不同地理種群茶尺蠖適合度差異研究

王曉慶， 盛忠雷， 彭 萍， 郭 蕭， 胡 翔， 林 強

（重慶市農業科學院茶葉研究所，重慶 402160）

茶尺蠖［Ectropis obliqua （Prout）］，屬鱗翅目尺蛾科（Geometridae），分布遍及各主產茶區，是我國常發性主要茶樹害蟲之一。為了更好地預防和控制其危害，前人已對安徽郎溪、浙江余杭、江蘇無錫等茶尺蠖種群的生物學特性、發生規律以及防治方法等進行了研究［1－8］。不同地理分布區域的同種昆蟲，生物學特性因其棲息地氣候條件的差異發生相應的變化，導致其發育歷期、繁殖力等的地理變異，即昆蟲對不同氣候環境的適應導致種內的遺傳分化，這種現象反映了昆蟲生活史對策的多樣性［9］。目前，已有報道表明茶尺蠖存在不同的地理宗［10］，席羽等人也推測茶尺蠖不同種群的遺傳分化與病毒敏感性水平的差異具有潛在的相關性［11］。因此，為明確茶尺蠖種群分化特征與生境適應性的關系，特對不同地理種群茶尺蠖生長發育和生殖力進行研究。

1 材料和方法

1.1 試驗材料

試驗用的茶尺蠖4個種群分別采自湖北武漢、浙江杭州、江西南昌、福建福安，各采集地的經緯度見表l。采集的幼蟲分別于養蟲籠（50cm×50cm×60cm）內用水培茶枝飼養，隔日更換茶枝。飼養條件為溫度（24±2）℃，相對濕度為70%±5%。實驗室飼養1～2代后，收集卵塊供本研究使用。

表1 茶尺蠖不同地理種群采集地信息Table 1 Sampling site information of E.obliqua

1.2 試驗方法

試驗設4個地理種群，每個種群設置4個重復。處理自卵開始，放入置有濾紙的培養皿內保濕，每日記錄其孵化幼蟲數。幼蟲自孵化后即1齡開始，飼以茶樹鮮葉，每日更換新鮮葉片并清理蟲糞，直到幼蟲停止取食。幼蟲老熟后，在瓶內放入含水量10%～15%的消毒土壤供其化蛹。成蟲羽化配對后，放入體積為2L的透明塑料罩，頂部用紗布封口，飼以10%蜂蜜水，罩內側放長約10cm的折疊繪圖紙供產卵用。每個重復30頭蟲，每處理連續飼養3個世代（依次命名為F1、F2和F3代）。逐日檢查茶尺蠖發育狀況、死亡數、產卵量等種群參數，各處理均在人工氣候箱內，溫度為（25±1）℃，相對濕度為70%±5%，光周期為L∥D＝16h∥8h。

1.3 數據處理

用DPS數據處理系統對試驗數據進行統計分析［12］，計算均值及標準誤，均值差異顯著性通過Duncan氏新復極差法進行多重比較。不同地理種群茶尺蠖生命表的組建采用Brich方法［13］，相關參數的計算參照徐汝梅介紹的方法［14］。

式中：R0為凈生殖率，T為平均世代周期，Rm為內稟增長率，λ為周限增長率，Dt為種群加倍時間，x為時間間距，lx為x年齡段的雌蟲存活率，mx為x年齡段每雌產雌數。

2 結果與分析

2.1 不同地理種群茶尺蠖（F1代）發育的差異

在試驗條件下，不同地理種群茶尺蠖卵和幼蟲的發育歷期具有顯著差異，而蛹和成蟲的發育歷期基本無差異（表2）。卵發育歷期以福安種群最長，南昌種群次之，兩者顯著長于武漢和杭州兩個種群（P＜0.05）。在各種群之間，幼蟲歷期長短表現出顯著不同，其中2齡、4齡和預蛹的發育歷期無顯著差異（P＞0.05），1齡幼蟲發育歷期福安種群最長，南昌種群次之，兩者之間達到顯著性差異（P＜0.05），且顯著長于其他兩個地理種群（P＜0.05）；3齡和5齡則以南昌和福安兩個種群發育歷期長，與武漢和杭州兩個種群達到顯著性差異（P＜0.05）。

表2 不同地理種群茶尺蠖的發育歷期1）Table 2 Development duration of different geographic populations of E.obliqua

2.2 不同地理種群茶尺蠖繁殖力的差異

根據茶尺蠖不同地理種群的生長發育及繁殖結果，組建了茶尺蠖實驗種群生命表（表3）。茶尺蠖武漢種群凈生殖率（R0）最大，為200.76；世代周期（T）以福安種群最大，說明福安種群發育速率最慢；內稟增長率（Rm）則以武漢種群最大，為0.1447，福安種群最小，為0.1216；周限增長率（λ）的大小排序為武漢＞杭州＞南昌＞福安，而種群加倍時間（Dt）大小正好相反。

方差分析結果表明，4個地理種群中武漢與南昌茶尺蠖的凈生殖率無顯著性差異（P＞0.05），但與杭州和福安間差異顯著（P＜0.05），同時，杭州、南昌和福安3個種群間無顯著性（P＞0.05）；武漢與杭州，南昌和福安間茶尺蠖的平均世代周期（T）差異不顯著（P＞0.05），但南昌、福安與武漢、杭州間差異顯著（P＜0.05）；武漢與杭州、南昌和福安種群間茶尺蠖的內稟增長率（Rm）、周限增長率（λ）和種群加倍時間（Dt）均具有顯著性差異（P＜0.05），而其他三個種群間無明顯差異（P＞0.05）。

表3 不同地理種群茶尺蠖生命表參數1）Table 3 Life table parameters of different geographic populations of E.obliqua

2.3 不同地理種群茶尺蠖3個世代生長發育的差異

由圖1和圖2可看出，同一種群，不同世代茶尺蠖間的幼蟲發育歷期和平均世代周期隨著世代的推移有增加的趨勢，但差異不顯著（P＞0.05）。同時，在室內連續飼養茶尺蠖3個世代中，均屬福安的幼蟲發育歷期和平均世代周期最長，武漢的最短。不同地理種群和不同世代間平均世代周期變化趨勢和幼蟲發育歷期基本一致。

圖1 不同地理種群的不同世代茶尺蠖幼蟲發育歷期Fig.1 The larval developmental duration of different geographic populations of E.obliqua

2.4 不同地理種群茶尺蠖3個世代存活率和生殖力的差異

圖3分析結果顯示，不同地理種群茶尺蠖的存活率F1代與F2和F3代間差異顯著（P＜0.05），且F2代與F3代間差異不顯著（P＞0.05）。即室內連續飼養茶尺蠖，F2代存活率顯著下降，但F3代與F2代相比，存活率雖有所下降，而差異不明顯，基本趨于穩定。

圖2 不同地理種群的不同世代茶尺蠖平均世代周期Fig.2 Average generation time of different geographic populations of E.obliqua

同一世代茶尺蠖不同地理種群間存活率均屬武漢種群最高，福安最低（圖3）。在F1代和F2代中，武漢種群茶尺蠖的存活率顯著高于福安種群（P＜0.05），但與杭州和南昌兩個種群間無顯著差異（P＞0.05），且后3個種群間也無顯著性差異（P＞0.05）；在F3代，武漢種群的存活率顯著高于杭州、南昌和福安3個種群（P＜0.05），但后3個種群間無顯著性差異（P＞0.05）。

不同地理種群茶尺蠖的平均每雌產卵量世代間差異較大（圖4）。4個地理種群的平均每雌產卵量隨著世代的推移均有所下降，其中武漢和福安兩個種群F1代與F2代間均未達到顯著性差異（P＞0.05），但與F3代間差異顯著（P＜0.05）；南昌種群F1代與F2代和F3代間差異顯著（P＜0.05），但杭州種群世代間差異不顯著（P＞0.05）。

圖3 不同地理種群的不同世代茶尺蠖世代存活率Fig.3 The survival rate per generation of different geographic populations of E.obliqua

同一世代茶尺蠖不同地理種群間的平均每雌產卵量均無顯著性差異（P＞0.05）（圖4）。在F1代，南昌種群茶尺蠖的平均每雌產卵量稍高于其他種群，但在F2和F3代，各種群間的產卵量相差不大。

圖4 不同地理種群的不同世代茶尺蠖平均每雌產卵量Fig.4 The average number of eggs laid per female of different geographic populations of E.obliqua

3 討論

資料表明，在相同溫度下，同種昆蟲高緯度和低緯度種群發育歷期長短因種群不同而異。本研究結果表明，緯度偏低地區的茶尺蠖種群卵和幼蟲的發育歷期長于緯度稍高地區的種群，即在同一室內條件下，福安種群發育慢，武漢種群發育快。而處于相似緯度的安徽郎溪［15］和浙江杭州［16］地理種群，其幼蟲發育歷期也存在差異。這表明即使在同一類昆蟲中，其發育歷期的地理變異與緯度和微域氣候均有關系。同時，本文結果得出蛹和成蟲種群間發育歷期差異不明顯，揭示了茶尺蠖生長發育存在地理變異現象，但變異程度因蟲態不同而異。

本試驗選用的4個地理種群，在相同飼養條件下，武漢種群茶尺蠖的內稟增長率及周限增長率最大，種群的加倍時間最短。這表明武漢種群因環境的選擇壓力而使其生物學特性出現了明顯的差異。雖然實驗種群生命表所表明的種群動態和自然種群的真實反映有很大差別，但它卻為研究自然種群的動態以及計算機模擬奠定了基礎［17］。

本研究發現，地理種群間茶尺蠖發育歷期的差異不會隨試驗條件下飼養的時間延長而減小，這與之前的研究棉鈴蟲安陽種群和四川種群放在室內同樣條件下飼養3個世代，第一代各蟲態發育差異較大，后兩代差異顯著縮小的現象相異［18］。而本研究中茶尺蠖種群間存活率和生殖力隨著試驗條件下不斷的飼養，差異會逐漸減小。

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