黃 聰，王福蓮*，張桂芬，李傳仁，李詠軍

(1.長江大學農學院 湖北荊州 434025;2.中國農業(yè)科學院植物保護研究所，植物病蟲害生物學國家重點實驗室，北京 100193)

昆蟲輻射不育技術，即將大量人工飼養(yǎng)的經輻照導致不育但卻有交配競爭能力的害蟲，因地制宜、適時地釋放到該害蟲的野生種群中去，和野生種群競爭配偶，造成野生害蟲產生的卵不能孵化，使害蟲滅絕的一種害蟲防治方法(樓洪章，1982)。自20 世紀五六十年代利用昆蟲輻射不育技術成功根除美國羊皮螺旋蠅 CochIiomyia hominivorax(Coquerel)以來，該技術以其專一性強，防治徹底、持久、無公害、無殘留、處理時間短和經濟效益高等突出優(yōu)點，正在被廣泛利用(李元英，1985;Helinski et al.，2008)。

一般在昆蟲輻射不育技術中所用輻射蟲的處理效果是以種群不能繁育為判斷依據的(周利娟等，2004)，然而也有研究表明即使是在不育劑量范圍內，γ 射線輻照對某些昆蟲會產生其他方面的影響，如:用100 Gy 和150 Gy 兩個不育劑量處理地中海粉螟Ephestia kuehniella Zeller 幼蟲，其成蟲羽化量明顯減少，且雄性比例增加(Ayvaz and Tun?bilek，2006)。不育劑量下，谷象Sitophilus granarius L.成蟲壽命明顯縮短(周永淑和陳宏，1994);蘋果蠹蛾Cydia pomonella(L.)的不育雄蟲的田間交配競爭力明顯降低(Bolem et al.，1999)。由于輻照蟲的有效蟲量取決于其在交配前的存活、壽命和交配競爭力等諸多因素，所以選擇合適輻射劑量除了要考慮昆蟲的不育程度外，還要根據對象的種類、性別等研究輻照蟲的存活、壽命、羽化、交配、繁殖、活動等方面的影響(樓洪章，1982;張和琴，1982;張維等，1995;Esteva and Yang，2005;Helinski et al.，2006;Parker and Mehta，2007;Helinski et al.，2009;黃聰等，2013)。

柑橘大實蠅Bactrocera minax(Enderlein)在我國主要分布于陜西、四川、重慶、貴州、云南、河南、江蘇、湖北、湖南、臺灣、廣西等省(區(qū))市(吳志清，1958;汪興鑒和羅祿怡，1995)。以幼蟲在柑橘類果實里鉆蛀為害，在防治不利地區(qū)呈逐年加重趨勢(王志強等，2012)，甚至成為當地柑橘毀滅性害蟲(黃大樹等，2007;吳聲海等，2008)。我國于20 世紀90年代開始進行柑橘大實蠅輻射不育效應的研究，發(fā)現柑橘大實蠅輻照適宜蟲態(tài)和適期為末級蛹(劉瓊茹等，1992)，且在60-150 Gy 劑量范圍內的γ 射線輻射可導致雌蟲不育，40-120 Gy 可致雄蟲不育，但綜合羽化、交配等因素，輻照劑量在90Gy-120 Gy 之間較為合適，(張維和李元英，1990;張維和李元英，1991)。然而，羽化出土15-20 d 后才能達到性成熟進行交配，是柑橘大實蠅的一個重要的生物學特性(劉瓊茹等，1992;魯紅學等，2006)，在成蟲交配之前，輻照蟲的存活率高才能保證田間有充足的有效蟲量，而關于不育劑量下柑橘大實蠅交配前期的存活情況尚不清楚，因此，作者于室內研究了100 Gy 和110 Gy 這兩個不育劑量的60Co-γ 射線輻照后，柑橘大實蠅交配前期雌雄成蟲的存活情況，為柑橘大實蠅輻照不育劑量的精準選擇提供依據。

1 材料與方法

1.1 蟲源的獲取與保存

10月上中旬于湖北省宜都市枝城鎮(zhèn)收集柑橘落果中的老熟幼蟲，在室內自然變溫條件下于含水量15%左右的細沙中化蛹并保存?zhèn)溆谩?/p>

1.2 試驗方法

翌年5月中旬當50%的柑橘大實蠅蛹發(fā)育至4級(復眼墨綠色)時(張維和李元英，1991;趙毓潮等，2002)，在北京師范大學化學學院鈷源研究室以100 Gy 和110 Gy、劑量率為2 Gy/min 的60Co γ 射線進行輻照。將同日羽化的成蟲雌雄各20 頭分別飼養(yǎng)于養(yǎng)蟲籠(35 cm×35 cm×35cm)內，每日早晚各一次飼以10%的槐花蜂蜜水(上海冠生園蜂制品有限公司)，上午(10:00)和下午(16:00)各提供清水一次。每3 d 記錄一次死亡的蟲量和性別，至6月11 日實驗室內同條件下同方法飼養(yǎng)的同批次雌雄混合群體開始交配時結束記錄。每處理設5個重復，以未經輻照的同級別蛹同日羽化成蟲作為對照。

1.3 數據整理與分析

輻照處理蟲與對照蟲總死亡率間的差異顯著性采用LSD 法進行分析。雌蟲和雄蟲的校正死亡率均采用Sun-Shepard 公式計算，即:校正死亡率=(處理的死亡率-對照的死亡率)/(1-對照的死亡率)，雌蟲與雄蟲校正死亡率間的差異顯著性采用成對數據t 測驗，P=0.05 進行分析。顯著性分析在SPSS17.0(SPSS Inc.，Chicago，IL，USA)中進行，數據均經反正弦轉換。

2 結果與分析

2.1 不育劑量輻照下柑橘大實蠅成蟲交配前期的存活情況

100 Gy、110 Gy 兩個不育劑量輻照柑橘大實蠅后，其雌雄蟲在交配前期的死亡率(雄蟲分別為61.00%和67.00%，雌蟲分別為45.00%和54.00%)雖然均較對照有所提高，但未達到顯著水平(P100(雄)=0.244，P100(雌)=0.512;P110(雄)=0.300，P110(雌)=0.368)?？梢?00 Gy、110 Gy 這兩個不育劑量輻照后對柑橘大實蠅雌蟲和雄蟲交配前期的存活均無顯著影響。

表1 100Gy 和110Gy60Co-γ 射線輻照后雌蟲和雄蟲交配前期的死亡率(%)Table1 Mortality during premating period of irradiated female and male by 100 Gy and 110 Gy60Co gamma radiation

注:同列數據后字母不同表示各輻射處理與對照在P＜0.05 水平差異顯著(LSD 法方差分析，SPSS 17.0).Note:The same letters in the same colum show the mortality between irradiated and control is no significant difference(P＜0.05)(One-way ANOVA LSD test，SPSS 17.0)

2.2 不育劑量輻照下柑橘大實蠅成蟲交配前期死亡動態(tài)

各處理和對照雄蟲死亡率均在羽化后1-3 日最高，至4-6 日死亡率急劇下降(圖1)。9-10 日前和13-15 日時，輻照處理的雄蟲死亡率均高于對照，且4-6 日兩輻照處理的這種影響均達顯著水平(P100=0.015;P110=0.003)，13-15 日110 Gy 輻照處理的雄蟲死亡與對照的差異也很顯著(P=0.02)。而在10-12 日和16-18 日(性成熟)時，對照的死亡率雖高于輻射處理，但差異不顯著?？梢?，輻射對柑橘大實蠅雄成蟲存活的影響在10 日前即有明顯體現。

對照的第二死亡高峰在10-12 日，100 Gy 處理的第二死亡高峰在7-9 日，比對照前移3 d。而110 Gy 處理的第二死亡高峰從7-9 日拖延至13-15 日，長達6 d?？梢?，輻射后成蟲死亡進度與對照有所不同。

各處理和對照雌蟲在1-3 日時均有一個死亡高峰(圖2)，但處理和對照差異不顯著(P100=0.884;P110=0.465)，至第4-6 日時死亡率均明顯降低，第二死亡高峰均在10-12 日，其后兩處理死亡率持續(xù)下降。在7-15 日兩個處理的死亡率均較對照高，但僅110 Gy 處理在7-9 日達到顯著水平(P=0.048)。16-18 日性成熟時，100 Gy處理死亡率下降至最低，顯著低于對照(P=0.047)和110 Gy 處理(P=0.047)?？梢姡挥齽┝枯椪障?，柑橘大實蠅的雌蟲死亡動態(tài)與對照偏差不大。

圖1 100Gy 和110Gy60Co-γ 射線輻照后柑橘大實蠅雄蟲的交配前期死亡動態(tài)Fig.1 Death dynamicduring premating period of Bactrocera minax male irradiated by 100Gy and 110Gy60Co gamma radiation

圖2 100Gy 和110Gy60Co-γ 射線輻照后柑橘大實蠅雌蟲的交配前期死亡動態(tài)Fig.2 Death dynamic during premating period of Bactrocera minax female irradiated by 100Gy and 110Gy60Co gamma radiation

2.3 不育劑量輻射下柑橘大實蠅雌雄成蟲的存活差異

100 Gy 和110 Gy60Co-γ 射線處理下雄蟲交配前期的校正死亡率分別為24.53%和39.62%，均顯著高于雌蟲的7.63% 和21.61%(P100=0;P110=0.004)(表2)，可見這兩個不育劑量處理后雌蟲在交配前期的存活能力強于雄蟲。

表2 不育劑量下柑橘大實蠅雌蟲和雄蟲交配前期的校正死亡率(%)Table 2 Corrected mortality during premating period of irradiated female and male of Bactrocera minax(%)

3 結論與討論

本實驗結果表明，100 Gy 和110 Gy 的60Co-γ射線輻照對柑橘大實蠅交配前期雌成蟲和雄成蟲的存活無顯著影響，但無論是兩個不育劑量處理還是對照，雌雄成蟲在性成熟前死亡率均很高。對照雌雄蟲死亡率分別高達47%和41%，兩個劑量處理下雌雄死亡率較對照還要高些。說明輻射與否，柑桔大實蠅成蟲在交配前期死亡率都非常之高。而且，死亡主要發(fā)生在羽化后1-3 日，至4-6 日時死亡率則大幅降低，其后至性成熟死亡率都相對平穩(wěn)?？紤]到田間環(huán)境的不可控性，釋放不育蟲時應避開羽化后前3 d 釋放，考慮飼養(yǎng)成本問題在第4-6 d 時釋放為宜。此外，田間釋放輻射蟲時要相應地增加釋放量方能保證足夠的輻照蟲存活至交配產卵，也就是提高有效蟲量。實踐中可依據輻照蟲、對照蟲的死亡率及釋放比確定輻照蟲田間釋放量。

兩個不育劑量處理后柑橘大實蠅雌雄存活均未受顯著影響，而且兩個不育劑量處理間的死亡率差異也不顯著，但輻射處理的死亡率的確是較對照有所提高。由于田間釋放不育蟲需要大量蟲源，死亡率的些許差異對蟲量的影響就會很嚴重。因此，即使是不育劑量范圍內，還是要進行劑量的選擇的。對于雄蟲來說，100 Gy 和110 Gy 處理間死亡率相差較小，而110 Gy 處理的雌蟲，其死亡率較100 Gy 的高出較多。因此作者認為對于雄蟲采用100 Gy 或110 Gy 劑量處理后田間釋放蟲量差異不會太大。但對于雌蟲，采用100 Gy 處理可能保留至釋放的蟲量會更多。

過去認為只有釋放不育雄蟲才有效果，但對于柑橘大實蠅釋放不育雌蟲同樣有效(王華篙等，1993)，且輻照雌蟲具有較強的吸引正常雄蟲與之交配的能力(劉瓊茹等，1992)，因此，考慮釋放后雄蟲死亡率較高，作者認為釋放經100 Gy 輻照的雌蟲能夠降低成本。

90 Gy γ 射線輻照柑橘大實蠅末期蛹，其雌蟲生殖器官比雄蟲更敏感(張維和李元英，1990)，可能因為輻照時卵子發(fā)生處于早期階段，而成熟精子已大量形成。本文結果表明，在100 Gy 和110 Gy 這兩個不育劑量輻照后，柑橘大實蠅在交配前期的存活能力以雌蟲更強。一般而言，昆蟲雌蟲的生殖器官對射線更為敏感(張和琴和樓洪章，1980;樓洪章，1982)，而存活、壽命、飛行能力等方面卻未必如此。比如，在不育劑量下刺桐姬小蜂Quadrastichus erythrinae Km 雄成蟲的存活能力較雌蟲弱(焦懿等，2007)，松墨天牛Monochamus alternatus 也是雄蟲的壽命顯著為短(牟建軍等，2009)。

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