.0%，顯著高于26 ℃的10.0%；45 ℃短時高溫處理2 h 后平均假死時長為320.33 s，顯著高于26 ℃下的43.26 s（P=0.0018）。

2.2 咖啡果小蠹成蟲的耐饑力

咖啡果小蠹成蟲具有較強的耐饑能力，在不提供食料和水的情況下，其最長存活時間可達204 h，平均存活時長達90.17 h；饑餓36 h 的總體存活率為90.00%。在饑餓時長為48～72 h，試蟲的耐饑餓能力快速下降，從饑餓48 h 總體存活率為78.57%，快速降至饑餓72 h 的38.57%，隨后緩慢下降（圖1）。

2.3 短時高溫對咖啡果小蠹成蟲存活的影響

咖啡果小蠹成蟲經短時高溫處理后，溫度與時長均顯著影響其存活，在試驗溫度范圍內，隨著溫度升高及處理時間的延長，咖啡果小蠹成蟲的死亡率逐漸提高；恢復到26 ℃后隨飼養(yǎng)時間的延長，死亡率繼續(xù)升高。45 ℃處理2、3 h 對其校正死亡率的影響差異不顯著，處理4 h 死亡率快速提升，24、48 h 校正死亡率分別為72.88%和77.97%，顯著高于處理2、3 h，與處理5 h 差異不顯著；處理12 h 后24 h 死亡率為100%。36、39 ℃處理6 h 及以下時長對咖啡果小蠹存活能力的影響較小，36、39 ℃處理6 h，其24 h 校正死亡率分別為16.94%和23.73%，隨著觀察時間的延長，死亡率有所增加，48 h 校正死亡率分別為28.81%和33.89%（表1，表2）。

2.4 咖啡果小蠹半致死時間和半致死溫度

通過計算得到不同短時高溫條件下的回歸方程和半致死時間（Lt50）。不同短時高溫條件下，處理后24、48 h 的半致死時間均表現(xiàn)為隨處理溫度的增高而縮短，且隨著觀察時間的延長，半致死時間也縮短，其中45 ℃處理的Lt50 最短，分別為3.11、2.70 h；36 ℃處理的Lt50 最長，分別為17.85、11.42 h（表3）。

通過計算得到不同短時高溫處理6 h 的回歸方程和半致死溫度，處理后24 h 的回歸方程為y=?42.270+29.600x，R2=0.9534，處理后24 h 和48 h的半致死溫度（LT50）分別為39.53 ℃和38.66 ℃，半致死溫度隨著觀察時間的延長而降低。

3 討論

研究結果表明：24 h 不飼喂任何食料對咖啡果小蠹成蟲的假死行為無顯著影響，短時高溫處理可顯著提高咖啡果小蠹成蟲出現(xiàn)假死反應的比例和時長。咖啡果小蠹成蟲具有較強的耐饑能力，在不提供任何食料的情況下，平均存活時長達90.17 h。短時高溫處理顯著影響咖啡果小蠹成蟲的存活能力，隨處理溫度的升高及處理時間的延長，死亡率逐漸增加。不同短時高溫處理的半致死時間隨處理溫度的升高或觀察時間的延長而縮短。不同短時高溫處理6 h 的半致死溫度隨觀察時間的延長而降低。

假死作為昆蟲重要的防御行為，受昆蟲自身內部影響因素，包括性別、體重或饑餓程度等及外界因素光照、溫度、聲音等的影響[10]。本研究觀察發(fā)現(xiàn)45 ℃短時高溫處理對咖啡果小蠹成蟲出現(xiàn)假死反應的比例和時長均有顯著影響，因此，在開展高溫對其致死影響的相關研究時，應注意延長觀察時間或反復觀察以免誤判。

咖啡果小蠹除在田間自然擴散外，在咖啡豆中存活且隨咖啡豆調運是其遠距離擴散的主要方式，且雌蟲在離開為害果前已完成交配，耐饑能力較強，在不提供食料和水的情況下，其最長存活時間可達204 h，因此，對倉儲期或調運前的咖啡豆進行熏蒸或高溫等處理是防止咖啡果小蠹遠距離擴散的重要措施[5， 7， 11]。利用干燥爐，49 ℃處理0.5 h 可滅殺咖啡豆內的害蟲，但容易影響咖啡豆的色澤[12-13]。高溫熱處理對昆蟲的致死效應不僅取決于溫度的高低，還取決于暴露時間的長短。本研究結果表明，咖啡果小蠹成蟲在36～45 ℃范圍內，隨著處理溫度的升高及處理時間的延長，其死亡率逐漸升高；45 ℃處理12 h 的死亡率為100%；處理后24、48 h 的半致死時間表現(xiàn)為隨處理溫度的升高而縮短，且隨觀察時間的延長，其半致死時間逐漸縮短；其中45 ℃處理的Lt50 最短；處理6 h 后24、48 h 的半致死溫度隨著觀察時間的延長而逐漸降低。關于高溫處理過程中環(huán)境溫度、環(huán)境濕度及儲藏設施條件對咖啡果小蠹的致死作用的影響亟需進一步研究，以便有效地利用高溫處理徹底殺滅儲藏期的咖啡果小蠹，為咖啡及其制品后期的安全儲運提供基礎數(shù)據(jù)。