鄭海燕，郭 薇，陳紅松，王建國，周忠實(shí)

(1.江西農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院植物保護(hù)系，南昌 330045;2.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所植物病蟲害生物學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100193)

豚草Ambrosia artemisiifolia L.原產(chǎn)地在北美洲，是一種一年生的惡性外來入侵雜草，20世紀(jì)30年代傳入我國，現(xiàn)已擴(kuò)散到全國20多個(gè)省市(萬方浩等，2005)。豚草的入侵對入侵地農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生物多樣性及人畜健康均構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。為了遏制豚草的蔓延，20世紀(jì)60年代末，國外學(xué)者開始從原產(chǎn)地引進(jìn)天敵昆蟲，開展豚草生物防治研究 (Harris and Piper，1970;Goeden and Andres，1999)。我國豚草生物防治研究工作始于20世紀(jì)80年代末，先后篩選引進(jìn)了5種天敵昆蟲，其中，豚草卷蛾Epiblema strenuana和廣聚螢葉甲Ophraella communa在野外成功建立種群 (萬方浩和王韌，1989;孟玲和李保平，2005;孟玲等，2007;馬駿等，2002，2008;周忠實(shí)等，2009)。2001年，在江蘇南京市郊豚草上發(fā)現(xiàn)的原產(chǎn)北美的天敵昆蟲－廣聚螢葉甲O.communa的幼蟲和成蟲聚集取食豚草葉片，對豚草控制效果顯著 (孟玲和李保平，2005;孟玲等，2007)。寄主專一性測定和風(fēng)險(xiǎn)評價(jià)試驗(yàn)表明，廣聚螢葉甲是一種專一性強(qiáng)、無生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)的、可被用于豚草防治的天敵昆蟲 (Emura，1999;Yamazakietal.，2000;Dernovici et al.，2006;曹振軍等，2007;胡亞軍和孟玲，2007;周忠實(shí)等，2009;Zhou et al.，2011)。目前，尚無廣聚螢葉甲繁殖生物學(xué)的報(bào)道。本文室內(nèi)觀察了廣聚螢葉甲成蟲交配及其產(chǎn)卵規(guī)律，為該天敵昆蟲的大量繁殖提供技術(shù)參數(shù)。

1 材料與方法

1.1 供試寄主植株

豚草植株 (株高＞90 cm)和盆栽苗 (30～40 cm)來源于湖南省植物保護(hù)研究所豚草天敵繁殖基地。

1.2 供試蟲源

在湖南省植物保護(hù)研究所豚草天敵繁殖基地內(nèi)采集豚草植株上飼養(yǎng)的廣聚螢葉甲蛹，待其羽化，記錄其羽化日期，羽化后24 h(第2天)為1日齡，鑒定分好雌雄，并飼養(yǎng)其在30～40 cm高的豚草盆栽苗，飼養(yǎng)備用。

自制養(yǎng)蟲籠 (40 cm×40 cm×60 cm);定制的玻璃觀察罩 (直徑12.5 cm×高28 cm);塑料小瓶 (直徑3 cm×高5 cm)。

1.3 成蟲交配前期

將新鮮豚草枝條 (15～20 cm)插入有直徑為0.8 cm小孔的瓶蓋，然后放入直徑3 cm×高5 cm的塑料瓶內(nèi)。瓶子內(nèi)注滿自來水，維持豚草枝條新活。選取12 h內(nèi)羽化的未交配雄蟲與羽化后4～5 d的未交配雌蟲進(jìn)行配對。每條新鮮小枝上放1對成蟲，再把塑料瓶放入直徑12.5 cm×高28 cm的透明玻璃罩內(nèi)。玻璃罩頂端有40目防蟲紗網(wǎng)。將玻璃罩隨機(jī)置于養(yǎng)蟲架上，試驗(yàn)條件為28℃、光周期14L∶10D。每日更換豚草枝條，用毛筆將成蟲挑入玻璃試管 (直徑2 cm×長10 cm度)內(nèi)，然后將舊枝條從塑料小瓶內(nèi)拔除，更換成新鮮豚草枝條，再接回成蟲。由于成蟲隨時(shí)可能交配，本實(shí)驗(yàn)采取三班倒的方式，每天24 h輪流不間斷地觀察記錄其交配情況 (當(dāng)雄蟲抱握雌蟲伸出陽具插入雌蟲體內(nèi)持續(xù)15 min以上算1次成功交配)，記錄每對供試成蟲第1次交配的日期，并將已交配的成蟲移除，不再做交配觀察，直至所有配對的雄蟲都發(fā)生交配為止。試驗(yàn)重復(fù)33次，每次為1對成蟲。

選取12 h內(nèi)羽化的未交配雌蟲與羽化后2～3 d的未交配雌蟲進(jìn)行配對。之后，采取同樣的方法觀察雌蟲交配前期。

1.4 雌蟲產(chǎn)卵前期

選取當(dāng)天羽化的未交配雌蟲和雄蟲進(jìn)行配對放到豚草小枝條 (見1.34所述)，隨后放入透明玻璃觀察罩 (見1.34所述)內(nèi)，玻璃罩頂端套40目的防蟲紗網(wǎng)，以避免成蟲逃逸。玻璃罩在養(yǎng)蟲架上隨機(jī)排列。每日更換新鮮豚草枝條 (見1.3所述)，每天10:00 am和17:00 pm觀察記錄產(chǎn)卵情況，記錄每頭雌蟲第1次產(chǎn)卵的日期，直至所有雌蟲都開始產(chǎn)卵為止，共觀察雌蟲36頭。

1.5 成蟲交配和產(chǎn)卵節(jié)律

選取100頭羽化后2～3 d的雌蟲和100頭羽化后3～4 d的雄蟲。將高約30～40 cm盆栽新鮮苗放入養(yǎng)蟲籠 (40 cm×40 cm×60 cm)內(nèi)，每籠3盆，隨機(jī)擺放，然后每個(gè)養(yǎng)蟲籠于16:00放入上述20頭雌蟲和20頭雄蟲。從18:00開始觀察，每1 h觀察觀察1次，記錄新發(fā)生交配成蟲對數(shù)及雌蟲產(chǎn)卵量。夜間，用紅光手電筒 (4.5V)協(xié)助觀察，連續(xù)觀察3 d。每次調(diào)查時(shí)，對發(fā)現(xiàn)所產(chǎn)的卵塊記錄并標(biāo)記;每次調(diào)查發(fā)現(xiàn)的交配成蟲時(shí)，需進(jìn)行持續(xù)觀察至雌雄交配后分開。統(tǒng)計(jì)各觀察時(shí)段內(nèi)新發(fā)生交配次數(shù)占總交配次數(shù)的比率，各時(shí)段內(nèi)所產(chǎn)卵量占總產(chǎn)卵量的比率。試驗(yàn)重復(fù)5次。

1.6 雌蟲逐日產(chǎn)卵量

取剛羽化的健壯成蟲，將雌雄編號，后進(jìn)行配對后放到豚草小枝條上 (見1.34所述)，隨后放入透明玻璃觀察罩內(nèi)進(jìn)行觀察，每日更換豚草枝條(見1.3所述)，檢查記錄當(dāng)天所產(chǎn)下的卵數(shù)(卵粒)，直至雌蟲死亡，如果雄蟲個(gè)體先死，則補(bǔ)充1一頭新的雄蟲。共配30對，即重復(fù)30次。統(tǒng)計(jì)成蟲活動(dòng)情況，分析其的產(chǎn)卵規(guī)律。

1.7 數(shù)據(jù)分析

將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行正態(tài)和同方差性檢驗(yàn)，不呈正態(tài)分布的數(shù)據(jù)進(jìn)行反正弦平方根或?qū)?shù)轉(zhuǎn)換。試驗(yàn)數(shù)據(jù)經(jīng)單因素多重比較進(jìn)行差異顯著性分析(SAS Institute，2004)，采用通過最小差異法(LSD)比較平均數(shù)的差異程度。

2 結(jié)果與分析

2.1 成蟲交配前期

雄蟲交配前期平均為2.7 d(n=33)，45.5%雄蟲在羽化后第2 d與雌蟲交配，羽化后第3 d交配雄蟲占33.3%，羽化后2～3 d的雄蟲交配率總和達(dá)78.5%(圖1a)。雌蟲羽化數(shù)小時(shí)后便有少數(shù)雌蟲接受雄蟲交配，雌蟲交配前期平均為0.9 d(n=33)，羽化第2 d(即1日齡)的雌蟲接受雄蟲交配的比率高達(dá)78.8%(圖1b)。說明廣聚螢葉甲雄蟲的性成熟要慢于雌蟲。

圖1 廣聚螢葉甲不同日齡雄蟲 (a)和雌蟲 (b)的交配率Fig.1 Mating rates of Ophraella.communa male and female adults at different day－age

2.2 雌蟲產(chǎn)卵前期

雌蟲在交配后的第3 d，19.4%雌蟲開始產(chǎn)卵，在第4 d，產(chǎn)卵雌蟲急劇增加，約占雌蟲總數(shù)的52.8% (圖2)?？梢?，雌蟲產(chǎn)卵前期為2～3 d。

圖2 交配后經(jīng)歷不同天數(shù)廣聚螢葉甲雌蟲的產(chǎn)卵比率Fig.2 Oviposition percentage rates of mated female O.communa at different day－stages

2.3 成蟲交配和產(chǎn)卵節(jié)律

廣聚螢葉甲成蟲交配晝夜節(jié)律不明顯，8:00～21:00成蟲交配頻率較高 (F23，96=1.56，P=0.0696);在22:00～23:00和0:00～7:00兩個(gè)時(shí)段，成蟲交配頻次較低，以凌晨0:00～1:00時(shí)的交配頻次最低 (圖3)。雌蟲產(chǎn)卵高峰期出現(xiàn)在12:00～16:00，雌蟲在這個(gè)時(shí)段的產(chǎn)卵數(shù)量顯著高于其他時(shí)段 (F11，48=642.24，P＜0.0001)(圖4)。

圖3 廣聚螢葉甲成蟲交配的時(shí)間節(jié)律Fig.3 Daily mating rhythm of O.communa adults

圖4 廣聚螢葉甲成蟲的產(chǎn)卵時(shí)間節(jié)律Fig.4 Daily ovipositional rhythm of O.communa adults

2.4 成蟲期的逐日產(chǎn)卵量

成蟲在前16 d產(chǎn)卵最大，處在產(chǎn)卵高峰期，占整個(gè)產(chǎn)卵期總卵量的40%以上，雌蟲產(chǎn)卵數(shù)量隨年齡的增加而先增加，而后呈現(xiàn)逐漸遞減趨勢。從第16 d開始，雌蟲產(chǎn)卵數(shù)量呈逐步下降的趨勢(圖5)。

圖5 廣聚螢葉甲雌蟲的產(chǎn)卵變化規(guī)律Fig.5 Oviposition rhythms of female O.communa

3 結(jié)論與討論

昆蟲的種類不同，則其生活方式和行為存在較大差異，其中交配和產(chǎn)卵活動(dòng)經(jīng)?？蓮膫?cè)面反應(yīng)特定昆蟲的種特征 (Quiring，1994)。交配和產(chǎn)卵節(jié)律可揭示昆蟲生活方式和行為習(xí)性，是昆蟲生物鐘研究的重要內(nèi)容之一 (Saunders，1982)。

研究表明，鱗翅目昆蟲羽化當(dāng)天即可交配和產(chǎn)卵 (冀衛(wèi)榮等，1999;向玉勇和楊茂發(fā)，2008)，而多數(shù)鞘翅目昆蟲都存在一個(gè)性成熟過程和產(chǎn)卵前期 (劉雨芳，2009;陳磊，2009;劉其全等，2010)。本研究表明，廣聚螢葉甲成蟲羽化當(dāng)天，無論雌蟲還是雄蟲均不能馬上進(jìn)行交配，而需要性成熟的過程，即交配前期，而且交配后的雌蟲還有產(chǎn)卵前期，然后才進(jìn)入真正的產(chǎn)卵期。一般而言，雌雄成蟲的交配前期和雌蟲產(chǎn)卵前期被認(rèn)為是評定性成熟的標(biāo)準(zhǔn) (王宗舜，1977;Omkar，2004)。廣聚螢葉甲雌雄個(gè)體的交配前期有所差異，一般雄蟲交配前期為2.7 d，雌蟲為0.9 d，廣聚螢葉甲雄蟲的性成熟要慢于雌蟲。

廣聚螢葉甲成蟲的交配活動(dòng)可發(fā)生在一天的不同時(shí)段，成蟲可正常交配，但活動(dòng)高峰期位于8:00～21:00。雌蟲產(chǎn)卵期較集中，一般在12:00～16:00。在產(chǎn)卵期間，雌蟲在交配后16天產(chǎn)卵達(dá)高峰期，其后產(chǎn)卵數(shù)量逐步減少。這對于廣聚螢葉甲種群抗逆性而言是有利的，因?yàn)槠湓谟龅侥婢趁{迫后，能短期內(nèi)產(chǎn)下自己的下一代，從而保證了種群的延續(xù)性 (羅敏等，2011;Zhou et al.，2011)。本研究觀察的廣聚螢葉甲成蟲交配及其產(chǎn)卵規(guī)律將為該天敵昆蟲的大量繁殖提供基礎(chǔ)。

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