井上蛀果斑螟晝夜行為節(jié)律研究

何　超,　沈登榮,　尹立紅,　李錫良,　袁盛勇,　田學(xué)軍

(1. 紅河學(xué)院生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,云南省高校農(nóng)作物優(yōu)質(zhì)高效栽培與安全控制重點實驗室, 蒙自　661100; 2. 西南林業(yè)大學(xué)林學(xué)院, 昆明　650216)

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井上蛀果斑螟晝夜行為節(jié)律研究

何超1*,沈登榮1,尹立紅2,李錫良1,袁盛勇1,田學(xué)軍1

(1. 紅河學(xué)院生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,云南省高校農(nóng)作物優(yōu)質(zhì)高效栽培與安全控制重點實驗室, 蒙自661100; 2. 西南林業(yè)大學(xué)林學(xué)院, 昆明650216)

為明確井上蛀果斑螟(Assara inouei)晝夜行為節(jié)律,在溫度(25±1)℃、光周期L∥D=15h∥9h、RH60%±10%條件下,系統(tǒng)觀察了井上蛀果斑螟的羽化、交配、產(chǎn)卵、卵孵化及幼蟲化蛹等行為節(jié)律。結(jié)果表明:井上蛀果斑螟的羽化、交配、產(chǎn)卵、孵化、化蛹行為具有明顯的晝夜節(jié)律。成蟲的羽化主要發(fā)生在18:00-04:00,此時成蟲的羽化數(shù)量占總羽化數(shù)量的80%以上,其中以20:00-22:00羽化率最高;成蟲交配活動主要發(fā)生在04:00-08:00,交配率超過75%,以06:00-08:00交配率最高;單次交配持續(xù)時間為20～60min,平均為42.12min;其產(chǎn)卵活動主要發(fā)生在02:00-10:00,該時段所產(chǎn)卵量達到總產(chǎn)卵量的73.99%,顯著高于其他時段;卵孵化主要發(fā)生在04:00-10:00和16:00-20:00兩個時段,卵的孵化數(shù)量占孵化總數(shù)的82.86%,顯著高于其他時段;幼蟲化蛹主要發(fā)生在10:00-14:00和18:00-22:00兩個時段,幼蟲化蛹數(shù)占總化蛹數(shù)的72.83%,化蛹高峰為18:00-20:00。

井上蛀果斑螟;晝夜節(jié)律;行為

井上蛀果斑螟(Assara inoueiYamanaka)屬鱗翅目螟蛾科,是我國石榴樹上的一種新害蟲[1]。該蟲在國外主要分布于日本和韓國,國內(nèi)在湖北五峰、甘肅天水、貴州赤水都有分布[23],但無為害記錄;在云南,井上蛀果斑螟于2002年在建水被首次發(fā)現(xiàn),以幼蟲蛀入石榴果實內(nèi)為害,導(dǎo)致爛果和落果[4]。近幾年,由于氣候等環(huán)境條件適宜,井上蛀果斑螟在云南一些地區(qū)暴發(fā)成災(zāi),蟲果率達60%以上,被害的一個石榴果實內(nèi)平均有幼蟲5～10頭,導(dǎo)致落果率30%以上,重發(fā)的果園甚至高達80%～90%,嚴(yán)重影響了石榴的產(chǎn)量和質(zhì)量[2,56],造成巨大的經(jīng)濟損失,對當(dāng)?shù)厥癞a(chǎn)業(yè)發(fā)展形成較大的威脅,已成為制約當(dāng)?shù)厥裆a(chǎn)發(fā)展的主要鱗翅目害蟲。然而,有關(guān)井上蛀果斑螟的研究相對較少,目前僅對該蟲的形態(tài)特征及田間種群動態(tài)[2,5]、產(chǎn)卵行為[4]、觸角感器的超微結(jié)構(gòu)[6]、羽化及交配行為[7]等進行了初步研究,其很多生物學(xué)特性仍不明確。

研究表明,許多昆蟲,如梨小食心蟲(Grapholitha molesta)[8]、毛健夜蛾(Brithys crini)[9]、楊小舟蛾(Micromelalopha troglodyta)[10]和麻楝蛀斑螟(Hypsipyla robusta)[11]等的發(fā)育和行為都受晝夜節(jié)律的影響,常隨晝夜的交替而呈現(xiàn)一定節(jié)奏的變化規(guī)律,如取食、飛翔、羽化、交配和產(chǎn)卵,甚至卵的孵化、化蛹等,都與光周期密切相關(guān)[12],是昆蟲長期適應(yīng)環(huán)境周期變化的結(jié)果。這些研究為有效適時防治這些害蟲發(fā)揮了重要的指導(dǎo)作用。所以,了解昆蟲的行為節(jié)律,有助于掌握昆蟲種群的活動規(guī)律,對該蟲的監(jiān)測和綜合治理具有重要意義,但有關(guān)井上蛀果斑螟的行為節(jié)律還未見報道。因此,本研究對井上蛀果斑螟的成蟲羽化、交配、產(chǎn)卵、卵孵化和幼蟲化蛹行為特征進行了系統(tǒng)研究,以期進一步明確井上蛀果斑螟的生物學(xué)特性,為該蟲的綜合治理提供理論依據(jù)。

1　材料與方法

1.1供試蟲源

在云南省蒙自市新安所鎮(zhèn)石榴園采集井上蛀果斑螟幼蟲為害的果實,帶回實驗室后,剝出幼蟲,用新鮮石榴皮飼養(yǎng),化蛹羽化后,成蟲飼喂10%的蜂蜜水。連續(xù)飼養(yǎng)3代后,作為供試蟲源。試蟲飼養(yǎng)和試驗處理均在溫度(25±1)℃、光周期L∥D=15h(05:00-20:00)∥9h(20:00-次日05:00)、RH(60±10)%人工氣候培養(yǎng)箱中進行。

1.2試驗方法

1.2.1羽化行為觀察

待井上蛀果斑螟幼蟲化蛹后,收集雌、雄蛹各60頭,放入培養(yǎng)皿內(nèi),每天定時觀察成蟲羽化情況,每隔2h觀察1次,記錄各時段羽化成蟲的雌、雄數(shù)量,直至成蟲全部羽化。重復(fù)5次。

1.2.2交配行為觀察

取羽化后6h之內(nèi)的雌、雄井上蛀果斑螟成蟲各20頭,置于1 000mL的培養(yǎng)瓶內(nèi),瓶中放浸有10%蜂蜜水的脫脂棉球供成蟲補充營養(yǎng)。每天定時觀察成蟲交配情況,每隔20min觀察1次,記錄成蟲的交配行為直至成蟲全部死亡。重復(fù)5次。

1.2.3產(chǎn)卵行為觀察

井上蛀果斑螟產(chǎn)卵行為觀察與交配行為觀察同步進行,方法同1.2.2,記錄成蟲各時段的產(chǎn)卵行為及產(chǎn)卵量。

1.2.4孵化行為觀察

取井上蛀果斑螟雌蟲當(dāng)天產(chǎn)的卵100粒,放入培養(yǎng)皿定時觀察,待其快孵化時(以卵變?yōu)闇\紅色為標(biāo)準(zhǔn)),每隔2h觀察一次,記錄已孵化的卵粒數(shù),直至卵全部孵化。重復(fù)5次。

1.2.5化蛹行為觀察

待同一天內(nèi)孵化的井上蛀果斑螟幼蟲飼養(yǎng)至老熟后，取老熟幼蟲60頭,置于培養(yǎng)皿內(nèi),每天定時觀察老熟幼蟲化蛹情況,每隔2h觀察一次,記錄開始化蛹(以老熟幼蟲吐絲做繭為標(biāo)準(zhǔn))的幼蟲個數(shù),直至老熟幼蟲全部化蛹。重復(fù)5次。

1.3數(shù)據(jù)處理

試驗所獲數(shù)據(jù)用SPSS19.0軟件進行處理,Duncan氏新復(fù)極差法進行差異顯著性分析。

2　結(jié)果與分析

2.1羽化節(jié)律

由圖1可知,井上蛀果斑螟雌、雄成蟲的羽化均主要發(fā)生在18:00-04:00,此時段,雌、雄蟲羽化數(shù)量分別占總羽化數(shù)量的89.11%和80.83%。雌蟲的羽化高峰時段為20:00-22:00,羽化率為30.91%,顯著高于其他時段。而雄蟲的羽化高峰時段為20:00-22:00和22:00-00:00,羽化率分別為27.40%和24.66%,顯著高于其他時段。在光期08:00-20:00,雄蟲的羽化率高于雌蟲,而在暗期00:00-04:00,雌蟲羽化率總體高于雄蟲。

2.2交配節(jié)律

井上蛀果斑螟交配持續(xù)時間為30～40min發(fā)生的概率最大,為32.57%,交配持續(xù)時間40～50min次之,為24.83%,兩者無顯著差異;交配持續(xù)時間為20～30min和50～60min發(fā)生的概率分別為17.26%和17.46%,交配持續(xù)時間大于60min的概率僅為7.88%;未發(fā)現(xiàn)交配時間短于20min的現(xiàn)象;井上蛀果斑螟平均交配持續(xù)時間為42.12min(圖2)。

圖1　井上蛀果斑螟成蟲的羽化節(jié)律Fig.1　Emergence rhythm of Assara inouei

圖2　井上蛀果斑螟交配持續(xù)時間分布Fig.2　Occurrence percentage of mating duration of Assara inouei

井上蛀果斑螟成蟲的交配活動在暗期和光期均有發(fā)生(圖3)。成蟲交配活動主要發(fā)生在04:00-06:00和06:00-08:00兩個時段,交配率分別為33.33%和41.67%,顯著高于其他時段。04:00之前和08:00之后,成蟲的交配活動明顯減少,發(fā)生的概率僅為16.67%和8.33%。

圖3　井上蛀果斑螟的交配節(jié)律Fig.3　Mating rhythm of Assara inouei

2.3產(chǎn)卵節(jié)律

井上蛀果斑螟雌蟲的產(chǎn)卵主要發(fā)生在02:00-10:00,該時段所產(chǎn)卵量占總產(chǎn)卵量的73.99%,顯著高于其他時段,產(chǎn)卵高峰發(fā)生在06:00-08:00,其產(chǎn)卵量占總產(chǎn)卵量的26.95%,顯著高于其他時段;在10:00之后到20:00之前,雌成蟲的產(chǎn)卵量很低,僅占總產(chǎn)卵量的8.03%(圖4)。

圖4　井上蛀果斑螟的產(chǎn)卵節(jié)律Fig.4　Oviposition rhythm of Assara inouei

2.4孵化節(jié)律

從圖5可以看出,井上蛀果斑螟卵孵化在暗期和光期均有發(fā)生,但主要在光期發(fā)生。卵孵化主要發(fā)生在04:00-10:00和16:00-20:00,這兩個時段卵的孵化數(shù)量分別占卵孵化總數(shù)的49.84%和33.02%,顯著高于其他時段,其中卵孵化高峰期在06:00-08:00和16:00-18:00,分別占卵孵化總數(shù)的20.63%和18.73%。

圖5　井上蛀果斑螟的孵化節(jié)律Fig.5　Hatching rhythm of Assara inouei

2.5化蛹節(jié)律

老熟幼蟲化蛹在暗期和光期均有發(fā)生,但主要在光期發(fā)生(圖6)?；贾饕l(fā)生在10:00-14:00和18:00-22:00,顯著高于其他時段;光期化蛹高峰為12:00-14:00和18:00-20:00,化蛹百分率分別為18.52%和22.22%;暗期化蛹高峰為20:00-22:00,化蛹百分率為17.28%。

圖6　井上蛀果斑螟的化蛹節(jié)律Fig.6　Pupation rhythm of Assara inouei

3　結(jié)論與討論

本試驗中,井上蛀果斑螟成蟲羽化高峰主要發(fā)生在剛進入暗期的20:00-22:00,表明井上蛀果斑螟成蟲羽化主要發(fā)生于黃昏時分,這與鱗翅目其他昆蟲,如梨小食心蟲、楊小舟蛾、毛健夜蛾等的羽化節(jié)律發(fā)生在光期不同,表明昆蟲種類不同,其晝夜行為節(jié)律也不同。但井上蛀果斑螟與麻楝蛀斑螟成蟲羽化高峰在20:00-23:00較為一致[11],這是因為井上蛀果斑螟與麻楝蛀斑螟均為螟蛾科昆蟲,所以晝夜行為節(jié)律較為相似;這也與邵淑霞等[5]報道的井上蛀果斑螟成蟲的羽化高峰在20:00-24:00大體一致,進一步證明井上蛀果斑螟的羽化主要發(fā)生在暗期。

井上蛀果雌雄成蟲的交配主要發(fā)生在02:00-10:00,高峰時段為06:00-08:00,為進入光期1h后,表明該蟲主要在黎明時分交配。這與韓偉君等[7]報道的井上蛀果斑螟成蟲交配時間主要發(fā)生在01:00-09:00,05:00-08:00交配率達最大值相比,雖交配時間段和交配高峰期都延遲了1h,但兩者所得結(jié)果并無本質(zhì)差異,出現(xiàn)上述差異的主要原因可能是溫度和光周期等條件不同。此外,本研究發(fā)現(xiàn),井上蛀果斑螟在交配過程中,未發(fā)現(xiàn)多次交配現(xiàn)象,一般一頭雌蟲一生只交配一次,在羽化的前3天內(nèi),雌雄成蟲保持著較高的交配率,多數(shù)成蟲交配持續(xù)時間在20～60min之間,少數(shù)持續(xù)時間大于60min,羽化后第4天,交配率明顯下降。這些結(jié)果表明井上蛀果斑螟的交配行為與成蟲的齡期密切相關(guān),交配持續(xù)時間是否與井上蛀果斑螟的齡期有著關(guān),還有待于進一步研究。

井上蛀果斑螟產(chǎn)卵、卵孵化和化蛹在光期和暗期均可發(fā)生,但主要在光期發(fā)生。產(chǎn)卵主要發(fā)生在02:00-10:00,該時段產(chǎn)卵量達總產(chǎn)卵量的73.99%,產(chǎn)卵高峰期為06:00-08:00,發(fā)生在進入光期1h后,表明井上蛀果斑螟成蟲產(chǎn)卵主要發(fā)生在黎明時分;卵孵化在06:00-08:00和16:00-18:00呈現(xiàn)了兩個孵化高峰,為進入光期1h后和進入暗期2h前,表明井上蛀果斑螟的卵主要在黎明和黃昏時分孵化;化蛹主要發(fā)生在10:00-14:00和18:00-20:00,這兩個時段化蛹的數(shù)量占總化蛹數(shù)的55.55%,化蛹高峰期為18:00-20:00,發(fā)生在進入暗期前2h,表明井上蛀果斑螟老熟幼蟲化蛹主要發(fā)生于黃昏時分。這些結(jié)果表明,光照強度的變化對井上蛀果斑螟的產(chǎn)卵、化蛹和卵孵化影響明顯,這一研究結(jié)果與大多數(shù)其他昆蟲的研究結(jié)果相似[11,1315],進一步揭示了黎明或黃昏最有利于井上蛀果斑螟產(chǎn)卵、卵孵化及化蛹。

本試驗結(jié)果表明,井上蛀果斑螟成蟲羽化、交配、產(chǎn)卵、卵孵化及幼蟲化蛹行為具有明顯的晝夜節(jié)律。井上蛀果斑螟成蟲羽化和幼蟲化蛹主要發(fā)生在黃昏時分,成蟲的交配和產(chǎn)卵主要發(fā)生在黎明時分,卵的孵化在黎明和黃昏時分均可發(fā)生,且光照強度、光周期及溫度等環(huán)境條件對井上蛀果斑螟的晝夜行為節(jié)律有明顯影響。

[1]白玲玲,李正躍. 云南石榴樹上的一種新害蟲-井上蛀果斑螟[J]. 植物保護,2006,32(1):110.

[2]白玲玲,張祖兵,楊仕生,等. 云南石榴新紀(jì)錄害蟲井上蛀果斑螟的形態(tài)學(xué)及種群動態(tài)特征[J]. 云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,2005,20(2):183187.

[3]DuYanli,LiHouhun,WangShuxia.AtaxonomicstudyonthegenusAssaraWalkerfromChina(Lepidoptera:Pyralidae:Phycitinae)[J].ActaZootaxonomicaSinica, 2002, 27(1):819.

[4]秦卓,蔣智林,李正躍,等. 石榴不同部位對井上蛀果螟(Assara inouei)產(chǎn)卵行為的影響[J]. 云南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2008,30(S1):123126.

[5]邵淑霞,李春艷,楊仕生,等. 井上蛀果斑螟幼蟲和蛹的形態(tài)描述及生物學(xué)特性[J]. 云南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報,2008,23 (1):2224.

[6]邵淑霞,姜波,蒲衛(wèi)瓊,等.井上蛀果斑螟觸角感器的掃描電鏡觀察[J]. 昆蟲知識,2008,45(6):932936.

[7]韓偉君,肖春,楊仕生,等. 井上蛀果斑螟羽化及交配行為學(xué)特征研究[J]. 云南大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2008,30(S1):120122.

[8]張國輝,仵均祥. 梨小食心蟲成蟲行為節(jié)律研究[J]. 西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版),2012,40 (12):131135.

[9]涂小云,陳元生. 毛健夜蛾晝夜節(jié)律行為[J]. 植物保護,2013,39(1):8588.

[10]陳琳,王廣利,魏洪義. 楊小舟蛾的羽化和生殖行為節(jié)律[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報,2014,25(8):24252430.

[11]馬濤, 孫朝輝, 李奕震, 等. 麻楝蛀斑螟成蟲的羽化節(jié)律及生殖行為[J]. 福建農(nóng)林大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版), 2014, 43(1): 610.

[12]吳少會,向群,薛芳森. 昆蟲的行為節(jié)律[J]. 江西植保,2006,29(4):147157.

[13]徐強,張慶. 大猿葉蟲卵孵化的時辰節(jié)律研究[J]. 江西植保,2007,30(3):99100.

[14]魏玉紅,羅進倉,劉月英,等. 蘋果蠹蛾羽化產(chǎn)卵及卵孵化的晝夜節(jié)律[J]. 植物保護,2014,40(3):143146.

[15]武承旭,楊茂發(fā),曾昭華,等. 斜紋夜蛾成蟲在不同寄主上的繁殖行為日節(jié)律[J]. 植物保護學(xué)報,2015,42(2):210216.

(責(zé)任編輯：田喆)

CircadianrhythmicbehaviorofAssara inouei

HeChao1,ShenDengrong1,YinLihong2,LiXiliang1,YuanShengyong1,TianXuejun1

(1.CollegeofLifeScienceandTechnology,HongheUniversity,YunnanProvincialKeyLaboratoryofCropCultivationandSafetyControl,Mengzi661100,China; 2.CollegeofForestry,SouthwestForestryUniversity,Kunming650216,China)

InordertodeterminethecircadianrhythmofAssara inouei,theeclosion,mating,oviposition,hatchingandpupationwerestudiedunderthephotoperiodofL∥D=15h∥9hat(25±1)℃andRHof60% ± 10%inthelaboratory.Theresultsshowedthattheeclosion,mating,oviposition,hatchingandpupationofA. inoueihadasignificantbiologicalrhythm.Theadultemergenceoccurredmainly(80%)in18:00-04:00,andthehighestemergencerateoccurredin20:00-22:00; 75%ofmatingoccurredin04:00-08:00,withthehighestmatingrateoccurringin06:00-08:00,andthesingleadultmatingdurationwasbetween20-60min,withameanvalueof42.12min; 73.99%femaleadultsovipositedin02:00-10:00,significantlyhigherthanintheotherperiods; 82.86%ofegghatchingoccurredin04:00-10:00and16:00-20:00,significantlyhigherthanintheotherperiods; 72.83%ofthelarvaepupatedin10:00-14:00and18:00-22:00,withthepupationpeakoccurringin18:00-20:00.

Assara inouei;circadianrhythm;behavior

20150508

20150617

紅河學(xué)院博士科研啟動專項(14bs15)；紅河學(xué)院大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計劃項目(DCXL1406)；云南省教育廳科研基金項目(2014Y460)；紅河學(xué)院植物保護碩士點建設(shè)項目

E-mail:hechao1022@163.com

S433.4

ADOI：10.3969/j.issn.05291542.2016.03.023