甜菜夜蛾幼蟲齡數(shù)和齡期的測定

章金明，周書行，林 雅，劉 敏，王麗坤，呂要斌，，*

(1.浙江省農(nóng)業(yè)科學院 植物保護與微生物研究所，浙江 杭州 310021； 2.浙江師范大學 化學與生命科學學院，浙江 金華 321004)

甜菜夜蛾[Spodopteraexigua(Hübner)]屬鱗翅目(Lepidoptera)夜蛾科(Noctuidae)，是一種世界性分布的多食性害蟲，可為害蘆筍、番茄、棉花、蘿卜、玉米等170余種植物[1-3]。甜菜夜蛾低齡幼蟲喜群聚為害，高齡幼蟲分散為害且具暴食習性，常造成經(jīng)濟作物大量減產(chǎn)[4]。近年來，隨著全球氣候變化，及我國種植結(jié)構(gòu)的調(diào)整，該蟲在我國的危害范圍逐漸擴大，成災(zāi)頻率逐漸升高，危害日趨嚴重[5]，已經(jīng)成為危害蘆筍、大蔥等蔬菜的最重要害蟲[2，6]。

幼蟲齡數(shù)和齡期是昆蟲生物學研究的重要內(nèi)容，可為其發(fā)生規(guī)律、預測預報和科學防治提供重要依據(jù)。Dyar[7]測定28種鱗翅目昆蟲各齡期幼蟲的頭殼寬度后發(fā)現(xiàn)，相鄰齡期的幼蟲頭殼寬度呈一定的幾何級數(shù)關(guān)系，可用于推斷幼蟲齡期。有研究表明，甜菜夜蛾幼蟲會因溫度、食物供給、寄主植物等因素的變化而改變，齡期有5齡、6齡或7齡不等[8-12]。本研究通過對室內(nèi)繁殖的浙北蘆筍園甜菜夜蛾F1代各齡期幼蟲頭殼寬度、體長和體重這3項指標的測定和分析，結(jié)合田間幼蟲頭殼寬度的測定結(jié)果，以期明確甜菜夜蛾幼蟲齡數(shù)，得到劃分幼蟲蟲齡的最佳指標，從而為該蟲發(fā)生期的準確預測和防治適期的科學確定提供基礎(chǔ)生物學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試昆蟲

從浙江省平湖市新埭鎮(zhèn)泖河村、新倉鎮(zhèn)紅光村和桐鄉(xiāng)市石門鎮(zhèn)周墅塘村蘆筍園各采集300頭以上各齡幼蟲(F0代)，帶回室內(nèi)，在人工氣候箱[溫度(26±1)℃，相對濕度(50±10)%，光/暗周期14 h/10 h]中用人工飼料單頭飼養(yǎng)至化蛹。待蛹要羽化時放入圓形產(chǎn)卵缸(直徑 25 cm，高度30 cm)內(nèi)，成蟲喂以10%蜂蜜水，放入白紙供其產(chǎn)卵，孵化后F1代幼蟲用于頭殼寬度、體長、體重測定。

1.2 幼蟲頭殼寬度、體長、體重測定

將同一時間孵化、健康的F1代初孵幼蟲轉(zhuǎn)移至孔徑為3.5 cm的6孔培養(yǎng)板中單頭飼養(yǎng)，每天從3個田間品系幼蟲中隨機測量不少于25頭幼蟲的頭殼寬度、體長和體重，直至幼蟲化蛹結(jié)束。每次蛻皮即說明幼蟲進入下一齡期。將第一次蛻皮前，及接下去的每2次鄰近蛻皮間的頭殼寬度、體長和體重數(shù)據(jù)分別記錄統(tǒng)計，各齡期測量幼蟲數(shù)量不少于50頭。幼蟲頭殼寬度和體長分別采用CIBA-GEIGY顯微測量尺(15×，精度0.01 mm)和10分度的游標卡尺測量，體重采用塞多利斯SQP型電子天平(精確至0.01 mg)進行稱量。由于初孵1齡幼蟲體重過輕，無法單頭稱量，因此將5～10頭1日齡幼蟲體重的平均值作為一個重復，將2～3日齡1齡幼蟲和2～5齡幼蟲的單頭體重作為一個重復，每個齡期各50個重復。

為驗證室內(nèi)數(shù)據(jù)的準確性，選擇甜菜夜蛾發(fā)生高峰期(8月份)分別于新埭鎮(zhèn)泖河村和新倉鎮(zhèn)紅光村為害嚴重的蘆筍園隨機采集各齡幼蟲(F0代)60頭，共計120頭，帶回實驗室直接測定其頭殼寬度、體長、體重，測量方法同上。

1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

對甜菜夜蛾各齡幼蟲的測定指標進行頻次分布分析和回歸分析。使用Crosby生長法則對蟲齡劃分指標進行驗證，當Crosby指數(shù)的絕對值大于0.1時，該指標不適宜作為分齡依據(jù)。計算方法如下：

bn=Xn/Xn-1；

(1)

Cn=(bn-bn-1)/bn-1。

(2)

式(1)、(2)中：Xn和Xn-1分別代表第n齡和第n-1齡幼蟲各項指標的均值；bn和bn-1分別代表第n和n-1個Brooks指數(shù)；Cn代表第n個Crosby指數(shù)。

使用SPSS 18.0數(shù)據(jù)分析軟件，對各齡期幼蟲頭殼寬度、體長和體重進行單因素方差分析，對有顯著(P<0.05)差異的，應(yīng)用Duncan’s新復極差法進行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 幼蟲頭殼寬度分布

測定各個齡期甜菜夜蛾幼蟲的頭殼寬度，并繪制頻次分布圖(圖1)。甜菜夜蛾幼蟲的頭殼寬度頻次分布呈現(xiàn)出5個明顯的集中區(qū)域，由戴氏定律可知，甜菜夜蛾幼蟲齡數(shù)共5齡。1～5齡幼蟲實際測得的頭殼寬度范圍分別為0.21～0.30、0.40～0.49、0.65～0.75、1.05～1.15、1.65～1.80 mm，平均值分別為0.253、0.440、0.697、1.101、1.739 mm，各齡幼蟲的頭殼寬度存在顯著(P<0.05)差異(表1)。

圖1 甜菜夜蛾幼蟲頭殼寬度頻次分布Fig.1 Frequency distribution of head capsule width of Spodoptera exigua larvae

表1 甜菜夜蛾幼蟲頭殼寬度測定值與Crosby指數(shù)

同列數(shù)據(jù)后無相同字母的表示處理間差異顯著(P<0.05)。下同。

Data marked without the same letters in the same column indicated significant difference atP<0.05. The same as below.

經(jīng)檢驗，幼蟲頭殼寬度的Crosby指數(shù)的絕對值均小于0.1，說明該指標可作為劃分幼蟲齡數(shù)的重要依據(jù)，將甜菜夜蛾幼蟲劃分為5齡是合理的。

將甜菜夜蛾幼蟲頭殼寬度(y)與齡期(x)進行回歸分析，二者呈指數(shù)模型(圖2)，擬合的回歸方程為

y=0.163 1e0.477 3x。

(3)

圖2 甜菜夜蛾幼蟲頭殼寬度與齡期的相關(guān)性Fig.2 Correlation between head capsule width and instar of Spodoptera exigua larvae

回歸方程的決定系數(shù)(R2)為0.998 4，說明幼蟲頭殼寬度與齡期的相關(guān)度高，幼蟲頭殼寬度可用于甜菜夜蛾幼蟲蟲齡的確定。

2.2 幼蟲體長分布

對各個齡期甜菜夜蛾幼蟲體長進行測定，并繪制頻次分布圖(圖3)。各個齡期甜菜夜蛾幼蟲的體長頻次分布集中區(qū)域不明顯，1～5齡幼蟲實際測得的體長范圍分別為1.0～3.1、2.5～6.5、4.0～10.0、5.0～15.0、11.0～27.0 mm，各齡期數(shù)據(jù)間出現(xiàn)嚴重重疊，平均值分別為1.831、3.660、7.104、11.036、17.910 mm，存在顯著(P<0.05)差異(表2)。

表2 甜菜夜蛾幼蟲體長測定值與Crosby指數(shù)

經(jīng)檢驗，幼蟲體長的Crosby指數(shù)的絕對值有的大于0.1，說明該指標不適宜用于甜菜夜蛾幼蟲齡數(shù)的劃分。

2.3 幼蟲體重分布

對各個齡期甜菜夜蛾幼蟲的體重進行測定，1～5齡幼蟲的體重范圍分別為0.025～0.567、0.200～6.000、1.100～15.200、6.200～65.600、32.900～275.200 mg，平均值分別為0.218、1.618、8.608、30.610、101.014 mg(表3)，5齡幼蟲的體重顯著(P<0.05)大于1～4齡幼蟲，4齡幼蟲的體重顯著(P<0.05)大于1～3齡幼蟲，但1～3齡幼蟲體重間不存在顯著差異。

表3 甜菜夜蛾幼蟲體重測定值與Crosby指數(shù)

經(jīng)檢驗，幼蟲體重的Crosby指數(shù)的絕對值大于0.1，說明該指標不適宜用于甜菜夜蛾幼蟲齡數(shù)的劃分。

2.4 田間甜菜夜蛾幼蟲齡數(shù)確定

分別在平湖市新埭鎮(zhèn)和新倉鎮(zhèn)2個蘆筍基地隨機采集60頭各齡幼蟲，共計120頭，對各齡期幼蟲頭殼寬度進行測定，明確其分布情況。結(jié)果表明，2個蘆筍基地采集的幼蟲測定結(jié)果與室內(nèi)培養(yǎng)試驗結(jié)果一致，幼蟲共有5個齡期，新埭鎮(zhèn)和新倉鎮(zhèn)1～5齡幼蟲頭殼寬度平均值分別為0.247、0.440、0.723、1.112、1.737 mm和0.231、0.444、0.692、1.100、1.670 mm(圖4)，說明用頭殼寬度作為甜菜夜蛾幼蟲的分齡依據(jù)是可靠的。

圖4 田間甜菜夜蛾各齡期幼蟲的頭殼寬度Fig.4 Head capsule width of Spodoptera exigua larvae in fields

3 討論

甜菜夜蛾在我國的危害范圍逐步擴大，成災(zāi)頻率逐漸升高，明確其幼蟲齡數(shù)和蟲齡劃分最佳指標可為甜菜夜蛾的準確預測預報和科學防治提供重要依據(jù)。本文對甜菜夜蛾各齡期幼蟲的頭殼寬度、體長和體重進行測定和分析，結(jié)果表明，甜菜夜蛾幼蟲頭殼寬度隨著齡數(shù)增大顯著增加，且該指標在各齡期幼蟲間不存在重疊現(xiàn)象，與戴氏定律一致。甜菜夜蛾幼蟲的頭殼寬度與齡數(shù)之間存在指數(shù)相關(guān)關(guān)系，且相關(guān)度高。甜菜夜蛾幼蟲體長和體重同樣隨齡數(shù)增加而增長，但在各齡期幼蟲間出現(xiàn)嚴重重疊現(xiàn)象。幼蟲平均體長在各齡期間存在顯著差異，5齡和4齡幼蟲的體重顯著大于1～3齡幼蟲，但1～3齡幼蟲體重間不存在顯著差異，說明4～5齡為幼蟲暴食期；因此，防治時需側(cè)重于尚未造成作物較大損失的低齡(1～3齡)幼蟲期。綜上所述，幼蟲頭殼寬度可作為甜菜夜蛾幼蟲分齡的最佳指標，而體長和體重由于個體差異較大不適宜用于蟲齡劃分。這主要是由于昆蟲的幼蟲頭寬是間斷式增長的，每次蛻皮均顯著增長，而體長則是連續(xù)性增長的，因此把頭殼寬度作為幼蟲的分齡指標更為可靠[13]。國外有研究同樣認為，幼蟲頭殼寬度可作為甜菜夜蛾幼蟲的分齡指標[14]；但國內(nèi)關(guān)于甜菜夜蛾分齡指標的確定還未見相關(guān)報道。在其他鱗翅目昆蟲幼蟲蟲齡的劃分研究中：李召波等[15]和萬喻等[16]認為，幼蟲頭殼寬度可作為二點委夜蛾(AthetislepigoneM?schler)和法氏柴胡寬蛾(DepressariafalkovitshiLvovsky)幼蟲蟲齡的劃分指標，而體長不宜用于幼蟲分齡；劉永華等[17]研究發(fā)現(xiàn)，櫟黃枯葉蛾(TrabalavishnougigantinaYang)幼蟲頭殼寬度是最佳分齡指標，單眼間距、額寬和上顎寬可發(fā)揮輔助作用，體長和體寬不宜作為分齡指標；王芳等[18]發(fā)現(xiàn)，頭殼寬度和上顎寬可作為梨小食心蟲[Grapholithamolesta(Busck)]齡期劃分的主要指標，幼蟲剛毛、斑紋和體色可作為輔助指標，而體長和體寬不宜作為分齡指標；林玉英等[19]認為，可以把椰子織蛾(OpisinaarenosellaWalker)幼蟲頭寬作為主要指標結(jié)合取食面積推斷幼蟲齡數(shù)；薛進等[20]指出，幼蟲頭寬為楓毒蛾(LymantrianebulosaWileman)幼蟲分齡的最佳指標，體長和體寬可以用于輔助判定；藍來嬌等[21]也認為，柚木野螟(EutectonamachaeralisWalker)可依據(jù)幼蟲頭殼寬度來確定幼蟲蟲齡。上述研究結(jié)果與本研究一致，據(jù)此認為，在生產(chǎn)實踐中，甜菜夜蛾幼蟲頭殼寬度可作為蟲齡劃分的最佳指標。

我們發(fā)現(xiàn)，甜菜夜蛾在本實驗室飼養(yǎng)條件下幼蟲分為5齡。董鈞鋒等[8]和滕海媛等[9]發(fā)現(xiàn)，用大蔥、豇豆、白菜、甘藍和蘆筍喂養(yǎng)甜菜夜蛾，幼蟲齡數(shù)共5齡。但也有研究表明，甜菜夜蛾齡數(shù)可達到6齡或7齡：Chen等[11-12]研究表明，正常條件下飼養(yǎng)在棉花上的甜菜夜蛾幼蟲共5齡，但饑餓處理幼蟲或者用氮元素處理棉花將導致部分幼蟲分為6齡；薛明等[10]發(fā)現(xiàn)，甜菜夜蛾幼蟲在正常棉花、白菜、大蔥和大豆上取食時，其幼蟲齡數(shù)均為5齡，但當取食轉(zhuǎn)Bt基因棉時，幼蟲齡數(shù)可達7齡。幼蟲齡數(shù)的不確定性在其他鱗翅目昆蟲中也普遍存在。梨小食心蟲幼蟲的齡數(shù)隨著寄主植物和幼蟲代數(shù)的變化發(fā)生改變，在桃和蘋果上的幼蟲齡數(shù)為4～5齡，在梨上為4齡[22]；林玉英等[19]報道，椰子織蛾雌性和雄性幼蟲分別有9～10和8～10個齡期；楊崇慧等[23]報道，椰子織蛾在野外和室內(nèi)飼養(yǎng)環(huán)境下，幼蟲齡數(shù)分別為5齡和5～8齡，與林玉英等[19]的結(jié)果明顯不同。隨著溫度升高，二點委夜蛾幼蟲進入5齡和6齡的比例發(fā)生改變，其中6齡個體比例明顯增加[24]。由此可見，溫度、濕度、光周期、食物供給、寄主植物等因素對昆蟲幼蟲齡數(shù)的影響很大，甜菜夜蛾幼蟲齡數(shù)也可能會隨生長環(huán)境的變化而發(fā)生改變。

本文對甜菜夜蛾各齡期幼蟲的頭殼寬度、體長和體重進行了測量，并確定了該蟲的幼蟲齡期和分齡標準，可為其生物學研究、發(fā)生規(guī)律的掌握、預測預報和防治措施的合理制定奠定基礎(chǔ)，對生產(chǎn)實踐具有一定的指導意義。關(guān)于溫度、濕度、光周期、食物等因素對甜菜夜蛾幼蟲生長發(fā)育的影響則有待進一步的詳細研究。

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