林业科学  2005, Vol. 41 Issue (2): 195-200   PDF    
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黄大庄, 刘辉芳, 王志刚, 杨忠岐, 李会平.
Huang Dazhuang, Liu Huifang, Wang Zhigang, Yang Zhongqi, Li Huiping.
桑天牛卵长尾啮小蜂的繁殖生物学研究
Study on Reproductive Biology of Aprostocetus prolixus on Eggs of Apriona germarii(Coleoplera:Cerambycidae)
林业科学, 2005, 41(2): 195-200.
Scientia Silvae Sinicae, 2005, 41(2): 195-200.

文章历史

收稿日期:2004-01-13

作者相关文章

黄大庄
刘辉芳
王志刚
杨忠岐
李会平

桑天牛卵长尾啮小蜂的繁殖生物学研究
黄大庄1, 刘辉芳2, 王志刚1, 杨忠岐3, 李会平1     
1. 河北农业大学 保定 071000;
2. 河北政法职业学院 石家庄 050061;
3. 中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所 北京 100091
关键词: 桑天牛    长尾啮小蜂    生物学特性    
Study on Reproductive Biology of Aprostocetus prolixus on Eggs of Apriona germarii(Coleoplera:Cerambycidae)
Huang Dazhuang1, Liu Huifang2, Wang Zhigang1, Yang Zhongqi3, Li Huiping1     
1. Hebei Agriculture University Baoding 071000;
2. Hebei Politics and Law Profession College Shijiazhuang 050061;
3. Reaearch Institute of Forest Ecology, Environment and Protection Beijing 100091
Abstract: The reproduction characteristics of Aprostocetus prolixus, which is a new parasitioid on Apriona germarii, were studied. It demonstrated that the female adult can generate offspring by either sex reproduction or parthenogenesis, but all the offspring were male if they were from the mode of parthenogenesis. The sex ratio, with investigating in nature, was 2.38:1. The environmental conditions had notable influence on sex ratio, survival ratio and fecundity. Its sex ratio increased to 3.48:1 by feeding complementary nutrition that adding with 20% honey. The temperature has great effect on Aprostocetus prolixus in terms of system research, of which adult longevity decreased with temperature from 17.5 ℃ to 35 ℃ and its ability of reproduction increased between 25 ℃ and 30 ℃ but the acme at 27.5 ℃. Without the feeding complementary nutrition, on the other hand, the female adult will both lose the ability of fecundity at the temperature below 17.5 ℃ and over 35 ℃. With humidity increasing from 40% to 80%, its fecundity increased significantly. It also showed that there was no significant influence of temperature on fecundity between the 4 ℃ to 8 ℃ when cold storage(i.e. the matured larvae for 90 d, the adults for 10 d and the host egg for 40 d).
Key words: Apriona germarii    Aprostocetus prolixus    biological characteristic    

桑天牛(Apriona germarii)是我国林业的重要害虫之一,严重威胁着我国的林、果、桑业生产,尤其是近年来对大面积杨树工业用材林造成严重危害。轻者树势衰弱,重者枯死。桑天牛分布广、食性杂、产卵部位高、产卵分散、蛀道长,深层危害,难于防治。在各类治理措施中,应用天敌寄生蜂有很大潜力,并且是天牛类蛀干害虫防治很有前途的领域(黄大庄,1999)。

1984年笔者在河北省易县桑天牛卵中发现一种寄生蜂,1994年由英国的昆虫分类学家John LaSalle和我国的黄大卫共同定为一新种,学名为天牛卵长尾啮小蜂(Aprostocetus prolixus)(John et al., 1994)。近年来,笔者对其生物学、生态学特性进行了初步研究观察,野外调查得知其对桑天牛寄生率为8.7%~75%,表明本种是桑天牛的重要天敌,在控制桑天牛上发挥着重要作用(黄大庄,1999),在生物防治上具有一定的利用前景。

为了利用天牛卵长尾啮小蜂开展生物防治,笔者在搞清其生物学特性的基础上,对其繁殖生物学进行了研究(谷昭威,1992楼普灿等,1998何学友等,2000汪永俊,1988)。

1 材料与方法

试验材料分别采自河北省保定市桑园和保定烈士陵园,采集有桑天牛产卵刻槽的桑树(Morus alba)枝条,在室内饲养待寄生蜂羽化。

1.1 生殖方式

孤雌生殖习性观察,为确保试验的准确性,将刚化蛹的小蜂雌雄分开放于培养皿中,保持湿度,在室温下发育,待羽化后用20%蜂蜜水(体积比)补充营养,置于27.5 ℃培养箱中,光照周期16L:8D,蜂:卵为1:2接蜂做孤雌生殖试验,统计其羽化后性比(李晓颖等,1999)。

1.2 营养、气象条件对存活、繁殖力的影响(Rahim et al., 1991Leatemia et al., 1995)

1) 营养条件对寿命、繁殖力的影响  设置50%蜂蜜水、20%蜂蜜水、10%蜂蜜水、20%酵母、20%蔗糖水、清水、不补充营养7组处理,将群体交配过的雌蜂引入养虫缸中,置于人工气候箱内,按蜂:卵=1:1接蜂,每天更换新的桑天牛有卵刻槽枝条,直至所有蜂死亡,温度为27.5 ℃,光照周期16L:8D,相对湿度80%,统计寿命、子蜂数、产卵率和寄生成功率。

2) 温度对寿命、繁殖力的影响  设置17.5、20.0、22.5、25、27.5、30.0、32.5、35.0 ℃等8组恒温处理,每组处理设喂20%蜂蜜水和不喂食2个处理,于人工气候箱中按蜂:卵=1:1接蜂,每天更换新的桑天牛有卵刻槽枝条,直至所有蜂死亡,光照周期16L:8D,RH=80%,统计寿命、子蜂数、产卵率和寄生成功率。

3) 湿度对繁殖力的影响  设相对湿度20%、40%、60%、80%、90% 5组,每个湿度设喂20%蜂蜜水和不喂食2个处理,于人工气候箱中按蜂:卵=1:1接蜂,每天更换新刻槽,温度27.5 ℃,光照周期16L:8D,统计子蜂数和寄生成功率。

4) 冷藏对繁殖力的影响  冷藏老熟幼虫对繁殖力的影响:将野外采回的被寄生的桑天牛刻槽枝条置于4~8 ℃的冰箱中保存,分不同时期取出,在室温下置于广口瓶中,饲养待其羽化后,提供20%蜂蜜水,放置新鲜桑天牛产卵刻槽枝条,在室温下接蜂寄生,统计产子蜂数、寄生成功率、成蜂的性比。

冷藏成蜂对繁殖力的影响:将室温下羽化的雌雄蜂经交配后,置于4~8 ℃的冰箱中保存,持续供给20%蜂蜜水,分别取储存不同日数的雌成蜂,提供桑天牛新鲜刻槽枝条,让其在室温下寄生,统计产子蜂数、寄生成功率、成蜂的性比。

冷藏寄主卵对繁殖力的影响:将新鲜桑天牛卵刻槽枝条收集后置于4~8 ℃的冰箱中保存,分别取储存了不同时间的寄主卵刻槽,在室温下接蜂寄生,统计产子蜂数、寄生成功率、成蜂的性比(Gautam,1987)。

2 结果 2.1 性比、幼虫发育成成蜂的比率

1) 性比  2000年、2001年调查幼虫发育成成蜂的比率结果2000年11粒被寄生天牛卵,羽化144头寄生蜂,♀:♂=1.47:1;2001年越冬代93粒天牛卵,羽化1 037头寄生蜂,♀:♂=2.38:1;2001年林间调查127粒天牛卵,羽化1 537头寄生蜂,♀:♂=2.49:1;平均性比♀:♂=2.36:1。室温下补充营养20%蜂蜜水,小蜂的性比提高到3.48:1。如果繁殖利用此蜂,可以添食蜂蜜,以提高性比。

20.0、25.0、27.5、30.0 ℃恒温条件下,分别饲养调查619头、949头、908头、1 104头寄生蜂,♀:♂分别为3.40:1、3.43:1、3.56:1、3.47:1。表明温度对性比的影响不明显。

2) 幼虫发育成成蜂的比率  2000年、2001年林间调查和室内成蜂率试验自然温度下,幼虫发育成成蜂的比率仅为51.86%、57.81%,室温下补充20%蜂蜜,幼虫发育成成蜂的比率显著提高,达到85.91%。20.0、25.0、27.5、30.0 ℃恒温条件下,温度对幼虫发育成成蜂的比率影响不大。

2.2 生殖方式

根据2000年、2001年的调查结果,2000年收集11粒越冬代寄主卵(自然寄生),其中1粒寄主卵中羽化出的小蜂全雄,占9.09%。2001年收集93粒越冬代寄主卵,其中2粒寄主卵中羽化的小蜂全雄,占2.15%。2001年收集127粒寄主卵,其中4粒寄主卵中羽化的小蜂全雄,占3.15%。室内将未经交尾的雌蜂接蜂试验,结果见表 1

表 1 孤雌生殖现象观察 Tab.1 Observation on parthenogenesis

由试验结果可知,本种小蜂以两性生殖为主,个别未经交配的雌性也能产卵寄生天牛卵,但其后代均为雄性。未经交配的雌性产卵寄生的比较低,仅为34.69%,每寄生卵出蜂数也仅为13.88头。说明这种生殖方式是小蜂在没有雄蜂条件下的一种被迫繁殖行为。

2.3 营养条件对存活、繁殖的影响

1) 营养条件对寿命的影响  不同营养条件对小蜂寿命有显著的影响,27.5 ℃,RH=80%条件下,进行50%蜂蜜水、20%蜂蜜水、10%蜂蜜水、20%酵母水、20%蔗糖水、清水、不补充营养7组处理,结果见表 2

表 2 不同营养条件下小蜂的寿命 Tab.2 Lifespan of Aprostocetus prolixus on different nutrition

表 2数据及方差分析可知,不同营养条件下小蜂的寿命有显著差异。在饲喂20%蜂蜜水条件下,雌、雄蜂寿命均最长,分别为8.8、5.6 d,清水分别为4.8、3.6 d,不补充营养分别为2.3、1.6 d,蜂蜜水浓度50%,寿命反而下降到7.7 d,可能是由于浓度过大,啮小蜂不喜欢取食所致。

2) 营养条件对繁殖力的影响  天牛卵长尾啮小蜂在不同营养条件下的繁殖力见表 3

表 3 不同营养条件下小蜂的繁殖力 Tab.3 Fecundity of Aprostecetus prolixus on different nutrition

表 3可知,20%蜂蜜条件下,寄生率与产子蜂数均最高,寄生率86.11%,产子蜂数28.8头,50%蜂蜜条件下,寄生率与产子蜂数均比20%蜂蜜条件下,有所下降。不补充营养寄生成功率72.72%,产子蜂数15.5头,取食清水,寄生成功率73.33%,产子蜂数18.5头;酵母,也是一种较好的营养物,仅次于20%蜂蜜,产卵率可达到95.82%,寄生成功率达82.51%,产子蜂数为27.5头。经方差分析,不同补充营养条件对小蜂繁殖率有显著差异。

2.4 温度对存活、繁殖力的影响

1) 温度对存活的影响  温度对存活的影响试验结果见表 4。在17.5~35.0 ℃的范围内,小蜂寿命随温度的升高而降低,呈显著正相关。另外,补充20%蜂蜜,17.5 ℃条件下雌蜂寿命是35 ℃条件下寿命的4.6倍,17.5 ℃条件下寿命16.5 d,35 ℃条件下寿命3.6 d,不补充营养17.5 ℃条件下雌蜂寿命是35 ℃条件下寿命的2.9倍。分别为4.0 d、1.4 d。

表 4 温度对小蜂存活的影响 Tab.4 Influence of temperature on survival of Aprostocetus prolixus

2) 温度对繁殖力的影响  繁殖受温度的影响较大,结果见表 5。由表 5说明,25.0、27.5、30.0 ℃条件下,繁殖力较高,以27.5 ℃下最高,寄生成功率86.67%,产子蜂数28.8头。低于25.0 ℃、高于30.0 ℃繁殖力显著下降;补充20%蜂蜜条件下,小蜂在17.5 ℃条件下,失去寄生能力,在35.0 ℃高温下,有较弱的繁殖力,寄生成功率17.24%,产子蜂数15.5头。不补充营养情况下,17.5、35.0 ℃,均失去寄生能力。

表 5 温度对繁殖力的影响 Tab.5 Influence of temperature on fecundity of Aprotocetus prolixus
2.5 湿度对繁殖力的影响

湿度对繁殖力的影响结果见表 6。由表 6可知,RH为20%与RH为40%间繁殖力无显著差异。RH为40%~80%范围内,繁殖力随着湿度的增加而显著地提高,湿度愈大,繁殖力愈高。RH超过80%以后,80%与90%间繁殖力无显著差异。

2.6 冷藏对繁殖力的影响
表 6 湿度对繁殖力的影响 Tab.6 Influence of humidity on fecundity of Aprostocetus prolixus

1) 冷藏寄生蜂老熟幼虫对繁殖力的影响  通过30、60、90 d冷藏老熟幼虫试验说明,90 d以内,成蜂羽化后,室温下接蜂,产子蜂数仍较高,说明冷藏老熟幼虫对繁殖力无明显影响。

2) 冷藏成虫对繁殖力的影响  冷藏成虫试验结果见表 7

表 7 雌成蜂冷藏对繁殖力的影响 Tab.7 Influence of freezing female adults on fecundity

表 7说明,当室温26~30 ℃的条件下,将雌蜂放于4~8 ℃的温度条件下,寿命可达20多天,在储存期内,卵巢发育良好,储存期在10 d以内,仍有较好的繁殖力。但随着储存期的延长,平均寄生率与产子蜂数下降,储存期超过15 d失去寄生能力。

3) 冷藏寄主卵对繁殖力的影响冷藏寄主卵对寄生的影响试验结果见表 8

表 8 冷藏寄主卵对寄生的影响 Tab.8 Influence of freezing host eggs on parasitism

4~8 ℃冷藏寄主卵可使寄主卵的有效寄生时期延长到40 d,随着冷藏期的延长,寄生蜂寄生成功率下降,在25 d以内,有较高的寄生能力,超过25 d,被寄生率及产子蜂数均显著下降,超过40 d,失去被寄生能力。冷藏寄主卵对羽化蜂的影响试验结果见表 9

表 9 冷藏寄主卵的羽化蜂性比 Tab.9 Sex ratio of emergence bee of host egg frozen

用冷藏寄主卵接蜂,其成蜂羽化后,平均性比为4.13:1,高于室温下3.48:1,且随着冷藏时期的增长,性比增加,冷藏15 d的寄主卵其性比为室温下的1.26倍。

3 结论与讨论

研究结果表明,天牛长尾啮小蜂一般进行有性生殖,个别未经交配的雌蜂也能产卵寄生天牛卵,但其后代均为雄性。自然界性比雌:雄为2.38:1。

环境条件对小蜂性比、存活力和繁殖力有显著影响。20%蜂蜜、20%酵母是较好的营养补充物。用20%蜂蜜水饲喂雌蜂,啮小蜂后代的性比提高到3.48:1。在一定范围内,啮小蜂寿命随温度的升高而降低。繁殖力与温度直接相关,在25~30 ℃恒温条件下,对雌蜂的繁殖有利,在27.5 ℃恒温条件下,繁殖力最高。在不补充营养条件下,温度低于17.5 ℃或高于35 ℃,均失去繁殖力。RH在40%~80%范围内,繁殖力随着湿度的增加而显著地提高。4~8 ℃下冷藏(老熟幼虫,90 d以内;雌成蜂,10 d以内;寄主卵,25 d以内),不影响正常繁殖。

通过试验得知,此小蜂可连续繁殖,子代峰寄生能力较强,有较高的利用价值。以上试验只是对此蜂繁殖生物学一些方面的初步探讨,在生殖调控、繁殖利用等方面还有许多问题需要研究。

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