雌蟲單頭飼養(yǎng)對蠋蝽壽命和繁殖力的影響

廖平　殷艷芳　李玉艷等

中圖分類號：S 476.2 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.16688/j.zwbh. 2020254

蠋蝽Arma chinensis屬半翅目蝽科，是一種重要的本地捕食性天敵昆蟲。蠋蝽對常見蔬菜害蟲斜紋夜蛾Spodoptera litura、甜菜夜蛾Spodoptera ex-igua、小菜蛾P(guān)lutella xylostella，重要經(jīng)濟(jì)作物害蟲煙青蟲Helicoverpa assulta、棉鈴蟲Helicoverpa armig-era、二化螟Chilo suppressalis，重要入侵性害蟲美國白蛾Hyphantria cunea、馬鈴薯甲蟲Leptinotarsa de-cemlineata、草地貪夜蛾Spodoptera frugiperda等具有一定的捕食和控害能力。迄今，學(xué)者對蠋蝽的控害能力、飼養(yǎng)的環(huán)境條件、營養(yǎng)機(jī)制等方面做了大量研究;而蠋蝽的繁殖問題一直是其人工養(yǎng)殖所關(guān)注的焦點(diǎn)，其繁殖能力決定了其應(yīng)用于農(nóng)林生產(chǎn)的能力。

自然界中，一些昆蟲雌蟲多次交配終生產(chǎn)受精卵，也有少數(shù)昆蟲的雌蟲可一次交配后終生產(chǎn)卵，如淺黃恩蚜小蜂Encarsia Sophia、矢尖蚧Unaspisyanonensis、梨小食心蟲Grapholita molesta、瓜實(shí)蠅Bactrocera cucurbitae等昆蟲。蠋蝽雌蟲可多次交配終生產(chǎn)卵，在飼養(yǎng)蠋蝽的過程中，我們觀察到蠋蝽雌蟲亦能在未交配前提下產(chǎn)出無效卵（圖1），且其產(chǎn)卵次數(shù)和產(chǎn)卵量遠(yuǎn)大于正常配對飼養(yǎng)的蠋蝽雌蟲;配對的雌雄蟲在產(chǎn)有效卵（圖1）之后，若雄蟲死亡、單頭雌蟲仍能繼續(xù)產(chǎn)有效卵，且單頭飼養(yǎng)的雌、雄蟲壽命較配對成蟲更長;作為捕食性天敵昆蟲，蠋蝽在食物欠缺、種群密度過大等劣勢環(huán)境下存在不同程度的自殘行為。雌雄蟲交配授精時，雄蟲會將精液注入雌蟲的受精囊內(nèi)，雌蟲排卵經(jīng)過受精囊口受精成受精卵;異色瓢蟲Harmonia aryridis、七星瓢蟲Coccinella septempunctata、龜紋瓢蟲Propylaea ja-ponica、不純伊綏螨Iphiseius degenerans、阿里波小盲走螨Typhlodromalus aripo、草蛉Chrysopa perla、橘小實(shí)蠅Bactrocera dorsalis、番石榴實(shí)蠅Bactroceracorrecta等昆蟲都具有明顯的種內(nèi)自殘現(xiàn)象，這種現(xiàn)象也導(dǎo)致室內(nèi)小群體飼養(yǎng)時種群死亡率上升、壽命縮短等問題。在天敵昆蟲擴(kuò)繁過程中，了解天敵昆蟲交配過程，掌握其繁殖習(xí)性和生殖能力是做好天敵昆蟲擴(kuò)繁工作的基礎(chǔ)，可為蠋蝽的室內(nèi)擴(kuò)繁和野外保護(hù)提供進(jìn)一步的理論和數(shù)據(jù)支持。

基于以上問題，本研究對有效交配且產(chǎn)有效卵后單頭飼養(yǎng)的蠋蝽雌蟲進(jìn)行研究，以期掌握其繁殖機(jī)制和生殖能力，為優(yōu)化蠋蝽規(guī)?；瘮U(kuò)繁技術(shù)提供理論參考。

1材料與方法

1.1供試?yán)ハx

蠋蝽：實(shí)驗(yàn)室內(nèi)在溫度（26±1）℃，RH（65±5）%，光周期L∥D=16 h∥8h，用柞蠶AntheraeaPernyi蛹連續(xù)飼養(yǎng)多代，每年春秋兩季采集野外種群對其種群及進(jìn)行復(fù)壯;供試蠋蝽為復(fù)壯種群第一代，即室內(nèi)種群和野外種群雜交的子代。

柞蠶蛹：購于遼寧省鐵嶺市西豐縣農(nóng)豐生防專業(yè)合作社，4℃儲存。

蠋蝽飼養(yǎng)方法參考李嬌嬌等，用360 mL硬質(zhì)航空塑料杯飼養(yǎng)蠋蝽若蟲及成蟲，杯口用橡皮筋固定紗網(wǎng)防止蠋蝽逃逸，紗網(wǎng)上放置柞蠶蛹和濕脫脂棉為蠋蝽提供食物和水，其中若蟲采用每杯10～20頭進(jìn)行小群體飼養(yǎng)。

1.2試驗(yàn)方法

設(shè)置江南RXZ型人工氣候箱條件為：溫度（26±1）℃，RH（65±5）%，光周期L∥D=16 h∥8h。取羽化后1d的蠋蝽成蟲1雌1雄配對于360 mL硬質(zhì)塑料航空杯中，杯中放置折疊瓦楞紙條為蠋蝽提供棲息場所和產(chǎn)卵介質(zhì)，用紗網(wǎng)罩住杯口、并用橡皮筋固定紗網(wǎng)防止蠋蝽逃逸;在紗網(wǎng)上放置柞蠶蛹和脫脂棉塊為蠋蝽提供食物和水，每3d更換1次柞蠶蛹，每天添加1次蒸餾水。每天觀察記錄蠋蝽交配產(chǎn)卵情況，雌蟲第1次產(chǎn)卵、撤去配對雄蟲，卵產(chǎn)出后第4天將卵塊置于顯微鏡下觀察，卵上有兩個紅點(diǎn)的為有效卵（圖1），隨機(jī)選取30頭有效卵對應(yīng)的雌蟲按照1～30編號，設(shè)為單頭飼養(yǎng)組。設(shè)正常交配雌雄蠋蝽為對照組，雄蟲死亡則補(bǔ)充同日齡蠋蝽雄蟲，卵產(chǎn)出后第4天將卵塊置于顯微鏡下觀察，隨機(jī)選取30對有效卵對應(yīng)的蠋蝽按照1～30編號，卵孵化環(huán)境條件與若蟲、成蟲飼養(yǎng)條件相同。記錄兩個組蠋蝽的產(chǎn)卵量、卵孵化率、產(chǎn)卵次數(shù)、雌蟲壽命（雌蟲死亡便停止記錄）等數(shù)據(jù)。分別隨機(jī)取羽化后1～15d、16～30d、31～45 d、46～60 d 4個時間段內(nèi)蠋蝽所產(chǎn)卵塊置于超景深顯微成像儀（OLYMPUS SEX10）中測量卵直徑，每個卵塊隨機(jī)測量10粒卵的直徑算平均值作為該卵塊卵的直徑（n=30）。

1.3數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析

用Excel對試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行初步整理，用GraphPad Prism 7進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析與作圖。用t測驗(yàn)或單因素方差分析對蠋蝽產(chǎn)卵量、產(chǎn)卵次數(shù)、雌蟲壽命、孵化率等數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，分析前進(jìn)行正態(tài)分布檢驗(yàn)和方差齊性檢驗(yàn)，不符合正態(tài)分布的使用Wilcoxon符號秩檢驗(yàn)，方差不齊時進(jìn)行Welch校正;用Survival繪制生存曲線圖，采用Log Rank檢驗(yàn)和Wilcoxon檢驗(yàn)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

蠋蝽有效產(chǎn)卵后雌蟲單頭飼養(yǎng)對繁育能力影響的計(jì)算公式：單雌蝎蝽卵孵化數(shù)=單雌產(chǎn)卵量×卵孵化率。

2結(jié)果與分析

2.1蠋蝽有效產(chǎn)卵后雌蟲單頭飼養(yǎng)對壽命的影響

如圖2、3所示，單頭飼養(yǎng)組雌蟲壽命為53.13 d，顯著長于對照組的45. 30 d（t=3.79，df=58.00，P=0. 0004）;單頭飼養(yǎng)組雌蟲壽命均在45 d以上，而對照組雌蟲在羽化后30 d時開始出現(xiàn)死亡，單頭飼養(yǎng)組雌蟲的壽命普遍長于對照組（Log Rank P=0. 002; Wilcoxon P<0. 0001）。

2.2有效產(chǎn)卵后雌蟲單頭飼養(yǎng)對蠋蝽繁育能力的影響

如表1所示，單頭飼養(yǎng)組蠋蝽單雌產(chǎn)卵量為343. 80粒，顯著高于對照組的258. 20粒（t=3.16，df=58. 00，P=0. 002 5）;平均產(chǎn)卵14. 83次，顯著高于對照組的10. 63次（t=3. 79，df=58. 00，P=0. 0004）;單次產(chǎn)卵量23. 51粒，低于對照組的25. 22粒，但無顯著差異（t=1. 72，df=50. 58，P=0. 0924）;卵孵化前期也無顯著差異（t=1. 26，df=198. 00，P=0. 2098）。

由圖4可知，蠋蝽的單次產(chǎn)卵量隨著產(chǎn)卵次數(shù)的增加呈現(xiàn)下降趨勢，其中單頭飼養(yǎng)組蠋蝽各次產(chǎn)卵量呈現(xiàn)出整體低于對照組的趨勢，但與對照之間均無顯著差異。

蠋蝽的卵孵化率隨著產(chǎn)卵次數(shù)增加呈現(xiàn)下降趨勢，從第5次產(chǎn)卵開始，單頭飼養(yǎng)組蝎蝽卵孵化率呈逐漸下降的趨勢，且各次的卵孵化率均顯著低于對照組（表2）。

對不同產(chǎn)卵階段蠋蝽所產(chǎn)卵直徑進(jìn)行測量，經(jīng)統(tǒng)計(jì)學(xué)分析發(fā)現(xiàn)，隨著產(chǎn)卵次數(shù)增加（產(chǎn)卵階段延后），卵直徑呈現(xiàn)減小的趨勢，單頭飼養(yǎng)組蠋蝽卵直徑減小具有顯著的統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（表3，F(xiàn)_3，116=60. 18，P<0. 0001）;從產(chǎn)卵第二階段（16～30d）開始，單頭飼養(yǎng)組蠋蝽卵的直徑顯著小于同時期對照組蠋蝽卵的直徑（圖5）（16～30 d：t=4. 44，df=58. 00，P<0. 000 1;31～45 d：t=7. 32，df=58. 00，P<0. 000 1;46～60d：t=12. 21，df=58. 00，P<0. 0001）。

以單雌產(chǎn)卵量和蠋蝽卵整體孵化率為基礎(chǔ)計(jì)算單雌蠋蝽卵孵化數(shù)，其中對照組為177. 87頭、單頭飼養(yǎng)組為192.95頭（表4）。

3討論

野外采集時發(fā)現(xiàn)，采集到的雌蟲數(shù)量遠(yuǎn)多于雄蟲數(shù)量，在此情況下，若環(huán)境條件適宜，蠋蝽依舊能維持種群;而室內(nèi)飼養(yǎng)的蠋蝽雌雄比接近為1，且配對飼養(yǎng)蠋蝽的雄蟲壽命較雌蟲更長。蠋蝽室內(nèi)飼養(yǎng)過程中雌雄比改變，配對成蟲自殘，雌蟲壽命顯著短于雄蟲等問題值得探討，因?yàn)榇菩郾群痛葡x壽命都影響著種群擴(kuò)繁的能力。

試驗(yàn)結(jié)果顯示，蠋蝽產(chǎn)有效卵后對雌蟲進(jìn)行單頭飼養(yǎng)會顯著影響其壽命、產(chǎn)卵量、卵孵化率及卵粒大小。單頭飼養(yǎng)蠋蝽雌蟲逐次產(chǎn)卵量、卵孵化率、卵直徑隨著產(chǎn)卵次數(shù)增加而減小，這與焦曉國等對二化螟Chilo suppressalis交配行為的研究結(jié)果類似。昆蟲雄蟲生殖腺分泌物可以通過交配轉(zhuǎn)移到雌蟲生殖道，為雌蟲生殖提供營養(yǎng)、影響雌蟲的生殖發(fā)育，單頭飼養(yǎng)蠋蝽雌蟲僅在第一次產(chǎn)卵之前有少數(shù)幾次交配受精行為，隨著產(chǎn)卵次數(shù)增加，雌蟲儲精囊內(nèi)雄蟲精液量減少、雌蟲生殖道內(nèi)的雄蟲生殖腺分泌物濃度降低，這些可能是導(dǎo)致單頭飼養(yǎng)蠋蝽雌蟲逐次產(chǎn)卵量、卵孵化率、卵直徑隨著產(chǎn)卵次數(shù)增加而減小的主要原因。卵直徑減小屬于卵畸形的一種，卵畸形也可能影響卵孵化，從而造成單頭飼養(yǎng)蠋蝽所產(chǎn)卵的孵化率較低。綜合計(jì)算得出單雌蠋蝽卵孵化數(shù)高于對照組，說明雌蟲單頭飼養(yǎng)條件下蠋蝽的繁殖能力不受交配次數(shù)影響，甚至優(yōu)于正常配對飼養(yǎng)蠋蝽成蟲的繁殖力。

肖紅對雌性異色瓢蟲多次交配及其適合度研究中，發(fā)現(xiàn)交配次數(shù)越多雌性異色瓢蟲的壽命越短，其結(jié)果與本試驗(yàn)結(jié)果類似;本研究中，對蠋蝽雌蟲單頭飼養(yǎng)，減少其種內(nèi)自殘情況和交配次數(shù)，這可能是單頭雌蟲飼養(yǎng)的蠋蝽壽命延長的潛在原因。淺黃恩蚜小蜂、矢尖蚧、梨小食心蟲、瓜實(shí)蠅等昆蟲的雌蟲可以一次交配終生產(chǎn)受精卵，西方蜜蜂輸卵管里精液大大多于1頭雄蜂的精液，說明雌蟲的受精囊在許多兩性生殖昆蟲的生殖繁育過程中扮演著更為重要的角色，它可以保證雌蟲在有效交配之后很長一段時間即使不交配也能生產(chǎn)可育后代，從而維持種群的動態(tài)平衡。單頭飼養(yǎng)蠋蝽雌蟲后期所產(chǎn)卵仍能孵化，但孵化率顯著低于對照組、且其卵孵化率隨產(chǎn)卵次數(shù)增加呈下降趨勢，說明蠋蝽雌蟲不僅可多次交配終生產(chǎn)卵，也可以一次交配終生產(chǎn)有效卵，蠋蝽成蟲有效交配之后，雌蟲貯精囊內(nèi)可能儲存有大量精液使后期產(chǎn)生的卵受精，隨著產(chǎn)卵次數(shù)增加、儲存精液量減小，卵受精的概率也隨之減小、導(dǎo)致單頭飼養(yǎng)蠋蝽雌蟲所產(chǎn)卵的孵化率隨著產(chǎn)卵次數(shù)增加而減小，相關(guān)原理和機(jī)制還需要通過生理生化試驗(yàn)和分子生物學(xué)手段進(jìn)一步探討。

綜上所述，減少蠋蝽雌蟲的交配次數(shù)對其產(chǎn)卵和壽命都是有利的，當(dāng)配對蠋蝽中雄蟲死亡時、不用立即增補(bǔ)雄蟲，可一定程度減小飼養(yǎng)蠋蝽成蟲的時間成本投入，在蠋蝽室內(nèi)擴(kuò)繁中，可通過適當(dāng)控制蠋蝽的交配次數(shù)來延長雌蟲壽命、增加雌蟲產(chǎn)卵量。蠋蝽飛行能力較弱，釋放后會迅速消滅釋放地的目標(biāo)害蟲，為了避免高密度釋放蠋蝽后其食物源緊缺引起蠋蝽自殘而導(dǎo)致天敵昆蟲資源浪費(fèi)，也為減少雌雄蟲交配次數(shù)、增加雌蟲產(chǎn)卵量以提高蠋蝽的定殖能力，延長蠋蝽壽命以延長其控害時間，在蠋蝽室外釋放過程中，應(yīng)控制蠋蝽的單位空間釋放量，以減少防治成本。