草地貪夜蛾幼蟲(chóng)齡期的劃分

李林妤 李豪 趙懷志 李江杰 劉陽(yáng) 羅蘭 袁忠林

摘要：為明確草地貪夜蛾（Spodopterafrugiperda）幼蟲(chóng)齡期，以便快速準(zhǔn)確識(shí)別幼蟲(chóng)蟲(chóng)齡，為其預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)以及防治策略制定提供依據(jù)，本試驗(yàn)采用多功能體視顯微鏡對(duì)草地貪夜蛾各齡期幼蟲(chóng)的頭長(zhǎng)、頭寬、體長(zhǎng)和體寬進(jìn)行測(cè)定，并利用Origin9.0和SPSSStatistics20.0軟件對(duì)4項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行分析。結(jié)果表明：草地貪夜蛾幼蟲(chóng)不同齡期形態(tài)特征之間存在差異，頭寬在各齡期間均無(wú)重疊，可作為幼蟲(chóng)齡期鑒定的重要指標(biāo);頭長(zhǎng)、體長(zhǎng)和體寬可作為齡期劃分的輔助和驗(yàn)證指標(biāo)。草地貪夜蛾幼蟲(chóng)分為6齡，在23℃下，幼蟲(chóng)歷期為15～16d，其中1齡3d、2齡2d、3齡2d、4齡2d、5齡2～3d、6齡4～5d。綜上，以草地貪夜蛾幼蟲(chóng)各齡期頭寬作為蟲(chóng)齡鑒別的主要指標(biāo)，配合頭長(zhǎng)、體長(zhǎng)、體寬的發(fā)育程度，可準(zhǔn)確快速鑒定草地貪夜蛾幼蟲(chóng)蟲(chóng)齡。

關(guān)鍵詞：草地貪夜蛾;幼蟲(chóng);齡期;頭寬

中圖分類號(hào)：S433.4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)號(hào)：A 文章編號(hào)：1001-4942（2022）01-0126-05

草地貪夜蛾（Spodopterafrugiperda）隸屬鱗翅目（Lepidoptera）夜蛾科（Noctuidae）灰翅夜蛾屬（Spodoptera），又稱秋黏蟲(chóng)，是一種雜食性害蟲(chóng)。該蟲(chóng)原產(chǎn)于美洲熱帶和亞熱帶地區(qū)[1]，于2018年入侵中國(guó)。2019年1月草地貪夜蛾侵入云南省江城縣，隨后迅速蔓延為害，截至2019年10月，該蟲(chóng)已擴(kuò)散至中國(guó)20余個(gè)省市區(qū)[2，3]。中國(guó)大部分地區(qū)與草地貪夜蛾的發(fā)源地處于同一緯度，作物生長(zhǎng)的氣候條件類似。草地貪夜蛾喜食玉米且中國(guó)玉米種植面積廣泛，因此大部分地區(qū)成為草地貪夜蛾的適生區(qū)，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成巨大危害[4，5]。

草地貪夜蛾的生命周期包括卵、幼蟲(chóng)、蛹、成蟲(chóng)4個(gè)蟲(chóng)態(tài)，取食為害階段為幼蟲(chóng)期[6]，老熟幼蟲(chóng)的食物攝入量占整個(gè)幼蟲(chóng)期的93.5%[7]，低齡幼蟲(chóng)（1～3齡）取食玉米葉片形成半透明薄膜“窗孔”，高齡幼蟲(chóng)取食玉米葉片形成不規(guī)則的長(zhǎng)形孔洞，也會(huì)取食玉米雄穗和果穗[8]。草地貪夜蛾不僅取食為害玉米，還可為害水稻、小麥、大麥、大豆、花生、煙草、甜菜、白菜、番茄、馬鈴薯等80余種植物，對(duì)農(nóng)作物生產(chǎn)影響巨大[9，10]。

草地貪夜蛾幼蟲(chóng)齡期的劃分有助于制定有效的農(nóng)業(yè)防治策略。低齡幼蟲(chóng)處于發(fā)育初期，對(duì)殺蟲(chóng)劑的抵抗力較差，是防治的關(guān)鍵時(shí)期。齡期劃分能夠及時(shí)準(zhǔn)確地預(yù)測(cè)草地貪夜蛾種群數(shù)量增長(zhǎng)時(shí)間，可以使殺蟲(chóng)劑得到最佳的防治效果。因此，有必要明確草地貪夜蛾幼蟲(chóng)齡期的劃分，減少因防治時(shí)間不當(dāng)造成殺蟲(chóng)劑濫用所產(chǎn)生的危害。齡期鑒定也可用于預(yù)測(cè)草地貪夜蛾的發(fā)育狀態(tài)以及大爆發(fā)時(shí)間，結(jié)合相關(guān)管理措施以進(jìn)行草地貪夜蛾的防治，做到早發(fā)現(xiàn)、早預(yù)警、早防治;還可以用于草地貪夜蛾不同齡期差異的研究，為生物生態(tài)學(xué)研究提供快速簡(jiǎn)便的鑒定依據(jù)。但目前有關(guān)草地貪夜蛾的齡期具體劃分還未有報(bào)道。

本試驗(yàn)采用生物學(xué)統(tǒng)計(jì)分析方法對(duì)草地貪夜蛾幼蟲(chóng)各個(gè)齡期的形態(tài)特征進(jìn)行詳細(xì)觀察與測(cè)量，并運(yùn)用SPSS20.0軟件對(duì)所得數(shù)據(jù)進(jìn)行研究分析，以期獲得準(zhǔn)確、快速、高效的蟲(chóng)齡鑒別特征，為深入研究其生長(zhǎng)發(fā)育的分子生物學(xué)機(jī)制及田間的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試?yán)ハx(chóng)

草地貪夜蛾（Spodopterafrugiperda）為實(shí)驗(yàn)室繼代飼養(yǎng)的穩(wěn)定種群。將成蟲(chóng)飼養(yǎng)于養(yǎng)蟲(chóng)籠（40cm×30cm×45cm）中，置于溫度（23±1）℃、相對(duì)濕度（50±5）%、光周期16L∶8D的養(yǎng)蟲(chóng)室內(nèi)，每天喂以10%蜂蜜水。養(yǎng)蟲(chóng)籠中放入盆栽玉米供其交配產(chǎn)卵，孵化后的幼蟲(chóng)用于指標(biāo)測(cè)定。

1.2 試蟲(chóng)收集

在一次性塑料杯中種植兩株玉米，留1株健株，待其長(zhǎng)至苗高10～15cm時(shí)，在土壤表層鋪上黑色紙片，將剛孵化的單頭草地貪夜蛾幼蟲(chóng)用毛筆轉(zhuǎn)移至玉米苗上，蓋上紗網(wǎng)防止初孵幼蟲(chóng)逃逸，及時(shí)補(bǔ)充新鮮玉米苗。總計(jì)30個(gè)重復(fù)，依次編號(hào)，放入RDN人工氣候箱（寧波樂(lè)電儀器制造有限公司），在上述試驗(yàn)條件下飼養(yǎng)。于每天上午9∶00對(duì)幼蟲(chóng)進(jìn)行拍攝測(cè)量。

1.3 不同蟲(chóng)齡草地貪夜蛾幼蟲(chóng)形態(tài)指標(biāo)測(cè)定

將幼蟲(chóng)置于載玻片上，在多功能體視顯微鏡（OLYMPUSSZX10，上海普赫光電科技有限公司）帶有成像系統(tǒng)的雙目解剖鏡下拍照觀察，測(cè)量指標(biāo)如圖1所示。

1.4 數(shù)據(jù)處理與分析

利用Origin9.0和SPSSStatistics20.0軟件對(duì)測(cè)得的草地貪夜蛾幼蟲(chóng)頭長(zhǎng)、頭寬、體長(zhǎng)、體寬4項(xiàng)指標(biāo)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理分析，并繪制每項(xiàng)測(cè)定值的箱型圖;根據(jù)測(cè)定值計(jì)算幼蟲(chóng)各齡期蟲(chóng)體各指標(biāo)的平均值、標(biāo)準(zhǔn)誤;利用回歸分析確定幼蟲(chóng)齡數(shù)與所測(cè)指標(biāo)的相關(guān)性，結(jié)合單因素方差分析中LSD多重比較法分析幼蟲(chóng)各齡期間的差異顯著性（P<0.05），以獲得齡期劃分標(biāo)準(zhǔn)。

箱型圖中每個(gè)點(diǎn)代表1個(gè)蟲(chóng)齡下特征的不同表達(dá)數(shù)據(jù)，當(dāng)數(shù)據(jù)在不同齡期間呈集群性分布且互不重疊時(shí)，即可將兩個(gè)齡期清晰地劃分開(kāi);但當(dāng)兩個(gè)數(shù)據(jù)集群之間劃分模糊且重疊率比較高時(shí)，表示不能有效快速地用此種方法將兩個(gè)齡期劃分開(kāi)[11，12]。

2 結(jié)果與分析

2.1 草地貪夜蛾幼蟲(chóng)不同齡期形態(tài)特征

由表1可知，1齡幼蟲(chóng)的頭寬、頭長(zhǎng)、體寬、體長(zhǎng)分別為0.336、0.255、0.386、2.449mm;2齡幼蟲(chóng)的分別為0.526、0.331、0.862、5.212mm;3齡幼蟲(chóng)的分別為0.866、0.597、1.358、8.779mm;4齡幼蟲(chóng)的分別為1.286、0.831、2.038、12.847mm;5齡幼蟲(chóng)的分別為1.904、1.202、3.108、19.237mm;6齡幼蟲(chóng)的分別為2.638、1.438、4.239、25.349mm。同一指標(biāo)不同齡期之間均存在顯著差異。

由圖2可知，草地貪夜蛾幼蟲(chóng)不同齡期的頭寬存在清晰的分區(qū)，無(wú)明顯重疊現(xiàn)象，頭長(zhǎng)、體長(zhǎng)和體寬在各齡期均有不同程度的重疊。因此頭寬可作為齡期鑒定的重要指標(biāo)，頭長(zhǎng)、體長(zhǎng)和體寬可作為齡期鑒定的次要和輔助指標(biāo)。

2.2 草地貪夜蛾幼蟲(chóng)齡期

在室內(nèi)23℃下，草地貪夜蛾幼蟲(chóng)分為6齡，幼蟲(chóng)歷期為15～16d，其中1齡3d、2齡2d、3齡2d、4齡2d、5齡2～3d、6齡4～5d（表2）。

2.3 幼蟲(chóng)齡期與頭寬、頭長(zhǎng)、體長(zhǎng)和體寬的回歸分析

幼蟲(chóng)齡期與頭寬、頭長(zhǎng)、體寬和體長(zhǎng)均呈線性關(guān)系（圖3），其R2分別為0.9545、0.9755、0.9637和0.9743，均大于R2 0.01=0.875，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)室飼養(yǎng)條件下草地貪夜蛾幼蟲(chóng)的頭寬、頭長(zhǎng)、體寬和體長(zhǎng)與齡數(shù)均顯著相關(guān)。

3 討論與結(jié)論

本試驗(yàn)測(cè)定了草地貪夜蛾各個(gè)齡期幼蟲(chóng)的頭寬、頭長(zhǎng)、體寬和體長(zhǎng)共4項(xiàng)指標(biāo)，其中頭寬在相鄰蟲(chóng)齡之間無(wú)重疊，可作為草地貪夜蛾蟲(chóng)齡鑒定的主要特征，頭長(zhǎng)、體長(zhǎng)和體寬可作為蟲(chóng)齡鑒定的次要特征。在23℃下，草地貪夜蛾幼蟲(chóng)可分為6齡，歷期15～16d，其中1齡3d、2齡2d、3齡2d、4齡2d、5齡2～3d、6齡4～5d。

昆蟲(chóng)幼蟲(chóng)頭殼寬度的增長(zhǎng)大致是間斷式的，每完成一次蛻皮，齡期與頭寬存在一定的幾何數(shù)量關(guān)系[13，14]。由于昆蟲(chóng)骨化部位隨周期性蛻皮而呈現(xiàn)跳躍式增長(zhǎng)（每蛻一次皮就顯著增長(zhǎng)一次），且頭殼骨化強(qiáng)而形態(tài)較為穩(wěn)定，故常用幼蟲(chóng)頭寬作為昆蟲(chóng)齡期劃分的重要指標(biāo)[15]。昆蟲(chóng)學(xué)者對(duì)各種鱗翅目幼蟲(chóng)齡期劃分做了相關(guān)研究。李召波等[16]發(fā)現(xiàn)二點(diǎn)委夜蛾[Athetislepigone（M？schler）]幼蟲(chóng)頭殼寬度可用于分齡;孫艷娟等[17]通過(guò)觀察油桐尺蠖[Buzura suppressaria（Guenee）]幼蟲(chóng)蛻皮次數(shù)及測(cè)量頭殼寬度，確定其有7個(gè)齡期，并表示頭殼寬度為油桐尺蠖幼蟲(chóng)齡期的主要?jiǎng)澐忠罁?jù);萬(wàn)喻等[18]研究表明頭殼寬度適用于法氏柴胡寬蛾[Depressariafalkovitshi（Lvovsky）]幼蟲(chóng)期的分齡;楊崇慧等[19]利用收集頭殼并測(cè)量的方法，確定了椰子木蛾[Opisinaarenosella（Walke）]幼蟲(chóng)的蟲(chóng)齡;李小敏等[20]通過(guò)測(cè)定短梳角野螟[Meroctenatullalis（Walker）]幼蟲(chóng)頭寬、頭長(zhǎng)和體長(zhǎng)3項(xiàng)分齡指標(biāo)，指出頭寬為齡期劃分的最佳指標(biāo)，頭長(zhǎng)和體長(zhǎng)為輔助指標(biāo);王芳等[21]通過(guò)測(cè)量梨小食心蟲(chóng)[Grapholithamolesta（Busck）]幼蟲(chóng)頭殼寬、上顎寬、體長(zhǎng)和體寬4項(xiàng)指標(biāo)，表明頭殼寬和上顎寬可作為蟲(chóng)齡鑒定的重要指標(biāo)。但Esperk等[22]研究發(fā)現(xiàn)，昆蟲(chóng)幼蟲(chóng)的齡數(shù)具有種內(nèi)差異性，光周期、溫度、濕度、食物質(zhì)量和數(shù)量、飼養(yǎng)密度等是影響幼蟲(chóng)齡數(shù)的最普遍因素;在食物不充足或環(huán)境條件不利的情況下，昆蟲(chóng)幼蟲(chóng)的齡數(shù)會(huì)增加。Morita等[23]發(fā)現(xiàn)在不同條件下斜紋夜蛾幼蟲(chóng)齡期數(shù)不同。因此，后期研究需要結(jié)合田間數(shù)據(jù)，在不同溫度、光周期、種群密度以及不同營(yíng)養(yǎng)條件下觀察田間和實(shí)驗(yàn)室飼養(yǎng)齡期的差異。

本研究通過(guò)對(duì)草地貪夜蛾幼蟲(chóng)不同形態(tài)特征的觀察與測(cè)量，發(fā)現(xiàn)頭寬可以作為齡期鑒定的關(guān)鍵特征，輔以頭長(zhǎng)、體長(zhǎng)、體寬的發(fā)育程度即可準(zhǔn)確快速鑒定草地貪夜蛾幼蟲(chóng)不同蟲(chóng)齡，可為草地貪夜蛾田間預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。