豆天蛾2個種群生命表參數比較

摘 要 豆天蛾是大豆生產上的暴發(fā)性害蟲，但其本身也是一種極具開發(fā)潛力的蛋白資源。通過對比在不同溫度影響下豆天蛾2個地理種群的發(fā)育歷期和生命參數，并應用Jackknife技術統計分析。結果表明：海南種群蛹的發(fā)育歷期為18.60～32.67 d，江蘇種群蛹的發(fā)育歷期為126.46～318.33 d，造成2個種群全世代的發(fā)育歷期相差數倍；豆天蛾2個種群的存活率都在25 ℃時達到最高值，海南種群為71.42%，江蘇種群為90.00%；在28 ℃條件下飼養(yǎng)豆天蛾海南種群具有最高的rm值為1.083 5。本研究找出適合人工飼養(yǎng)的最佳種群及人工飼養(yǎng)的最佳溫度，這將對解決供不應求的市場難題提供理論支持。

關鍵詞 豆天蛾；發(fā)育歷期；生命表；Jackknife

中圖分類號 S435.21 文獻標識碼 A

Abstract Clanis bilineata tsingtauica Mell is one of the explosive pests on soybean production， but it is also a kind of extremely potential resource of protein. In the paper， we reported the temperature effect on the development and life table of the insect populations from two geographical zones. Data were analyzed using pseudo-values， which were produced by jackknife re-sampling. The results showed that： at 19～31°C， the pupas developmental periods of the population from Hainan were ranged from 18.60 days to 32.67 days and the values of the population from Jiangsu were ranged from 126.46 days to 318.33 days， it also led to the developmental periods of the whole generation of population from Jiangsu were several times longer than that of the population from Hainan. For the both population， the highest survival rates were recorded at 25 ℃（Hainan population： 71.42%， Jiangsu population： 90%）. The intrinsic rate of increase（rm）value of the Hainan population was the highest at 28 ℃， with a maximum of 1.083 5. Through the test， a promoting population and temperature to increase C. bilineata tsingtauica numbers， which would be useful for its production at large scale for commercialization purpose were found .

Key words Clanis bilineata tsingtauica；Developmental periods；Llife table；Jackknife

doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2014.11.029

豆天蛾（Clanis bilineata tsingtauica Mell），別名大豆天蛾， 其幼蟲俗稱豆蟲、 豆丹、 豆蟬，屬鱗翅目（Lepidoptera）天蛾科（Sphingidae）云紋天蛾亞科（Ambulicinae）豆天蛾屬（Clanis）， 分布在中國黃淮流域、長江流域及華南地區(qū)，主要寄主是大豆（Glycine max（Linn.）Merr）、 洋槐（Sophora japonica L.）、 刺槐（Robinia pseudoacacia L.）、 藤蘿（Wisteria sinensis（Sims）Sweet）及葛屬（Pueraria）、 黎豆屬（Mucuna）植物[1]。豆天蛾是大豆生產上的暴發(fā)性害蟲[2]， 也是一種漸漸走上人們餐桌的美味佳肴。關于豆天蛾幼蟲營養(yǎng)價值方面的研究屢屢見刊。與雞蛋、牛奶、大豆等食物相比，豆天蛾幼蟲的蛋白質、必需氨基酸及必需脂肪酸等指標都表現出較大優(yōu)勢，不但風味獨特，而且有一定的保健功能[3-9]。而有關其生物學方面的研究卻鮮有報道。因豆天蛾大陸種群存在明顯滯育現象，故一年發(fā)生一代（河北、山東、江蘇、安徽）至兩代（湖北武昌、江西南昌）[2]。但據馮雨艷等[10]研究發(fā)現豆天蛾海南種群一年可發(fā)生五代。筆者應用Jackknife技術對豆天蛾2個種群之間的發(fā)育與生命表參數的差異進行對比，以找出適合人工飼養(yǎng)的最佳種群及人工飼養(yǎng)的最佳溫度，解決供不應求的市場難題，提供理論支持。

1 材料與方法

1.1 供試蟲源

1.1.1 海南種群 豆天蛾成蟲，采集于海南儋州，在養(yǎng)蟲籠（150 cm × 100 cm × 200 cm）中進行飼養(yǎng)，待其交配產卵，收集所產蟲卵并開始試驗。

1.1.2 江蘇種群 豆天蛾蟲卵，購買于江蘇連云港，進行室內人工飼養(yǎng)，幼蟲置于養(yǎng)蟲盒（25 cm× 14 cm × 10 cm）中飼養(yǎng)，每盒放新鮮黃豆葉片5～6 片，每天更換新鮮葉片并清理蟲糞。老熟幼蟲入土化蛹，待其羽化，雌雄配對移入自制的養(yǎng)蟲籠內（150 cm ×100 cm×200 cm），以5%的蜂蜜水飼養(yǎng)，待其產卵，收集所產蟲卵并用于試驗。

1.2 飼養(yǎng)方法

將2個種群發(fā)育較整齊的新產卵粒放入養(yǎng)蟲盒中，再將養(yǎng)蟲盒置于人工氣候箱（RXZ 型，寧波江南儀器廠生產）中，試驗共設置（19±1）、 （22±1）、（25±1）、 （28±1）、 （31±1）℃ 共5個溫度處理， L ∶ D=14 ∶ 10， RH=（75±5）%。每個處理卵30粒，待其孵化單頭飼養(yǎng)，飼養(yǎng)方法同上。每日8：00、17：00觀察2次并清理蟲糞，記錄不同溫度下各蟲態(tài)的發(fā)育歷期和存活率，成蟲期經雌雄配對，觀察其存活率及產卵量，直至死亡。全世代歷期均采用卵歷期+幼蟲歷期+蛹歷期[11-12]。

1.3 數據處理

通過組建不同溫度條件下豆天蛾的試驗種群生命表，計算出各主要生命參數：凈增值率R0，平均世代周期T，內稟增長率rm，周限增長率λ，種群加倍時間DT。計算方法參照徐汝梅等[13-14]研究方法。如若比較不同昆蟲種群生命表綜合參數如內稟增長率rm的差異，須明確綜合參數的變異程度。而傳統的生命表統計方法無法計算綜合參數的變異程度。這種情況下，變異的計算可采用Jackknife方法[15]。Meyer等[16-17]利用Jackknife原理提出了計算rm及其變異的方法，并證明這是一種相對有效的變異估計方法。Jackknife方法計算變異利用如下公式：其中rmi為依次從實驗種群中去除第i個個體時，再根據余下的（n-1）個個體計算得到的種群內稟增長率（i=1，2，…，n）；ri為第i個體的Jackknife內稟增長率“假值”； 為估算內稟增長率的總體估計值；Si為 的標準誤差。

試驗所得數據用Microsoft office Excel，SAS 9.1.3和Microsoft Visual FoxPro 6.0軟件程序進行統計和分析。統計方法采用Meyer等[16-17]研究的Jackknife技術進行。

文中豆天蛾海南種群的所有數據皆引自馮雨艷等[10]的試驗數據。

2 結果與分析

2.1 溫度對2個種群豆天蛾各蟲態(tài)發(fā)育歷期的影響

從表1可看出，在19～31 ℃條件下2個種群的豆天蛾都可以完成其從卵到成蟲的發(fā)育。各個階段的發(fā)育歷期均隨著溫度的升高而縮短。在19～31℃條件下，海南種群蛹的發(fā)育歷期為18.60～32.67 d，江蘇種群蛹的發(fā)育歷期為126.46～318.33 d；海南種群全世代的發(fā)育歷期為47.10～100.89 d，江蘇種群全世代的發(fā)育歷期為157.19～389.75 d，可見江蘇種群蛹的發(fā)育歷期要長出海南種群數倍，造成2個種群全世代的發(fā)育歷期相差數倍。

2.2 溫度對2個種群豆天蛾各蟲態(tài)存活率的影響

由表2可知，在19～31 ℃條件下，2個種群的存活率均隨溫度的上升先升高后下降的變化趨勢，并且都在25 ℃達到最高值，海南種群為71.42%，江蘇種群為90.00%。在各個溫度下蛹的存活率均較高，而3齡和4齡幼蟲的死亡率較高。從整個試驗階段來看，相同溫度條件下江蘇種群的存活率均高于海南種群的存活率。

2.3 溫度對2個種群豆天蛾各蟲態(tài)存活率的影響

由表3可知，江蘇種群R0、T和DT值普遍高于海南種群，但rm和λ值卻普遍低于海南種群。在25～31 ℃條件下江蘇種群有較大的凈增長率，而海南種群表現出了較短的T、較大的rm與λ和較短的DT等諸多利于大量繁殖的生命參數。為了對各較有利溫度條件下的生命表參數進行差異性比較，應用Jackknife技術進行統計分析，結果見表4。

由表4可知，海南種群具有顯著性優(yōu)勢的rm、λ和DT值，并且最適宜的飼養(yǎng)溫度應在28 ℃，并且差異顯著。

3 討論與結論

本試驗主要通過比較在不同溫度下豆天蛾海南種群和豆天蛾江蘇種群的生命參數，從而找到適合豆天蛾室內人工飼養(yǎng)的優(yōu)勢種群與適宜的溫度條件。通過對比發(fā)現，豆天蛾江蘇種群蛹期的發(fā)育歷期明顯長于海南種群蛹歷期的數倍，這與肖婷等[18]研究結果相符，主要原因是豆天蛾江蘇種群存在明顯的滯育現象，而海南種群并未發(fā)現明顯的滯育過程[18-19]。通過對比2個種群的存活率，在25 ℃條件下出現最高值。rm是一個非常重要的生命指標，因為它不僅可以指示出有利于種群增長的最適溫度，還可以從總體上反映出溫度對生長發(fā)育，繁殖能力和存活率的綜合影響[20]。顯然豆天蛾海南種群在各個溫度下的rm值均高于江蘇種群，但無法確定是否具有顯著性差異，而通過jackknife技術進行差異性比較分析得出豆天蛾海南種群在28 ℃條件下rm值最高，且與其他各處理有顯著性差異（p<0.05），這與其較高的發(fā)育速率和較高的存活率有關。說明豆天蛾海南種群較江蘇種群更適合進行人工飼養(yǎng)，且在28 ℃條件下最適合大量繁殖。

本試驗從溫度和地理種群選擇方面研究，為大規(guī)模工廠化人工飼養(yǎng)豆天蛾提供了理論條件，從理論上解決了豆天蛾生產的季節(jié)性限制。

參考文獻

[1] 朱弘復，王林瑤. 中國經濟昆蟲志[M]. 北京：科學出版社，1980： 37-38.

[2] 田 華. 大豆害蟲豆天蛾的危害與綜合防治[J]. 南陽師范學院學報， 2009， 8（6）： 58-60.

[3] 田 華， 張義明. 豆天蛾氨基酸及脂肪酸分析與評價[J]. 食品科技， 2012， 37（5）： 68-70， 73.

[4] 田 華， 張義明. 豆天蛾多糖CBP3抗氧化活性研究[J]. 食品科技， 2012， 37（6）： 228-231.

[5] 田 華， 張義明. 豆天蛾主要營養(yǎng)成分分析及營養(yǎng)評價[J]. 營養(yǎng)學報， 2012， 34（3）： 289-291.

[6] 吳勝軍， 江龍法， 陳紹軍. 豆天蛾幼蟲水解試驗研究[J]. 淮海工學院學報， 2002， 11（1）： 52-55.

[7] 李孟樓. 資源昆蟲學[M]. 北京： 中國林業(yè)出版社， 2004： 138-141.

[8] 楊冠煌. 中國昆蟲資源利用和產業(yè)化[M]. 北京： 中國農業(yè)出版社， 1998： 42-46.

[9] 吳勝軍， 孟 旭，陳紹軍. 豆天蛾主要營養(yǎng)成分的分析和評價[J]. 淮海工學院學報， 2000， 9（1）： 58-61.

[10] 馮雨艷， 馬光昌， 金啟安，等. 豆天蛾海南種群發(fā)育歷期和實驗種群生命表[J]. 植物保護， 2014， 40（4）： 80-83.

[11] 徐世才， 延志連， 賀 民，等. 菜粉蝶在不同溫度下的實驗種群生命表[J]. 植物保護， 2011， 37（1）： 79-81.

[12] 丁巖欽. 昆蟲數學生態(tài)學[M]. 北京：科學出版社， 1994： 318-326.

[13] 徐汝梅，昆蟲種群生態(tài)學[M]. 北京：北京師范大學出版社，1985： 97-100.

[14] 王少山，黃壽山，梁廣文，等. 荔枝蒂蛀蟲（Conopomorpha sinensis Bradley）的飼養(yǎng)及其實驗種群生命表[J]. 生態(tài)學報，2008（2）： 836-841.

[15] Maia A D H， Luiz A J B， Campanhola C. Statistical inference on associated fertility life table parameters using jackknife technique： computational aspects[J]. Econ. Entomol. 2000， 93（2）： 511-518.

[16] Meyer J S， Ingersoll C G， McDonald L L， et al. Estimating uncertainty in population growth rates： Jackknife vs. bootstrap techniques[J]. Ecol. 1986， 67： 1 156-1 166.

[17] 陶士強，吳福安. 應用Jackknife技術統計昆蟲生命表參數變異的VFP實現[J]. 昆蟲知識， 2006（2）： 262-265.

[18] 肖 婷， 郭 建， 陳宏州，等. 低溫處理對豆天蛾幼蟲越冬以及化蛹的影響[J]. 經濟動物學報， 2010（1）： 49-51.

[19] 林華峰， 吳福中， 李世廣，等. 不同飼養(yǎng)基質對豆天蛾越冬影響的研究[J]. 經濟動物學報， 2006（3）： 161-163.

[20] Liu Y H， Tsai JH. Effects of temperature on biology and life table parameters of the Asian citrus psyllid， Diaphorina citri Kuwayama（Homoptera： Psyllidae）[J]. Ann. Appl. Biol. 2000， 137： 201-206.