王文倩，鄭亞強,3，杜廣祖，肖關(guān)麗，陳 斌*

(1. 云南農(nóng)業(yè)大學植物保護學院，云南生物資源保護與利用國家重點實驗室，昆明 650201；2. 云南農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學與生物技術(shù)學院，昆明 650201；3. 貴州中醫(yī)藥大學藥學院，貴陽 550025)

延遲交配是指動物的交配行為在環(huán)境中可能受到各種生物或非生物因素的影響，不能正常交配而延遲(楊廣明等, 2015; Waqasetal., 2020)。如利用性誘劑大量誘殺雄性或采用迷向法以阻止兩性間的通訊聯(lián)系，降低田間雌雄蟲之間的交配概率，使其不能在合適的時間完成交配，從而達到控制害蟲種群增長的目的(趙信等, 2012; 閆俊杰等, 2019)。應用這些技術(shù)的一個重要前提是必須對某種特定害蟲的交配行為有深入的了解，以便于系統(tǒng)評價這些技術(shù)在田間的應用前景及效果(王香萍和張鐘寧, 2004; 孔維娜等, 2013)。據(jù)報道，不同種類昆蟲延遲交配對其種群繁殖及壽命等影響不同，如Wenninger and Averill(2006)總結(jié)了延遲交配對鞘翅目Coleoptera、鱗翅目Lepidoptera、雙翅目Diptera和同翅目Hemiptera等昆蟲的影響，發(fā)現(xiàn)一些昆蟲的繁殖力下降而一些恒定不變。王香萍和張鐘寧(2004)總結(jié)了延遲交配對鱗翅目昆蟲的生殖力、卵的孵化率、交配成功率、成蟲壽命等的影響，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在鱗翅目昆蟲中，雌蟲或雄蟲延遲交配均降低雌蟲的生殖力、卵的孵化率和交配成功率，但雌雄蟲壽命延長。因此，明確延遲交配對某種特定昆蟲種群生物學特性的影響，對于害蟲綠色防控具有重要意義。

馬鈴薯塊莖蛾P(guān)hthorimaeaoperculella(Zeller)又名煙草潛葉蛾、馬鈴薯麥蛾，是一種世界性分布的毀滅性茄科作物害蟲(Rondon, 2010)，其對田間馬鈴薯植株和裸露薯塊和倉儲的馬鈴薯薯塊均可造成嚴重危害(Rondon and Xue, 2010)。其寄主植物主要有馬鈴薯、煙草、番茄、茄子、辣椒等，但對馬鈴薯和煙草的嗜食性較強(郭志祥等, 2014; Vanevaganchevaetal., 2016; Aryal and Jung, 2019)。該蟲無嚴格的滯育現(xiàn)象，成蟲產(chǎn)卵量大，卵孵化率高，溫濕度適宜均可生長發(fā)育繁殖，對溫度具有較強耐受性(Andreadisetal., 2016)、對傳統(tǒng)化學農(nóng)藥具有較強的抗性(Dog ramaci and Tingey, 2010; El-kady, 2011)，由此給該害蟲的防治帶來了巨大的困難。

目前對馬鈴薯塊莖蛾的防治方法主要還是化學防治(Colletal., 2000; Eivazianetal., 2018)。然而，由于化學農(nóng)藥的廣泛使用，該蟲已經(jīng)產(chǎn)生了較強的抗藥性，加之馬鈴薯塊莖蛾的寄主植物大多為蔬菜、糧食作物和經(jīng)濟作物，采用化學農(nóng)藥對人畜的危害較大(Dog ramaci and Tingey, 2010; Meabedetal., 2011)。因此，為減少化學農(nóng)藥的使用和延緩抗藥性的發(fā)展，植?？萍脊ぷ髡咭言诙喾N生物技術(shù)協(xié)同進行綠色防控方面進行了大量的研究(Keasar and Steinberg, 2008; Jukesetal., 2014; Yuanetal., 2018)，如對馬鈴薯塊莖蛾性信息素(Arabetal., 2007)的篩選和應用其中以(E-4, Z-7)-十三碳二烯乙酸酯(E4, Z7-13: Ac)和(E-4, Z-7, Z-10)-十三碳三烯乙酸酯(E4, Z7, Z10-13:Ac)為主要成分的性信息素在馬鈴薯塊莖蛾種群監(jiān)測和防治中取得的較好的效果(閆俊杰等, 2019)。延遲交配對雌雄兩性的性行為習性的影響，將直接關(guān)系到使用性信息素防治害蟲的效果，延遲交配會對種群的生物學參數(shù)產(chǎn)生不同程度的影響，進而影響其適合度(Mori and Evenden, 2013)。然而，延遲交配是否會影響馬鈴薯塊莖蛾的壽命和繁殖力，目前未見相關(guān)研究報道。

因此，本研究通過探討馬鈴薯塊莖蛾延遲交配對馬鈴薯塊莖蛾雌蟲的生殖能力、卵的孵化率和成蟲壽命的具體影響，為利用性信息素防治馬鈴薯塊莖蛾提供參考和依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 蟲源飼養(yǎng)

馬鈴薯塊莖蛾幼蟲采集于云南省宣威市板橋鎮(zhèn)(N26°05′52.3″，E104°04′27.5″)馬鈴薯田。室內(nèi)參照Rondon(2010)的飼養(yǎng)方法進行飼養(yǎng)。首先在有機玻璃透明養(yǎng)蟲箱(長×寬×高=40 cm×40 cm×40 cm)內(nèi)鋪一薄層消毒細沙，然后在其上放置一層新鮮馬鈴薯薯塊，將采集的幼蟲放置于薯塊上，任其繁殖。獲得穩(wěn)定種群后，大量收集同一天的卵，待其孵化后將幼蟲挑到另外的新鮮馬鈴薯薯塊上飼養(yǎng)。幼蟲化蛹后將蛹收集于指形管(直徑R 2.5 cm，高H 8 cm)中，每管1頭，頂部用2層紗布封口，置于人工氣候箱(恒立儀器有限公司，型號為RG-300)中，溫度26℃，濕度為70%，光照時間16 h，待其羽化后供后續(xù)試驗所用。

1.2 馬鈴薯塊莖蛾雌雄成蟲同時延遲交配對生殖的影響

將羽化0，1，2，3，4和5 d的未交尾馬鈴薯塊莖蛾雌雄成蟲分別單對配對(雌∶雄=1∶1)置于指形管中，頂部用2層紗布封口，再在其上添加5%蜂蜜水，供成蟲取食。自配對后，每24 h統(tǒng)計一次馬鈴薯塊莖蛾雌蟲的產(chǎn)卵數(shù)量，然后再統(tǒng)計卵的孵化率，依次觀察直至馬鈴薯塊莖蛾死亡，統(tǒng)計馬鈴薯塊莖蛾雌雄蟲的壽命，每處理10個重復。

1.3 馬鈴薯塊莖蛾雌蟲延遲交配對生殖的影響

將羽化1，2，3，4和5 d未交尾的馬鈴薯塊莖蛾雌蟲與羽化0 d未交尾的雄蟲分別單對配對(雌∶雄=1∶1)置于指形管中，處理同上。自配對后，每24 h統(tǒng)計一次馬鈴薯塊莖蛾雌蟲的產(chǎn)卵數(shù)量，然后再統(tǒng)計卵的孵化率，依次觀察直至馬鈴薯塊莖蛾死亡，統(tǒng)計馬鈴薯塊莖蛾雌雄蟲的壽命，每處理10個重復。

1.4 馬鈴薯塊莖蛾雄蟲延遲交配對生殖的影響

將羽化1，2，3，4和5 d未交尾的馬鈴薯塊莖蛾雄蟲與羽化0 d未交尾的雌蟲分別單對配對(雌∶雄=1∶1)置于指形管中，處理同上。自配對后，每24 h統(tǒng)計一次馬鈴薯塊莖蛾雌蟲的產(chǎn)卵數(shù)量，然后再統(tǒng)計卵的孵化率，依次觀察直至馬鈴薯塊莖蛾死亡，統(tǒng)計馬鈴薯塊莖蛾雌雄蟲的壽命，每處理10個重復。

1.5 數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)采用Excel 2010對原始數(shù)據(jù)進行整理，采用SPSS 20.0進行差異分析，然后采用R語言(R4.0.0)ggplot2軟件作圖。同一延遲交配模式下不同延遲時間的雌或雄成蟲壽命、雌成蟲產(chǎn)卵量及卵的孵化率之間的差異性檢驗采用Tukey HSD檢驗，同一延遲交配模式下不同延遲時間兩組之間的雌或雄成蟲壽命、雌成蟲產(chǎn)卵量及卵的孵化率的差異檢驗采用T檢驗。

2 結(jié)果與分析

2.1 延遲交配對馬鈴薯塊莖蛾成蟲壽命的影響

在雄蟲延遲模式下(表1)，雌蟲的壽命隨延遲時間延長，有縮短趨勢，但未達顯著水平(F=0.13，P>0.05)，雄蟲壽命之間無顯著差異(F=0.048，P>0.05)；雌蟲延遲模式下(表1)，雌雄蟲壽命均無顯著差異(雌：F=0.226，P>0.05；雄：F=0.128，P>0.05)；雌雄同時延遲交配模式下(表1)，隨延遲時間的延長，雌雄蟲壽命也無顯著差異(雌：F=0.029，P>0.05；雄：F=0.130，P>0.05)；未進行交配的雌雄蟲壽命均顯著短于其它延遲交配處理下雌雄蟲壽命，其雌雄蟲壽命分別為16.70±0.78 d和9.30±1.00 d(雌：F=2.397，P<0.05；雄：F=5.756，P<0.05)。

表1 延遲交配對馬鈴薯塊莖蛾成蟲壽命的影響

2.2 延遲交配對產(chǎn)卵量的影響

在雄蟲延遲模式下(圖1)，雄蟲延遲1～5 d交配，雌蟲的單雌產(chǎn)卵量分別為123.10±7.83、120.70±7.80、126.50±7.61、102.20±12.78和74.70±6.63粒，與對照組128.80±8.78粒相比，延遲1～3 d單雌產(chǎn)卵量無顯著差異(F=1.801，P>0.05)。而延遲4～5 d的單雌產(chǎn)卵量與對照組相比顯著降低，第4和5天分別降低20.50%和42.00%(F=1.42，P<0.05；F=2.631，P<0.05)。

在雌蟲延遲模式下(圖1)，雌蟲延遲1～5 d交配，雌蟲的單雌產(chǎn)卵量分別為137.10±14.97、124.40±6.42、122.90±12.64、95.30±13.54、82.70±13.70粒。延遲交配1～3 d單雌產(chǎn)卵量與對照組無顯著差異(F=2.917，P>0.05)。而延遲4～5 d的單雌產(chǎn)卵量與對照組相比顯著降低，延遲第4和5天分別降低26.01%和35.79%。(F=4.852，P<0.05；F=9.957，P<0.05)。

在雌雄蟲同時延遲交配模式下(圖1)，雌雄蟲同時延遲1～5 d，雌蟲的單雌產(chǎn)卵量分別為120.30±9.10、127.40±8.22、112.70±13.30、98.10±9.78、71.40±9.04粒。延遲交配1～2 d雌蟲單雌產(chǎn)卵量與對照組無顯著差異(F=2.464，P>0.05)。而延遲3～5 d，單雌產(chǎn)卵量與對照組相比顯著降低，分別降低12.50%、23.84%和44.57%(F=3.639，P<0.05；F=0.014，P<0.05；F=3.383，P<0.05)。

圖1 延遲交配對馬鈴薯塊莖蛾總產(chǎn)卵量的影響Fig.1 Effect of delayed mating on total fecundity of Phthorimaea operculella注：DMF，雌雄蟲同時延遲；DF，雌蟲延遲；DM，雄蟲延遲。圖2同。Note: DMF, Delayed male and female; DF, Delayed female; DM, Delayed male.Same to Fig.2.

2.3 延遲交配對馬鈴薯塊莖蛾卵的孵化率的影響

雄蟲延遲交配1～5 d后代孵化率(圖2)分別為86.31%、88.70%、90.42%、88.05%和89.30%，各組間無顯著差異(F=1.143，P>0.05)；雌蟲延遲交配1～5 d后代孵化率(圖2)分別為82.21%、82.61%、84.92%、81.6%和79.87%，各組間均無顯著差異(F=1.143，P>0.05)；雌雄同時延遲交配1～5 d幼蟲孵化率(圖2)分別為85.53%、85.70%、85.70%、84.92%和85.47%，各組間也無顯著差異(F=0.778，P>0.05)。

圖2 延遲交配對馬鈴薯塊莖蛾卵的孵化率的影響Fig.2 Effect of delayed mating on egg hatching rate of Phthorimaea operculella

3 結(jié)論與討論

延遲交配行為對昆蟲種群繁殖的影響，是合理應用性信息素的重要依據(jù)和參數(shù)。本研究發(fā)現(xiàn)，無論何種延遲交配模式，對馬鈴薯塊莖蛾的雌雄成蟲壽命均無顯著影響。這與馬鈴薯甲蟲Lasiodermaserricorne(Amoahetal., 2019)、西花薊馬FrankliniellaoccidentalisPergande(楊廣明等, 2015)、東方麗金龜Anomalaorientalis(Wenninger and Averill, 2006)、稻縱卷葉螟Cnaphalocrocismedinalis(Kawazuetal., 2014)和朱紅毛斑蛾P(guān)haudaflammans(Zhengetal., 2020)等昆蟲的研究結(jié)果一致，即成蟲壽命不隨交配時間的推遲而變化。而一些昆蟲如葡萄花翅小卷蛾Lobesiabotrana(Torres-Vilaetal., 2002)、山楂葉螨Tetranychusviennensis(李定旭等, 2009)、玉米蛀莖褐夜蛾Busseolafusca(Unnithan and Paye, 1990)和扶桑綿粉蚧PhenacoccussolenopsisTinsley(Waqasetal., 2020)其成蟲壽命隨著交配日齡的增加，其雌雄蟲壽命顯著延長，Torres-Vila等(2002)人認為成蟲壽命延長是因為延遲交配降低了繁殖所需的消耗，分配較少的營養(yǎng)用于產(chǎn)卵，從而使多出來的能量重新分配用于維持生命，雌蟲還可以重新吸收來自卵的營養(yǎng)物質(zhì)用于維持生命，所以成蟲壽命顯著延長。也有一些研究表明，延遲交配同樣也會降低成蟲的壽命(Bakkeretal., 2011; Ricciardietal., 2019)，并認為經(jīng)歷交配延遲的雌蟲會在受精后立即將它們的資源分配給卵子，從而降低它們的整體壽命(Loof, 2011)。由此表明，延遲交配對昆蟲壽命的影響因昆蟲種類的不同而有所差異。此外，本研究發(fā)現(xiàn)未交配雌雄成蟲的壽命顯著短于正常交配和延遲交配下雌雄成蟲的壽命，這可能是由于馬鈴薯塊莖蛾因延遲交配為尋找配偶而活動較為活躍，消耗了大量的能量和營養(yǎng)物質(zhì)，也可能由于內(nèi)生殖系統(tǒng)衰老導致其壽命縮短。

本研究表明，馬鈴薯塊莖蛾在3種延遲交配模式下，隨延遲時間增長，雌蟲的單雌產(chǎn)卵量呈下降趨勢。單一雌蟲延遲交配和單一雄蟲延遲交配模式下，延遲第4～5天時單雌產(chǎn)卵量顯著降低，而雌雄蟲同時延遲交配模式下，在第3天時單雌產(chǎn)卵量就開始顯著降低，說明雌雄蟲同時延遲交配對單雌產(chǎn)卵量的影響較大。該結(jié)果與大多數(shù)鱗翅目昆蟲延遲交配對產(chǎn)卵量的影響結(jié)果一致，如棉褐環(huán)野螟Haritalodesderogat(張清泉等, 2012)、葡萄花翅小卷蛾(Torresetal., 2002)、稻縱卷葉螟(Kawazuetal., 2014)等。研究普遍認為雌蟲延遲交配導致產(chǎn)卵下降是因為雌性卵母細胞發(fā)育被抑制、衰老或卵被重新吸收用于維持生命(Proshold, 1996; Huang and Subramanyam, 2003)，也有人認為可能是卵母細胞發(fā)育能力惡化妨礙了精子的移動導致不能正常受精或產(chǎn)卵前產(chǎn)生了大量的未受精卵(Kawazuetal., 2014)；當雄蛾延遲交尾后會導致其生殖附腺逐漸衰退，形成的精子數(shù)量減少且質(zhì)量下降，進而會降低其受精的成功率(Huang and Subramanyam, 2003)。而且在雌雄交尾時，雄蛾可以將體內(nèi)的保幼激素轉(zhuǎn)移給雌蛾，刺激其卵的受精以及增加產(chǎn)卵量，而延遲交配后，雄蛾的保幼激素不能順利傳遞給雌蛾，最終降低了雌蛾的產(chǎn)卵量(陸鵬飛等, 2013)。但是對一些昆蟲如寬邊黃粉蝶Euremahecabe(Hiroki and Obara, 1997)和Dasylepidaishigakiensis(Hataetal., 2014)的研究中發(fā)現(xiàn)，交配日齡不影響雌蟲的產(chǎn)卵量。此外，一些研究結(jié)果表明，對于具有相對較短的產(chǎn)卵前期和產(chǎn)卵期(卵成熟較快)的害蟲，引起延遲交配即可起到防治作用，而對于產(chǎn)卵前期和產(chǎn)卵期相對較長(卵成熟慢)的害蟲，引起延遲交配則防治效果較差(王香萍和張鐘寧, 2004)。作者前期研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，取食不同寄主植物馬鈴薯塊莖蛾的產(chǎn)卵前期僅1.2 d(王文倩等, 2020)，而本研究發(fā)現(xiàn)無論何種延遲交配模式下，延遲第3天或第4天，馬鈴薯塊莖蛾的單雌產(chǎn)卵量就會急劇下降，這一方面說明產(chǎn)卵前期和產(chǎn)卵期的確與延遲交配昆蟲的產(chǎn)卵量有關(guān)，另一方面也說明應用性信息素來防治馬鈴薯塊莖蛾具有可行性。

本研究發(fā)現(xiàn)，在3種交配模式下，延遲交配1～5 d對馬鈴薯塊莖蛾卵的孵化率影響不大，這可能是由于在交配過程中，雄蟲有足夠的精子可使雌蟲的卵變?yōu)槭芫褋硗瓿珊蟠姆毖?。陸鵬飛等(2013)對豆野螟Marucavitrata的研究也有相似的結(jié)果。

綜上所述，在馬鈴薯塊莖蛾防治過程中，可以利用馬鈴薯塊莖蛾延遲交配3～5 d導致產(chǎn)卵量顯著下降的特點，應用性信息素使雄蟲在合理的時機得到大量誘捕，進而減少馬鈴薯塊莖蛾的子代數(shù)量，達到有效防治的目的。而一些研究表明，交配次數(shù)也會影響昆蟲的壽命和繁殖力(孔維娜等, 2013)，而且雌雄交配中斷、大量誘捕、降雪、降雨、不利的溫濕度和風等均能造成昆蟲延遲交配(Cardé and Minks, 1995)。因此，對于馬鈴薯塊莖蛾的交配行為觀察及其交配延遲的影響因素等還需要進一步研究。