草地貪夜蛾蛹寄生蜂
——霍氏嚙小蜂生物學(xué)特性

蘇 豪，呂寶乾，張寶琴*，吳琦琦，盧 輝，唐繼洪，吳曉霜,

（1.海南大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院，海口 570228；2.中國(guó)熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)境與植物保護(hù)研究所，?？?571101）

草地貪夜蛾Spodopterafrugiperda隸屬鱗翅目Lepidoptera夜蛾科Noctuidae灰翅夜蛾屬Spodoptera[1,2]，是一種雜食性、遷飛性的重大入侵農(nóng)業(yè)害蟲，自 2019年初侵入我國(guó)后暴發(fā)成災(zāi)。在原產(chǎn)地，化學(xué)農(nóng)藥是防治草地貪夜蛾的重要措施[3]?；瘜W(xué)農(nóng)藥有著效果明顯、見效時(shí)間快、施用方便等優(yōu)點(diǎn)，在草地貪夜蛾等重大農(nóng)業(yè)害蟲的防治中起著必不可少的作用[4]。如虱螨脲、印楝素、溴氰菊酯在一定濃度下可以影響草地貪夜蛾的胚胎發(fā)育[5]。草地貪夜蛾在入侵我國(guó)1年半時(shí)間便遍及26個(gè)省份，其在國(guó)內(nèi)的快速擴(kuò)散與人們長(zhǎng)期單一和不合理使用農(nóng)藥不無關(guān)系?；瘜W(xué)防治存在很多負(fù)面影響，如害蟲抗藥性的產(chǎn)生[6]，而生物防治是有害生物綜合治理的重要組成部分，特別是對(duì)本地天敵進(jìn)行保護(hù)利用，是防治草地貪夜蛾安全有效的防治方法，同時(shí)生物防治有助于減少化學(xué)農(nóng)藥的使用并減輕害蟲抗藥性。作為可持續(xù)集約化的核心組成部分，生物防治是對(duì)地方性和入侵性有害生物進(jìn)行長(zhǎng)期治理的合理性解決方案。

唐繼洪等[7]在海南省首次發(fā)現(xiàn)了草地貪夜蛾蛹期寄生蜂天敵——霍氏嚙小蜂Tetrastichushowardi?；羰蠂》?，隸屬膜翅目Hymenoptera姬小蜂科Eulophidae嚙小蜂亞科Tetrastichinae，又名黑棒嚙小蜂，是一種多食性蛹期寄生蜂，可寄生鱗翅目、鞘翅目、鱗翅目、膜翅目、螳螂目和雙翅目多種昆蟲的蛹[8-11]，Baitha等[12]研究發(fā)現(xiàn)霍氏嚙小蜂偏好寄生棉鈴蟲Helicoverpaarmigera和斜紋夜蛾S.litura，目前已經(jīng)被多個(gè)國(guó)家引進(jìn)，對(duì)蛀桿甘蔗、高粱和玉米等作物上的鱗翅目害蟲具有很高的生物防治價(jià)值?；羰蠂》溆?963年被引入西印度群島[13]；1993年又被引入南非進(jìn)行害蟲的生物防治[14]；2010年霍氏嚙小蜂在巴西小蔗桿草螟Diatraeasaccharalis蛹內(nèi)被發(fā)現(xiàn)[15]；越南利用霍氏嚙小蜂防治甘蔗蛀莖螟Eldanasaccharina[16]。2013年9月廖永林等[17]在中國(guó)首次發(fā)現(xiàn)霍氏嚙小蜂存在于廣州地區(qū)的臺(tái)灣稻螟Chiloauricilius蛹內(nèi)，并記錄了該蜂的部分生物學(xué)特性；同時(shí)，鐘林海等[18]對(duì)霍氏嚙小蜂的卵巢發(fā)育和外生殖器及其感器的超微結(jié)構(gòu)進(jìn)行觀察，分析發(fā)現(xiàn)霍氏嚙小蜂屬于卵育型（synovigenic）寄生蜂，雌蜂初羽化時(shí)卵巢內(nèi)幾乎沒有或只有少量成熟卵子，雌蜂需通過取食獲取滿足其卵子發(fā)生的營(yíng)養(yǎng)。另外，鄭溢華等[19]發(fā)現(xiàn)霍氏嚙小蜂對(duì)玉米螟Pyraustanubilalis、斜紋夜蛾、甜菜夜蛾S.exigua具有一定的控害作用，并對(duì)其外生殖器及其感器的超微結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述。但是，營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充和溫度影響霍氏嚙小蜂對(duì)草地貪夜蛾的生物防治效果的報(bào)道尚缺乏。不同營(yíng)養(yǎng)和溫度影響寄生蜂的田間寄生效能，同時(shí)也是影響其室內(nèi)擴(kuò)繁的重要參數(shù)。呂寶乾等[20,21]探究溫度和營(yíng)養(yǎng)對(duì)椰心葉甲嚙小蜂T.brontispae和椰甲截脈姬小蜂Asecodeshispinarum的影響，為其室內(nèi)擴(kuò)繁和利用寄生蜂防治椰心葉甲Brontispalongissima提供了重要參考。吳琦琦等[22,23]表明溫度和營(yíng)養(yǎng)對(duì)椰子織蛾兩種寄生蜂影響明顯，為其室外放蜂補(bǔ)充了理論基礎(chǔ)。因此，本文研究了不同營(yíng)養(yǎng)和溫度下，霍氏嚙小蜂對(duì)草地貪夜蛾的防治潛能，對(duì)霍氏嚙小蜂繁育和利用其對(duì)草地貪夜蛾進(jìn)行生物防治都具有重要意義。另外，本研究為霍氏嚙小蜂在海南建立種群和擴(kuò)散提供了一定的理論參考，也為海南省草地貪夜蛾的防控提供技術(shù)支撐。

1 材料與方法

1.1 供試?yán)ハx

草地貪夜蛾在2019年5月份在海南省采集獲得并繁殖5代以上供試驗(yàn)所用，飼養(yǎng)條件：溫度26 ℃±2 ℃，相對(duì)濕度（70±10）%，光周期12L∶12D?；羰蠂》洳杉诤Ｄ鲜”患纳牟莸刎澮苟暧?，將其帶回室內(nèi)，成蜂羽化后繼續(xù)飼養(yǎng)擴(kuò)繁，用室內(nèi)飼養(yǎng)的草地貪夜蛾作為寄主進(jìn)行繁殖和后續(xù)試驗(yàn)，飼養(yǎng)溫度、相對(duì)濕度和光周期同上。

1.2 供試儀器

實(shí)驗(yàn)室能提供所需儀器及工具、材料，葡萄糖（廣東廣試試劑科技有限公司）、蔗糖（廣東廣試試劑科技有限公司）、蜂蜜（海南卓津蜂業(yè)有限責(zé)任公司）、試管（規(guī)格直徑15 mm，長(zhǎng)100 mm）；人工氣候箱（上海一恒科學(xué)儀器有限公司生產(chǎn)MGC-300H型）；昆蟲解剖針等試驗(yàn)儀器。

1.3 成蜂寄生率、羽化率、出蜂量、雌蜂占比和發(fā)育歷期的統(tǒng)計(jì)

對(duì)于每個(gè)試驗(yàn)設(shè)計(jì)組合，選用初羽化（48 h內(nèi)）的霍氏嚙小蜂。營(yíng)養(yǎng)源分別設(shè)為15%蔗糖、15%葡萄糖、15%蜂蜜水，以清水、不飼喂任何營(yíng)養(yǎng)為空白對(duì)照。溫度（26±2）℃，相對(duì)濕度（70±10）%，光周期12L∶12D，在每支試管中接入初羽化（48 h內(nèi)）的雌蜂和雄蜂各1頭，同時(shí)飼喂不同營(yíng)養(yǎng)源，先讓一對(duì)寄生蜂在試管中充分交配24 h，放入一粒1日齡草地貪夜蛾蛹讓其寄生24 h，1 d后取蜂并將裝有寄主蛹的試管放入溫度箱。每隔2 d解剖一個(gè)蛹，霍氏嚙小蜂羽化后，統(tǒng)計(jì)其雌蜂占比、發(fā)育歷期、出蜂量，對(duì)未出蜂的寄主蛹進(jìn)行解剖，統(tǒng)計(jì)其羽化率。寄生率（%）＝（被寄生蛹數(shù)/供試蛹數(shù)）×100，羽化率（%）＝（羽化蛹數(shù)/被寄生蛹數(shù)）×100，雌性比（%）＝已羽化雌蜂數(shù)/（已羽化雌蜂數(shù)＋已羽化雄蜂數(shù)）×100。每個(gè)處理40對(duì)寄生蜂，重復(fù)3次。

1.4 成蜂壽命的調(diào)查統(tǒng)計(jì)

收集初羽化（24 h內(nèi)）的霍氏嚙小蜂雌、雄蜂各40頭，每只蜂裝入到一支試管中，方法同上，每天早晚八點(diǎn)觀察記錄一次，并補(bǔ)充一次營(yíng)養(yǎng)，記錄成蜂存活情況，試驗(yàn)重復(fù)3次。

1.5 霍氏嚙小蜂的世代有效積溫及世代發(fā)育溫度

根據(jù)雷米爾法則（Reaumur，1735），節(jié)肢動(dòng)物完成某一發(fā)育時(shí)期的發(fā)育速度（定義為發(fā)育時(shí)間的倒數(shù)1/n）與溫度呈線性關(guān)系：V＝K·T＋C。式中，K＝1/Q，C＝T/Q，T為發(fā)育溫度，Q為有效積溫。通過測(cè)得V、T兩組試驗(yàn)數(shù)據(jù)來擬合V(T)-T的回歸方程，采用最小二乘法，按照時(shí)間和溫度在發(fā)育速率上的直線關(guān)系計(jì)算霍氏嚙小蜂完成世代發(fā)育所需要的有效積溫和發(fā)育起點(diǎn)溫度[24,25]。依照霍氏嚙小蜂的有效積溫，結(jié)合海南省全年積溫，可算出其在海南島發(fā)生的世代數(shù) N＝K1/K2（K1為霍氏嚙小蜂有效積溫，K2為海南島全年積溫）。

1.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

霍氏嚙小蜂的寄生率、雌蜂占比、羽化率、成蜂壽命等采用Excel 2010進(jìn)行數(shù)據(jù)的整理，運(yùn)用SPSS 17.0軟件計(jì)算均值和單因素Duncan’s方差以及Duncan’s新復(fù)極差分析法。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同營(yíng)養(yǎng)對(duì)成蜂寄生率、羽化率、出蜂量和子代雌蜂占比的影響

在26 ℃下，飼喂15%蜂蜜水后雌蜂寄生率與空白對(duì)照差異顯著，但補(bǔ)充15%蔗糖水、15%葡萄糖水及清水與空白對(duì)照相比差異不顯著（F4,14＝2.75，P＝0.089）（表 1）。飼喂 15%蜂蜜水與飼喂 15%蔗糖水、15%葡萄糖水、清水及空白對(duì)照相比，霍氏嚙小蜂的羽化率差異顯著（F4,14＝12.728，P＜0.005）（表1）。

飼喂3種不同糖源后，霍氏嚙小蜂的出蜂量差異不顯著，其中飼喂15%蜂蜜水的出蜂量最多，空白對(duì)照的出蜂量最少，且與清水、空白對(duì)照相比，差異顯著（F4,14＝17.242，P＜0.0001），5組試驗(yàn)處理下，子代雌蜂占比差異不顯著（表1）。

表1 補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)對(duì)霍氏嚙小蜂成蜂寄生率、羽化率、子代雌蜂比和出蜂量的影響Table 1 Effects of supplementary nutrition on parasitism rate, emergence rate, female ratio and number of offspring of T.howardi

2.2 不同營(yíng)養(yǎng)對(duì)成蜂壽命和發(fā)育歷期的影響

飼喂清水的雄蜂壽命與空白對(duì)照相比差異不顯著，而飼喂3種不同糖源雌蜂壽命與空白對(duì)照差異顯著。飼喂3種營(yíng)養(yǎng)源均能延長(zhǎng)雌、雄蜂的壽命，且補(bǔ)充15%蜂蜜水、15%蔗糖水、15%葡萄糖水的雌蜂壽命明顯長(zhǎng)于雄蜂的壽命。補(bǔ)充15%蜂蜜水、15%葡萄糖水、15%蔗糖水后雌蜂和雄蜂的壽命與空白對(duì)照均存在顯著差異，其中補(bǔ)充15%葡萄糖水的雌蜂和雄峰壽命最長(zhǎng)，分別為21.23和11.77 d（雌蜂壽命F4,14＝375.14，P＜0.0001；雄蜂壽命F4,14＝58.55，P＜0.0001）。不同營(yíng)養(yǎng)源對(duì)霍氏嚙小蜂發(fā)育歷期的影響差異不顯著，從寄生到出蜂的時(shí)間約為21 d（F4,14＝1.09，P＝0.41）（表2）。

表2 補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)對(duì)霍氏嚙小蜂成蜂發(fā)育歷期和壽命的影響Table 2 Effects of supplementary nutrition on the developmental duration and longevity of T.howardi

2.3 不同溫度對(duì)成蜂寄生率、羽化率、出蜂量和子代雌蜂占比的影響

在26 ℃條件下霍氏嚙小蜂的寄生率最高，在18 ℃條件下寄生率最低，寄生率差異顯著（F4,14＝62.17，P＜0.0001）。溫度對(duì)霍氏嚙小蜂的出蜂量和羽化率均有影響，羽化率（F4,14＝17.73，P＜0.0001），出蜂量（F4,14＝27.63，P＜0.0001），隨著溫度的升高，出蜂量增多，羽化率升高，其中在34 ℃條件下出蜂量和羽化率最高。溫度對(duì)子代雌蜂占比的影響差異顯著（F4,14＝4.23，P＝0.029）（表3）。

表3 溫度對(duì)霍氏嚙小蜂寄生率、羽化率、子代雌蜂比和出蜂量的影響Table 3 Effect of temperature on parasitism rate, emergence rate, female ratio and number of offspring of T.howardii

2.4 不同溫度對(duì)成蜂壽命和發(fā)育歷期的影響

溫度對(duì)霍氏嚙小蜂的壽命影響顯著（雌蜂壽命F4,14＝74.06，P＜0.0001；雄蜂壽命F4,14＝43.22，P＜0.0001），隨著溫度的增加，霍氏嚙小蜂的壽命逐漸縮短，在 18 ℃、22 ℃、26 ℃、30 ℃和34 ℃條件下，雌蜂的平均壽命分別為42.83、21.37、17.30、14.20和5.33 d，雄蜂的平均壽命分別為24.37、12.17、8.77、6.03和3.60 d，雌蜂壽命明顯長(zhǎng)于雄蜂壽命。溫度對(duì)霍氏嚙小蜂的發(fā)育歷期影響顯著（F4,14＝392.73，P＜0.0001），隨著溫度的增高，成蜂發(fā)育歷期逐漸縮短（表4）。

表4 溫度對(duì)霍氏嚙小蜂成蜂發(fā)育歷期和壽命的影響Table 4 Effect of temperature on the developmental duration and longevity of T.howardi

2.5 霍氏嚙小蜂的世代有效積溫及發(fā)育溫度

利用有效積溫和發(fā)育起點(diǎn)溫度公式分別計(jì)算出霍氏嚙小蜂的世代有效積溫為 273.49日·度，世代發(fā)育起點(diǎn)溫度為10.9 ℃，建立霍氏嚙小蜂的世代發(fā)育回歸模型為T＝10.9＋273.49V（V為發(fā)育速度），推算該蜂一年可以在海南發(fā)生9～11代。

3 討論

糖源對(duì)寄生蜂的生存至關(guān)重要。Thompson[26]研究表明，在室內(nèi)飼喂糖水對(duì)寄生蜂的壽命和寄生行為有重要影響?；羰蠂》湓谝巴庵饕澄飦碓捶譃榧闹骱头羌闹魇澄?，其在搜尋寄主、寄生、產(chǎn)卵的過程都需要消耗大量的能量，及時(shí)補(bǔ)充非寄主營(yíng)養(yǎng)，可以有效地延長(zhǎng)壽命，增加寄生效率。Jeffrey等[27]試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，補(bǔ)充不同營(yíng)養(yǎng)影響寄生蜂產(chǎn)卵量、繁殖力和最終的適應(yīng)能力。試驗(yàn)結(jié)果表明，飼喂15%葡萄糖的成蜂壽命是無飼喂任何營(yíng)養(yǎng)成蜂壽命的6倍，補(bǔ)充糖類營(yíng)養(yǎng)也可明顯延長(zhǎng)周氏嚙小蜂的壽命[28]，Zoebelein[29]得出結(jié)論，在實(shí)驗(yàn)室條件下，糖水能延長(zhǎng)寄生蜂的壽命高達(dá)20倍?；羰蠂》浼纳试囼?yàn)中，除了補(bǔ)充15%蜂蜜水，其他糖源與不做任何處理對(duì)照組差異不明顯，可能與霍氏嚙小蜂初羽化時(shí)體內(nèi)所含有的寄主營(yíng)養(yǎng)有關(guān)。營(yíng)養(yǎng)主要影響霍氏嚙小蜂的壽命、出蜂量，而對(duì)發(fā)育歷期、羽化率、子代雌蜂占比的影響不明顯。因此，在實(shí)驗(yàn)室乃至天敵工廠擴(kuò)繁時(shí)，為提高霍氏嚙小蜂壽命可選用葡萄糖飼養(yǎng)，野外放蜂前可飼喂蜂蜜水以提高其野外寄生率。

在18 ℃～34 ℃范圍內(nèi)，霍氏嚙小蜂子代雌蜂占比向兩級(jí)逐漸升高，這與Yumi等[30]所做試驗(yàn)的研究結(jié)果類似，在極端（高和低）溫度下飼養(yǎng)會(huì)導(dǎo)致雌蜂數(shù)量的增加。試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)霍氏嚙小蜂在過高及過低溫度下，寄生率出現(xiàn)了明顯的下降，Samietz 等[31]發(fā)現(xiàn)高低溫影響其反應(yīng)力，降低雌蜂產(chǎn)卵器插入的比例，雌蜂機(jī)械感覺宿主位置的活動(dòng)減弱，導(dǎo)致寄生率下降。同時(shí)選用大小不同的寄主也會(huì)影響其寄生率，鄒立亞等[32]曾選用大小不同的寄主，發(fā)現(xiàn)白蛾周氏嚙小蜂Chouioiacunea寄生率與昆蟲蛹的大小有關(guān)，因?yàn)樽跣QAnthereapernyi蛹相對(duì)較大，而美國(guó)白蛾Hyphantriacunea蛹相對(duì)較小，從而柞蠶蛹被寄生的比例較多。

1963年，霍氏嚙小蜂作為禾本科蛀莖害蟲栗灰螟C.infuscatellus的天敵被引入特立尼達(dá)島[13]。其后霍氏嚙小蜂又從菲律賓被引入南非對(duì)玉米螟進(jìn)行生物防治[14]。Felix等[33]選用霍氏嚙小蜂防治南非甘蔗螟D.saccharalis。Arun-Baitha[34]測(cè)定了不同溫度對(duì)該蜂在印度白螟Scirpophagaexcerptalis蛹內(nèi)羽化和存活的影響，對(duì)其在野外的生存能力進(jìn)行評(píng)價(jià)，并運(yùn)用該蜂對(duì)棉鈴蟲、斜紋夜蛾、馬鈴薯塊莖蛾P(guān)hthorimaea operculella進(jìn)行生物防治。綜上所述，霍氏嚙小蜂在害蟲生物防治中具有良好的應(yīng)用前景。糖類食物對(duì)延長(zhǎng)霍氏嚙小蜂壽命和提高繁殖能力具有重要作用。霍氏嚙小蜂是一種熱帶寄生蜂，適合于海南省草地貪夜蛾的生物防治。由于該蜂蛹期低溫適宜性差，室內(nèi)繁殖或野外放蜂時(shí)注意選擇合適的溫度條件進(jìn)行，田間釋放時(shí)為該寄生蜂提供合適糖源作為營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充對(duì)其更好的發(fā)揮其控害作用具有積極意義，這對(duì)今后霍氏嚙小蜂的擴(kuò)繁和生物防治都有重要意義。另外，本文只研究了溫度與營(yíng)養(yǎng)對(duì)霍氏嚙小蜂生長(zhǎng)繁殖、寄生羽化與壽命的影響，但關(guān)于光周期、濕度、不同寄主等因子對(duì)霍氏嚙小蜂生長(zhǎng)繁殖的影響還有待一步研究。