高溫對橡副珠蠟蚧和副珠蠟蚧闊柄跳小蜂存活的影響

王倩 符悅冠 李磊 韓冬銀 陳俊諭 牛黎明 張方平

摘 要 為探索短時高溫脅迫對橡副珠蠟蚧[Parasaissetia nigra（Nietner）]及其天敵副珠蠟蚧闊柄跳小蜂（Metaphycus parasaissetiae Zhang and Huang）的影響，本研究在室內(nèi)觀察了橡副珠蠟蚧及其天敵副珠蠟蚧闊柄跳小蜂在不同溫度（33、36、39、42、45 ℃）和短時處理（3、6、9 h）下的存活情況。結(jié)果表明：隨著溫度升高和處理時間延長，橡副珠蠟蠟卵的孵化率均逐漸降低，卵經(jīng)33～42 ℃的高溫脅迫3、6、9 h后其孵化率均高于87.0%，45 ℃脅迫9 h后僅為14.7%；3齡若蟲在36～42 ℃范圍，隨溫度升高存活率降低，而45 ℃脅迫6 h和9 h后不能存活；初期成蟲在45 ℃條件下，脅迫6 h后存活率僅為25.0%，脅迫9 h存活率為0。副珠蠟蚧闊柄跳小蜂蛹的羽化率隨脅迫溫度升高和脅迫時間延長而逐漸降低，33～42 ℃條件下，處理3 h后羽化率均在87.5%以上，處理6 h后，羽化率分別均在81.8%以上，處理9 h后，羽化率均在77.8%以上，當(dāng)溫度升至45 ℃時，副珠蠟蚧闊柄跳小蜂蛹不能羽化；副珠蠟蚧闊柄跳小蜂成蟲壽命也隨脅迫溫度升高和時間延長而縮短，42 ℃脅迫3 h僅為1.00 d，脅迫9 h后約為0.50 d，45 ℃脅迫3、6、9 h后初羽化雌蜂均很快死亡。橡副珠蠟蚧和副珠蠟蚧闊柄跳小蜂對高溫均有較強(qiáng)的適應(yīng)性。

關(guān)鍵詞 高溫；橡副珠蠟蚧；副珠蠟蚧闊柄跳小蜂；存活率

中圖分類號 Q969.54 文獻(xiàn)標(biāo)識碼 A

Abstract To explore the effect of short-term heating on Parasaissetia nigra and its natural enemy Metaphycus parasaissetiae， their survivals were examined at different temperatures（33， 36， 39， 42， 45 ℃）after 3-， 6-， and 9- hour treatment. The results showed that the egg hatching rate of P. nigra decreased with the temperature and exposure time increasing. The hatching rate was more than 87.0% from 33 to 42 ℃ after 3-， 6-， and 9- hour treatment， and was 14.7% at 45 ℃ after 9 hour treatment. The survival of the third instar nymphs decreased with the temperature increasing at the range of 33 to 42 ℃， they did not survive at 45 ℃ after 6- and 9-hour treatment. The survival of the newly emerged adults treated 6 and 9 hours were 25.0% and 0 respectively at 45 ℃， The eclosion rate pupal M. parasaissetiae decreased with the increase of temperature and exposure time. At the range of 33 to 42 ℃， the eclosion rates of the pupae treated 3， 6 and 9 hours were higher than 87.5%， 81.8 and 77.8% respectively. The pupae did not emerge at 45 ℃. The lifespan of M. parasaissetiae adults shortened with the increase of temperature and exposure time. The adults treated 3 and 9 hours can survive 1 d and 0.5 d， respectively. The female adults rapidly die at 45 ℃ after 3-， 6-， and 9- hour treatment. In conclusion， Parasaissetia nigra and M. parasaissetiae had strong adaptability to high temperatures at the range of 33 to 42 ℃. These results will provide some theoretical bases for the utilization of M. parasaissetiae.

Key words High temperature； Parasaissetia nigra； Metaphycus parasaissetiae； Survival

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2017.11.026

橡副珠蠟蚧[Parasaissetia nigra（Nietner）]是橡膠樹上的重要害蟲。2004年，該蟲在云南爆發(fā)成災(zāi)，受害面積達(dá)4萬多公頃[1-2]，2008年以來，橡副珠蠟蚧在海南陸續(xù)暴發(fā)成災(zāi)，給橡膠產(chǎn)業(yè)造成了嚴(yán)重?fù)p失[3-4]。副珠蠟蚧闊柄跳小蜂（Metaphycus parasaissetiae Zhang and Huang）是一種橡副珠蠟蚧的本土優(yōu)勢天敵[5]，對橡副珠蠟蚧具有較大的控制潛能[3，6]。

溫度是影響昆蟲種群增長的重要因子，其對溫度逆境適應(yīng)性的高低決定了種群的保持和發(fā)展能力[7-8]。目前，有關(guān)溫度對橡副珠蠟蚧及天敵副珠蠟蚧闊柄跳小蜂的研究僅涉及了低溫區(qū)和適溫區(qū)。適溫區(qū)內(nèi)對橡副珠蠟蚧影響的研究發(fā)現(xiàn)23～27 ℃范圍內(nèi)該蟲種群增長最快，在30 ℃的恒溫條件下發(fā)育速率和繁殖力明顯下降[9]；在低溫區(qū)和適溫區(qū)對副珠蠟蚧闊柄跳小蜂的研究發(fā)現(xiàn)在33 ℃以上，該蜂發(fā)育速度減緩，在30 ℃以上繁殖力明顯下降，在18 ℃以下不能完成世代發(fā)育[10-11]。在我國，橡副珠蠟蚧大部分發(fā)生區(qū)6～7月的日最高溫度可以達(dá)到35～45 ℃，該蟲及天敵在自然界中難免會遭遇高溫逆境，短時間的高溫經(jīng)歷有可能對其存活、生長發(fā)育、繁殖等方面產(chǎn)生影響。昆蟲對環(huán)境變化最直觀反應(yīng)就是能否存活，研究昆蟲耐熱性的最常用方法之一就是統(tǒng)計(jì)其高溫脅迫后的存活率[12-14]。為此，筆者于室內(nèi)采用短時高溫暴露的方法，研究了不同高溫暴露后橡副珠蠟蚧及其天敵副珠蠟蚧闊柄跳小蜂的存活情況，研究結(jié)果對明確橡副珠蠟蚧及副珠蠟蚧闊柄跳小蜂對高溫逆境的適應(yīng)能力，保護(hù)利用副珠蠟蚧闊柄跳小蜂具有重要意義。

1 材料與方法

1.1 供試蟲源

橡副珠蠟蚧：采自云南省熱帶作物研究所試驗(yàn)場橡膠樹上，在中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院環(huán)境與植物保護(hù)研究所內(nèi)室內(nèi)溫度（26±1）℃，相對濕度（70±10）%的養(yǎng)蟲室里以南瓜為植物寄主繼代繁殖。

副珠蠟蚧闊柄跳小蜂：于云南熱帶作物科學(xué)研究所試驗(yàn)場橡副珠蠟蚧嚴(yán)重發(fā)生區(qū)的橡膠林段收集副珠蠟蚧闊柄跳小蜂褐蛹，待羽化后用橡膠上的橡副珠蠟蚧繁殖，形成數(shù)量較大的種群。然后將蜂轉(zhuǎn)接在用南瓜飼養(yǎng)的橡副珠蠟蚧上，形成以南瓜為植物寄主的種群以供試驗(yàn)所需。

1.2 實(shí)驗(yàn)方法

1.2.1 異常高溫對橡副珠蠟蚧卵孵化率的影響

選取帶有橡副珠蠟蚧產(chǎn)卵期成蟲的南瓜分別于33、36、39、42、45 ℃人工氣候箱內(nèi)處理3、6、9 h后，剝下成蟲取卵100粒置于培養(yǎng)皿（d=9 cm）中，用昆蟲針扎孔的保鮮膜封口，然后放置于溫度（27±1）℃，相對濕度（70±10）%，L ∶ D=12 ∶ 12的人工氣候箱內(nèi)培養(yǎng)，每天觀察卵的孵化情況，記錄孵化卵粒數(shù)，連續(xù)3 d不再有卵孵化為止。實(shí)驗(yàn)重復(fù)4次。以溫度（27±1）℃，相對濕度（70±10）%，L ∶ D=12 ∶ 12下飼養(yǎng)作為對照。

1.2.2 異常高溫對橡副珠蠟蚧3齡若蟲和成蟲存活的影響 在南瓜上集中挑選橡副珠蠟蚧3齡若蟲和初期成蟲各50頭，并去除其它齡期的蟲，用記號筆圈起來，分別置于33、36、39、42、45 ℃的人工氣候箱內(nèi)處理3、6、9 h，然后放置于溫度（27±1）℃，相對濕度（70±10）%，L ∶ D =12 ∶ 12的人工氣候箱內(nèi)培養(yǎng)，觀察3齡若蟲能否發(fā)育至初期成蟲及初期成蟲能否變黑。實(shí)驗(yàn)重復(fù)4次，以溫度（27±1）℃，相對濕度（70±10）%，L ∶ D=12 ∶ 12下飼養(yǎng)作為對照。

1.2.3 異常高溫對副珠蚧闊柄跳小蜂蛹存活的影響

選取被副珠蠟蚧闊柄跳小蜂寄生10 d后的橡副珠蠟蚧（小蜂處蛹期）30頭于培養(yǎng)皿中，并用昆蟲針扎孔的保鮮膜封口后置于33、36、39、42、45 ℃的人工氣候箱內(nèi)處理3、6、9 h，然后置于溫度（27±1）℃，相對濕度（70±10）%，L ∶ D=12 ∶ 12的人工氣候箱內(nèi)培養(yǎng)，每日觀察副珠蚧闊柄跳小蜂的羽化數(shù)量并去除已羽化的成峰，15 d后解剖觀察未出蜂的蛹數(shù)，實(shí)驗(yàn)重復(fù)4次，以溫度（27±1）℃，相對濕度（70±10）%，L ∶ D=12 ∶ 12下飼養(yǎng)的作為對照。

1.2.4 異常高溫對副珠蚧闊柄跳小蜂成蟲壽命的影響

收集初羽化雌蜂置于指形管中，每管10頭，將浸有20%蜂蜜水的脫脂棉條緊貼于指形管內(nèi)壁，每10管為一處理（共100頭），分別放入溫度33、36、39、42、45 ℃人工氣候箱內(nèi)處理3、6、9 h，每隔12 h更換1次營養(yǎng)源并觀察記錄雌蜂的存活情況，至所有蜂死亡為止。試驗(yàn)重復(fù)4次，以溫度（27±1）℃，相對濕度（70±10）%，L ∶ D=12 ∶ 12下飼養(yǎng)作為對照。

1.3 數(shù)據(jù)處理方法

數(shù)據(jù)釆用Mircrosoft ExceL WPS軟件進(jìn)行分析繪圖，使用DPS數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行方差分析和Duncan新復(fù)極差法分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 異常高溫對橡副珠蠟蚧存活率的影響

2.1.1 異常高溫對橡副珠蠟蚧卵孵化率的影響

由表1可知，隨著溫度升高和處理時間延長，橡副珠蠟蚧的卵孵化率逐漸降低，處理組均低于對照。處理時間為3 h時，33、36、39 ℃脅迫后與對照差異不顯著，而與42、45 ℃脅迫后差異顯著，均顯著低于對照；處理6 h后，33 ℃脅迫后與對照差異不顯著，而與36、39、42、45 ℃脅迫差異顯著；處理9 h后，孵化率均顯著低于對照，45 ℃脅迫存活率僅為14.7%。

2.1.2 異常高溫對橡副珠蠟蚧3齡若蟲存活率的影響

由表2可知，隨溫度升高和脅迫時間延長，橡副珠蠟蚧3齡若蟲的存活率降低。在33 ℃時，3齡若蟲能全部存活。處理3 h時，在36、39、42、45 ℃均顯著低于對照，36、39 ℃處理的存活率差異不顯著，但顯著高于42、45℃處理的；處理6、9 h時，42 ℃條件下存活率已顯著降低，45 ℃則均不能成活，各處理間差異顯著。36、39 ℃條件下，不同脅迫時間之間差異顯著。

2.1.3 異常高溫對橡副珠蠟蚧初期成蟲存活率的影響

由表3可知，異常高溫對橡副珠蠟蚧初期成蟲存活影響明顯。在33 ℃時，橡副珠蠟蚧初期成蟲能全部存活。在36～42 ℃范圍，處理3 h對其存活率影響較小，孵化率均在88.5%以上，45 ℃的存活率為52.0%，36 ℃與39 ℃間差異不顯著，但與42 ℃、45 ℃呈顯著差異；處理6 h后，存活率降低，36、39、42、45 ℃的存活率分別為90.5%、80.5%、79.0%、25.0%，除39 ℃和42 ℃間差異不顯著外，各處理間差異明顯；處理9 h后，其存活率隨溫度升高差異顯著，分別為84.5%、79.0%、54.5%、0.0。

2.2 異常高溫對副珠蠟蚧闊柄跳小蜂蛹羽化率的影響

由表4可知，高溫脅迫后，副珠蠟蚧闊柄跳小蜂蛹的羽化率隨溫度升高和脅迫時間延長而降低。33 ℃脅迫3、6、9 h蛹的羽化率為96. 8%、98.0%、97.4%，與對照相比無顯著差異，且各處理間也無顯著差異。處理溫度為36、39、42、45 ℃時均顯著低于對照，處理3 h時，36、39、42、45 ℃間差異顯著；處理6 h時，除36 ℃與39 ℃差異不顯著外，其余處理間差異顯著；處理9 h時，除39 ℃與42 ℃差異不顯著外，其余處理間差異顯著。45 ℃時的羽化率急劇降低，脅迫3～9 h后小蜂蛹均不能羽化。

2.3 異常高溫對副珠蠟蚧闊柄跳小蜂雌蜂壽命的影響

由表5可知，隨溫度升高和處理時間延長，副珠蠟蚧闊柄跳小蜂壽命逐漸縮短。在27 ℃時壽命最長為10.9 d。33、36、39 ℃處理3 h后，雌蜂壽命還均在6.6 d以上，分別為8.2 、6.6、6.6 d，36 ℃與39 ℃間差異不顯著。33、36、39 ℃處理6 h和9 h后，壽命隨溫度升高顯著降低，分別降低為8.1、7.2、4.5 d和8.3、6.6、3.5 d。42℃處理3、6、9 h后，雌蜂壽命分別為1.2、1.0、0.6 d，而45 ℃時，雌蜂壽命均小于0.5 d。

3 討論

昆蟲是變溫動物，對溫度變化非常敏感，短時極端溫度暴露就可能造成其迅速死亡[15-16]。因此，在生態(tài)系統(tǒng)中，昆蟲對極端溫度的適應(yīng)決定了其種群的建立、發(fā)生、擴(kuò)散。鑒于溫度對昆蟲產(chǎn)生的影響與溫度強(qiáng)度和所遭受極端溫度的時間密切相關(guān)，本文考慮了高溫強(qiáng)度和脅迫時間兩個重要因子。

本研究發(fā)現(xiàn)在溫度為33～45 ℃范圍內(nèi)，橡副珠蠟蚧的卵、3齡若蟲、初期成蟲存活率均隨高溫升高、脅迫時間延長而下降。卵經(jīng)33～42 ℃高溫脅迫9 h后其孵化率均高于87.0%，說明在該溫度范圍內(nèi)對橡副珠蠟蚧卵的孵化率影響較??；在45 ℃脅迫3 h后卵孵化率為91.0%，而協(xié)迫6 h和9 h后卵孵化率下降較快，分別僅為40.0%和14.7%，說明在超出一定時間范圍，45 ℃的逆境高溫對橡副珠蠟蚧卵的影響明顯，這可能是因?yàn)槔ハx在一定時間內(nèi)存在高溫耐受閾值[17]。盧川川[18]等認(rèn)為，日最低溫超過29 ℃時，橡副珠蠟蚧的卵不能正常孵化，陳偉[7]等認(rèn)為32 ℃以上橡副珠蠟蚧卵不能孵化，均與本結(jié)果有一定差異，其原因是實(shí)驗(yàn)種群來源和寄主植物不同，還是其它原因有待于進(jìn)一步研究。3齡若蟲在而45 ℃脅迫6 h和9 h時不能存活，而初期成蟲脅迫9 h不能存活。說明在本研究的橡副珠蠟蚧3個發(fā)育階段中，卵對高溫的適應(yīng)性最強(qiáng)，初期成蟲次之，3齡若蟲最弱，結(jié)果與高溫對玉米螟和番石榴實(shí)蠅不同蟲態(tài)存活的影響相似[19-20]。

極端高溫橡副珠蠟蚧的本土天敵對副珠蠟蚧闊柄跳小蜂蛹存活影響明顯。副珠蠟蚧闊柄跳小蜂蛹經(jīng)42 ℃脅迫9 h后羽化率為77.8%，但45 ℃時脅迫3、6、9 h后，蛹基本上不能羽化，說明該蜂蛹對溫度33～42 ℃的適宜性較強(qiáng)，但對45 ℃及以上的溫度則極不適宜。雌蜂壽命隨溫度升高和脅迫時間延長而縮短，在對照27 ℃條件下，雌蜂壽命最長，而經(jīng)39 ℃以上的高溫協(xié)迫后壽命快速變短，42 ℃脅迫3 h和6 h壽命僅為1 d，脅迫9 h后約為0.5 d；45 ℃脅迫3、6、9 h后雌蜂均很快死亡。說明副珠蠟蚧闊柄跳小蜂成蜂對高溫的適應(yīng)能力較蛹弱，因此，在田間放蜂時，應(yīng)需考慮高溫對小蜂的影響，最好選擇早晚釋放小蜂蛹，且盡量避開在正午高溫時段釋放，放蜂器也應(yīng)懸掛在避免陽光直射的地方。

高溫對昆蟲的生長發(fā)育、產(chǎn)卵、存活均有影響，本試驗(yàn)僅對存活率進(jìn)行觀察，為了全面了解高溫對橡副珠蠟蚧及副珠蠟蚧闊柄跳小蜂的影響，尚需進(jìn)一步開展高溫對其發(fā)育歷期、個體大小、生殖能力、性比等方面的觀察。

參考文獻(xiàn)

[1] 段 波， 周 明， 李加智， 等. 西雙版納橡膠介殼蟲種類鑒定及其防治[J]. 熱帶農(nóng)業(yè)科技， 2005， 28（2）： 1-3.

[2] 管志斌， 陳 勇， 雷建林， 等. 西雙版納州橡膠介殼蟲大面積爆發(fā)[J].植物保護(hù)， 2005， 31（1）： 92-93

[3] 張方平， 牛黎明， 許永池， 等. 副珠蠟蚧闊柄跳小蜂的控制作用研究[J]. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)， 2010， 21（8）： 2 166-2 170.

[4] 張方平， 朱俊洪， 韓冬銀. 副珠蠟蚧闊柄跳小蜂的寄生影響因子[J].生態(tài)學(xué)報(bào)， 2015， 35（21）： 7 255-7 262.

[5] Zhang Y Z， Huang D W， Fu Y G， et al. A new species of Metaphycus Mercet （Hymenoptera： Encyrtidae） from China， parasitoid of Parasaissetia nigra （Nietner） （Homoptera： Coccoidea）[J]. Entomological news， 2007， 118（1）： 68-72.

[6] 溫麗娜， 符悅冠， 張方平， 等. 副珠蠟蚧闊柄跳小蜂Metaphycus parasaissetiae nigra Zhang and Huang生物學(xué)特性的研究[J]. 中國生物防治， 2009， 25（2）： 112-119.

[7] Barthe J F， Hranitz J M， Thorp R W， et al. High temperature responses in two exotic leafcutting bee species： Megachile apicalis and M. rotundata （Hymenoptera： Megachilidae）[J]. The Pan Pacific Entomologist， 2002， 78： 235-246.

[8] Jenkins N L， Hoffmann A A.Limits to the southern border of Drosophila serrata： Cold resistance， heritable variation， and trade offs[J]. Evolution， 1999， 53： 1 823-1 834.

[9] 陳 偉， 符悅冠， 彭正強(qiáng). 溫度對橡副珠蠟蚧實(shí)驗(yàn)種群的影響[J]. 熱帶作物學(xué)報(bào)， 2010， 31（5）： 809-811.

[10] 溫麗娜， 符悅冠， 張方平. 溫度對副珠蠟蚧闊柄跳小蜂發(fā)育和繁殖的影響[J]. 昆蟲知識， 2010， 47（1）： 151-155.

[11] 張方平， 朱俊洪， 韓冬銀， 等. 低溫對副珠蠟蚧闊柄跳小蜂發(fā)育及繁殖的影響[J]. 環(huán)境昆蟲學(xué)報(bào)， 2015， 37（6）： 1 252 -1 256.

[12] Morrison W W， Milkman R. Modification of heat resistance in Drosophila by selection[J]. Nature， 1978， 273： 49-50.

[13] Loeschcke V， Krebs R A， Barker J S F. Genetic variation for resistance and acclimation to high temperature stress in Drosophila buzzatii[J]. Biological Journal of the Linnean Society， 1994， 52（01）： 83-92.

[14] Krebs R A， Loeschcke V. A genetic analysis of the relationship between life-history variation and heat-shock tolerance in Dwsophila buzzatii[J]. Heredity， 1999， 83： 46-53.

[15] 羅 舉， 張孝羲， 翟保平， 等. 高溫對二化螟實(shí)驗(yàn)種群生長、 存活和繁殖的影響[J]. 生態(tài)學(xué)報(bào)， 2005， 25（4）： 931-936.

[16] 李國平， 封洪強(qiáng)， 黃 博， 等. 短時高溫暴露對綠盲蝽和中黑盲蝽存活及生殖的影響[J]. 生態(tài)學(xué)報(bào)， 2017， 37（11）： 3 939-3 945.

[17] Miller G L， Donnelly C R， Gamboa G J. A ten-year comparative study of the population dynamics and parasitoidism in the native paper wasp Polistes fuscatus and the invasive P. dominulus[J]. Insectes Sociaux， 2013， 60（1）： 49-56.

[18] 盧川川， 伍慧雄. 烏副盔蚧的生物學(xué)及其防治研究[J].昆蟲天敵， 1991， 13（03）： 101-106.

[19] 全玉東， 何康來， 王振營， 等. 短時極端高溫對亞洲玉米螟卵、 初孵幼蟲和成蟲的影響[J]. 植物保護(hù)學(xué)報(bào)， 2015， 42（6）： 985-990.

[20] 韋昌華， 陸永躍， 曾 玲. 高溫對番石榴實(shí)蠅不同蟲態(tài)的致死效應(yīng)研究[J]. 華南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)， 2012， 33（3）： 346-350.