王少博, 韓孟嬌, 魏 可, 王小藝, 楊忠岐

(中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院森林生態(tài)環(huán)境與自然保護(hù)研究所, 國(guó)家林業(yè)和草原局森林保護(hù)學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 北京 100091)

中國(guó)作為目前遭受松材線蟲病(pine wilt disease)危害最為嚴(yán)重的國(guó)家,在傳入40余年的時(shí)間內(nèi),我國(guó)數(shù)億株松樹(shù)因感染松材線蟲Bursaphelenchusxylophilus而死亡,造成的經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)上千億元。根據(jù)國(guó)家林業(yè)和草原局最新公告(2023年第7號(hào)),當(dāng)前全國(guó)共有19個(gè)省(自治區(qū)、直轄市)701個(gè)縣級(jí)行政區(qū)發(fā)生松材線蟲病疫情,疫情發(fā)生態(tài)勢(shì)十分嚴(yán)峻,并面臨著“北擴(kuò)西進(jìn)”持續(xù)擴(kuò)散的態(tài)勢(shì)。我國(guó)6 000萬(wàn)hm2松林時(shí)刻面臨著松材線蟲病侵襲的風(fēng)險(xiǎn),盡快遏制松材線蟲病的傳播蔓延是當(dāng)前主要防控目標(biāo)(葉建仁, 2019)。媒介昆蟲作為松材線蟲完成擴(kuò)散的必須環(huán)節(jié),只要能切斷這個(gè)環(huán)節(jié)就能阻止松材線蟲病的傳播,是目前防治松材線蟲病的主要措施之一(張彥龍, 2012; 高尚坤, 2016)。因?yàn)槊浇槔ハx一旦羽化出孔,便具備了隨時(shí)傳播松材線蟲的可能,因此在媒介昆蟲未成熟期將其滅殺是阻斷傳播媒介的關(guān)鍵(楊忠岐, 2004; 楊忠岐等, 2018)。

松褐天牛Monochamusalternatus是當(dāng)前中國(guó)乃至整個(gè)亞洲地區(qū)松材線蟲病最主要的傳播媒介之一(Kobayashietal., 1984; Mota and Vieira, 2008; Futai, 2013)。由于其整個(gè)幼蟲階段均隱蔽在樹(shù)體內(nèi)鉆蛀危害,常規(guī)的防治措施難以接觸到蟲體發(fā)揮作用(張彥龍等, 2022)。天敵昆蟲在與寄主害蟲的長(zhǎng)期協(xié)同進(jìn)化過(guò)程中,形成了特有的寄主搜索機(jī)制,總是能夠快速地找到寄主并發(fā)揮控制作用(王小藝和楊忠岐, 2008),是目前能夠有效利用防治蛀干類害蟲的最佳途徑之一。當(dāng)前,花絨寄甲Dastarcushelophoroides和腫腿蜂Sclerodermusspp.被廣泛應(yīng)用于松褐天牛的防治,均取得了一定的防控成效(來(lái)燕學(xué)等, 2012; 楊遠(yuǎn)亮等, 2013; 展茂魁等, 2014; 魏可等, 2015; 溫小遂等, 2017),但同時(shí)也暴露出一些技術(shù)瓶頸。例如,花絨寄甲主要寄生松褐天牛老熟幼蟲和蛹;而腫腿蜂類寄生蜂寄生譜較寬、擴(kuò)散能力較弱,主要寄生3齡以下松褐天牛幼蟲,在防治應(yīng)用過(guò)程中對(duì)松褐天牛的控制作用有限。目前,在松褐天牛幼蟲期尚無(wú)專化性較強(qiáng)的天敵,且也沒(méi)有應(yīng)用于防治松褐天牛中老齡幼蟲的天敵昆蟲。

此前,本研究室在貴州遵義和湖北恩施調(diào)查松材線蟲病時(shí),發(fā)現(xiàn)了一種寄生3-5齡松褐天牛幼蟲的繭蜂。該蜂野外寄生率最高可達(dá)30%,在其生境內(nèi)尚未發(fā)現(xiàn)寄生其他昆蟲,在1頭松褐天牛身上最多發(fā)現(xiàn)15頭寄生蜂幼蟲。基于以上特點(diǎn),推測(cè)該蜂是一種極具防治潛力與應(yīng)用價(jià)值的松褐天牛幼蟲期天敵。經(jīng)鑒定,該寄生蜂為前期報(bào)道的一種寄生松褐天牛幼蟲的繭蜂——Bracomorphaninghais(Wangetal., 2009)。2021年,Bracomorpha被劃入中脊繭蜂屬Cyanopterus的亞屬(Lietal., 2021),該寄生蜂的學(xué)名遂更改為Cyanopterusninghais,其中文名暫定為松褐天牛中脊繭蜂。目前,關(guān)于該寄生蜂的研究除成蟲形態(tài)學(xué)描述外(Wangetal., 2009),無(wú)其他相關(guān)結(jié)果。為充分了解該寄生蜂的生防潛能,更好地開(kāi)發(fā)利用于松褐天牛的生物防治,本研究對(duì)該寄生蜂的基礎(chǔ)生物學(xué)特性進(jìn)行系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)觀測(cè),以期為該寄生蜂的人工大規(guī)模繁育和野外應(yīng)用提供理論基礎(chǔ)與技術(shù)指導(dǎo)。

1 材料與方法

1.1 供試?yán)ハx

松褐天牛中脊繭蜂建群蜂于2022年3月采自貴州省遵義市龍坑鎮(zhèn)共青湖(27°35′51.87″N,106°50′21.07″E)感染松材線蟲病的馬尾松Pinusmassoniana上。松褐天牛卵或1齡幼蟲采集自上述松林內(nèi),并在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)用人工飼料飼養(yǎng)繁殖,作為繁蜂寄主。在室內(nèi)用3-4齡松褐天牛幼蟲作為寄主繁育松褐天牛中脊繭蜂,獲得試驗(yàn)種群。

繁殖寄生蜂帶寄主木段的制作。將直徑3～4 cm粗的新鮮馬尾松木段截成20 cm長(zhǎng)。用刀沿木段縱向?qū)?shù)皮劃成“U”型切口,從U型開(kāi)口端撬開(kāi)樹(shù)皮但不割斷,沿“U”型切口邊緣在木質(zhì)部上切開(kāi)一個(gè)凹槽(長(zhǎng)3.5 cm,寬1 cm,深1 cm)。將1頭松褐天牛幼蟲放置于槽內(nèi),合上U型樹(shù)皮,用PARAFILM封口膜封上切口上端,木段兩端用石蠟封口防止失水。每根木段上制作6～8個(gè)凹槽,接入同等數(shù)量的松褐天牛幼蟲。

根據(jù)前期預(yù)試驗(yàn)結(jié)果,松褐天牛中脊繭蜂通常在羽化3-5 d后才會(huì)發(fā)生寄生行為,雌成蜂每天通常只進(jìn)行1次寄生行為,單次寄生持續(xù)時(shí)間為2～3 h。 本研究中所有試驗(yàn)處理均在實(shí)驗(yàn)室溫度(23±1) ℃和相對(duì)濕度50%±5%條件下開(kāi)展。

1.2 羽化節(jié)律測(cè)定

將150頭已交配但無(wú)寄生經(jīng)歷的7-14日齡松褐天牛中脊繭蜂雌成蜂平均接入6個(gè)養(yǎng)蟲籠(長(zhǎng)×高×寬=25 cm×25 cm×25 cm)中,籠內(nèi)置有帶寄主的木段,蜂蟲比為1∶1。寄生24 h后移除雌蜂。待子代開(kāi)始羽化時(shí),每2 h(6:00-22:00)記錄1次雌雄子代在各時(shí)段的羽化數(shù)量及日羽化節(jié)律,直至羽化結(jié)束。

1.3 交配行為觀測(cè)

待松褐天牛中脊繭蜂結(jié)繭后收集繭蛹并單頭存放于玻璃指形管內(nèi),待其羽化后,將50頭尚未交配的1日齡成蜂按照雌雄1∶1的比例接入養(yǎng)蟲籠內(nèi),觀察和記錄交配(求偶、交配前期、交尾與交配后期)全過(guò)程及日節(jié)律,累計(jì)觀察發(fā)生交配行為的寄生蜂20對(duì)。將上述已交配過(guò)的成蜂分雌雄轉(zhuǎn)入新的養(yǎng)蟲籠中,在籠中引入同等數(shù)量尚未交配的1日齡異性成蜂,觀察已交配過(guò)的成蜂是否存在二次交配行為。將1日齡尚未交配的雌雄成蜂以1∶3和3∶1的比例分別置于養(yǎng)蟲籠中,每籠成蜂數(shù)量均為40頭,觀察記錄是否存在交配競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)象。

1.4 寄生行為觀測(cè)

將已交配但無(wú)寄生經(jīng)歷的7-14日齡松褐天牛中脊繭蜂雌成蜂接入養(yǎng)蟲籠中,籠內(nèi)置有帶寄主的木段,蜂蟲比為2∶1。觀察記錄雌蜂對(duì)寄主松褐天牛的寄生全過(guò)程(搜尋、檢查、產(chǎn)卵與梳理),共觀察有發(fā)生寄生行為的雌蜂20頭。

1.5 生殖方式及雌蜂交配與否對(duì)寄生的影響測(cè)定

已交配雌蜂:將1頭已交配但無(wú)寄生經(jīng)歷的7-14日齡松褐天牛中脊繭蜂雌成蜂接入養(yǎng)蟲罐(底徑8 cm,高22 cm)中,罐中置有帶寄主的木段,蜂蟲比為1∶1。24 h后移除雌蜂,繼續(xù)培養(yǎng)至子代羽化。未交配雌蜂:將上述處理中已交配的雌蜂替換為未交配的雌蜂,其余處理保持一致。2組處理均重復(fù)20次。

待子蜂羽化后統(tǒng)計(jì)雌蜂在不同交配狀態(tài)下所產(chǎn)子代性比,并解剖帶蟲木段統(tǒng)計(jì)寄生率,記錄單頭寄主所育寄生蜂子代的數(shù)量。生殖方式:若交配后的雌蜂所產(chǎn)子代可發(fā)育成新個(gè)體,則認(rèn)為該寄生蜂可進(jìn)行兩性生殖;若未交配的雌蜂所產(chǎn)子代也可發(fā)育成新個(gè)體,則認(rèn)為該寄生蜂同時(shí)可進(jìn)行孤雌生殖。

1.6 寄主齡期偏好性測(cè)定

非選擇性測(cè)定:每根馬尾松木段上分別接入1頭松褐天牛1-5齡幼蟲或蛹,將單根帶蟲木段與1頭已交配但無(wú)寄生經(jīng)歷的7-14日齡松褐天牛中脊繭蜂雌成蜂置于同一養(yǎng)蟲罐(底徑8 cm,高22 cm)中,24 h后移除雌蜂,繼續(xù)培養(yǎng)至子代蜂羽化,解剖木段統(tǒng)計(jì)雌蜂對(duì)不同齡期寄主的寄生率及單頭寄主所育的寄生蜂子代數(shù)量。每個(gè)齡期的松褐天牛測(cè)試20頭,即接種20根木段。

選擇性測(cè)定:在1根馬尾松木段上接入松褐天牛1-5齡幼蟲和蛹各1頭,共計(jì)6頭。隨后,將1頭已交配但無(wú)寄生經(jīng)歷的7-14日齡松褐天牛中脊繭蜂雌蜂與1根帶寄主木段置于養(yǎng)蟲罐中,24 h后移除雌蜂,繼續(xù)培養(yǎng)至子代羽化,解剖木段統(tǒng)計(jì)雌蜂對(duì)寄主的選擇情況及單頭寄主所育的寄生蜂子代數(shù)量。共測(cè)試雌蜂20頭。

1.7 成蜂壽命測(cè)定

待松褐天牛中脊繭蜂結(jié)繭后,收集繭蛹并單頭存放于玻璃指形管內(nèi),每隔12 h檢查1次是否有成蜂羽化。待寄生蜂羽化后,收集羽化12 h內(nèi)未交配的成蜂,分雌雄單頭置于養(yǎng)蟲盒中(底徑6 cm,高4 cm)中。盒內(nèi)分別提供浸有20%蜂蜜水、純水和無(wú)任何物質(zhì)(對(duì)照)的脫脂棉棒補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng),每48 h更換一次棉棒。記錄不同營(yíng)養(yǎng)源條件下成蜂的壽命,直到所有供試個(gè)體死亡。每個(gè)處理測(cè)試雌雄成蜂各20頭,共計(jì)120頭。

1.8 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)分析采用EXCEL 2019計(jì)算平均值與標(biāo)準(zhǔn)誤,利用SPSS 26軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,交配或未交配松褐天牛中脊繭蜂雌成蜂對(duì)松褐天牛幼蟲的寄生率,以及雌蜂對(duì)不同齡期寄主寄生率的差異采用卡方檢驗(yàn)法分析。子代蜂數(shù)量及成蜂壽命的差異采用單因素方差分析(one-way ANOVA)和Duncan氏新復(fù)極差法或獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)進(jìn)行分析。

2 結(jié)果

2.1 成蜂羽化節(jié)律

共收集到松褐天牛中脊繭蜂繭蛹368頭,羽化出359頭成蜂,其中包括雌蜂168頭,雄蜂191頭,羽化率達(dá)97.55%。羽化共持續(xù)4 d,雄蜂比雌蜂羽化平均早0.81 d。雄蜂在第2天達(dá)到羽化高峰,占雄性羽化總數(shù)的34.55%;雌蜂在第3天達(dá)到羽化高峰,占雌性羽化總數(shù)的37.50%(圖1: A)。雌雄成蜂日羽化節(jié)律相似,均在上午8:00-10:00達(dá)到羽化高峰,上午6:00-12:00羽化成蜂數(shù)占總羽化成蜂數(shù)的61.00%;其次是下午12:00-18:00,占比33.15%;晚間18:00-22:00羽化數(shù)量最低,占比5.85%(圖1: B)。

圖1 松褐天牛中脊繭蜂不同羽化天數(shù)(A)與不同羽化時(shí)間段(B)的羽化節(jié)律

2.2 松褐天牛中脊繭蜂成蜂的交配行為

松褐天牛中脊繭蜂成蜂交配行為可劃分為求偶、交配前期、交尾與交配后期4個(gè)階段。(1)求偶:雄蜂飛至雌蜂身后,連續(xù)快速振動(dòng)翅,爬行追逐雌蜂(圖2: A);(2)交配前期:雄蜂追上雌蜂后,雄蜂爬上雌蜂背部,試圖用前足控制住雌蜂(圖2: B);用觸角不斷敲擊雌蜂觸角的同時(shí),腹部向下彎曲嘗試與雌蜂生殖器完成對(duì)接,試探雌蜂是否接受交配(圖2: C);雌蜂或同意完成交配,或迅速向前爬行逃避拒絕此次交配。交配前期持續(xù)時(shí)間較短,約2～5 s內(nèi)完成;(3)交尾:雌蜂接受交配后,雄蜂后退同時(shí)腹部向下彎曲完成與雌蜂生殖器對(duì)接,觸角有規(guī)律的上下擺動(dòng)。整個(gè)交尾過(guò)程,雄蜂翅保持豎立;雌蜂或靜止不動(dòng),由雄蜂用足抱握;或不斷向前爬行,此時(shí)雄蜂整個(gè)身體后仰,僅通過(guò)交配器與雌蜂相連,任由雌蜂拖動(dòng)前行,整個(gè)交尾過(guò)程可持續(xù)120～180 s(圖2: D);(4)交配后期:交配完成后,雌雄蜂分離,靜止休息。雌蜂面對(duì)其他雄蜂尋求交配時(shí)迅速逃避,拒絕交配。雄蜂休息片刻后,用口器和前足梳理翅與觸角,為再次交配做準(zhǔn)備。

圖2 松褐天牛中脊繭蜂成蜂的交配行為

松褐天牛中脊繭蜂成蜂羽化后即可進(jìn)行交配。成蜂從下午14:00開(kāi)始逐漸進(jìn)入交配活躍期,交配高峰期集中發(fā)生在17:00-21:00,占整個(gè)交配觀察次數(shù)的65%; 22:00至次日整個(gè)上午,該蜂交配行為不夠活躍,常保持靜止?fàn)顟B(tài)。雌蜂在交配時(shí)對(duì)配偶具有明顯的選擇性,常出現(xiàn)在交配前期,雄蜂劇烈振翅尋求交配,而雌蜂一直逃避造成交配失敗,雄蜂首次求偶并交配成功的概率僅為40%。雌蜂一生只交配1次,雄蜂可多次交配,交配過(guò)的雌蜂再次面對(duì)雄蜂求偶行為時(shí)會(huì)表現(xiàn)出明顯的逃避行為,而交配過(guò)的雄蜂在獲得短暫的休息后即可進(jìn)行二次交配。雌雄蜂比例為1∶3時(shí),會(huì)出現(xiàn)交配局部配偶競(jìng)爭(zhēng)現(xiàn)象,表現(xiàn)為雌雄蜂交配過(guò)程中多頭雄蜂同時(shí)競(jìng)爭(zhēng)進(jìn)行交配,導(dǎo)致交配中斷;雌雄蜂比例為3∶1時(shí),直至雄蜂全部死亡,未發(fā)現(xiàn)任何一例多頭雌蜂追逐1頭雄蜂,也未發(fā)現(xiàn)未在交配狀態(tài)的雌蜂干擾正在交配雌雄蜂的現(xiàn)象。

2.3 寄生行為

松褐天牛中脊繭蜂整個(gè)寄生過(guò)程可分為以下4個(gè)階段:(1)寄主搜尋:當(dāng)雌蜂搜尋到含寄主的帶蟲木段時(shí),雌蜂會(huì)在木段上邊迅速移動(dòng)邊用左右運(yùn)動(dòng)的觸角不斷橫掃敲擊樹(shù)皮,直至找到寄主所存在的位置(圖3: A);(2)寄主檢查:雌蜂在找到寄主位置后,并不會(huì)立即產(chǎn)卵,而是先對(duì)寄主進(jìn)行仔細(xì)的檢查。雌蜂會(huì)利用產(chǎn)卵器嘗試刺探感受可刺入的孔隙,不斷地調(diào)整刺入的位置,以完成產(chǎn)卵器與寄主相接觸,判定該寄主是否適合寄生,做出產(chǎn)卵或放棄繼續(xù)搜尋的決定,直到找到適合寄生的寄主(圖3: B);(3)產(chǎn)卵:找到合適的寄主后,雌蜂先利用后足保持身體穩(wěn)定,然后腹部向下彎曲伸出產(chǎn)卵器開(kāi)始蜇刺攻擊寄主。在此過(guò)程中,雌蜂會(huì)先分泌毒液麻醉或殺死寄主,而后再進(jìn)行排卵活動(dòng),整個(gè)產(chǎn)卵過(guò)程可持續(xù)2-3 h(圖3: C);(4)結(jié)束后梳理:產(chǎn)卵結(jié)束后,雌蜂會(huì)緩慢的將產(chǎn)卵器抽出,利用前足和口器對(duì)觸角和產(chǎn)卵器進(jìn)行梳理,并用后足整理翅(圖3: D)。梳理完畢后,會(huì)在產(chǎn)卵地點(diǎn)附近休息一段時(shí)間,為下次寄生做準(zhǔn)備。

2.4 生殖方式及雌蜂交配與否對(duì)寄生的影響

松褐天牛中脊繭蜂雌蜂無(wú)論交配與否,均可完成寄生并產(chǎn)生子代,交配后的雌蜂所產(chǎn)子代性比為1∶1,未交配的雌蜂所產(chǎn)子代均發(fā)育成雄性,結(jié)果表明松褐天牛中脊繭蜂營(yíng)兩性生殖和孤雌產(chǎn)雄生殖(表1)。該蜂在寄生過(guò)程中會(huì)將自身所產(chǎn)生的毒液注射到寄主體內(nèi),使寄主永久麻醉或被殺死,以保證寄生蜂子代幼蟲孵化后就能夠在無(wú)防御抵抗能力的寄主上取食發(fā)育,試驗(yàn)過(guò)程中幾乎所有被寄生的寄主均在寄生蜂幼蟲孵化前(1-2 d內(nèi))即喪失運(yùn)動(dòng)能力甚至死亡。寄生蜂幼蟲孵化后群集分布在寄主體表,吸食寄主血淋巴完成發(fā)育(圖4)。該蜂屬典型的抑性-外寄生蜂。

表1 松褐天牛中脊繭蜂不同交配狀態(tài)下的寄生率、單寄主育雛數(shù)及子代雄性占比

圖4 松褐天牛幼蟲上松褐天牛中脊繭蜂幼蟲寄生狀

在24 h寄生時(shí)間內(nèi),已交配的雌成蜂對(duì)寄主松褐天牛幼蟲的寄生率達(dá)85%,未交配雌蜂對(duì)寄主的寄生率為75%,雌蜂交配與否對(duì)寄主的寄生率無(wú)顯著差異(χ2=0.625,df=1,P=0.429),單頭寄主上所產(chǎn)子代數(shù)量差異也不顯著(t=0.648,df=30,P=0.522)。交配后的雌蜂所產(chǎn)子代中雌性45頭,雄性47頭,在單頭松褐天牛幼蟲上所產(chǎn)的子代蜂數(shù)為3～11頭,其中雌蜂平均(2.64±0.33)頭,雄蜂平均(2.76±0.38)頭,子代雌雄性比在0.6～2.0∶1之間。未交配的雌成蜂所產(chǎn)子代均為雄性,單頭松褐天牛幼蟲上所產(chǎn)子代蜂數(shù)為4～10頭,平均每頭松褐天牛幼蟲上可育出寄生蜂雄性子代(5.93±0.50)頭(表1)。

同列數(shù)據(jù)后相同小寫字母表示經(jīng)t檢驗(yàn)差異不顯著(P>0.05)。The same lowercase letters following the data in the same column indicate no significant difference byt-test (P>0.05).

2.5 對(duì)不同齡期寄主的寄生偏好性

在非選擇性測(cè)試中,松褐天牛中脊繭蜂雌成蜂可成功寄生2-5齡松褐天牛幼蟲,松褐天牛1齡幼蟲和蛹不能被寄生。其中,對(duì)松褐天牛3齡幼蟲的寄生率最高,為85%;其次是對(duì)4齡幼蟲,寄生率為65%;對(duì)5齡與2齡幼蟲的寄生率相對(duì)較低,分別為30%與20%。該蜂對(duì)2-5齡松褐天牛的寄生率差異顯著(χ2=22.000,df=3,P<0.00 1)。5齡松褐天牛幼蟲所育寄生蜂子代數(shù)量最多,平均為(7.83 ± 0.79)頭;4齡與3齡幼蟲所育子代蜂數(shù)量次之,分別為(4.77±0.50)和(3.35±0.33)頭;2齡幼蟲所育子代蜂數(shù)量最少,僅為(1.25±0.25)頭。不同齡期松褐天牛所育子代蜂數(shù)量差異顯著(F=17.801,df=3, 36,P<0.001)。

在選擇性測(cè)試中,該蜂僅寄生3齡和4齡松褐天牛幼蟲,但對(duì)3齡幼蟲的寄生率顯著高于對(duì)4齡幼蟲的寄生率(χ2=4.900,df=1,P=0.027),而3齡與4齡松褐天牛幼蟲所育出的子代蜂數(shù)量差異不顯著(t=0.988,df=18,P=0.336)(表2)。

表2 松褐天牛中脊繭蜂雌成蜂對(duì)不同齡期寄主松褐天牛幼蟲和蛹的寄生選擇

2.6 不同營(yíng)養(yǎng)條件下的成蜂壽命

補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)能夠明顯延長(zhǎng)松褐天牛中脊繭蜂成蜂壽命,不同營(yíng)養(yǎng)源下雌雄蜂壽命存在顯著差異。在無(wú)任何物質(zhì)喂食情況(對(duì)照)下,松褐天牛中脊繭蜂雌雄成蜂壽命分別為(7.00±0.70)和(7.20±0.76) d,提供純水與20%蜂蜜水均能在不同程度上延長(zhǎng)雌雄成蜂壽命。雄蜂在20%蜂蜜水、純水與無(wú)喂食處理下的壽命均存在顯著差異(F=19.83,df=2, 57,P<0.001),20%蜂蜜水條件下平均壽命為(20.80±2.00) d,最長(zhǎng)可存活40 d;純水喂養(yǎng)條件下的壽命為(12.40±1.60) d,生存曲線如圖5(A)。雌蜂提供20%蜂蜜水平均壽命為(35.50±3.31) d,最長(zhǎng)可存活64 d,顯著高于純水和對(duì)照處理下的壽命(F=61.452,df=2, 57,P<0.001);提供純水時(shí)雌蜂平均壽命為(9.00±0.95) d,與對(duì)照差異不顯著(P>0.05),生存曲線如圖5(B)。

圖5 不同營(yíng)養(yǎng)條件下松褐天牛中脊繭蜂雄(A)和雌(B)成蜂壽命

3 討論

松褐天牛中脊繭蜂成蜂的羽化行為表現(xiàn)出很強(qiáng)的晝夜節(jié)律性。羽化主要集中在白天,高峰期為6:00-12:00,雌雄成蜂在羽化期內(nèi)保持著幾乎相同的羽化節(jié)律,這與褐帶卷蛾繭蜂Braconadoxophyesi(羅旭初等, 2017)、綠眼賽繭蜂Zelechlorophthalmus寄生率和單寄主育雛數(shù)數(shù)據(jù)后的不同小寫字母分別表示經(jīng)卡方檢驗(yàn)和Duncan氏新復(fù)極差多重檢驗(yàn)差異顯著(P<0.05)。Different lowercase letters following the parasitism rate and the brood size per host indicate significant differences based onchi-square test and Duncan’s new range multiple test (P<0.05).

(李倩等, 2017)、黃色潛蠅繭蜂Opiusflavus(楊琪, 2017)等繭蜂科的昆蟲羽化節(jié)律類似,這可能與寄生蜂長(zhǎng)期進(jìn)化所形成的晝夜節(jié)律相關(guān),許多膜翅目昆蟲羽化過(guò)程中也同樣表現(xiàn)出這一規(guī)律。

在實(shí)驗(yàn)中我們發(fā)現(xiàn),松褐天牛中脊繭蜂雌成蜂總會(huì)在交配前做出伸展翅、翹起腹部的動(dòng)作,隨后雄蜂好像受到某種物質(zhì)的吸引,準(zhǔn)確定位到雌蜂的位置,并在靠近雌蜂身后時(shí)開(kāi)展求偶行為,這其中就包括翅的快速振動(dòng)以及與雌蜂觸角相互觸碰,而后由雌蜂決定是否接受交配。在寄生蜂交配過(guò)程中,雌蜂伸展翅、翹起腹部這一行為被認(rèn)為是釋放性信息素的信號(hào)(Dancietal., 2010)。此前,化學(xué)信號(hào)已被證實(shí)在棉鈴蟲齒唇姬蜂Campoletischlorideae的兩性識(shí)別和選擇過(guò)程中發(fā)揮重要作用(Guoetal., 2022),雌蜂釋放的長(zhǎng)距離信息素會(huì)引起雄蜂逆風(fēng)飛行搜尋異性(Villagraetal., 2011),而短距離的信息素會(huì)刺激雄蜂的求偶行為(McClureetal., 2007)。振翅和觸角觸碰作為雄蜂求愛(ài)的始發(fā)信號(hào),寄生蜂交配過(guò)程中振翅的頻率和振幅已被證實(shí)對(duì)于交配的成功發(fā)揮著決定性的作用(Kimani and Overholt, 1995; Avilaetal., 2017),這可能與雌蜂抉擇雄蜂的質(zhì)量和狀態(tài)有關(guān)(Daretal., 2021)。在阿爾蚜繭蜂Aphidiuservi(Villagraetal., 2011)與茶足柄瘤蚜繭蜂Lysiphlebustestaceipes(Benellietal., 2016)等寄生蜂中都證實(shí)了這種現(xiàn)象對(duì)于交配成功的重要性。另外,交配過(guò)程中雌雄蜂觸角的相互觸碰被證實(shí)與觸角腺分泌物相關(guān),雄蜂利用觸角表面的微孔釋放化學(xué)信息素,對(duì)于兩性間的相互識(shí)別和交配發(fā)揮著舉足輕重的作用(Battagliaetal., 2002)。

對(duì)于寄生隱蔽性寄主的寄生蜂而言,能夠發(fā)現(xiàn)并接受寄主是成功寄生的關(guān)鍵,在寄生過(guò)程中很大程度上依賴寄生蜂在棲境中對(duì)寄主的定位能力(Hausmannetal., 2005)。寄主、寄主糞便或蛀道等揮發(fā)物以及寄主取食或運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的振動(dòng)信號(hào)是寄生蜂準(zhǔn)確定位和選擇是否寄生寄主的重要線索(Sullivan and Berisford, 2004)。此前在白蠟吉丁嚙小蜂Tetrastichusplanipennisi(Ulyshenetal., 2011)、白蠟吉丁柄腹繭蜂Spathiusagrili(Wangetal., 2010)和黑腹單節(jié)螯蜂Haplogonatopusoratorius(Hirota and Mita, 2021)等寄生蜂的寄生過(guò)程中,已證實(shí)寄主植物所產(chǎn)生的化學(xué)揮發(fā)物與寄主的機(jī)械振動(dòng)對(duì)于寄主定位的重要性。作為抑性外寄生蜂,松褐天牛中脊繭蜂搜尋到合適的寄主后,首先會(huì)通過(guò)產(chǎn)卵器分泌毒液以麻痹或殺死寄主,然后再進(jìn)行排卵活動(dòng),幾乎所有被寄生的寄主均在寄生蜂卵孵化前就已喪失活動(dòng)能力甚至死亡。以往的研究表明上述特點(diǎn)是抑性外寄生蜂的最重要的生物學(xué)特征,雌蜂將毒液注射到寄主體內(nèi)引起寄主停止發(fā)育、永久麻醉或死亡,以保證其子代發(fā)育不會(huì)受到寄主的驅(qū)趕、傷害甚至殺死的風(fēng)險(xiǎn)(Gauld, 1988; Whitfield, 2003)。

在寄主齡期偏好性測(cè)試當(dāng)中,松褐天牛中脊繭蜂對(duì)3-4齡松褐天牛幼蟲具有更高的選擇性(表2),這不僅表明松褐天牛3-4齡幼蟲是繁育該蜂最適合的齡期,同時(shí)也是野外最適合應(yīng)用于防治松褐天牛的時(shí)期。而導(dǎo)致這種偏好性的原因可能是由于寄生蜂與寄主經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間協(xié)同進(jìn)化。在自然界中,松褐天牛幼蟲3齡及之前均在樹(shù)皮下與韌皮部之間的蛀道內(nèi)取食,幼蟲4齡時(shí)雖逐漸開(kāi)始為侵入木質(zhì)部做準(zhǔn)備,但仍有較長(zhǎng)的時(shí)間在樹(shù)皮下活動(dòng),在這一階段中被寄生蜂搜尋寄生的概率也就相對(duì)較高;而當(dāng)松褐天牛幼蟲進(jìn)入5齡后,就開(kāi)始在木質(zhì)部?jī)?nèi)蛀造蛹室為化蛹做準(zhǔn)備,更多時(shí)間存在于較深木質(zhì)部中,被成功寄生的概率也就變得很低。經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的協(xié)同進(jìn)化,遂產(chǎn)生了這種寄主齡期偏好性。在非選擇性測(cè)試當(dāng)中,不同齡期寄主所育子代蜂數(shù)量符合“寄主大小-質(zhì)量假說(shuō)”(Wangetal., 2008),雌蜂在寄生時(shí)會(huì)權(quán)衡(trade-off)出最適合的寄主去產(chǎn)卵,會(huì)排除掉1齡、絕大部分2齡以及部分過(guò)大的5齡寄主幼蟲。子代數(shù)量會(huì)隨著寄主齡期的增大逐漸增長(zhǎng),這是因?yàn)樘〉募闹鞑荒軡M足寄生蜂子代發(fā)育的營(yíng)養(yǎng)需求,較大的寄主雖然能夠滿足更多數(shù)量的子代蜂發(fā)育營(yíng)養(yǎng)需求,但通常也需要花費(fèi)更多的寄生用時(shí)與更大的自身消耗(Weietal., 2014)。

補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)能夠?qū)纳涞膲勖图纳袨楫a(chǎn)生重要的影響(Harveyetal., 2010)。在自然界中,已證實(shí)寄生蜂羽化后主要通過(guò)取食蜜源植物的花蜜、蜜露等糖原物質(zhì)作為能量來(lái)源,來(lái)滿足其生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖的需要(Benellietal., 2017)。在實(shí)驗(yàn)室內(nèi),蜂蜜被認(rèn)為是完美的花蜜替代品,通常被用來(lái)飼養(yǎng)寄生蜂,其主要成分為果糖和葡萄糖,對(duì)昆蟲有很高的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。在本研究中,相比于純水,補(bǔ)充20%的蜂蜜水能夠顯著延長(zhǎng)松褐天牛中脊繭蜂成蜂壽命,且對(duì)雌成蜂壽命的影響較雄成蜂更為明顯(圖5)。結(jié)果表明,在繁育過(guò)程中及時(shí)補(bǔ)充糖原物質(zhì),對(duì)于延長(zhǎng)成蜂存活時(shí)間、提升寄生效率及生殖力有著巨大的幫助;在野外應(yīng)用時(shí),配套種植合適的蜜源植物也將為防治效果的提升發(fā)揮重要的作用。