劉 旭,羅孝貴,楊 剛,劉昌華,陳 松,陳慶東,李 超,易春燕*
(1.四川省農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所/農(nóng)業(yè)部西南作物有害生物綜合治理重點實驗室,四川 成都 610066;2.甘孜州農(nóng)業(yè)科學研究所,四川 甘孜 626700;3.甘孜州農(nóng)業(yè)農(nóng)村局植保站,四川 甘孜 626700;4.中化現(xiàn)代農(nóng)業(yè)有限公司,四川 成都 610060)
【研究意義】眼斑芫菁又名黃黑小斑蝥(MylabriscichoriiLinnaeus),屬昆蟲綱鞘翅目芫菁科,一般把它和大斑芫菁(MylabrisphalerataPallas)統(tǒng)稱為“斑蝥”。為我國《藥典》[1]中收錄的重要動物藥。其氣味辛寒,有大毒。在野外,眼斑芫菁一年僅發(fā)生一代,以卵越冬,幼蟲期有6個階段,為別為一齡衣魚型幼蟲,二、三齡蠐螬型幼蟲,四、五齡堅皮幼蟲及最后的蛹階段。幼蟲食性專一,取食蝗蟲卵,為有效的天敵資源。成蟲為植食性昆蟲,可取食豆科植物和葫蘆科植物的花等,在我國大部分地區(qū)均有分布。芫菁科昆蟲受到外界攻擊時,從腿節(jié)間釋放出黃色粘液用于防御,此液含有斑蝥素。我國自1975年上海斑蝥素協(xié)作組肯定了斑蝥素為抗癌有效成分,從用于治療原發(fā)性肝癌以來,先后出現(xiàn)了斑蝥素及其抗癌作用的研究。臨床研究表明,斑蝥素有明顯的抗癌作用,對肝癌、食道癌、胃癌等均有抑制效果。根據(jù)實驗表明,斑蝥素可以通過改變多種蛋白質(zhì)的表達或活性,抗腫瘤侵襲轉(zhuǎn)移,并能引起細胞周期阻滯,抑制腫瘤生長、增殖,促進其凋亡或死亡[2]。同時,斑蝥素還可以增加癌細胞對其它化學抗癌物質(zhì)的敏感性。另外,斑蝥素還能促進骨髓細胞DNA的合成,引起機體白細胞增高,從而拮抗化療引起的白細胞下降的副作用。小鼠腹腔注射斑蝥素的結(jié)果表明,斑蝥素有免疫增強作用,并推測免疫增強因子的產(chǎn)生可能是其發(fā)揮抗腫瘤作用的主要機制之一。斑蝥素除去在治療疾病方面有廣泛作用外,在植物保護等方面也有應用,對多種昆蟲有殺毒作用,在對中毒粘蟲和小菜蛾的中腸組織進行電鏡觀察中發(fā)現(xiàn),中腸組織發(fā)生明顯的病變,試蟲中腸細胞膜和內(nèi)膜系統(tǒng)的破壞可能是斑蝥素的主要致毒機制之一[3]。甘肅金昌中藥技術(shù)開發(fā)研究所開發(fā)出了以斑蝥素為有效殺蟲成分的0.10 %斑蝥素水劑對害蟲均有良好防治作用?!颈狙芯壳腥朦c】斑蝥素在醫(yī)藥和生防方面具有非常重要的價值,但是斑蝥素人工合成條件苛刻,野生資源短缺且人工養(yǎng)殖比較困難,人工飼養(yǎng)技術(shù)成為利用與開發(fā)斑蝥素資源的必然趨勢?!厩叭搜芯窟M展】從2014年開始對眼斑芫菁的人工養(yǎng)殖做了大量工作,研究如何打破其卵的滯育,優(yōu)化飼養(yǎng)條件,增加室內(nèi)養(yǎng)殖世代數(shù),開發(fā)經(jīng)濟有效的眼斑芫菁成蟲、幼蟲人工(半人工)飼料等,將為人工飼養(yǎng)眼斑芫菁進行種群改良,根本上解決其資源短缺的問題,為開發(fā)更多新的斑蝥素類藥物奠定基礎(chǔ)。同時,眼斑芫菁資源短缺問題的解決還將為自然種群的穩(wěn)定,生物多樣性保護及芫菁資源的其他用途開發(fā)做出貢獻。汪會榮[4]研究了不同溫度和光照條件對眼斑芫菁生物學特征的影響?!緮M解決的關(guān)鍵問題】本文以眼斑芫菁為為研究對象,探究室內(nèi)飼養(yǎng)條件下,溫度和土壤含水量對其生長發(fā)育繁殖的影響。
眼斑芫菁成蟲采自貴州省羅甸縣。
在植保所養(yǎng)蟲室飼養(yǎng),成蟲置于長60 cm,寬60 cm,高45 cm的立體籠中,三面紗網(wǎng),前面透明塑料板,底部放置2~3個裝有含水量12 %沙壤土的長20 cm,寬12 cm,高8 cm的塑料盒中飼養(yǎng),以絲瓜花和半人工飼料飼喂成蟲,并上午、下午各一次加喂飼料。將成蟲產(chǎn)下的卵放置在高10 cm,上口直徑7 cm,下口直徑5 cm內(nèi)置有約100克沙壤土的塑料杯中。孵化幼蟲同樣放置在高10 cm,上口直徑7 cm,下口直徑5 cm內(nèi)置有約100 g沙壤土的塑料杯中,以自養(yǎng)的東亞飛蝗的卵塊飼養(yǎng)幼蟲,每日上午9:00和下午15:00各觀察記錄各蟲態(tài)的變化,飼養(yǎng)環(huán)境條件為溫度30 ℃,光照時間14~16 h。
選擇沒有農(nóng)藥等污染的沙壤土,清除石塊、草根等雜質(zhì),按照測定土壤含水量的方法將其放入150 ℃±2 ℃的烘箱內(nèi)烘干至恒重,冷卻至常溫后,每個塑料杯裝入烘干土100 g,加水分別配制成8 %、10 %、12 %、14 %和16 % 5個不同含水量的飼養(yǎng)土,每個含水量各40杯,重復5次,共200杯,杯口用封口膜封住保濕,然后放置光照培養(yǎng)箱內(nèi),使水分充分滲透均勻后待測試用。每個塑料杯中插入一塊蝗卵,輕微搖動一下,使卵塊與土壤緊密結(jié)合,卵塊頂部微露出土壤,每杯接入眼斑眼斑芫菁1齡幼蟲一頭,。在光照培養(yǎng)箱L:D=16:8,30 ℃條件飼養(yǎng),在試驗期間,每3 d對每個塑料杯稱重并補足失掉的水分,以保持土壤含水量的穩(wěn)定,并觀察記錄各幼蟲的生長發(fā)育速度情況。
用光照培養(yǎng)箱設(shè)置24、26、28、30和32 ℃ 5個溫度,每個溫度40杯,重復5次,共200杯,每杯接入蝗蟲卵一塊,接入幼蟲1只,杯中養(yǎng)蟲土,土壤含水量為12 %。為了減少對斑蝥幼蟲生長的影響,每 3 d觀察1次,每次觀察并記錄卵和各幼蟲的的歷期及生長發(fā)育進展情況,在觀察記錄的同時,對每個塑料杯進行稱重,并補足相應重量的水分,以保持土壤含水量的穩(wěn)定。
據(jù)報道眼斑芫菁在野外一年只發(fā)生一代,以幼蟲在土壤中越冬,翌年6、7月份化蛹,6月下旬至7月下旬羽化。在室內(nèi)發(fā)生世代數(shù)未見報道。筆者經(jīng)在室內(nèi)飼養(yǎng)條件下(L∶D=16∶8,30 ℃)1年可完成3代(表1),未發(fā)現(xiàn)有滯育越冬情況,完成一代世代大約需110~130 d。
表1 眼斑芫菁室內(nèi)飼養(yǎng)條件下生活史
注:+為成蟲,○為卵,⊙為蛹,-為幼蟲。
Note: + means adult,○ means egg,⊙ means pupa,- means larvae.
從表2和表3中可以看出,土壤含水量對卵和幼蟲的發(fā)育有明顯的影響,較適合卵和幼蟲生長發(fā)育的土壤含水量為10 %~12 %,卵的孵化率可達到83.58 %~90.11 %,幼蟲的存活率可達54.00 %~76.00 %。
表2 不同土壤含水量對眼斑芫菁卵發(fā)育的影響
Table 2 Effects of different soil moisture contents on the egg development ofMylabriscichorii
土壤含水量(%)Water-content in soil發(fā)育歷期(d)Developmental regulation孵化率(%)Hatching rate83281.29103383.58123290.11143578.00163667.00
從表4~5中可以看出,不同溫度對眼斑芫菁卵和幼蟲的生長發(fā)育有明顯的影響,在土壤含水量為12 %,溫度為24~32 ℃的條件下,眼斑芫菁卵和幼蟲隨溫度升高,其發(fā)育歷期逐漸縮短且羽化率逐漸增高。較適宜眼斑芫菁卵和幼蟲的生長發(fā)育的溫度為28~32 ℃,其卵的孵化率可達到84.71 %~90.01 %,成蟲羽化率可達60.00 %~76.00 %。
不同土壤含水量對眼斑芫菁幼蟲的生長發(fā)育、存活率及卵孵化率均有明顯的影響。據(jù)觀察,土壤含水量在較低和較高的情況下,眼斑芫菁幼蟲取食能力下降,生長發(fā)育緩慢,生長期延長,甚至死亡。另外,在土壤含水量較高的條件下,卵塊易受真菌感染,卵的孵化率降低,而在土壤含水量較低的情況下,卵得不到水分來保證其生長發(fā)育,容易造成失水干縮不能正常孵化,卵的孵化率也降低。
表4 不同溫度對眼斑芫菁卵發(fā)育的影響
Table 4 Effects of different temperatures on the development of eggs ofMylabriscichorii
溫度(℃)Temperature發(fā)育天數(shù)(d)Days of development孵化率(%)Hatching rate2452.1369.112640.7873.852836.3884.713032.1190.013231.2387.07
表3 不同土壤含水量對眼斑芫菁幼蟲生長發(fā)育的影響(溫度為30℃)
表5 不同溫度對眼斑芫菁幼蟲生長發(fā)育的影響
眼斑芫菁成蟲的羽化、取食、交配,產(chǎn)卵期在設(shè)定溫度24~32 ℃的條件下都可以完成,在32 ℃時眼斑芫菁幼蟲的發(fā)育歷期最短,但是考慮到升降溫的成本問題,我們推薦選用28~30 ℃溫度和12 %土壤含水量時飼養(yǎng),一年可完成3個完全世代。
據(jù)報道眼斑芫菁生長發(fā)育歷期特別長,一年僅發(fā)生一代,一生中大約有6個月處于滯育階段,生活周期長,大大制約了芫菁的繁殖速度。有人認為溫度是誘導滯育的主要因子,眼斑芫菁以卵越冬,影響其滯育的關(guān)鍵因素是親代成蟲所處的光周期。本實驗設(shè)計的光周期L∶D=16∶8,則未發(fā)現(xiàn)有滯育蟲態(tài)出現(xiàn)。因此,筆者認為本研究設(shè)計的溫度、濕度、光照時間,一年完成3個完全世代是可靠的,每年發(fā)生多代(3代以上)是有可能的,對于室內(nèi)眼斑芫菁無滯育的機理,還有待進一步研究。