貢嘎鉤蝠蛾交配及生殖力的研究

張德利，游華建，魯增輝，涂永勤，陳仕江

(重慶市中藥研究院，重慶 400065)

貢嘎鉤蝠蛾ThitarodesgonggaensisFu and Huang屬于鱗翅目鉤蝠蛾屬，主要分布在貢嘎山系海拔3 000～5 000 m的高山峽谷區(qū)(尹定華等，1994)。冬蟲(chóng)夏草是冬蟲(chóng)夏草菌Ophiocordycepssinensis(Berk.)G.H. Sungetal.寄生在鱗翅目蝙蝠蛾科蝠蛾屬昆蟲(chóng)幼蟲(chóng)蟲(chóng)體中形成的菌蟲(chóng)復(fù)合體，目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)冬蟲(chóng)夏草的寄主昆蟲(chóng)多達(dá)60余種，貢嘎鉤蝠蛾是冬蟲(chóng)夏草的優(yōu)勢(shì)寄主昆蟲(chóng)，具有重要的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，自其新種發(fā)現(xiàn)以來(lái)，相繼報(bào)道了生物學(xué)特性(黃天福等，1992；尹定華等，1993；尹定華等，1995；黃天福等，1997；陳仕江等，1997)、生態(tài)學(xué)特性(尹定華等，1997)、生態(tài)分布(尹定華等，1997)等相關(guān)研究，但未對(duì)其交配時(shí)長(zhǎng)、性比、密度等方面展開(kāi)深入詳細(xì)的研究。雌雄蟲(chóng)完成交配過(guò)程需要一定的交配時(shí)長(zhǎng)，交配時(shí)長(zhǎng)過(guò)短會(huì)導(dǎo)致授精不充分或未受精(周祖琳，1987)，交配時(shí)長(zhǎng)是否充足決定授精率、孵化率的高低。性比是昆蟲(chóng)種群生物學(xué)的一種重要指標(biāo)，也是決定昆蟲(chóng)種群盛衰的重要影響因子(胡萃等，1988)，種群中的雌雄比例對(duì)雌雄成蟲(chóng)的壽命及交配、產(chǎn)卵、卵孵化等繁殖特性有明顯影響(姚永生，2008；何超，2017)，是種群數(shù)量波動(dòng)的重要影響因子之一。成蟲(chóng)密度及交配時(shí)的溫度對(duì)交配時(shí)長(zhǎng)、生殖力、孵化率等也有一定的影響，在人工飼養(yǎng)中，發(fā)現(xiàn)蝙蝠蛾成蟲(chóng)密度過(guò)高容易出現(xiàn)雄蟲(chóng)相互干擾、競(jìng)爭(zhēng)雌蛾，有的甚至?xí)蓴_正在交配的雌雄蛾，從而影響正常交配。因此，研究貢嘎蝠蛾的交配和生殖力，對(duì)于了解蝙蝠蛾生殖潛能，優(yōu)化現(xiàn)有蟲(chóng)種繁育技術(shù)，增加蝙蝠蛾繁育系數(shù)，提高蝙蝠蛾人工飼養(yǎng)技術(shù)，降低冬蟲(chóng)夏草人工培養(yǎng)成本具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 供試蟲(chóng)源

供試蟲(chóng)源為貢嘎蝙蝠蛾，采集來(lái)源于重慶市中藥研究院康定冬蟲(chóng)夏草培育基地。將采集到的蟲(chóng)蛹置于放有濕度為60%土壤基質(zhì)的飼養(yǎng)盒中，置于常溫中培養(yǎng)，定期噴水保濕，發(fā)現(xiàn)成蟲(chóng)羽化后，收集于交配箱中。

1.2 交配時(shí)長(zhǎng)對(duì)交配、產(chǎn)卵量及孵化率的影響

試驗(yàn)設(shè)自然交配時(shí)間處理和人工干預(yù)交配時(shí)間處理。自然交配時(shí)間處理，將交配箱內(nèi)蝙蝠蛾成蟲(chóng)交配后捉出到培養(yǎng)皿中并記錄交配開(kāi)始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間，一皿一對(duì)，產(chǎn)卵后記錄產(chǎn)卵數(shù)量，單獨(dú)收集于墊有保濕材料的培養(yǎng)皿中。交配時(shí)間記錄200對(duì)，均為自然脫落，交配時(shí)間按小于30 min、30～60 min、60～90 min、大于90 min分組，各組隨機(jī)抽10對(duì)記錄卵量，并測(cè)定孵化率，每對(duì)測(cè)定100粒卵。另設(shè)人工干預(yù)處理交配時(shí)間6個(gè)，分別為交配10、20、30、40、50、60 min時(shí)人為拆開(kāi)交配雌雄蛾，每個(gè)時(shí)間處理10對(duì)，每對(duì)單獨(dú)置于培養(yǎng)皿中，待產(chǎn)卵后單獨(dú)收集于墊有保濕材料的培養(yǎng)皿中，記錄產(chǎn)并測(cè)定孵化率，日常管理中發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)霉立即清除，并用酒精消毒處理。

1.3 雌雄性比對(duì)交配、產(chǎn)卵量及孵化率的影響

將剛羽化的雌雄蛾按1 ∶1、1 ∶1.25、1 ∶1.5、1 ∶1.75、1.25 ∶1、1.5 ∶1、1.75 ∶'1的比例置于交配箱中，為保證交配空間不受密度影響，每個(gè)交配箱內(nèi)固定雌雄蛾總數(shù)為90頭，投放雌、雄蛾數(shù)見(jiàn)表1，各配比處理設(shè)5個(gè)重復(fù)，交配后捉出放到產(chǎn)卵箱中，待雌雄蛾分開(kāi)后將雄蛾再放回原交配箱中，記錄各自的交配蛾數(shù)量。

1.4 成蟲(chóng)密度對(duì)交配、產(chǎn)卵量及孵化率的影響

將剛羽化的雌雄蛾按試驗(yàn)設(shè)計(jì)的數(shù)量置于不同的交配箱中待交配高峰前半小時(shí)以1 ∶1的比例置于交配箱中，成蟲(chóng)密度分別為130、110、90、70和50頭/箱，交配箱內(nèi)部大小為 80 cm×60 cm×60 cm，體積為0.29 m3，每個(gè)密度處理3個(gè)重復(fù)，交配后捉出放到產(chǎn)卵箱中，待雌雄蛾分開(kāi)后將雄蛾再放回原交配箱中，記錄各自的交配雌蛾數(shù)量，從各處理中各抽5對(duì)交配蛾統(tǒng)計(jì)產(chǎn)卵量。

1.5 交配溫度對(duì)交配時(shí)長(zhǎng)、產(chǎn)卵量及孵化率的影響

成蟲(chóng)交配后立刻置于培養(yǎng)皿中，轉(zhuǎn)移到不同溫度處理的培養(yǎng)箱中。試驗(yàn)設(shè)5、10、15、20和25℃共計(jì)5個(gè)處理，另設(shè)室溫條件下交配為對(duì)照，每個(gè)處理交配成蟲(chóng)10對(duì)。觀察記錄交配時(shí)長(zhǎng)、產(chǎn)卵量、孵化率的影響。

1.6 數(shù)據(jù)處理及說(shuō)明

原始數(shù)據(jù)用Microsoft Excel軟件處理，統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)采用SPSS 25.0數(shù)據(jù)分析軟件進(jìn)行處理，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行正態(tài)和方差齊性檢驗(yàn)，必要時(shí)將數(shù)據(jù)進(jìn)行反正弦平方根或?qū)?shù)轉(zhuǎn)換，不同交配時(shí)長(zhǎng)處理的數(shù)據(jù)經(jīng)單因素多重比較進(jìn)行差異顯著性分析(P≤0.05)，通過(guò)最小差異法(LSD法)比較蝙蝠蛾交配時(shí)長(zhǎng)間平均數(shù)的差異程度，比較雌雄性比與交配率之間的關(guān)系。

交配率：各處理交配雌蛾數(shù)占總雌蛾數(shù)的百分比。

2 結(jié)果與分析

2.1 交配時(shí)間與產(chǎn)卵量、孵化率的關(guān)系

交配時(shí)間統(tǒng)計(jì)結(jié)果(表1)表明，雌雄蛾交配自然脫落條件下，平均交配時(shí)長(zhǎng)為90.85 min，交配時(shí)長(zhǎng)最長(zhǎng)為275 min，最短為22 min，交配時(shí)長(zhǎng)在30 min以?xún)?nèi)占比最少為3.00%，交配時(shí)長(zhǎng)在90 min以上的占比最多達(dá)40.00%，交配時(shí)長(zhǎng)大于90 min組產(chǎn)卵量和孵化率最高，分別為529.50粒/雌和92.80%，交配時(shí)長(zhǎng)在30～60 min之間產(chǎn)卵量和平均孵化率最低，分別為520.90粒/雌和90.83%；人工干預(yù)交配時(shí)長(zhǎng)對(duì)雌蛾產(chǎn)卵量沒(méi)有顯著影響(F=0.354，P>0.05)，但是對(duì)孵化率有顯著影響(F=12.98，P<0.05)，在實(shí)驗(yàn)條件下交配時(shí)間越長(zhǎng)進(jìn)行人工干預(yù)對(duì)孵化率影響越小，交配時(shí)長(zhǎng)50 min后拆開(kāi)與交配自然脫落情況下的孵化率無(wú)顯著差異，人工干預(yù)交配時(shí)長(zhǎng)為40 min及以下時(shí)，孵化率顯著低于自然脫落情況下。

表1 貢嘎鉤蝠蛾自然與人為干預(yù)交配統(tǒng)計(jì)表

2.2 雌雄性比對(duì)交配及生殖力的影響

實(shí)驗(yàn)結(jié)果(表2)表明，蝙蝠蛾性比對(duì)交配率有顯著的影響(F=4.482，P<0.05)。偏雄性組(雌雄性比<1)以1 ∶1.5組的交配率最高為96.11%，以1 ∶2性比下交配率最低為93.33%，偏雌性組(雌雄性比>1)中，性比為1.25 ∶1組的交配率最高為92.00%，性比為2 ∶1時(shí)交配率最低為83.66%，偏雄性組交配率高于偏雌性組，偏雄性組交配率顯著高于性比大于1.25的偏雌性處理；蝙蝠蛾性比對(duì)產(chǎn)卵量沒(méi)有顯著影響(F=0.306，P>0.05)，性比1 ∶1.75組平均產(chǎn)卵量最高為524.40粒/雌。蝙蝠蛾性比對(duì)孵化率有顯著影響(F=51.29，P<0.05)，性比1 ∶2組的孵化率最高，為92.42%，性比1 ∶1.75組的孵化率最低為90.80%，偏雌性組中以性比1.25 ∶1的孵化率最高為90.41%，偏雄性組交配率顯著高于偏雌性組中性比高于1.25 ∶1的各處理組。

表2 性比對(duì)交配率、產(chǎn)卵量、孵化率的影響

2.3 成蟲(chóng)密度對(duì)交配、產(chǎn)卵、孵化的影響

實(shí)驗(yàn)結(jié)果(表3)表明，雌雄性比為1 ∶1時(shí)，成蟲(chóng)密度對(duì)交配率有一定的影響(F=2.185，P>0.05)，成蟲(chóng)密度為60頭/箱時(shí)交配率最高為96.57%，成蟲(chóng)密度為150頭/箱的交配率最低為92.69%，成蟲(chóng)密度為60頭/箱的交配率顯著高于150頭/箱，但與其他密度處理無(wú)顯著性差異。成蟲(chóng)密度對(duì)產(chǎn)卵量(F=0.342，P>0.05)和孵化率(F=0.401，P>0.05)沒(méi)有顯著影響。

表3 成蟲(chóng)密度對(duì)交配、產(chǎn)卵量、孵化率的影響

2.4 交配溫度對(duì)交配、產(chǎn)卵、孵化的影響

實(shí)驗(yàn)結(jié)果(表4)表明，交配時(shí)溫度對(duì)交配時(shí)長(zhǎng)有顯著影響(F=24.32，P<0.05)。溫度為10℃下蝙蝠蛾成蟲(chóng)交配時(shí)間最長(zhǎng)，平均交配時(shí)長(zhǎng)為70.50 min，溫度為10℃及其以上，溫度越高成蟲(chóng)交配時(shí)長(zhǎng)越短，25℃處理?xiàng)l件下交配時(shí)長(zhǎng)最短為8.40 min，溫度為5℃、10℃、15℃處理間的交配時(shí)長(zhǎng)無(wú)顯著差異，但顯著高于溫度為20℃和25℃的處理。交配時(shí)溫度對(duì)產(chǎn)卵量有顯著影響(F=8.6，P<0.05)，溫度為10℃下的平均產(chǎn)卵量最多，為536.40粒/雌，25℃下平均產(chǎn)卵量最少，為222.80粒/雌，溫度≤15℃條件下處理的平均產(chǎn)卵量顯著高于溫度20℃以上處理。交配時(shí)不同溫度處理交配成蟲(chóng)對(duì)卵的孵化率有顯著影響(F=18.66，P<0.05)，溫度為10℃下處理交配成蟲(chóng)所產(chǎn)卵的平均孵化率最高為92.60%，溫度為25℃處理成蟲(chóng)所產(chǎn)卵的平均孵化率最低為0，溫度≤15℃處理交配成蟲(chóng)后所產(chǎn)卵的孵化率顯著高于溫度20℃以上處理。

表4 溫度對(duì)交配時(shí)長(zhǎng)、產(chǎn)卵量及孵化率的影響

3 結(jié)論與討論

貢嘎鉤蝠蛾的自然交配時(shí)長(zhǎng)及生殖力的研究，早在上個(gè)世紀(jì)90年代就有報(bào)道，黃天福等(1992)在對(duì)貢嘎蝙蝠蛾的生物學(xué)特性研究中表明，貢嘎蝙蝠蛾成蟲(chóng)的交配時(shí)長(zhǎng)最短為10 min，最長(zhǎng)為150 min，平均交配時(shí)長(zhǎng)42 min，產(chǎn)卵量平均為437粒，而本試驗(yàn)結(jié)果表明，交配時(shí)長(zhǎng)最短為22 min，最長(zhǎng)為270 min，平均交配時(shí)長(zhǎng)為90.85 min，平均產(chǎn)卵量500粒以上，遠(yuǎn)高于此前報(bào)道的結(jié)果，這可能是二者所研究的貢嘎蝙蝠蛾蛹來(lái)源于不同的生態(tài)型有關(guān)，因生態(tài)環(huán)境(海拔、溫度、凍土期等)條件的不同，貢嘎鉤蝠蛾形成了3種生態(tài)型(黃天福等，1996)，因而導(dǎo)致不同生態(tài)型種群的交配時(shí)長(zhǎng)、產(chǎn)卵量有所不同。

貢嘎鉤蝠蛾的交配時(shí)長(zhǎng)的長(zhǎng)短，在成蟲(chóng)自然脫落的情況下，對(duì)產(chǎn)卵量和孵化率沒(méi)有顯著影響，但通過(guò)人工干預(yù)其交配時(shí)長(zhǎng)，盡管對(duì)產(chǎn)卵量沒(méi)有顯著影響，但是對(duì)孵化率有顯著的影響，這可能與雄蟲(chóng)的授精時(shí)間不同有關(guān)，從人工干預(yù)交配的結(jié)果看，交配時(shí)長(zhǎng)10 min處理下，沒(méi)有蟲(chóng)卵孵化，可以說(shuō)明沒(méi)有雄蟲(chóng)完成授精，甚至交配時(shí)長(zhǎng)40 min情況下，其孵化率也僅為60.70%，還有不少的雄蟲(chóng)沒(méi)有完成授精，當(dāng)交配時(shí)長(zhǎng)50 min及以上，其孵化率達(dá)到了91.40%以上，這與交配自然脫落情況的孵化率沒(méi)有顯著性差異。因此，可以認(rèn)為在交配時(shí)長(zhǎng)達(dá)到50 min以上時(shí)，雄蟲(chóng)基本完成了授精。這對(duì)蟲(chóng)種繁育工作具有一定的指導(dǎo)意義，倘若在人工捉取交配成蟲(chóng)過(guò)程中，如果其交配時(shí)長(zhǎng)小于40 min，則可考慮放回交配箱中重新交配，以保證雌雄蟲(chóng)充分交配，提高蟲(chóng)卵的孵化率。

性比對(duì)昆蟲(chóng)成蟲(chóng)的交配率、產(chǎn)卵量、孵化率有一定的影響。自然情況下，貢嘎鉤蝠蛾雌雄蟲(chóng)性比接近1 ∶1(尹定華等，1994)，通過(guò)人為控制性比發(fā)現(xiàn)，當(dāng)雄蟲(chóng)多于雌蟲(chóng)情況下，對(duì)交配率、產(chǎn)卵量、孵化率沒(méi)有顯著影響，而當(dāng)雌蟲(chóng)多于雄蟲(chóng)時(shí)，交配率和孵化率都有所下降，主要是由于部分雌蟲(chóng)由于雄蟲(chóng)過(guò)少?zèng)]有交配而沒(méi)能授精，但是也可以看出盡管雌雄比例差距不斷加大，其交配率并沒(méi)有呈現(xiàn)出快速下降，說(shuō)明多數(shù)雄蟲(chóng)進(jìn)行了二次交配，部分抵消了雄蟲(chóng)不足的問(wèn)題，在雄蟲(chóng)不足25%的情況下(性比1.25 ∶1)，其交配率和孵化率與偏雄性組的雌蟲(chóng)交配率差不多，沒(méi)有顯著差異，但是當(dāng)雄蟲(chóng)不足超過(guò)50%時(shí)，其交配率明顯低于偏雄性組，說(shuō)明當(dāng)雄蟲(chóng)過(guò)少的情況下，二次交配難以彌補(bǔ)雄蟲(chóng)的不足問(wèn)題，而且孵化率也明顯開(kāi)始下降，說(shuō)明二次交配授精率降低了，因此，在蟲(chóng)種數(shù)量一定的條件下，適當(dāng)增加雌蟲(chóng)的繁育，有利于提高總體的產(chǎn)卵量，提高蟲(chóng)種的繁育系數(shù)。成蟲(chóng)密度對(duì)產(chǎn)卵量、孵化率沒(méi)有顯著影響，對(duì)交配率有一定的影響，并表現(xiàn)出一定的趨勢(shì)性，但影響較小，在蟲(chóng)種繁育過(guò)程中可適當(dāng)控制密度，盡量控制在120頭/箱范圍內(nèi)，以保證成蟲(chóng)的充分交配。

交配溫度對(duì)貢嘎鉤蝠蛾成蟲(chóng)的交配時(shí)長(zhǎng)、產(chǎn)卵量、孵化率均有顯著影響。在5～15℃范圍內(nèi)，各處理間的交配時(shí)長(zhǎng)、產(chǎn)卵量和孵化率沒(méi)有顯著差異，而當(dāng)溫度在20℃、25℃處理?xiàng)l件下其交配時(shí)長(zhǎng)、產(chǎn)卵量和孵化率顯著下降，說(shuō)明過(guò)高的溫度會(huì)引起正在交配的雌雄蟲(chóng)提前分開(kāi)，交配時(shí)長(zhǎng)縮短至半小時(shí)內(nèi)，雌雄蟲(chóng)不能完成正常的授精過(guò)程，從而導(dǎo)致孵化率大大降低，甚至在25℃處理?xiàng)l件下孵化率為0，完全沒(méi)有完成受精，而過(guò)高的溫度也會(huì)導(dǎo)致成蟲(chóng)不能充分產(chǎn)卵，這可能是與雌蟲(chóng)在較高溫度下壽命縮短有關(guān)。因此，高溫會(huì)導(dǎo)致雌雄蛾不能正常交配，應(yīng)該控制交配期間溫度在5～15℃范圍內(nèi)，以保證雌雄蟲(chóng)能夠順利的完成交配、產(chǎn)卵過(guò)程。

本研究明確了貢嘎鉤蝠蛾正常的交配時(shí)長(zhǎng)以及在不同性比、不同密度、不同溫度條件下對(duì)交配率、交配時(shí)長(zhǎng)、產(chǎn)卵量、孵化率的影響，所得到的數(shù)據(jù)將為冬蟲(chóng)夏草寄主昆蟲(chóng)的繁育，特別是貢嘎鉤蝠蛾的繁育提供理論依據(jù)。盡管性比、密度、溫度對(duì)交配、產(chǎn)卵等繁育生物學(xué)指標(biāo)有一定的影響，但影響這些參數(shù)的主要因素比如昆蟲(chóng)自身的營(yíng)養(yǎng)條件及環(huán)境條件比如濕度、光照等沒(méi)有進(jìn)行全面的研究，以及各個(gè)條件下的綜合影響等，這些問(wèn)題將在今后的研究中開(kāi)展。