周金成 張柱亭 尚丹

摘要 草地貪夜蛾Spodoptera frugiperda （J.E.Smith）屬鱗翅目灰翅夜蛾屬，是新近入侵我國的重大危險性害蟲。斑痣懸繭蜂已被證明對同屬于灰翅夜蛾屬的甜菜夜蛾和斜紋夜蛾的幼蟲均具有較強的寄生能力。為探究短期馴化是否能有效改善斑痣懸繭蜂對草地貪夜蛾幼蟲的寄生能力，本研究比較了有、無寄生經(jīng)歷的斑痣懸繭蜂雌蜂分別對2齡和3齡草地貪夜蛾幼蟲在寄生行為和效能上的差異。結果表明，有寄生經(jīng)歷的雌蜂相對于無寄生經(jīng)歷的雌蜂能夠較快刺扎寄主幼蟲，并表現(xiàn)出更高的刺扎頻率和寄生率，但雌蜂的各項行為指標在2齡和3齡幼蟲間無顯著差異。本研究將為改善本土天敵對入侵性草地貪夜蛾的防控能力提供借鑒。

關鍵詞 入侵害蟲; 寄生蜂; 孤雌產(chǎn)雌; 生物防治

中圖分類號： S 476.3， S 433.4 ?文獻標識碼： A ?DOI： 10.16688/j.zwbh.2019388

Abstract Spodoptera frugiperda （J.E.Smith）， belonging to the genus Spodoptera， Lepidoptera， is a new dangerous invasive pest in China. Meteorus pulchricornis has been demonstrated as an effective biological control agent against the larvae of Spodoptera litura and Spodoptera exigua， which are both belonging to the genus Spodoptera. To investigate whether the shortterm training is helpful to improve the parasitic efficacy of M. pulchricornis females against S. frugiperda larvae， we compared the parasitic behavior and efficacy of females with or without parasitic experience when they parasite 2nd instar and 3rd instar larvae of S. frugiperda. The results showed that the experienced females performed higher parasitism rate， more frequent sting behavior， and shorter time to parasite host larvae than inexperienced females， but the parasitic behaviors were not different between 2nd and 3rd instar larvae. The results will supply a reference for the improvement of native natural enemies for the control of invasive pests.

Key words invasive pest; parasitoid wasp; thelytoky; biological control

草地貪夜蛾Spodoptera frugiperda （J. E. Smith），又稱秋黏蟲，是一種原產(chǎn)于北美地區(qū)的多食性害蟲[1]，其已報道的寄主植物至少涵蓋76個科，353種[2]。草地貪夜蛾自2019年1月首次報道入侵我國云南省以來，短時間內(nèi)在我國迅速遷飛擴散至黃河流域以南的大部分省份。截至2019年8月1日，我國已有21個省份發(fā)現(xiàn)有草地貪夜蛾入侵，為害面積已超過60萬 hm2[3-4]。綜合現(xiàn)有情況，草地貪夜蛾入侵并在我國定殖及周年為害幾成定局，僅依靠現(xiàn)有的應急防控手段短時間內(nèi)完全撲殺入侵種群已無可能，對草地貪夜蛾的防控已演變?yōu)橐粓觥俺志脩?zhàn)”[4-6]。

對草地貪夜蛾等入侵生物而言，入侵地本土生態(tài)控制因子的缺位通常是造成入侵物種快速擴張的重要原因。天敵逃逸假說（enemy release hypothesis）認為，入侵物種在入侵地的暴發(fā)基于以下兩個根本原理： 1）原產(chǎn)地入侵物種具有專食性天敵而入侵地沒有。2）入侵地本土天敵與入侵害蟲缺乏協(xié)同進化歷史，不能有效識別并取食入侵害蟲，而只傾向于取食本土植食昆蟲[7-8]。

因此，對草地貪夜蛾的長期防控應基于生態(tài)學原理，針對其特定生態(tài)位尋找有效的長效防控策略?？疾旌秃Y選專食性天敵來重新構建新的生態(tài)平衡是目前國內(nèi)外控制入侵生物的主要策略之一。這一策略已取得了許多可供參考的成功案例。早在1888年，美國引進了澳洲瓢蟲Rodolia cardinalis成功控制了入侵北美的一種原產(chǎn)于澳大利亞的吹綿蚧Icerya purchasi的暴發(fā)[8-9]。在我國，針對長期肆虐的入侵性害蟲美國白蛾Hyphantria cunea，通過篩選和利用本土性白蛾周氏嚙小蜂Chouioia cunea來抑制美國白蛾種群擴張已取得較好的效果[8]。然而，由于本土天敵缺乏同入侵害蟲的協(xié)同進化歷史，導致其在田間可能無法有效識別外來入侵物種。因此，需要對本土天敵進行必要的“馴化”，最終使其充分發(fā)揮對入侵性害蟲的防控作用。例如通過使用目標害蟲對專食性天敵進行長期飼養(yǎng)或者使天敵接觸目標害蟲的氣味、寄主植物等，進而提高天敵對目標害蟲的搜尋能力，改善其防控效果[10]。

斑痣懸繭蜂Meteorus pulchricornis是一種主要寄生鱗翅目夜蛾科害蟲幼蟲的寄生蜂。據(jù)報道，該蜂是甜菜夜蛾S.exigua和斜紋夜蛾S.litura幼蟲的重要寄生性天敵，而這兩種夜蛾科害蟲與入侵我國的草地貪夜蛾同屬于灰翅夜蛾屬，具有較密切的親緣關系[11-13]?；诖?，我們認為斑痣懸繭蜂可能是防控草地貪夜蛾幼蟲的一種重要候選天敵。由于4齡以上的草地貪夜蛾幼蟲常具有鉆蛀習性，而斑痣懸繭蜂尚未有報道具有可以鉆入植株寄生鱗翅目幼蟲的習性。因此，本研究分別選取了2齡和3齡草地貪夜蛾幼蟲作為寄主，調(diào)查了無寄生經(jīng)歷和有寄生經(jīng)歷的兩種雌蜂對2齡和3齡草地貪夜蛾幼蟲的首次刺扎時間、刺扎頻率、寄生率和結繭率。研究結果將為考察和篩選斑痣懸繭蜂防治草地貪夜蛾提供重要參考，同時也將為篩選和利用針對草地貪夜蛾的其他生防作用物提供借鑒。

1 材料與方法

1.1 供試昆蟲

草地貪夜蛾幼蟲采自貴州省黔東南州凱里市丹寨縣附近的玉米田。野外采集的幼蟲于室內(nèi)以新鮮玉米葉飼養(yǎng)至成蟲羽化后置于圓柱形養(yǎng)蟲籠（直徑20 cm，高35 cm）內(nèi)產(chǎn)卵，籠壁覆蓋紗布和牛皮紙作為草地貪夜蛾成蟲產(chǎn)卵介質(zhì)。用蘸有10%蜂蜜水的脫脂棉每12 h飼喂草地貪夜蛾成蟲1次。待草地貪夜蛾卵塊孵化后，幼蟲統(tǒng)一以人工飼料飼養(yǎng)。人工飼料的配制主要以Bowling于1967年[14]提出的草地貪夜蛾人工飼料配方為基礎，加入微量復合維生素、韋氏鹽和甲醛加以改進。試驗選取發(fā)育至2齡或3齡的草地貪夜蛾幼蟲作為供試寄主。

本試驗中的斑痣懸繭蜂室內(nèi)種群由江蘇科技大學生物技術學院提供。該蜂為孤雌產(chǎn)雌品系，即雌蜂無需交配即可產(chǎn)下100%的雌性子代。該蜂在室內(nèi)以2齡末期的斜紋夜蛾幼蟲為寄主已連續(xù)飼養(yǎng)20代以上。羽化后的雌蜂以10%蜂蜜水每日飼喂。試驗統(tǒng)一選取2日齡雌蜂作為供試雌蜂。

1.2 試驗設計

本試驗預設2個試驗因素，分別為寄主幼蟲齡期和雌蜂是否具有寄生經(jīng)歷，共組成4組處理組合：即有寄生經(jīng)歷的雌蜂寄生2齡幼蟲、有寄生經(jīng)歷的雌蜂寄生3齡幼蟲、無寄生經(jīng)歷的雌蜂寄生2齡幼蟲和無寄生經(jīng)歷的雌蜂寄生3齡幼蟲。每組處理各設10次重復。

為獲得有寄生經(jīng)歷的雌蜂，試驗預先將20頭草地貪夜蛾2齡末期幼蟲置于底部平鋪飼料的塑料養(yǎng)蟲盒（長8 cm，寬4 cm，高4 cm）內(nèi)，將1頭雌蜂接入養(yǎng)蟲盒內(nèi)寄生，肉眼觀察到雌蜂刺扎幼蟲后，繼續(xù)使雌蜂寄生24 h后移出，移出有寄生經(jīng)歷的雌蜂備用。為排除試驗容器和接蜂操作造成的試驗誤差，將1頭無寄生經(jīng)歷的雌蜂移入沒有寄主幼蟲的同一尺寸的養(yǎng)蟲盒內(nèi)24 h后，移出無寄生經(jīng)歷的雌蜂備用。試驗前預先將每5頭2齡幼蟲或3齡幼蟲分裝于管壁平鋪飼料的玻璃管（直徑2 cm，長10 cm）內(nèi)，將1頭有寄生經(jīng)歷的雌蜂或無寄生經(jīng)歷的雌蜂接入玻璃管內(nèi)寄生12 h后，移出寄生蜂。寄生蜂移入后2 h內(nèi)觀察統(tǒng)計雌蜂的首次刺扎時間、刺扎次數(shù)（產(chǎn)卵器成功刺入寄主蟲體）。將幼蟲單頭分裝于透氣塑料盒內(nèi)以人工飼料飼養(yǎng)至寄生蜂子代從蟲體內(nèi)鉆出結繭，中途死亡的寄主幼蟲解剖觀察其體內(nèi)是否含有寄生蜂幼蟲。統(tǒng)計各重復內(nèi)寄主幼蟲的被寄生頭數(shù)，記錄寄生率和結繭率。

1.3 數(shù)據(jù)處理

采用廣義線性模型下的雙因素方差分析檢驗寄生經(jīng)歷和寄主齡期分別對雌蜂刺扎次數(shù)（泊松分布）、寄生率（二項分布）和子代蜂結繭率（二項分布）的影響。隨接蜂時間的延長，雌蜂對寄主首次刺扎的累積風險采用考克斯比例風險模型進行分析。不同處理組合下各試驗指標的多重比較采用Tukey 氏HSD法進行檢驗[15]。本試驗所得數(shù)據(jù)均使用R統(tǒng)計軟件進行分析[16]。

2 結果與分析

雙因素方差分析表明，雌蜂寄生經(jīng)歷對寄主幼蟲寄生率存在顯著影響（F1，94=7.07，P<0.05）。有寄生經(jīng)歷的雌蜂的寄生率（90.16%±5.37%）顯著高于無寄生經(jīng)歷的雌蜂（65.49%±6.11%;z=2.38，P<0.05）。寄主齡期（F1，94=1.28，P=0.26）和寄主齡期與寄生經(jīng)歷間的交互作用（F1，94=1.12，P=0.29）均對寄生率無顯著影響（圖1a）。子代蜂結繭率均不受雌蜂寄生經(jīng)歷（F1，69=1.75，P=0.11）、寄主齡期（F1，69=0.38，P=0.54）以及兩因素間的交互作用（F1，69=0.078，P=0.78）的顯著影響（圖1b）。

考克斯比例風險模型表明，雌蜂首次刺扎時間受雌蜂寄生經(jīng)歷的顯著影響（χ2=4.02，df=1，P<0.05），但均不受寄主齡期（χ2=0.24，df=1，P=0.62）和寄生經(jīng)歷與寄主齡期間交互作用（χ2=0.074，df=1，P=0.79）的影響。隨時間的延長，有寄生經(jīng)歷的雌蜂對寄主的瞬時刺扎風險（平均值±標準誤差：1.41%/min±0.24%/min）顯著高于無寄生經(jīng)歷的雌蜂（0.71%/min±0.12%/min;z=2.94，P<0.05）（圖2）。有寄生經(jīng)歷的雌蜂首次刺扎寄主時的平均中位時間為44.01 min，而無寄生經(jīng)歷的雌蜂首次刺扎寄主的平均中位時間為62.52 min。

雌蜂刺扎頻率受雌蜂寄生經(jīng)歷的顯著影響（F1，36=13.16，P<0.05），但均不受寄主齡期（F1，36=0.043，P=0.84）和寄生經(jīng)歷與寄主齡期間交互作用（F1，36=0.053，P=0.82）的影響。有寄生經(jīng)歷的雌蜂對寄主的刺扎頻率（8.19次±0.64次）顯著高于沒有寄生經(jīng)歷的雌蜂（3.85次±0.44次;z=5.47，P<0.05）（圖3）。

3 討論

研究結果表明，相對于無寄生經(jīng)歷的雌蜂，有寄生經(jīng)歷的斑痣懸繭蜂雌蜂完成對寄主的識別和刺扎產(chǎn)卵花費的時間更短，因而對寄主幼蟲的寄生率更高。草地貪夜蛾為新近入侵我國的外來物種，與我國本土天敵類群沒有在自然界中形成長期的協(xié)同進化關系，因而本土天敵可能難以識別這一外來物種。因此，提高本土天敵對外來目標害蟲的適應性和識別能力決定了本土天敵的防控潛能。前人研究表明，寄生蜂可以利用聯(lián)系性學習來提高其對寄主害蟲的搜索效率和寄生率[10，17]。例如接觸過銹色粒肩天牛Apriona swainsoni幼蟲的管氏腫腿蜂Sclerodermus guani雌蜂在再次搜索寄主時，會表現(xiàn)出對這種天牛幼蟲的趨向性[18]。有寄生經(jīng)歷的廣赤眼蜂Trichogramma evanescens雌蜂搜索寄主所花費的時間比無寄生經(jīng)歷的雌蜂明顯縮短[19]。類似的研究也發(fā)現(xiàn)，有寄生經(jīng)歷的斑痣懸繭蜂可以有效識別健康寄主，從而避免發(fā)生過寄生行為[17]。這些研究和我們的研究結果均表明，通過對斑痣懸繭蜂成蜂進行短時馴化來提高其對草地貪夜蛾幼蟲的寄生效率具有可行性。在該蜂的生產(chǎn)和應用過程中，除了對其成蜂進行馴化外，還可以通過以斜紋夜蛾、甜菜夜蛾等草地貪夜蛾近緣物種或直接以草地貪夜蛾幼蟲為寄主對其進行多代馴化，以提高其對目標害蟲的識別能力和選擇趨向。在今后的研究中，應當考慮開展對本土天敵昆蟲的馴化，以提高其對草地貪夜蛾的控害效果。

本研究還發(fā)現(xiàn)，斑痣懸繭蜂雌蜂對2齡和3齡草地貪夜蛾幼蟲的寄生行為和寄生率均未表現(xiàn)出差異。前人研究表明，斑痣懸繭蜂傾向寄生斜紋夜蛾和甜菜夜蛾的中間齡期幼蟲，1齡幼蟲由于營養(yǎng)有限，導致子代蜂無法順利完成發(fā)育，而較高齡期的幼蟲雖具有豐富的營養(yǎng)，但其免疫功能較強[11]。盡管草地貪夜蛾與斜紋夜蛾和甜菜夜蛾同屬于灰翅夜蛾屬，但與后兩者不同的是，草地貪夜蛾的高齡幼蟲常表現(xiàn)出鉆蛀性，因而防治草地貪夜蛾應堅持“防早防小”的基本原則。我們認為斑痣懸繭蜂對較低齡期的草地貪夜蛾幼蟲的寄生作用可以在防治窗口期發(fā)揮一定的作用。

此外，分布于我國的斑痣懸繭蜂均為孤雌產(chǎn)雌生殖的種群，而歐洲地區(qū)分布的斑痣懸繭蜂多進行兩性生殖。我國僅在1984年報道過1例疑似的斑痣懸繭蜂雄蜂野外個體[20]。孤雌產(chǎn)雌的特性將為這種寄生蜂的工廠化繁育和田間應用帶來諸多優(yōu)點：首先，釋放于田間的孤雌產(chǎn)雌品系的雌蜂無需交配即可產(chǎn)出可育后代，因而不必花費時間去搜尋雄蜂交配，從而直接發(fā)揮防控作用，具有極強的野外定殖能力。其次，在室內(nèi)大規(guī)模繁育過程中，兩性生殖的寄生蜂常常需要利用大量寄主去繁育無寄生功能的雄蜂，用于與雌蜂交配，而孤雌產(chǎn)雌生殖的寄生蜂會充分利用有限的寄主幼蟲資源育出100%的具有寄生功能的雌蜂，大大降低了生產(chǎn)成本[21]。第三，兩性生殖的許多寄生蜂類群的性別決定機制為染色體單雙倍體條件下的CSD性別決定機制，當寄生蜂在室內(nèi)近親繁育過程中，由于相關等位基因位點趨于純合，常導致后期雄蜂比例上升，而孤雌產(chǎn)雌生殖的寄生蜂則規(guī)避了這一問題[22]。綜合斑痣懸繭蜂的諸多優(yōu)點，我們認為該蜂對于目前肆虐我國多地的重大入侵害蟲草地貪夜蛾具有一定的防治潛力。關于斑痣懸繭蜂對草地貪夜蛾的控害潛力和寄生后生長發(fā)育表現(xiàn)，尚需開展更為詳細、全面的研究。

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（責任編輯： 楊明麗）