梅文娟, 林 碩, 張前榮, 丁雪玲, 鄭 宇,盧學松, 姚鳳鑾,*, 何玉仙,*, 翁啟勇,*

(1. 福建省農(nóng)業(yè)科學院植物保護研究所, 閩臺作物有害生物生態(tài)防控國家重點實驗室, 福州 350013;2. 福建省作物有害生物監(jiān)測與治理重點實驗室, 福州 350013; 3. 福建省作物有害生物綠色防控工程研究中心,福州 350013; 4. 福建省農(nóng)業(yè)科學院作物研究所, 福州 350013)

番茄Lycopersiconesculentum作為病蟲害多發(fā)的蔬菜作物，受煙粉虱Bemisiatabaci危害尤其嚴重(周濤等, 2010; 應豐澤等, 2015; 李嬌嬌等, 2018)。番茄中研究較多的抗蟲性狀主要是番茄葉毛特別是腺毛及其產(chǎn)生的次生代謝物(Simmons and Gurr, 2005; 郭廣君, 2013)。眾多研究表明，植物腺毛的分泌物通常會對昆蟲產(chǎn)生驅避和毒害作用(Simmonsetal., 2004; Medeiros and Tingey, 2006)，或具有黏性，對昆蟲如煙粉虱、二斑葉螨Tetranychusurticae、小花蝽Oriusalbidipennis及捕食螨Phytoseiulusmacropilis等的存活、取食和生長發(fā)育產(chǎn)生消極影響 (Satoetal., 2011;Lucinietal.,2015;

Banihashemietal., 2017; Morimoto, 2019; Santegoetsetal., 2021)。番茄葉毛可以分為非腺毛和腺毛兩大類，其中非腺毛包括Ⅱ, Ⅲ和Ⅴ型非腺毛，腺毛包括Ⅰ, Ⅳ, Ⅵ和Ⅶ型腺毛(Luckwill, 1943; Channarayappaetal., 1992; 郭廣君, 2013)。在番茄腺毛中，Ⅳ型腺毛抗蟲性的研究較多，它對銀葉粉虱Bemisiaargentifolii、番茄潛麥蛾Tutaabsoluta及二斑葉螨都有顯著抗性(Liedletal., 1995; Malufetal., 2010; Lucinietal., 2015)。

除了抵抗害蟲外，番茄葉毛，尤其是腺毛也會削弱捕食者的搜索效率、捕食和繁殖能力(De Clercqetal., 2000; Kennedy, 2003; Banihashemietal., 2017; Bielzaetal., 2020)。例如，由于番茄上的腺毛更豐富，致使小花蝽在番茄植株上捕獲的獵物數(shù)量顯著少于在蠶豆和玉米上的(Coll and Ridgway, 1995)。番茄葉毛降低了捕食者加州新小綏螨Neoseiuluscalifornicus對二斑葉螨的捕食量(Cédolaetal., 2001)。番茄腺毛分泌物會黏住斑腹刺益蝽Podisusmaculiventris的足，影響其運動和捕食，甚至困死它們(Lambert, 2007)。小黑瓢蟲Delphastuscatalinae在葉毛密度高的番茄品種上的產(chǎn)卵量顯著低于葉毛密度低的番茄品種上的(Heinz and Zalom, 1996)。盡管如此，番茄腺毛對捕食性昆蟲產(chǎn)卵選擇行為的影響作用仍少見報道。

日本刀角瓢蟲Serangiumjaponicum屬鞘翅目(Coleoptera)瓢蟲科(Coccinellidae)，是煙粉虱的重要捕食性天敵，在葉片背面捕食煙粉虱且嗜食煙粉虱卵(姚鳳鑾等, 2018; Yaoetal., 2021)。本課題組前期研究發(fā)現(xiàn)日本刀角瓢蟲對腺毛不發(fā)達的茄子品種的產(chǎn)卵選擇性與茄子品種葉毛密度呈正相關關系(梅文娟等, 2021)。但是，日本刀角瓢蟲對腺毛發(fā)達的番茄品種的產(chǎn)卵選擇性還不得而知。因此，我們選擇4個具有不同葉毛密度和類型的番茄品種作為供試寄主植物，觀察其葉片上腺毛和非腺毛數(shù)量和形態(tài)，測定日本刀角瓢蟲的產(chǎn)卵選擇性，驗證番茄葉毛類型及密度、日本刀角瓢蟲的親代和子代的表現(xiàn)、捕食及附著力與其產(chǎn)卵選擇性之間的關系，以期進一步明確番茄葉毛尤其是腺毛對日本刀角瓢蟲產(chǎn)卵選擇的影響。

1 材料與方法

1.1 供試植物和昆蟲

1.1.1供試番茄品種：在各番茄品種植株8葉期，高35～40 cm時(播種后8-9周)，通過掃描電鏡觀察各番茄品種自下往上第7片羽狀復葉背面葉毛密度后，從8個番茄品種(表1)中選取4個具有不同葉毛密度的番茄品種，分別是以色列超級金剛(Yiseliechaojijingang)(下面簡稱金剛Jingang)(四川種都高科種業(yè)有限公司)、砧木101(Zhenmu 101)、閩粉櫻1號(Minfenying 1)(下面簡稱粉櫻Fenying)和砧木301(Zhenmu 301)(福建省農(nóng)業(yè)科學院作物研究所)。將無病、飽滿的種子浸種催芽后播種于花盆(內(nèi)徑13 cm，高12 cm)中。每盆種植1株幼苗，待植株長到8葉期，株高35～40 cm時(播種后8-9周)，去掉頂端葉芽和底部第1-3片羽狀復葉待用。實驗用苗均培養(yǎng)于溫室中，溫室環(huán)境條件為溫度27±1℃、相對濕度65%±5%、光周期 14L∶10D。

1.1.2供試蟲源：煙粉虱(約200頭)采自福建省福州市郊區(qū)番茄(品種：愛好)田(26.133°N, 119.345°E)，在室內(nèi)棉花(石遠321)苗上飼養(yǎng)4代；日本刀角瓢蟲(約50頭)采自福建省福州市郊區(qū)甘薯田(26.134°N, 119.344°E)，在室內(nèi)以接種煙粉虱的棉花苗飼養(yǎng)120代。 室內(nèi)環(huán)境條件為溫度27±1℃、相對濕度65%±5%、光周期 14L∶10D。

1.2 番茄品種葉片背面和日本刀角瓢蟲跗節(jié)超微結構觀察

選取處于8葉期的4個番茄品種的第7片羽狀復葉進行掃描電鏡(Zeiss Supra55)觀察，每個番茄品種觀察3株植株。避開主、次葉脈，選取葉脈之間的部分(10 mm×10 mm)進行制樣。制樣過程依次為：5%戍二醛固定樣品4 h以上；磷酸緩沖液清洗樣品3次，每次間隔10～15 min；1%鋨酸固定4 h；蒸餾水清洗3次，每次間隔10～15 min；酒精逐級脫水(50%, 70%, 80%, 90%和100%，每次間隔 10～15 min，其中100%置換3次)；環(huán)氧丙烷置換2次；臨界點干燥(日立HITACHI HCP-2)；上臺、噴金(EIKO IB-5)；上機觀察。將番茄葉片背面葉毛分為腺毛Ⅰ, Ⅳ, Ⅵ和Ⅶ型以及非腺毛Ⅱ, Ⅲ和Ⅴ型(Luckwill, 1943; Simmons and Gurr, 2005)，觀察100倍鏡下照片，統(tǒng)計15個不同位置1 mm2面積內(nèi)的葉毛類型及數(shù)量。

選取在4個番茄品種葉片上飼養(yǎng)10～15 d的日本刀角瓢蟲雌成蟲各3頭，解剖下后足跗節(jié)，然后上臺、噴金(EIKO IB-5)、上機電鏡觀察跗節(jié)各部分形態(tài)(Yaoetal., 2021)。被污染后的日本刀角瓢蟲跗節(jié)上的剛毛或爪上在掃描電鏡下可觀察到塊狀粘附物質(zhì)。

1.3 日本刀角瓢蟲對不同番茄品種的產(chǎn)卵選擇性測定

采用葉碟法和植株法分別測定日本刀角瓢蟲對番茄葉片和植株的產(chǎn)卵選擇性(Yaoetal., 2021)。

1.3.1葉碟法：在直徑33 mm培養(yǎng)皿內(nèi)事先倒入12 g/L的瓊脂水溶液并放置凝固(下稱瓊脂培養(yǎng)皿)，再用打孔器分別將4個番茄品種的新鮮、干凈葉片打成直徑33 mm的葉碟，然后再將各小圓片正面朝下沿著培養(yǎng)皿內(nèi)壁邊緣鋪在直徑33 mm的瓊脂培養(yǎng)皿中。再取100對混合日齡煙粉虱成蟲置于其中，倒置并讓煙粉虱產(chǎn)卵2 d，選卵量大于800粒的葉碟制成卵盤。剔除各葉片上的煙粉虱成蟲，再將葉碟正面朝下沿著培養(yǎng)皿內(nèi)壁邊緣鋪在直徑90 mm的瓊脂培養(yǎng)皿中，每皿內(nèi)4個番茄品種的葉碟各放1片，葉碟間不接觸，隨機排列。每皿投入1頭處于產(chǎn)卵期的10-15日齡的日本刀角瓢蟲雌成蟲，該蟲飼養(yǎng)于棉花苗上(無特殊說明的話，下述供試日本刀角瓢蟲均來源于棉花苗上)，然后將培養(yǎng)皿倒置于溫度27±1℃、相對濕度65%±5%、光周期14L∶10D(下述試驗條件若無特殊說明則與此相同)的培養(yǎng)箱，24 h后檢查4個番茄葉片上日本刀角瓢蟲的產(chǎn)卵量。

1.3.2植株法：選取長勢一致、高度相近的4個番茄品種植株，留下植株高35～40 cm處的一片羽狀復葉。將各品種植株單株放入養(yǎng)蟲籠內(nèi)(36 cm×45 cm×45 cm, 下同)，并接入500頭混合日齡的煙粉虱產(chǎn)卵2 d后番茄葉片上的煙粉虱卵數(shù)量在800～1 200粒間。然后將這4個品種的番茄植株放在上述規(guī)格養(yǎng)蟲籠的4個角落，再在養(yǎng)蟲籠的中間地面上釋放1頭處于產(chǎn)卵期的10-15日齡的日本刀角瓢蟲雌成蟲，2 d后檢查各番茄植物上日本刀角瓢蟲卵的數(shù)量。

以上處理中，每頭日本刀角瓢蟲僅試驗1次，各處理重復12次。

1.4 日本刀角瓢蟲在不同番茄品種葉片上的生長發(fā)育和繁殖力測定

1.4.1生長發(fā)育：將日本刀角瓢蟲置于直徑33 mm培養(yǎng)皿(瓊脂上鋪有正面向下、帶有600～800粒煙粉虱卵的各番茄品種葉片)內(nèi)產(chǎn)卵，孵出幼蟲單頭飼養(yǎng)，每日更換一次獵物。每個處理重復50～65粒卵，每天定時觀察記錄各蟲態(tài)發(fā)育歷期和死亡數(shù)，直至羽化為成蟲，并對新羽化成蟲稱量鮮重。

1.4.2繁殖：成蟲羽化后，集中飼養(yǎng)于直徑90 mm的瓊脂培養(yǎng)皿中(培養(yǎng)皿中鋪就了正面朝下、帶有5 000粒左右煙粉虱卵的相應番茄品種葉片)。每日定時更換葉片，7 d后將日本刀角瓢蟲單頭飼養(yǎng)于直徑33 mm的帶有600～800粒煙粉虱卵的卵盤中(Yaoetal., 2021)。在解剖鏡下觀察記錄日本刀角瓢蟲的每日產(chǎn)卵量，連續(xù)觀察記錄30 d。每處理至少觀測10頭雌成蟲。

1.5 日本刀角瓢蟲在不同番茄品種葉片上的捕食能力和附著力測定

1.5.1捕食能力：在直徑33 mm的卵盤中(煙粉虱卵量800～1 200粒)投入1頭饑餓24 h的10-15日齡的雌成蟲，24 h后在解剖鏡下清點煙粉虱卵剩余數(shù)量，每處理至少觀測6頭雌成蟲。

1.5.2附著力：利用自制離心式昆蟲微力測試儀(Yaoetal., 2021)，測試日本刀角瓢蟲在4個番茄品種葉片上的附著力。首先把供試葉片葉背朝上平鋪固定在測試轉盤上(直徑25.0 cm)，然后將10-15日齡日本刀角瓢蟲雌成蟲稱重后放置到供試葉片上，再緩慢加速，直到該蟲脫離葉片。在這期間運用工業(yè)相機(WP-UT130/M, 深圳華谷動力科技有限公司)的連續(xù)拍照模式，記錄日本刀角瓢蟲在葉片上的附著情況。利用激光轉速計[UT373, 優(yōu)利德科技(中國)股份有限公司]記錄轉盤轉速。最后選取蟲體脫離葉片前后瞬間的圖像，讀取電機轉速，并結合脫離前后瞬間的圖像測量出蟲體臨界脫離半徑，計算附著力。公式如下：

F=mrn2π2/900。

其中，F(xiàn)表示測試對象臨界脫離測試材料表面時所受離心力，單位為N；m表示測試對象的質(zhì)量，單位為kg；r表示測試對象脫離測試材料時的離心運動半徑，單位為m；n表示測試對象脫離測試材料時驅動測試平臺的電機轉速，單位為r/min(王立新和翟利剛, 2014)。每個番茄品種上各測10頭雌成蟲，每頭試蟲僅測試1次。

1.6 日本刀角瓢蟲對不同番茄品種葉片氣味的趨性測定

日本刀角瓢蟲對不同氣味源選擇反應分為兩部分: (1)比較日本刀角瓢蟲雌成蟲對4種番茄健康葉片的選擇性; (2)比較日本刀角瓢蟲雌成蟲對帶有200～300粒煙粉虱卵和100～200頭低齡若蟲的4種番茄葉片的選擇性。測試時實驗室溫度27±1℃、相對濕度65%±5%。 每個處理觀察80頭瓢蟲。

測試前，接通大氣采樣儀的電源，摘取1片待測番茄羽狀復葉，葉片面積為250～300 mm2，放入味源瓶中，然后通氣10 min，空氣依次通過活性碳瓶、蒸餾水瓶，味源瓶(或空白對照)進入多臂嗅覺儀中，使氣味充滿多臂嗅覺儀，以保證測試結果。測試時，調(diào)節(jié)氣體流量計，使各臂的氣流速度相同，均為0.3 L/min，打開日光燈，使光線均勻照射在嗅覺儀上。挑選10頭活動性良好的10-15日齡日本刀角瓢蟲雌成蟲饑餓24 h后，置于嗅覺儀中心活動室內(nèi)。若日本刀角瓢蟲順氣流爬動，進入嗅覺儀管臂并停留5 min，即認定為有效選擇。若日本刀角瓢蟲未作出上述行為，則記為無選擇(徐桂萍, 2011; 張輝潔等, 2012; 劉修堂等, 2013)，每頭日本刀角瓢蟲雌成蟲只記錄首次有效選擇。觀察記錄10頭日本刀角瓢蟲雌成蟲在3 h內(nèi)的選擇情況。供試日本刀角瓢蟲僅使用1次，試驗重復8次。每次測試后味源瓶隨機調(diào)換位置，并用100%乙醇和蒸餾水擦洗活動室、梨形玻璃球以及味源瓶(包括空白對照)，以消除味源殘留。

1.7 日本刀角瓢蟲卵在不同番茄品種上的被捕食風險觀測

1.7.1葉碟法：將4個番茄品種葉片按1.3節(jié)中的方法做成葉碟，鋪在直徑90 mm瓊脂培養(yǎng)皿中。根據(jù)日本刀角瓢蟲靠近葉脈產(chǎn)卵的習性，用阿拉伯膠將10粒24 h內(nèi)產(chǎn)下的日本刀角瓢蟲卵粘在葉碟背面的葉脈側邊。每皿投入1頭10-15日齡的日本刀角瓢蟲雌成蟲，24 h后檢查葉碟上剩余的日本刀角瓢蟲卵量。

1.7.2植株法：選取1.3節(jié)中描述的番茄植株，并在4個番茄品種葉片背面的葉脈側邊上，用阿拉伯膠粘上10粒日本刀角瓢蟲卵。然后，將這些植株放在上述規(guī)格養(yǎng)蟲籠的4個角落，再在養(yǎng)蟲籠的中間地面上釋放1頭10-15日齡的日本刀角瓢蟲雌成蟲，24 h后檢查各番茄植株上日本刀角瓢蟲卵的數(shù)量。

以上處理中，每頭日本刀角瓢蟲僅試驗1次，各處理重復試驗10次。

1.8 數(shù)據(jù)分析

將日本刀角瓢蟲的產(chǎn)卵選擇性、日本刀角瓢蟲對4個番茄品種氣味的選擇、日本刀角瓢蟲卵在4個番茄品種上的被捕食風險的數(shù)據(jù)以百分比形式記錄，再進行Friedman檢驗(Lockwood, 1998)。日本刀角瓢蟲在不同番茄品種葉片上的生長發(fā)育時間、成蟲體重、單雌產(chǎn)卵量、附著力、煙粉虱卵被捕食量以及番茄葉毛密度采用單因素方差分析(One-way analysis of variance)。如果數(shù)據(jù)不能滿足正態(tài)性和同質(zhì)性，則采用非參數(shù)Kruskal-Wallis檢驗。日本刀角瓢蟲在4個番茄品種上的存活率采用卡方(χ2)檢驗分析。單因素方差分析采用Tukey法進行多重比較，而Kruskal-Wallis檢驗則采用Bonferroni校正法。在相關性分析中，選擇在不同處理間具有顯著差異的數(shù)據(jù)進行皮爾遜Pearson相關系數(shù)分析(Scheirsetal., 2000)。所有統(tǒng)計分析均在R 語言(版本: 4.0.2)上進行。

2 結果

2.1 不同番茄品種葉片背面的超微結構

掃描電鏡下觀察發(fā)現(xiàn)，4個番茄品種葉片背面有3種非腺毛和4種腺毛，均呈線性，腺毛頂端具有腺體細胞(圖1)。非腺毛包括Ⅱ型非腺毛(圖1: C)、Ⅲ型非腺毛(圖1: E)和Ⅴ型非腺毛(圖1: G)。腺毛包括Ⅰ型腺毛(圖1: B)、Ⅳ型腺毛(圖1: D)、Ⅵ型腺毛(圖1: F)和Ⅶ型腺毛(圖1: H)。

圖1 4個番茄品種葉片背面葉毛掃描電鏡圖Fig. 1 Scanning electron microscopy images of trichomes on the abaxial leaf surface of four tomato varietiesA: 葉片表面概貌 General view of leaf surface; B: Ⅰ型腺毛Type Ⅰ glandular trichome; C: Ⅱ型非腺毛Type Ⅱ non-glandular trichome; D: Ⅳ型腺毛Type Ⅳ glandular trichome, E: Ⅲ型非腺毛Type Ⅲ non-glandular trichome; F: Ⅵ型腺毛Type Ⅵ glandular trichome; G: Ⅴ型非腺毛Type Ⅴ non-glandular trichome; H: Ⅶ型腺毛Type Ⅶ glandular trichome.

表1 4個番茄品種葉片背面葉毛類型及密度(根/mm2)Table 1 Types and densities (per mm2) of trichomes on the abaxial leaf surface of four tomato varieties

2.2 日本刀角瓢蟲對不同番茄品種的產(chǎn)卵選擇

圖2 日本刀角瓢蟲雌成蟲在帶煙粉虱卵的4個番茄品種葉碟(A)和植株(B)上的產(chǎn)卵量占比Fig. 2 Proportions of eggs laid by female adults of Serangium japonicum on leaf discs (A) andplants (B) of four tomato varieties bearing Bemisia tabaci eggs圖中數(shù)據(jù)為平均值±標準誤；柱上不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05, Tukey氏多重比較)。下圖同。Data in the figure are mean±SE. Different small letters above bars indicate significant difference (P<0.05, Tukey’s multiple range comparison). The same for the following figures.

2.3 日本刀角瓢蟲在不同番茄品種葉片上的生長發(fā)育、繁殖力

表2 非選擇試驗中日本刀角瓢蟲在4個番茄品種上的未成熟期發(fā)育歷期和存活率、羽化后成蟲體重及雌成蟲繁殖力和捕食量Table 2 Developmental duration and survival rates of immature stages， adult body masses, and fecundities andpredation amounts of female adults of Serangium japonicum on four tomato varieties in no-choice tests

2.4 日本刀角瓢蟲在不同番茄品種葉片上的捕食、附著力及跗節(jié)超微結構

圖3 日本刀角瓢蟲在4個番茄品種葉片上的附著力Fig. 3 Attachment force of Serangium japonicumon leaves of four tomato varieties

圖4 日本刀角瓢蟲雌成蟲在4種番茄品種植株上飼養(yǎng)10-15 d后足跗節(jié)被污染情況的掃描電鏡圖Fig. 4 Scanning electron microscopy images of the contaminated hind-leg tarsi of female adults of Serangium japonicum rearedon plants of four tomato varieties for 10-15 dA-D: 分別是在金剛、粉櫻、砧木101和砧木301番茄植株上飼養(yǎng)的日本刀角瓢蟲跗節(jié)Hind-leg tarsus of S. japonicum reared on tomato varieties Jingang, Fenying, Zhenmu 101 and Zhenmu 301, respectively. E-G: 分別為瓢蟲爪、第2跗節(jié)剛毛和第1跗節(jié)剛毛被污染情況Contaminated claw, and setae on the 2nd and the 1st tarsomere of S. japonicum, respectively. CL: 爪Claws; T1-T4: 分別為第1-4跗節(jié)1st-4th tarsomere, respectively. 箭頭指示污染物Arrows indicate the contamination.

2.5 日本刀角瓢蟲對不同番茄品種葉片氣味的趨性

日本刀角瓢蟲對4個番茄品種健康葉片和受煙粉虱為害葉片的氣味均無特別偏好(圖5)。日本刀角瓢蟲對各番茄品種的葉片氣味選擇比例都穩(wěn)定在5%～15%之間。在對健康葉片氣味選擇中，日本刀角瓢蟲選擇空白對照的比例(18.75%)小于未選擇的比例(31.25%)，但彼此之間無顯著差異(P>0.05)；在對煙粉虱為害葉片氣味選擇中，日本刀角瓢蟲選擇空白對照的比例(20%)、選擇葉片的比例(5%～14%)和未選擇的比例(46.25%)存在著顯著差異(P<0.05)，日本刀角瓢蟲未選擇的比例顯著大于其他(P<0.05)，日本刀角瓢蟲選擇空白對照的比例也顯著大于對葉片的選擇(P<0.05)。

圖5 日本刀角瓢蟲對4個番茄品種健康葉片(A)和受煙粉虱為害葉片(B)氣味選擇Fig. 5 Selection rates of Serangium japonicum to the odours from healthy leaves (A)and Bemisia tabaci-infected leaves (B) of four tomato varietiesCK: 空白對照Blank control.

2.6 日本刀角瓢蟲卵在不同番茄品種上的被捕食風險

在葉碟法中，日本刀角瓢蟲卵在4個番茄品種上的被捕食比例差異顯著(F3,36=15.98,P=0.001)(圖6: A)，日本刀角瓢蟲卵在金剛上的被捕食風險(65.83%)顯著高于在其他3個番茄品種上的(砧木101: 0, 粉櫻: 1.67%, 砧木301: 7.5%)(P<0.05)。日本刀角瓢蟲卵在砧木101、粉櫻、砧木301間上的被捕食比例無顯著差異(P>0.05)。在植株法中，瓢蟲卵在4個番茄品種上的被捕食比例差異顯著(F3,36=17.58,P<0.001)(圖6: B)，且以金剛上的(65.43%)顯著高于其他3個番茄品種上的(<10%)，砧木301上的(28.72%)顯著高于粉櫻(4.07%)和砧木101(1.78%)上的(P<0.05)。

圖6 4個番茄品種葉碟(A)和植株(B)上的日本刀角瓢蟲卵被同類捕食比例Fig. 6 Proportions of eggs consumed by cannibalistic Serangium japonicum on leaf discs (A)and plants (B) of four tomato varieties

2.7 不同番茄品種葉毛密度、日本刀角瓢蟲產(chǎn)卵選擇性以及日本刀角瓢蟲表現(xiàn)之間的相關性分析

選取存在顯著差異的變量分別與日本刀角瓢蟲在不同番茄品種上的產(chǎn)卵量占比(產(chǎn)卵選擇性)進行相關性分析(表3)。日本刀角瓢蟲后代的生長發(fā)育、成蟲的繁殖、捕食能力和附著力均與日本刀角瓢蟲雌成蟲的產(chǎn)卵量占比無顯著相關性。日本刀角瓢蟲在不同番茄品種上的產(chǎn)卵量占比與其卵被捕食比例(被捕食風險)(葉碟法:r=0.99,P=0.003; 植株法:r=0.99,P=0.011)存在著顯著的正相關關系。

表3 日本刀角瓢蟲在4個蕃茄品種上的產(chǎn)卵量占比與子代及成蟲表現(xiàn)的相關性Table 3 Correlations between the proportion of eggs laid of Serangium japonicum and its offspringand adult performance on four tomato varieties

日本刀角瓢蟲在不同葉片上的繁殖力與4個番茄品種上Ⅰ型腺毛密度(r=-0.95,P=0.048)呈顯著負相關，而與其他葉毛類型的密度無顯著相關性(表4)。

3 討論

本研究中，日本刀角瓢蟲在4個番茄品種上的產(chǎn)卵選擇差異顯著，在葉碟和植株法中，日本刀角瓢蟲都偏好在金剛品種上產(chǎn)卵(圖2)。但是金剛品種上葉毛總密度和非腺毛密度在4個番茄品種中最低(表1)，因此，日本刀角瓢蟲雌成蟲可能偏好選擇葉毛密度低的番茄葉片進行產(chǎn)卵。這與我們在茄子品種間觀測到日本刀角瓢蟲偏好在葉毛密度最高的黑到底品種上產(chǎn)卵的結果(梅文娟等, 2021)相反，究其原因，可能與番茄上存在大量的腺毛有關。

番茄腺毛會產(chǎn)生并儲存大量的化合物，這些化合物在植物防御中起著重要作用(Shepherdetal., 2005; Shepherd and Wagner, 2007; Peifferetal., 2009; Tookeretal., 2010)。番茄上的Ⅰ, Ⅳ和Ⅵ型腺毛的密度與紅蜘蛛的數(shù)量和產(chǎn)卵量呈負相關(Savietal., 2019)。植物腺毛除了抵抗害蟲外，還可能對捕食性天敵產(chǎn)生不利影響(Sletvoldetal., 2010)。例如，番茄腺毛顯著降低捕食螨的捕食作用(Cédolaetal., 2001; Satoetal., 2011)。在本研究中，Ⅰ型腺毛密度與日本刀角瓢蟲繁殖力呈顯著負相關關系(表4)，且在日本刀角瓢蟲偏好產(chǎn)卵的金剛品種上無Ⅰ型腺毛(表1)，說明Ⅰ型腺毛很可能可以抑制日本刀角瓢蟲雌成蟲的產(chǎn)卵。Ⅳ型腺毛是番茄抗性品種上腺體葉毛的重要組成部分，其分泌物具毒性可以對植食性昆蟲產(chǎn)生直接致死作用(Williamsetal., 1980; Kennedy, 2003; de Resendeetal., 2008; Keskin and Kumral, 2015)。在測試的4個番茄品種上，僅在粉櫻品種上未發(fā)現(xiàn)Ⅳ型腺毛，那么，日本刀角瓢蟲后代在粉櫻品種上相對良好的生長發(fā)育狀態(tài)很可能與此相關。Ⅰ型和Ⅳ型腺毛對日本刀角瓢蟲生長發(fā)育、繁殖的作用值得進一步深入探討。

多項研究指出，番茄腺毛的分泌物也可能通過改變昆蟲的附著能力影響昆蟲的運動和捕食，進而影響昆蟲的產(chǎn)卵選擇行為。斑腹刺益蝽、盲蝽Macrolophuspygmaeus和毛肩花蝽Oriusniger，以及二星瓢蟲Adaliabipunctata幼蟲都會受到腺毛分泌物的粘附而減弱運動能力，增加用于清理的時間，從而削弱捕食能力(Shah, 1982; Economouetal., 2006; Lambert, 2007; Riddick and Simmons, 2014)。本研究發(fā)現(xiàn)，日本刀角瓢蟲在番茄葉片上的爬行速度較為緩慢。掃描電鏡觀察發(fā)現(xiàn)日本刀角瓢蟲在番茄葉片上爬行后，其跗節(jié)上的爪及剛毛受到嚴重污染(圖4)，導致日本刀角瓢蟲在番茄葉片上的附著力(64～115 μN)較在光滑的亞克力板上的附著力(233.63 μN)(Yaoetal., 2021)顯著下降，這可能也驅使日本刀角瓢蟲逃離腺毛豐富的番茄品種。

此外， Ⅴ型非腺毛有利于昆蟲雌蟲的定居和產(chǎn)卵(Gurr and McGrath, 2002; Simmons and Gurr, 2005; McDowelletal., 2011)。Alba等(2009)研究證實了番茄的Ⅴ型非腺毛密度與二斑葉螨的產(chǎn)卵量以及潛葉蛾Phthorimaeaoperculella幼蟲的存活率存在正相關關系。而且在番茄非腺毛中，通常Ⅴ型非腺毛密度最高(McDowelletal., 2011; 郭廣君, 2013; Savietal., 2019)，本研究亦發(fā)現(xiàn)Ⅴ型非腺毛在4個番茄品種的葉毛數(shù)量中占絕大多數(shù)(表1)。然而，在本研究中，Ⅴ型非腺毛與日本刀角瓢蟲產(chǎn)卵選擇無明顯相關關系，尤其是日本刀角瓢蟲產(chǎn)卵偏好的金剛上的Ⅴ型非腺毛密度還顯著低于其他3種番茄品種的Ⅴ型非腺毛密度(表1; 圖2)。因此，可能原因是盡管Ⅴ型非腺毛對于吸引日本刀角瓢蟲產(chǎn)卵具有積極作用，但腺毛對日本刀角瓢蟲產(chǎn)卵選擇的排斥作用更強烈。

日本刀角瓢蟲對4個番茄品種的葉片氣味無明顯偏好(圖5)，說明番茄的葉片氣味并不是影響日本刀角瓢蟲產(chǎn)卵選擇的重要因素。本課題組前期研究與Tian等(2020)的研究報道均表明日本刀角瓢蟲對植物氣味不敏感。另外，由于4個番茄品種上煙粉虱2日齡卵的長度和寬度之間均無顯著差異(未發(fā)表數(shù)據(jù))。因此，獵物的營養(yǎng)狀態(tài)很可能不是影響日本刀角瓢蟲產(chǎn)卵選擇性的關鍵因子。當然，本研究中煙粉虱經(jīng)歷轉寄主飼養(yǎng)后，即先從番茄上采集，再用棉花飼養(yǎng)多代，再接到不同品種的番茄上，可能導致煙粉虱所產(chǎn)下的卵在不同品種間無顯著差異。因此，采用長期飼養(yǎng)在各自番茄品種上的煙粉虱來制作卵盤，供日本刀角瓢蟲取食，那么就能消除可能存在的煙粉虱轉寄主適應的影響，從而更好地反映日本刀角瓢蟲對不同番茄品種的選擇性和適應性。

與日本刀角瓢蟲成蟲偏好在金剛上產(chǎn)卵不同，日本刀角瓢蟲子代在粉櫻品種上由卵發(fā)育至成蟲羽化的歷期最短，幼蟲存活率最高，羽化后成蟲體重也最大；親代雌成蟲在金剛品種上的產(chǎn)卵量及對煙粉虱卵的捕食量均與粉櫻和砧木101品種上的差異不顯著(圖2)。因此，日本刀角瓢蟲雌成蟲和幼蟲對番茄葉片的需求和適應性可能是有差異的。Scheirs和De Bruyn(2002)認為應該綜合考慮后代的生長發(fā)育以及成蟲的繁殖力才能更好地理解昆蟲的產(chǎn)卵選擇。然而，在我們的研究中，如果綜合考慮子代和親代的表現(xiàn)，日本刀角瓢蟲在粉櫻品種上的生存適合度似乎并不比在金剛品種上的差，而且日本刀角瓢蟲卵在4個番茄品種葉碟和植株上的被捕食風險與日本刀角瓢蟲的產(chǎn)卵選擇性成顯著正相關關系(表4)，說明日本刀角瓢蟲對番茄葉片的產(chǎn)卵選擇并不是基于為了保護后代免受同類個體的捕食，也暗示日本刀角瓢蟲喜歡呆在金剛植株上，或者在金剛植株上的活動(包括產(chǎn)卵)更不容易受到干擾。可見，在番茄等具豐富腺毛的植物上，日本刀角瓢蟲的產(chǎn)卵選擇更可能考慮親代的生存需求，比較符合最適取食理論(Scheirsetal., 2000)。

綜上，對于具備腺毛的葉片，日本刀角瓢蟲可能傾向于選擇葉毛少的葉片進行產(chǎn)卵。該結果也與我們在煙草上的發(fā)現(xiàn)一致，煙草腺毛豐富，日本刀角瓢蟲成蟲及幼蟲都不能在煙草上進行長時間的生命活動。所以日本刀角瓢蟲親代成蟲的繁殖以及后代幼蟲的生長發(fā)育可能更多地受到腺毛的影響。區(qū)分腺毛和非腺毛有助于正確認識葉毛對天敵行為的影響機制，為生產(chǎn)上天敵實際應用提供一定的指導意義。