蔣 華, 黃佳聰, 楊晏平

(云南省保山市林業(yè)和草原技術(shù)推廣站, 保山 678000)

余甘子PhyllanthusemblicaLinn.是我國熱帶、亞熱帶干熱河谷地區(qū)重要的生態(tài)經(jīng)濟(jì)林兼用樹種,其果實(shí)藥食兼用,具有良好的食用、保健及藥用價(jià)值,是聯(lián)合國衛(wèi)生組織指定待推廣種植的三種保健植物之一[1]。云南省余甘子產(chǎn)業(yè)基地面積17 098 hm2,年農(nóng)業(yè)產(chǎn)值約1.6億元,是其適生區(qū)鄉(xiāng)村振興的重要產(chǎn)業(yè)[2]。橘斑簇天牛Aristobiaapproximator(Thomson)隸屬鞘翅目Coleoptera天?？偪艭erambycoidea天?？艭erambycidae溝脛天牛亞科Lamiinae簇天牛屬Aristobia,以幼蟲蛀干、成蟲補(bǔ)充營養(yǎng)和產(chǎn)卵為害余甘子植株[3],阻礙樹體養(yǎng)分傳輸,引起植株長勢(shì)衰弱或死亡,導(dǎo)致果實(shí)品質(zhì)下降、產(chǎn)量減少[4]。其幼蟲、蛹生活隱蔽防治困難,成蟲的性比監(jiān)測(cè)、發(fā)生動(dòng)態(tài)是該害蟲預(yù)報(bào)及防治的重要環(huán)節(jié),所以掌握成蟲性別的快速鑒別方法對(duì)生產(chǎn)實(shí)踐具有重要指導(dǎo)意義。

目前,有關(guān)天?？偪瞥上x性別的快速鑒別方法報(bào)道較多,尹寧娜等根據(jù)成蟲體長、第5腹節(jié)長的測(cè)量比較區(qū)分粗角梯天牛Pharsaliaantennata雌雄[5];黃欣等根據(jù)成蟲腹部第5節(jié)中央是否具有一縱線快速區(qū)分藍(lán)翅天牛Bacchisaatritarsis雌雄[6];張世宏根據(jù)觸角正反面顏色差異來快速區(qū)分松墨天牛Monochamusalternatus成蟲性別[7];張冬勇等采用觸角超出鞘翅末端的長度作為鑒別桑天牛Apriponagermari、星天牛Anoplophorachinensis、云斑天牛Batocerahorsfieldi成蟲性別的性狀指標(biāo)[8];吉帥帥等測(cè)量發(fā)現(xiàn)白蠟脊虎天牛Xylotrechusrufilius雌雄蟲腹部末節(jié)超出鞘翅的長度明顯不同[9]。而關(guān)于橘斑簇天牛成蟲性別的快速鑒別方法未見相關(guān)研究報(bào)道,實(shí)踐中筆者采用天?？偪瞥上x最常用的觸角是否長于鞘翅末端鑒別方法,未能完全對(duì)該蟲性別實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)鑒別。為此,選擇橘斑簇天牛成蟲9個(gè)主要外部形態(tài)特征進(jìn)行觀察比較,結(jié)合生殖器解剖以準(zhǔn)確區(qū)分雌雄,總結(jié)出快速、準(zhǔn)確、無損傷鑒別雌雄成蟲的方法,并描述了生殖器形態(tài)特征,以期為準(zhǔn)確掌握其性比、發(fā)生趨勢(shì)及適期防控提供參考。

1 材料與方法

1.1 材料

1.1.1試劑及儀器

75%乙醇、10%NaOH溶液、蒸餾水、捕蟲網(wǎng)、廣口瓶(200 mL)、鑷子、電子游標(biāo)卡尺、培養(yǎng)皿、昆蟲針、解剖板、解剖針、醫(yī)用手術(shù)剪刀、離心管、OLYMPUS SZ體視顯微鏡、OLYMPUS Cellsens Standard顯微成像系統(tǒng)。

1.1.2供試蟲源

橘斑簇天牛成蟲采集于云南省保山市蒲縹鎮(zhèn)余甘子種植林(99°03′28″E,24°58′14″N,海拔1 450 m),保存于盛有75%乙醇的200 mL廣口瓶中帶回實(shí)驗(yàn)室,進(jìn)行解剖和觀測(cè)。

1.2 試驗(yàn)方法

1.2.1生殖器解剖與標(biāo)本制作

野外隨機(jī)采集橘斑簇天牛成蟲80頭,室內(nèi)依次將成蟲標(biāo)本固定于解剖板,在體視顯微鏡下用鑷子挑開左右鞘翅和后翅,用手術(shù)剪刀沿著體壁邊緣將腹板剪開,挑取腹板一端慢慢翻開,鑷子取出生殖器,并參考王文凱[10]和吳蔚文[11]對(duì)天?？偪拼菩凵称魈卣鞯拿枋?依次將成蟲區(qū)分為雌雄2組,保留僅剪除腹板的蟲體待觀測(cè)。將生殖器放入裝有10%NaOH溶液的10 mL離心管中,置于熱水鍋中煮沸10 min,取出置于培養(yǎng)皿中用蒸餾水清洗,解剖針剔除器官上殘留脂肪,觀察記錄雌雄生殖器的形態(tài)特征,使用顯微成像系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量和拍照,最后將生殖器置于75%乙醇中保存。

1.2.2外部形態(tài)特征的觀測(cè)與比較

室內(nèi)成蟲解剖區(qū)分出雌蟲42頭,雄蟲38頭,參考相關(guān)天?？偪拼菩鄢上x鑒別特征研究結(jié)果[5-9],選擇體長、觸角長、前胸背板寬、觸角超出鞘翅末端長、腹部第5節(jié)長、腹部末端超出鞘翅長6個(gè)主要外部形態(tài)特征進(jìn)行定量觀測(cè),運(yùn)用獨(dú)立樣本t測(cè)驗(yàn)對(duì)雌雄2組數(shù)據(jù)進(jìn)行差異顯著性分析。根據(jù)前期觀察和差異性分析,選擇觸角正反面顏色、第5腹節(jié)形狀、肛背板形態(tài)3個(gè)性狀特征進(jìn)行顯微觀察比較,描述性狀差異。使用體視顯微鏡和成像系統(tǒng)對(duì)上述特征進(jìn)行觀察、測(cè)量和拍照。

1.2.3鑒別特征的驗(yàn)證

試驗(yàn)地內(nèi)隨機(jī)采集橘斑簇天牛成蟲240頭,利用差異顯著特征區(qū)分性別,對(duì)照生殖器解剖結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證。

1.2.4數(shù)據(jù)處理

采用SPSS 21.0軟件進(jìn)行差異顯著性分析,GraphPad Prism 8.0軟件繪制統(tǒng)計(jì)圖,Adobe Illustrator CS6軟件進(jìn)行圖片編輯。

2 結(jié)果與分析

2.1 橘斑簇天牛雌雄生殖器形態(tài)特征

2.1.1雌性生殖器特征

解剖觀測(cè)結(jié)果表明,產(chǎn)卵器總長度約3.6～3.8 mm,寬約1.5～1.8 mm,長寬比為2.87～3.41;基腹葉細(xì)長,長約1.9～2.2 mm,約為產(chǎn)卵器總長度的0.56倍,端緣具稀疏剛毛;尾片圓柱形、較骨化,著生于基腹葉端部(圖1a～b)。受精囊基部細(xì)長,端部膨大呈棒狀,長約2.0～2.3 mm,直徑約0.4～0.7 mm;受精囊腺腎形,較為發(fā)達(dá)(圖1c)。

圖1 橘斑簇天牛雌性生殖器形態(tài)結(jié)構(gòu)Fig.1 Morphological structure of female genitalia of Aristobia approximator

2.1.2雄性生殖器特征

解剖觀測(cè)結(jié)果表明,陽基側(cè)突單突長1.2～1.4 mm,寬約0.2～0.3 mm,長寬比為4.6～7.0,基部至端部逐漸收狹,并于端部相互靠攏,端部1/3以上剛毛濃密較長,最長剛毛與陽莖側(cè)突約等長(圖2a～b)。陽莖基環(huán)端部至中部近平行,隨后彎折向外擴(kuò)展并逐漸向基部接近靠攏。中莖長約3.4～3.8 mm,寬約0.8 mm,中莖突長約1.6～1.8 mm,約為中莖總長度的0.4倍(圖2c)。內(nèi)囊緊貼于中莖內(nèi)壁,具成對(duì)的橫向肋狀骨化褶皺紋,內(nèi)部著生1對(duì)扭曲的骨化物(圖2d)。

圖2 橘斑簇天牛雄性生殖器形態(tài)結(jié)構(gòu)Fig.2 Morphological structure of male genitalia of Aristobia approximator

2.2 橘斑簇天牛雌雄成蟲形態(tài)特征的差異性

6個(gè)不同形態(tài)特征測(cè)量分析結(jié)果表明,雌、雄成蟲體長分別為(27.31±3.09)mm和(26.23±2.73)mm(P=0.105);觸角長分別為(27.04±3.07)mm和(27.87±2.23)mm(P=0.172);前胸背板寬分別為(6.12±0.76)mm和(5.84±0.75)mm(P=0.099);腹部第5節(jié)長分別為(2.04±0.46)mm和(1.91±0.51)mm(P=0.232);腹部末節(jié)超出鞘翅長分別為(0.54±0.11)mm和(0.37±0.08)mm(P=0.213),上述特征在雌雄間均無顯著差異(P>0.05)。

雌、雄成蟲觸角超出鞘翅末端的長度分別為(-1.61±0.89)mm和(1.04±0.95)mm(P=0.000),差異達(dá)極顯著水平(P<0.01)(圖3),觸角超出鞘翅末端的長度可作為鑒別橘斑簇天牛成蟲性別的性狀測(cè)量指標(biāo)。

圖3 橘斑簇天牛主要外部形態(tài)參數(shù)的比較Fig.3 Comparison of Aristobia approximator external morphological characteristic parameters

2.3 橘斑簇天牛雌雄成蟲形態(tài)特征的比較

3個(gè)不同部位特征觀察結(jié)果表明,雌雄蟲的體表及觸角結(jié)構(gòu)和色澤基本一致,觸角柄節(jié)、梗節(jié)均為黑色,鞭節(jié)均為橘紅色,鞭節(jié)第1節(jié)端部1/3處著生濃密的黑色簇毛(圖4)。雌蟲腹部第5節(jié)后緣中央向內(nèi)凹陷,雄蟲后緣中央圓滑不凹陷(圖5a～c)。雌蟲肛背板側(cè)緣至后緣有一條黑色寬邊,于后緣中央向內(nèi)尖凸,總體呈“W”形寬弧邊;雄蟲肛背板側(cè)緣無黑色寬邊,后緣黑邊狹窄邊緣圓滑,總體呈“U”形淺弧邊(圖5d～f)。所以,腹部第5節(jié)、肛背板后緣形態(tài)均可作為鑒別橘斑簇天牛成蟲性別的形態(tài)觀察指標(biāo)。

圖4 橘斑簇天牛雌雄成蟲體表特征Fig.4 Surface characteristics of male and female adults of Aristobia approximator

圖5 橘斑簇天牛雌雄成蟲腹部形態(tài)特征Fig.5 Morphological characteristics of the abdomen of Aristobia approximato male and female adults

2.4 鑒別指標(biāo)的驗(yàn)證

對(duì)野外隨機(jī)采集的240頭成蟲樣本進(jìn)行生殖器解剖,結(jié)果為雌蟲133頭、雄蟲107頭。野外采集樣本時(shí),采用按壓觸角目測(cè)觀察其超出鞘翅末端長度的鑒別方法,結(jié)果為雌蟲142頭、雄蟲98頭,誤差率分別為6.8%和8.4%;采用目測(cè)觀察腹部第5節(jié)后緣形態(tài)鑒別出雌蟲125頭、雄蟲115頭,誤差率分別為6.0%和7.5%;采用按壓肛背板目測(cè)觀察其后緣形態(tài)鑒別出雌蟲133頭、雄蟲107頭,無誤差(鑒別準(zhǔn)確率100%);以上3種不同鑒別方法的鑒別結(jié)果差異極顯著(P<0.01),說明成蟲肛背板后緣形態(tài)觀察是橘斑簇天牛野外鑒別性別的可靠方法(表1)。

表1 橘斑簇天牛成蟲性別鑒別特征驗(yàn)證結(jié)果1)Table 1 Verification results of sex identification characteristics of Aristobia approximator adults

3 結(jié)論與討論

橘斑簇天牛成蟲觸角超出鞘翅末端的長度、腹部第5節(jié)和肛背板形態(tài)觀測(cè),均可作為成蟲性別鑒別的特征指標(biāo),以按壓肛背板目測(cè)觀察其后緣弧邊呈“W”或“U”形的特征鑒別雌雄最簡便迅速、準(zhǔn)確可靠。

雖然雌雄成蟲觸角超出鞘翅末端的長度差異極顯著(P<0.01),雌蟲觸角端距鞘翅末端有一定距離或接近鞘翅末端,雄蟲的觸角端等長或略長過鞘翅末端,但超過鞘翅的長度僅為(1.04±0.95)mm,絕對(duì)數(shù)值較小,與桑天牛、星天牛雄蟲觸角長度分別超出鞘翅末端1/2、1/3的特征相比[8],該指標(biāo)作為橘斑簇天牛雄蟲的目測(cè)判別性狀直觀性不強(qiáng),實(shí)踐中按壓觸角力度和操作方式不同極易影響雌雄判別的準(zhǔn)確性,不便于野外觀測(cè)鑒別。此外,受成蟲個(gè)體發(fā)育差異的影響[12-13],腹部第5節(jié)后緣中央凹陷或圓滑的特征在橘斑簇天牛發(fā)育初期階段的成蟲個(gè)體上并不顯著,與藍(lán)翅天牛、重突天牛Tetraophthalmussp.雌成蟲腹部第5節(jié)中央具1縱溝的特征相比[9],橘斑簇天牛雌蟲腹部第5節(jié)后緣常著生濃密的黑色剛毛,不利于目測(cè)判別,以致影響雌雄鑒別的準(zhǔn)確性。雌蟲肛背板后緣具“W”形寬弧邊,雄蟲具“U”形淺弧邊,該特征不受觀測(cè)地點(diǎn)、蟲體大小、發(fā)育階段等因素變化影響[12-14],不僅具有直觀、穩(wěn)定、準(zhǔn)確、簡便、快速的特點(diǎn),而且適于林間、室內(nèi)等各種環(huán)境下雌雄單體的目測(cè)判別。為快速監(jiān)測(cè)橘斑簇天牛在果園中的性別比例、為害動(dòng)態(tài)、趨勢(shì)預(yù)測(cè)提供了便捷途徑,實(shí)踐指導(dǎo)意義重大。

解剖描述橘斑簇天牛產(chǎn)卵器、陽莖的結(jié)構(gòu)與王文凱[10]、吳蔚文[11]等天牛學(xué)者的研究描述結(jié)果一致。但形態(tài)特征與同亞科尖天牛屬Lychrosis產(chǎn)卵器基腹葉呈尖錐狀,尾片分化不明顯;坡天牛屬Pterolophia尾片發(fā)達(dá)寬于基腹葉[10]的特征相比,其產(chǎn)卵器基腹葉較狹長,尾片端生于基腹葉,表現(xiàn)出極強(qiáng)的物種生殖隔離特征差異[15]。其受精囊長2.0～2.3 mm,約為同亞科筒天牛屬Oberea[16]的4～5倍;陽基側(cè)突長寬比為4.6～7.0,約為同亞科重突天牛屬Tetraophthalmus[17]、白條天牛屬Batocera[18]的3～7倍;內(nèi)囊具1對(duì)短小扭曲的骨化物,與同亞科契天牛屬Saperda內(nèi)囊具2～3根長骨針[19]的特征相比,具有物種間的生殖特征代表性[15],可為今后相關(guān)近緣種生殖器解剖描述提供借鑒。