石鵬 周俊華 許建嬌 張瀚文 楊青山 解丹 遲德富 宇佳

(東北林業(yè)大學(xué),哈爾濱,150040)

長(zhǎng)林小蠹(Hylurgusligniperda)是一種次期性的樹(shù)皮小蠹,其寄主主要為松屬(Pinus)植物。長(zhǎng)林小蠹危害新伐木、伐樁、衰弱木,蛀食植株根部和樹(shù)干韌皮部[1-3]。除直接危害外,長(zhǎng)林小蠹也是林木病原體、林木腐朽菌、木材變色菌的傳播媒介,常導(dǎo)致林木死亡和木材變色,降低木材使用價(jià)值[4-5]。長(zhǎng)林小蠹是全世界傳播最快的入侵性森林昆蟲(chóng)之一,被許多國(guó)際性或區(qū)域性組織列為重要檢疫性害蟲(chóng),也是我國(guó)進(jìn)境植物檢疫性有害生物[2-3,6]。長(zhǎng)林小蠹原分布于歐洲南部、非洲北部的沿地中海地區(qū)和大西洋中某些島嶼,目前已入侵世界各大洲,近年來(lái)入侵定殖于我國(guó)山東省煙臺(tái)、威海和泰安等地[2-3,6-7]。該害蟲(chóng)具有傳播速度快、環(huán)境適應(yīng)能力強(qiáng)、繁殖量大、危害隱蔽等特點(diǎn)。為有效控制長(zhǎng)林小蠹種群,降低其危害,阻止其擴(kuò)散,清除其疫源,需對(duì)長(zhǎng)林小蠹開(kāi)展大量研究工作,而開(kāi)展研究則需大量繁殖生理標(biāo)準(zhǔn)較一致的供試蟲(chóng)源。

長(zhǎng)林小蠹為一雌一雄型昆蟲(chóng),具有多次交配受精、雌蟲(chóng)一邊筑坑道一邊產(chǎn)卵的特點(diǎn),因此,子代幼蟲(chóng)發(fā)育不同步,且其在樹(shù)皮內(nèi)蛀食,采集困難,因而難獲得生理指標(biāo)較一致的大量試驗(yàn)蟲(chóng)源。人工飼料飼養(yǎng)長(zhǎng)林小蠹能夠避免這一問(wèn)題,保障科學(xué)研究順利進(jìn)行。目前,國(guó)外已有用人工飼料成功飼養(yǎng)長(zhǎng)林小蠹的報(bào)道。Romo et al.[8]以Rogers et al.[9]研究中天牛(Prionpiusreticularis)飼料配方為基礎(chǔ),用松樹(shù)韌皮部粉替換飼料中的木屑來(lái)飼養(yǎng)長(zhǎng)林小蠹,但使用該方法時(shí)長(zhǎng)林小蠹幼蟲(chóng)存活率低。Clare et al.[10]在Romo et al.[8]配方的基礎(chǔ)上,通過(guò)改進(jìn)產(chǎn)卵裝置、接蟲(chóng)方式、人工飼料配方,提高了長(zhǎng)林小蠹的存活率。但該方法飼料組分復(fù)雜、配制繁瑣、世代培養(yǎng)周期長(zhǎng)。鑒于此,本研究改進(jìn)了一種適用長(zhǎng)林小蠹的人工飼料,該飼料組分簡(jiǎn)單且配制簡(jiǎn)便,同時(shí),研究探索了不同煮制方法及添加不同松樹(shù)韌皮部配制的人工飼料對(duì)長(zhǎng)林小蠹生長(zhǎng)發(fā)育的影響,篩選出最優(yōu)飼料配方和最好煮制方法,以期實(shí)現(xiàn)短時(shí)間大規(guī)模飼養(yǎng)長(zhǎng)林小蠹,為科學(xué)試驗(yàn)提供蟲(chóng)源。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

供試蟲(chóng)源：在山東省煙臺(tái)市牟平區(qū)沿海防護(hù)林帶,使用以主成分為乙醇和α-蒎烯的誘芯,利用漏斗型誘捕器誘集長(zhǎng)林小蠹成蟲(chóng)。

樹(shù)種來(lái)源：黑松、赤松的韌皮部采自于山東省煙臺(tái)市(誘集地);馬尾松韌皮部購(gòu)買(mǎi)于廣東省茂名市。

主要試劑：啤酒酵母粉(北京邦德瑞生物技術(shù)有限公司)、瓊脂粉(上海伊卡生物技術(shù)有限公司)、對(duì)羥基苯甲酸甲酯(天津市光復(fù)精細(xì)化工研究所)、山梨酸(上海源葉生物科技有限公司)、乳酸鏈球菌素(北京酷來(lái)搏科技有限公司)。

1.2 卵的收集

產(chǎn)卵裝置參考Clare et al.[10]的方法,用塑料板韌皮部夾層來(lái)獲得卵,不同之處在于增加放蟲(chóng)口。塑料板韌皮部夾層制作：使用兩塊12.5 cm(長(zhǎng))×9 cm(寬)×4 mm(高)的塑料瓦楞中空板夾兩層韌皮部作為1個(gè)塑料板韌皮部夾層,每個(gè)塑料板韌皮部夾層由橡皮筋綁好夾緊。在上層塑料瓦楞中空板左右居中且距上側(cè)邊緣1.5 cm處用小刀開(kāi)2 cm×2 cm的小孔,作為放入成蟲(chóng)的入口。每一層包含4塊12 cm(長(zhǎng))×2 cm(寬)的韌皮部條,韌皮部條邊緣需緊挨,層與層之間的韌皮部條內(nèi)側(cè)相接。每個(gè)塑料板韌皮部夾層入口處放入6～10對(duì)雌雄成蟲(chóng)。將接蟲(chóng)后的塑料板韌皮部夾層放入黑色塑料盒,在相對(duì)濕度為40%～50%、溫度(25±1)℃下供試蟲(chóng)產(chǎn)卵,每隔4～6 d收集1次卵并更換1次韌皮部夾層。

從韌皮部夾層中取出卵粒后用0.1%次氯酸鈉和70%乙醇消毒滅菌,滅菌時(shí)間分別為5、4 min,之后將消毒后的卵放入鋪有無(wú)菌濕濾紙的培養(yǎng)皿,在溫度為(25±1)℃、相對(duì)濕度為40%～50%的黑暗環(huán)境下孵化,每24 h檢查孵化情況,一旦孵化則將新孵化幼蟲(chóng)接入人工飼料中。

1.3 人工飼料配方

人工飼料配方為參考Bedard[11]及Jones et al.[12]對(duì)樹(shù)皮小蠹飼養(yǎng)配方的基礎(chǔ)上反復(fù)調(diào)整而得。具體配方如下：100 g松樹(shù)韌皮部、10 g啤酒酵母、5 g瓊脂、500 mL蒸餾水、防腐劑(0.2 g對(duì)羥基苯甲酸甲酯、0.2 g山梨酸、0.1 g乳酸鏈球菌素)。

1.4 人工飼料制作

飼料原料準(zhǔn)備好后,根據(jù)韌皮部是否加熱,設(shè)計(jì)了3種煮制方法。

普通煮制法：韌皮部用蒸餾水洗2～3次,洗去泥沙等雜質(zhì)。用剪刀將韌皮部剪成小塊,以便用破壁機(jī)攪拌磨碎。將100 g剪碎的韌皮部和500 mL蒸餾水放在破壁機(jī)攪拌磨碎3 min。磨碎后的韌皮部勻漿,用雙層紗布擠出約350 mL水后倒掉。用紗布再擠出150 mL水于小盆中,在盆中加10 g啤酒酵母和5 g瓊脂,放入滅菌鍋中105 ℃加熱2 min,以溶化啤酒酵母及瓊脂。待滅菌鍋溫度降到80 ℃時(shí),取出樣品,加入防腐劑(5 mL無(wú)水乙醇中溶入0.2 g山梨酸及0.2 g對(duì)羥基苯甲酸后加至樣品,之后在3 mL蒸餾水中溶解0.1 g乳酸鏈霉素,加入樣品),攪拌均勻。將磨碎且擠過(guò)水的韌皮部手動(dòng)分散,趁熱加入盆中,手動(dòng)攪拌均勻。

加熱煮制法：將韌皮部攪拌磨碎且擠出350 mL水后,直接將韌皮部勻漿,加入啤酒酵母、瓊脂手動(dòng)混合攪拌,于滅菌鍋中105 ℃加熱2 min,待滅菌鍋溫度降到80 ℃,取出加入如上防腐劑,混合均勻。

滅菌煮制法：將韌皮部攪拌磨碎且擠出350 mL水后,直接將韌皮部勻漿,加入啤酒酵母、瓊脂手動(dòng)混合攪拌,于滅菌鍋121 ℃加熱20 min,待滅菌鍋溫度降到80 ℃,取出加入如上防腐劑,混合均勻。

添加不同韌皮部的人工飼料配方中除了韌皮部樹(shù)種不同(黑松(Pinusthunbergii)、赤松(Pinusdensiflora)、馬尾松(Pinusmassoniana)),其他成分相同,均用加熱煮制法制備。

1.5 幼蟲(chóng)飼養(yǎng)方法

將配制好的飼料放在干燥、清潔的環(huán)境中1 d后,分裝于滅菌培養(yǎng)皿(直徑為90 mm),每皿裝35 g左右,用吸水墊吸出多余水分并壓實(shí)飼料。使用消毒后的鑷子扎1個(gè)小孔后用小毛刷將初孵的長(zhǎng)林小蠹幼蟲(chóng)接入小孔內(nèi),然后用周?chē)暳仙w上小孔。每皿接20頭初孵幼蟲(chóng)。將培養(yǎng)皿置于溫度為(25±1)℃、黑暗、相對(duì)濕度為40%～50%的人工氣候箱中飼養(yǎng)。

3種煮制方法和添加3種不同樹(shù)種韌皮部的人工飼料每個(gè)處理各接15個(gè)培養(yǎng)皿,每皿接20頭初孵幼蟲(chóng)。每個(gè)處理隨機(jī)挑選30頭幼蟲(chóng),統(tǒng)計(jì)幼蟲(chóng)的發(fā)育歷期及蛹期,同時(shí),隨機(jī)以10頭蛹或10頭成蟲(chóng)為單位進(jìn)行稱質(zhì)量,統(tǒng)計(jì)蛹質(zhì)量、成蟲(chóng)質(zhì)量,重復(fù)5次。每個(gè)處理隨機(jī)挑選5個(gè)培養(yǎng)皿進(jìn)行幼蟲(chóng)存活率、化蛹率、蛹羽化率、總存活率(初孵幼蟲(chóng)到成蟲(chóng))統(tǒng)計(jì)。

1.6 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用SPSS 27.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。對(duì)幼蟲(chóng)存活率、化蛹率、蛹羽化率、總存活率進(jìn)行反正弦開(kāi)平方轉(zhuǎn)換后進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。將數(shù)據(jù)進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn),若符合正態(tài)性則進(jìn)行單因素參數(shù)檢驗(yàn)分析顯著性,并用Duncan’s新復(fù)極差法進(jìn)行多重比較;若不符合正態(tài)性則采用非參數(shù)檢驗(yàn)中多個(gè)獨(dú)立樣本比較的秩和檢驗(yàn)進(jìn)行分析。所有的檢驗(yàn)在α=0.05水平下進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同煮制方法對(duì)長(zhǎng)林小蠹生物學(xué)指標(biāo)影響

由表1可知,喂食不同煮制方法的人工飼料時(shí),長(zhǎng)林小蠹蛹質(zhì)量、成蟲(chóng)質(zhì)量有顯著差異(P<0.05)。其中,飼喂加熱煮制法加工的飼料后,長(zhǎng)林小蠹蛹質(zhì)量、成蟲(chóng)質(zhì)量分別為0.162 0、0.133 4 g,均顯著高于普通煮制法和滅菌煮制法(P<0.05)。而使用不同煮制方法加工的飼料飼喂的長(zhǎng)林小蠹幼蟲(chóng)歷期、蛹期、幼蟲(chóng)存活率、化蛹率、蛹羽化率及總存活率無(wú)顯著差異。綜合分析可知,用加熱煮制法加工的飼料飼養(yǎng)長(zhǎng)林小蠹效果最好。

表1 不同飼料煮制處理時(shí)長(zhǎng)林小蠹生物學(xué)指標(biāo)

2.2 添加不同樹(shù)種韌皮部的人工飼料對(duì)長(zhǎng)林小蠹生物學(xué)指標(biāo)影響

由表2可知,添加不同樹(shù)種韌皮部的人工飼料飼喂后,長(zhǎng)林小蠹的幼蟲(chóng)歷期、蛹期、蛹質(zhì)量、成蟲(chóng)質(zhì)量、幼蟲(chóng)存活率、化蛹率、蛹羽化率及總存活率均無(wú)顯著差異。因此可以看出,用黑松、赤松、馬尾松韌皮部為材料的不同人工飼料對(duì)長(zhǎng)林小蠹生長(zhǎng)發(fā)育無(wú)顯著影響。

表2 添加不同樹(shù)種韌皮部的人工飼料處理時(shí)長(zhǎng)林小蠹生物學(xué)指標(biāo)

3 結(jié)論與討論

本研究表明,加熱煮制法要優(yōu)于普通煮制法和滅菌煮制法。初步推測(cè),當(dāng)人工飼料含有寄主植物材料時(shí),適當(dāng)加熱可以改善其飼料質(zhì)地,促進(jìn)昆蟲(chóng)對(duì)寄主營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸收,降低抑食物質(zhì)含量。加熱制備人工飼料時(shí),溫度過(guò)高會(huì)破壞部分營(yíng)養(yǎng)物質(zhì),不利于昆蟲(chóng)生長(zhǎng)及發(fā)育。本試驗(yàn)的人工飼料是一種實(shí)用飼料,主要以植物韌皮部為原料,加入啤酒酵母粉強(qiáng)化營(yíng)養(yǎng)。在使用實(shí)用飼料飼養(yǎng)長(zhǎng)林小蠹時(shí),需要考慮原材料的易獲得性。本研究中,以黑松、赤松、馬尾松韌皮部為材料的人工飼料對(duì)長(zhǎng)林小蠹生長(zhǎng)發(fā)育無(wú)顯著影響。

使用加熱煮制法處理的人工飼料飼養(yǎng)長(zhǎng)林小蠹能夠?qū)崿F(xiàn)從初孵幼蟲(chóng)到成蟲(chóng)一次性飼養(yǎng)過(guò)程,刺激長(zhǎng)林小蠹在人工飼料上產(chǎn)卵。相比于Clare et al.[10]研究中的人工飼料,本研究的人工飼料組分簡(jiǎn)單,配制簡(jiǎn)便,接蟲(chóng)操作環(huán)境不嚴(yán)苛,更容易實(shí)現(xiàn)集約化飼養(yǎng)。每一個(gè)直徑為90 mm的培養(yǎng)皿建議接蟲(chóng)20～40頭。本試驗(yàn)人工飼料飼養(yǎng)的長(zhǎng)林小蠹從初孵幼蟲(chóng)到成蟲(chóng)發(fā)育歷期18 d左右,相比在25 ℃原木段飼養(yǎng)(38 d),時(shí)間明顯縮短[13]。

使用本試驗(yàn)中的人工飼料飼養(yǎng)長(zhǎng)林小蠹死亡率最高階段是初孵幼蟲(chóng)剛剛接到飼料時(shí),如想進(jìn)一步提高存活率,可以改變接蟲(chóng)方式,從接初孵幼蟲(chóng)變?yōu)榻勇?但需注意防腐劑濃度是否會(huì)影響卵的孵化。本試驗(yàn)飼養(yǎng)過(guò)程中發(fā)現(xiàn),個(gè)別幼蟲(chóng)存在延遲發(fā)育、化蛹失敗、羽化失敗、成蟲(chóng)鞘翅發(fā)育異常等情形,因此有待進(jìn)一步優(yōu)化人工飼料配方。