柑橘木虱成蟲趨光行為反應(yīng)

王飛鳳，王 也，陳雨晨，劉燕梅，郭墅濠，邱寶利，桑 文*

(1. 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)昆蟲學(xué)系，廣州 510640;2. 廣東省生物農(nóng)藥創(chuàng)制與應(yīng)用重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，廣州 510640;3. 廣東省害蟲生物防治工程技術(shù)研究中心，廣州 510640)

柑橘木虱屬半翅目扁木虱科，能為害多種蕓香科植物，若蟲和成蟲在嫩芽、幼葉上取食，引起新葉卷曲畸形，嫩梢干枯萎蔫，若蟲在取食過程中能產(chǎn)生白色黏性蜜露，引起煤污病，影響植物的光合作用(葉志勇等，2007)。同時(shí)，柑橘木虱作為柑橘黃龍病(huanglongbing，HLB)的重要傳播媒介，對(duì)柑橘產(chǎn)業(yè)造成危害更為嚴(yán)重。黃龍病從發(fā)現(xiàn)至今已有幾十年，仍未找到有效的治療方法，植株一旦感病，只能整株移除，因此被稱為柑橘的“癌癥”(李偉明，2009；莫元妹，2009；馮小龍等，2016)。柑橘木虱若蟲和成蟲在取食帶毒植株后均能獲取黃龍病病菌，成蟲在轉(zhuǎn)株危害時(shí)又能將病菌經(jīng)口針傳播到健康植株上(李偉明，2009；江宏燕等，2018)。雖然柑橘木虱不能長距離或長時(shí)間飛行(Arakawa and Miyamoto, 2007)，但終生帶毒，傳毒率高，傳毒速度快，容易隨風(fēng)擴(kuò)散，是黃龍病田間爆發(fā)成災(zāi)的重要原因(余繼華等，2018)。因此，防治柑橘木虱是遏制黃龍病蔓延擴(kuò)散的重要舉措。

目前，國內(nèi)外對(duì)柑橘木虱的防治主要依靠化學(xué)防治和生物防治手段(許煒明等，2017)，然而，化學(xué)農(nóng)藥大量、不合理使用容易導(dǎo)致農(nóng)藥殘留、環(huán)境污染，害蟲抗藥性等問題；生物防治見效較慢，且易受到天氣和人為等因素的影響，防治效果不穩(wěn)定。因此，研究簡單、高效的柑橘木虱綠色防控方法尤為重要。燈光誘控技術(shù)是利用昆蟲趨光行為特點(diǎn)進(jìn)行害蟲防治的物理防治方法(桑文等，2018)，已被廣泛的應(yīng)用于農(nóng)林牧漁業(yè)，并取得了良好的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益(張凱雄等，2014；林森等，2015；張長禹，2015)。

柑橘木虱視覺系統(tǒng)發(fā)達(dá)，具有很強(qiáng)的趨光趨色行為特性(Setamouetal., 2012)，因此，在夜間使用燈光誘控將有望大大提高柑橘木虱的防治效果。本研究采用昆蟲趨光行為反應(yīng)裝置，分析柑橘木虱雌雄成蟲對(duì)360～600 nm波長的LED光源的正、負(fù)趨光行為，明確柑橘木虱雌雄成蟲趨光行為特點(diǎn)，為柑橘木虱物理防治提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試?yán)ハx及飼養(yǎng)

柑橘木虱成蟲采自華南農(nóng)業(yè)大學(xué)九里香植株，在華南農(nóng)業(yè)大學(xué)生物防治教育部工程研究中心人工氣候室內(nèi)用盆栽九里香繼代飼養(yǎng)，九里香每周澆水3次，每兩周修剪1次。人工氣候室溫度 26±2℃，光周期L ∶D=14 h ∶10 h，相對(duì)濕度60%±5%。選擇羽化3～10 d，活潑、健康的柑橘木虱成蟲作為供試?yán)ハx。

1.2 供試光源

供試的LED光源波長分別為360 nm、400 nm、440 nm、480 nm、520 nm、560 nm和600 nm，功率20 w，均定制于深圳市鑫宏顯光電科技有限公司。

1.3 試驗(yàn)裝置

實(shí)驗(yàn)裝置由暗箱(90.00 cm × 61.50 cm × 61.50 cm)、光源、Y型趨光行為反應(yīng)裝置組成。其中Y型趨光行為反應(yīng)裝置分基礎(chǔ)臂、遮光臂、透光臂，長度均為15.00 cm。利用調(diào)節(jié)開關(guān)控制LED光源光照強(qiáng)度，并由手持輻照計(jì)(FZ-A)進(jìn)行測量。

1.4 光譜試驗(yàn)

分別測定柑橘木虱成蟲不分雌雄、雌成蟲和雄成蟲分別在不同波長光源下正、負(fù)趨光行為。成蟲不分雌雄趨光行為測試光照強(qiáng)度為200 μw/cm2，雌成蟲和雄成蟲趨光行為測試光照強(qiáng)度為400 μw/cm2。實(shí)驗(yàn)開始前從九里香上收集待測柑橘木虱成蟲，放入在暗室中進(jìn)行暗適應(yīng)30 min，再轉(zhuǎn)入趨光行為反應(yīng)裝置的基礎(chǔ)臂中，每次光刺激1 h。各處理間更換Y型趨光反應(yīng)裝置，消除氣味影響。分別統(tǒng)計(jì)透光壁、遮光壁、基礎(chǔ)壁的蟲數(shù)。光譜實(shí)驗(yàn)每個(gè)處理重復(fù)3次，每個(gè)重復(fù)20頭成蟲。實(shí)驗(yàn)時(shí)間為19 ∶00-23 ∶00。

1.5 光強(qiáng)試驗(yàn)

根據(jù)柑橘木虱雌、雄成蟲對(duì)光譜的行為反應(yīng)的結(jié)果，選取對(duì)雌雄成蟲吸引效果最佳波長光源進(jìn)行光強(qiáng)實(shí)驗(yàn)。光照強(qiáng)度分別設(shè)置為200、400、600、800和1 000 μw/cm2。行為測試與光譜實(shí)驗(yàn)一致。光強(qiáng)實(shí)驗(yàn)每個(gè)處理重復(fù)3次，每次20頭。

1.6 數(shù)據(jù)分析

根據(jù)公式計(jì)算正趨光率和負(fù)趨光率。

正趨光率(%)=透光壁蟲數(shù)/總蟲數(shù)×100

負(fù)趨光率(%)=遮光臂蟲數(shù)/總蟲數(shù)×100

利用SPSS Statistics 18軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，正趨光率和負(fù)趨光率使用單因素方差分析(ANOVA)的Duncan分析方法進(jìn)行多重比較，差異顯著水平為P<0.05。

2 結(jié)果與分析

2.1 光譜行為反應(yīng)

在7種單色光刺激下，柑橘木虱雌雄成蟲混合存在時(shí)，表現(xiàn)出較強(qiáng)的正趨光性和較弱的負(fù)趨光性，并且對(duì)于各個(gè)波長光源的正趨光率(F6,14=24.596,P=0.000 < 0.05)和負(fù)趨光率(F6,14=7.923,P=0.001 < 0.05)都存在顯著差異(圖1)。其中對(duì)400 nm的紫光正趨光率最高(43.3%±3.4%)，其次是560 nm綠光(37.8%±6.9%)。對(duì)同為紫光的440 nm波長光源的正、負(fù)趨光率都最低(正趨光率：11.1%，負(fù)趨光率：0.0%)。

當(dāng)分別對(duì)柑橘木虱雌、雄成蟲進(jìn)行光譜行為反應(yīng)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：雌、雄成蟲趨光率最高的光源波長存在差異(表1，2)。雌、雄成蟲對(duì)這7種單色光都有一定的趨性，其中雌成蟲對(duì)400 nm紫光正趨光率高達(dá)73.3%±9.3%，其次是520 nm的綠光，為70.0%±7.6%，而對(duì)600 nm橙光正趨光率僅為36.7%±6.7%，且無負(fù)趨光反應(yīng)(表1)；雄成蟲對(duì)520 nm綠光正趨光率高達(dá)66.7%±10.9%，其次是400 nm紫光，為63.3%±6.0%，對(duì)360 nm的紫外光正趨光率僅有36.7%±6.0%，而對(duì)480 nm藍(lán)光無負(fù)趨光反應(yīng)(表2)。

2.2 光強(qiáng)度行為反應(yīng)

根據(jù)光譜行為反應(yīng)試驗(yàn)結(jié)果，選取了雌、雄成蟲正趨光率最高的400 nm和520 nm波長光源進(jìn)行光強(qiáng)度行為反應(yīng)。試驗(yàn)結(jié)果表明：不同性別柑橘木虱成蟲的趨光率隨著光照強(qiáng)度的增大而存在差異(圖2、圖3)。雌成蟲在400 nm波長的紫光刺激下，正趨光率不隨光照強(qiáng)度的增加而發(fā)生顯著改變(F4,10= 2.783,P=0.086 > 0.05)，趨光率維持在50.0%以上(圖2)。雄成蟲在520 nm波長綠光刺激下，正趨光率隨著光照強(qiáng)度的增加而升高(F4,10=7.200,P=0.005 < 0.05)，在光照強(qiáng)度為1000 μw/cm2的光照強(qiáng)度下，雄蟲的正趨光率高達(dá)89.2 %(圖3)。雌、雄成蟲在該兩種波長條件下依舊存在較弱的負(fù)趨光行為。此外，通過比較高光照強(qiáng)度下柑橘木虱雌、雄成蟲的正趨光行為發(fā)現(xiàn)，雄蟲對(duì)強(qiáng)光的趨性要大于雌蟲。

圖1 7種單色光刺激下柑橘木虱成蟲的趨光行為Fig.1 Phototaxis behavior of Diaphorina citri to seven monochromatic lights

表1 7種單色光刺激下柑橘木虱雌成蟲的趨光行為反應(yīng)

注：表中數(shù)據(jù)為平均值±標(biāo)準(zhǔn)誤。同列數(shù)據(jù)后相同字母表示0.05水平上無顯著性差異(下表同)。
Note: The data in the table are mean±SE. Data with the same letters in the same column indicates no significant difference at the 0.05 level. The same below.

表2 7種單色光刺激下柑橘木虱雄成蟲的趨光行為反應(yīng)

圖2 柑橘木虱雌成蟲對(duì)400 nm單色光的光強(qiáng)度行為反應(yīng)Fig.2 Phototaxis behavior of Diaphorina citri female adults to different light intensity of 400 nm LED lights

圖3 柑橘木虱雄成蟲對(duì)520 nm單色光的光強(qiáng)度行為反應(yīng)Fig.3 Phototaxis behavior of Diaphorina citri male adults to different light intensity of 520 nm LED lights

3 討論與結(jié)論

昆蟲的趨光行為包括被光源吸引和受光源排斥兩方面，即正趨光性和負(fù)趨光性(Park and Lee, 2017)，本研究發(fā)現(xiàn)，柑橘木虱雌、雄成蟲主要以正趨光性為主，有較弱的負(fù)趨光性。同時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)柑橘木虱雌、雄成蟲對(duì)光譜和光強(qiáng)的反應(yīng)存在較大差異。雌蟲對(duì)400 nm的紫光趨性最強(qiáng)，其次是520 nm的綠光，雄蟲對(duì)520 nm的綠光趨性最強(qiáng)，其次是400 nm的紫光。該結(jié)果與林雄杰的研究結(jié)果表明，柑橘木虱成蟲對(duì)光照強(qiáng)度分別為1800 lx和4310 lx的460 nm藍(lán)光和531 nm綠光的趨光性最強(qiáng)存在較大差異(林雄杰等, 2013)。原因可能是林雄杰等使用的光源波長較少，實(shí)驗(yàn)中只涉及到綠光、藍(lán)光、紅光和黃光4種波長的光源，并沒有涉及到400 nm和560 nm的波長。Paris等也對(duì)柑橘木虱的趨光趨色行為做了系統(tǒng)的研究，發(fā)現(xiàn)柑橘木虱成蟲對(duì)390 nm的紫外光和525 nm的綠光趨性最強(qiáng)(Parisetal., 2015)。這與本研究雌、雄成蟲的趨光行為結(jié)果類似。然而當(dāng)將雌雄成蟲隨機(jī)混合進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)成蟲對(duì)400 nm紫光依舊趨性最強(qiáng)，但其次是560 nm綠光。這種差異可能與本試驗(yàn)使用的光照強(qiáng)度有關(guān)，而在進(jìn)行不分雌雄試驗(yàn)的過程中光照強(qiáng)度較小。此前也有報(bào)道表明，柑橘木虱對(duì)于反射率值高于560 nm的色板趨向性更強(qiáng)(許煒明等，2017)。典型的植物反射光譜在可見光波段的550 nm處有一個(gè)反射峰(李敏等，2015)。因此，柑橘木虱對(duì)綠光具有較強(qiáng)的趨性可能與柑橘木虱對(duì)寄主植物的搜索行為有關(guān)。

昆蟲的趨光性受不同條件的影響，如光照強(qiáng)度(程文杰等，2011；徐練和文禮章，2015)。黑森癭蚊MayetioladestructorSay、棉鈴蟲HelicoverpaarmigeraHübner、斜紋夜蛾P(guān)rodenialituraFabricius、鰓金龜HolotrichialataBrenske等昆蟲的趨光率都是隨著光照強(qiáng)度的增強(qiáng)而增大(范凡等，2012；楊洪璋等，2014；Schmidetal., 2017)，而西花薊馬FrankliniellaoccidentalsPergande雌成蟲在不同波長的光源刺激下對(duì)于光照強(qiáng)度的變化敏感性存在明顯差異(范凡等，2012)，在400 nm和趨光性最強(qiáng)的524 nm光源刺激下，趨光率與光照強(qiáng)度的關(guān)系才呈一較為平緩的線型，而在380 nm和498 nm光源刺激下其趨光率圖分別呈倒“L”型和倒“W”型。同一昆蟲不同性別的趨光性也存在差異。黑森癭蚊的雌成蟲對(duì)光的敏感性遠(yuǎn)高于雄性(Schmidetal., 2017)。東亞小花蝽OriussauteriPoppius、黑絨鰓金龜甲蟲MaladeraorientalisMotschulsky成蟲也都是雌蟲對(duì)光更加敏感(Altermattetal., 2009; 馮娜等，2015；呂飛等，2016)。這可能因?yàn)樵诔上x期，光并不是雄蟲用于尋找交配對(duì)象的主要信號(hào)(Harris and Foster, 1991)。而在鱗翅目昆蟲蛾類的上燈試驗(yàn)中，多是雄蟲上燈數(shù)多于雌蟲，這說明蛾類的雄蟲對(duì)光的敏感性高于雌蟲(Garris and Snyder, 2010)。本研究結(jié)果表明，柑橘木虱雄蟲對(duì)光強(qiáng)的敏感性要高于雌蟲，且當(dāng)光強(qiáng)增大到1 000 μw/cm2，雄蟲表現(xiàn)出極強(qiáng)的正趨光行為。目前尚無明確證據(jù)表明柑橘木虱雄蟲依靠性信息素尋找配偶(Zanardietal., 2018)，這暗示柑橘木虱雄蟲可能在很大程度上依賴于視覺尋找雌蟲。雌蟲對(duì)光強(qiáng)的敏感性較弱，可能意味雌性的生命活動(dòng)，如尋找產(chǎn)卵場所等，對(duì)視覺的依賴性較低，對(duì)其它感覺能力的依賴性較高，這些還需要進(jìn)一步的研究。

綜上所述，柑橘木虱雌雄成蟲對(duì)光具有明顯的正趨性，且對(duì)光譜和光強(qiáng)的反應(yīng)存在差異。這一結(jié)果可為柑橘木虱田間的燈光誘控提供理論依據(jù)。