低溫冷藏對煙草粉螟親代和子代適合度的影響

胡 勇，韋 蘭，楊茂發,3*，歐后丁，王 博，王秀琴

低溫冷藏對煙草粉螟親代和子代適合度的影響

胡 勇1，韋 蘭2，楊茂發2,3*，歐后丁2，王 博1，王秀琴2

（1.貴州省煙草公司貴陽市公司，貴陽 550002；2.貴州大學昆蟲研究所，貴州山地農業病蟲害重點實驗室，貴陽 550025；3.貴州大學煙草學院，貴陽 550025）

為明確低溫冷藏對煙草粉螟親代和子代適合度的影響，根據年齡-齡期兩性生命表理論，對5 ℃冷藏160 d后的煙草粉螟5齡幼蟲親代生殖適合度及其子代發育歷期、存活率、繁殖率和種群參數進行研究。結果表明，低溫冷藏160 d后煙草粉螟F0代的蛹期顯著長于對照，雌雄成蟲壽命、平均繁殖力和產卵時間均顯著低于對照；但在F1代中，除了低溫處理的平均繁殖力（148.29粒）顯著高于對照（113.93粒）外，其他參數均無顯著差異。研究表明，低溫冷藏顯著降低煙草粉螟親代的適合度，對子代的適合度則無顯著影響。

煙草粉螟；低溫冷藏；生命表；種群參數

煙草粉螟[(Hübner)]隸屬鱗翅目Lepidoptera、螟蛾科Pyralidae，是一種重要的世界性倉儲害蟲。該蟲不僅以幼蟲直接取食為害煙葉，為害過程中產生的蟲糞、蟲尸也會降低煙葉品質[1-4]。目前對該蟲的防治以化學防治（熏蒸劑和保護劑）為主[5-6]，存在腐蝕金屬設備、增強該蟲抗藥性和污染環境等問題。因此，為減少化學防治帶來的危害，煙草粉螟的生物防治備受關注[4,7-9]。麥蛾繭蜂[(Say) ]是該蟲的一種優勢寄生蜂[7-9]。為獲得充足的麥蛾繭蜂，在以煙草粉螟為寄主繁育該蜂的體系中，利用低溫冷藏寄主的方法極其重要。

低溫冷藏是將昆蟲置于低溫環境中以減緩昆蟲發育和代謝速率，延長其貨架期以大量用于繁育天敵的一種方法[10-11]。然而，低溫冷藏可能會降低昆蟲的適合度[12]，包括存活率和繁殖率等指標[13-15]。如亞洲玉米螟（）蛹在5 ℃下冷藏15 d后羽化率、平均產卵量和卵的孵化率均顯著降低[16]；同樣，棉鈴蟲齒唇姬蜂（Uchida）在6～10 ℃下冷藏35 d后，雌蜂的產卵量也顯著下降[17]。

人工飼料飼養的煙草粉螟具有發育時間短、存活率高和繁殖率強等特點[2]。5齡幼蟲能大量繁育麥蛾繭蜂[8-9]，且作為煙草粉螟主要越冬蟲態易于冷藏[18]，但冷藏對其親代（F0）和子代（F1）適合度的影響機制尚不清楚。因此，本文基于年齡-齡期兩性生命表理論分析5 ℃下冷藏煙草粉螟5齡幼蟲160 d對其F0代和F1代生長發育和繁殖的影響，旨在完善該蟲的飼養技術，為大量飼養麥蛾繭蜂提供充足寄主。

1 材料與方法

1.1 供試蟲源

煙草粉螟初始蟲源于2016年5月采自貴州省煙草公司貴陽市公司煙葉生產經營中心倉庫，并在貴州大學昆蟲研究所用人工飼料連續飼養多代[7]，采用煙草粉螟5齡幼蟲進行低溫冷藏試驗。

1.2 試驗方法

1.2.1 低溫冷藏煙草粉螟的F0代生殖適合度測定 根據本研究組前期研究結果，煙草粉螟最長能冷藏160 d且可作為麥蛾繭蜂的寄主，故本文僅研究冷藏160 d（試驗組）和未冷藏（對照組）的5齡幼蟲。

試驗組挑取10頭煙草粉螟5齡幼蟲于直徑6.0 cm、高2.9 cm、口徑7.5 cm的養蟲盒中（養蟲盒四周用昆蟲針打孔保持空氣流通，下同），并置于5 ℃的低溫人工氣候箱（型號：DRXM-358A，寧波江南儀器廠生產）內冷藏160 d后取出，未冷藏的煙草粉螟作為對照。再將各處理煙草粉螟單頭置于養蟲盒中并放入溫度（28±1）℃、相對濕度（75±5）%、光周期16 L:8 D的人工氣候箱內繼續飼養，兩個處理分別取44頭和47頭。每日觀察記錄幼蟲的存活、化蛹和羽化。成蟲羽化后將雌雄成蟲按1:1隨機配對（共2頭）后引入含有C3F煙葉（2 cm×2 cm，下同）的透明塑料養蟲盒（直徑10 cm、高8 cm、盒蓋有直徑為4.5 cm的小孔，并粘貼80目紗網，下同）中，每24 h觀察記錄煙草粉螟產卵量和成蟲壽命，直至所有成蟲死亡。

1.2.2 低溫冷藏煙草粉螟的F1代適合度測定 取1.2.1中各處理煙草粉螟卵作為F1代試蟲，將1粒卵移至含有少量人工飼料的養蟲盒，每個處理70粒。再將養蟲盒置于28 ℃的人工氣候箱中繼續飼養，每天觀察記錄卵的孵化和各蟲態發育情況。成蟲羽化后，將羽化24 h內的雌雄成蟲隨機配對（1雌和1雄）后引入含有C3F煙葉的透明塑料養蟲盒，每24 h更換煙葉并記錄煙草粉螟產卵量和成蟲壽命，直至所有成蟲死亡。

1.2.3 煙草粉螟年齡-齡期兩性生命表的建立和分析 根據年齡-齡期兩性生命表理論[19-21]統計F0代煙草粉螟的壽命、繁殖率和F1代生命表原始數據，并在Visual BASIC環境下使用TWOSEX-MSChart[22]程序計算各蟲態發育歷期、特定年齡-齡期存活率（s）、特定年齡繁殖率（f4）、壽命期望值（e）和種群參數：內稟增長率（）、周限增長率（）、凈增殖率（0）和平均世代時間（）。各參數定義和計算公式參考WANG等[2]的方法。

1.3 數據分析

使用TWOSEX-MSChart程序[22]計算各參數的平均值，標準誤使用bootstrap（重復100 000次）技術估計[23]。各處理的差異顯著性用TWOSEX-MSChart程序里的Paired bootstrap test檢驗[2,24]。使用Excel 2019作圖。

2 結 果

2.1 低溫冷藏對煙草粉螟F0代生殖適合度的影響

由表1看出，低溫冷藏煙草粉螟5齡幼蟲160 d后F0代的生殖適合度（雌成蟲壽命和繁殖率）顯著降低，但蛹均能發育并羽化為成蟲（羽化率為100%）。低溫冷藏導致蛹期（10.50 d）顯著延長，但雌雄成蟲壽命、平均繁殖力和產卵時間均顯著降低（<0.001），且平均繁殖力（45.32粒）僅為未冷藏的45.26%。此外，低溫冷藏未顯著改變煙草粉螟成蟲產卵前期和雌雄蟲比例。

表1 低溫冷藏對煙草粉螟F0代生長發育和繁殖的影響

注：表中數據為平均值±標準誤。同行不同小寫字母表示由Paired bootstrap test 程序檢驗在< 0.05水平差異顯著。括號中的數據表示每個階段的煙草粉螟數。下同。

Note: data in the table are mean ±. Different lowercase letters in the same row indicate significant difference at the level of< 0.05 tested by the Paired bootstrap test program. The numbers in parentheses represent the number of testat a particular stage. The same below.

2.2 低溫冷藏對煙草粉螟F1代生長發育、存活率和繁殖率的影響

由表2看出，低溫冷藏對F1代的生長發育無顯著影響，幼蟲期、蛹期和成蟲前期的時間與對照無顯著差異。

低溫冷藏后，煙草粉螟成蟲前期存活率為45.71%，比對照低10%，但兩者差異不顯著。從特定年齡-齡期存活率（s）曲線看出（圖1），處理和對照煙草粉螟卵期（60.0%和67.14%，）、幼蟲期（85.71%和82.98%）和蛹期（100%和100%）的存活率相似。由于煙草粉螟個體發育速率不同，導致明顯的齡期重疊現象，但處理與對照相似。兩種處理中雌成蟲壽命均短于雄成蟲（表2、圖1），但相同性別的壽命無顯著差異（表2）。低溫冷藏的煙草粉螟總產卵前期、產卵時間與對照相似（表2、圖2），但平均繁殖力（148.29粒）顯著高于對照（113.93粒）。在產卵期內，煙草粉螟特定年齡繁殖率（f4）呈現先升后降的趨勢，但在對照組中后期出現波動。在兩種處理中，煙草粉螟均于第35天開始產卵，特定年齡繁殖率f4均在第36天時達到最大（34.71粒和42.50粒）。當同時考慮存活率（l）和種群繁殖率（m）時，煙草粉螟種群凈繁殖率（lm）無較大波動，同樣表現出先升后降的趨勢（圖2）。此外，兩種處理的煙草粉螟雌蟲比例無顯著差異，但對照組的雌雄比率（雌蟲/雄蟲）小于試驗組（表2）。

2.3 低溫冷藏對煙草粉螟F1代壽命期望值的影響

在冷藏0和160 d兩種處理中，煙草粉螟壽命期望值（e）相似，且均隨年齡的增大而逐漸降低（圖3），但因卵的死亡率高于幼蟲，故導致卵的壽命期望值明顯低于幼蟲。

表2 低溫冷藏對煙草粉螟F1代發育歷期、壽命和繁殖率的影響

注：0 day，未冷藏（對照組）；160 day，冷藏160 d（試驗組）。下同。

圖2 不同冷藏時間煙草粉螟F1代種群存活率和繁殖率

圖3 不同冷藏時間煙草粉螟F1代各蟲態的壽命期望值

2.4 低溫冷藏對煙草粉螟F1代繁殖值的影響

特定年齡-齡期繁殖值（v）表示在年齡、齡期的個體對未來種群的貢獻（圖4）。冷藏0和160 d煙草粉螟初始卵的繁殖值（01）分別為1.08和1.09，其完全等于周限增長率（表3）。隨年齡增長，煙草粉螟的繁殖值逐漸增大，在雌蟲羽化時急劇增大，當雌蟲產卵時，繁殖值最大，表明對未來種群增長的貢獻最大。冷藏0和160 d的繁殖值均在第35天達最大，分別為130.12粒和157.68粒。

2.5 低溫冷藏對煙草粉螟F1代種群參數的影響

冷藏160 d對煙草粉螟F1代種群參數無顯著影響。即內稟增長率（）、周限增長率（）、凈增殖率（0）和平均世代時間（）均與對照的煙草粉螟無顯著差異（表3）。

圖4 不同冷藏時間煙草粉螟F1代各蟲態的繁殖值

表3 不同冷藏時間煙草粉螟的種群參數

3 討 論

低溫冷藏可降低煙草粉螟的新陳代謝，延長其貨架期，有利于該蟲的研究與應用。在本研究中，低溫冷藏煙草粉螟5齡幼蟲160 d后其羽化率仍為100%，原因可能是5齡幼蟲已經發育完全且于低溫（< 20℃）和短光照（<14 h）的條件下發生了滯育，當條件適宜（溫度28 ℃，光周期16 L：8 D）時，解除滯育后的幼蟲能正常化蛹和羽化[25]。然而，煙草粉螟經低溫冷藏后F0代產卵量顯著降低，僅為對照的45.26%，這可能是長期冷藏的幼蟲為維持其生存消耗了成蟲期與卵形成的部分相關物質[26]。而在F1代中，低溫冷藏的煙草粉螟平均繁殖力（148.29粒）顯著高于對照（113.93粒），其可能是越冬代煙草粉螟在次年暴發成災的原因[1]。

性比是昆蟲適合度的重要指標，在多數研究中被定義為雌蟲與雄蟲的比率[20-21]，但CHEN等[27]研究指出，這種比率不能反映成蟲的存活率與種群的繁殖率。因此，為同時表征這些指標，本研究使用雌蟲比例和雄蟲比例的概念。在F0代中，冷藏的煙草粉螟仍保持較高的雌蟲比例，這與以人工飼料和煙葉為食的煙草粉螟具有較高的雌蟲比例相一致[2]。說明冷藏煙草粉螟5齡幼蟲未改變其雌雄比例，這可能是該蟲的性別由卵期決定且不受外界因素影響。在F1代中，未冷藏的煙草粉螟雌蟲比例略低于低溫冷藏，且雌雄比率＜1，而低溫冷藏的雌雄比率＞1，導致該現象的原因有待進一步研究。除低溫冷藏的F1代平均繁殖力顯著高于對照外，其他指標（發育歷期、成蟲壽命和產卵時間）未受其顯著影響，且這些指標與WANG等[2]以人工飼料為食的煙草粉螟具有相似的結果，表明經低溫冷藏的煙草粉螟轉移至適宜條件后，子代同樣具有較高的適應性。此外，種群參數是評價不同處理條件對昆蟲影響的重要指標[2,8,21]，本研究中，低溫冷藏煙草粉螟F1代具有較高的內稟增長率（）、周限增長率（）和凈增殖率（0），表明低溫冷藏對煙草粉螟F1代適合度無顯著影響，可用低溫冷藏的方式儲存煙草粉螟5齡幼蟲。

繼代效應（Intergenerational effects）指遭受逆境脅迫（如高溫、低溫和殺蟲劑）的親代昆蟲將其不利因素傳遞給無脅迫條件的子代，從而影響子代生活史的一種現象[14]。本研究中，低溫冷藏顯著降低F0代煙草粉螟的生殖適合度，但這些不利影響并未傳遞給F1代，即在煙草粉螟中未發生繼代效應。這種現象在寄生蜂中也較常見，如低溫冷藏麗蚜小蜂（）蛹時，F1代的生命表參數未受影響[28]。同樣，CHEN等[29]研究發現冷藏未成熟的寄生蜂（Girault）時，F1代的壽命、繁殖率、寄生率和F2代的發育、存活率、性比不受冷藏時間延長的影響。綜上所述，5 ℃冷藏煙草粉螟5齡幼蟲的適宜時期為0～160 d，這為煙草粉螟的綜合利用奠定了理論基礎。

4 結 論

試驗結果表明，低溫冷藏煙草粉螟F0代的生殖適合度顯著降低，但F1代的平均繁殖力顯著升高，且對種群參數無顯著影響，低溫冷藏可完善煙草粉螟飼養技術，并能儲存大量寄主用于規模化繁育麥蛾繭蜂，從而提高該蜂的應用潛力。

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Effects of Cold Storage on Maternal and Progeny Fitness of(Hübner) (Lepidoptera: Pyralidae)

HU Yong1, WEI Lan2, YANG Maofa2,3*, OU Houding2, WANG Bo1, WANG Xiuqin2

(1. Guizhou Tobacco Company, Guiyang Branch Company, Guiyang 550002, China; 2. Institute of Entomology of Guizhou University, Guizhou Provincial Key Laboratory for Agricultural Pest Management of the Mountainous Regions, Guiyang 550025, China; 3. College of Tobacco Science of Guizhou University, Guiyang 550025, China)

In order to determine the effects of cold storage on maternal and progeny fitness of(Hübner) (Lepidoptera: Pyralidae), the parental reproductive fitness of5th instar larvae and the developmental time, survival rate, fecundity, and population parameters of their offsprings after cold storage at 5 ℃ for 160 days were studied based on the age-stage, two-sex life table theory. The results showed that the pupal period of F0generation ofwas significantly longer than that of the control after 160 d of cold storage, whereas the longevity of male and female adults, mean fecundity and oviposition days were significantly lower than the control. However, in F1generation, no significant differences were observed for different parameters except average fecundity of. The average fecundity of(148.29 eggs) stored at low temperature was significantly higher than the control (113.93 eggs). In conclusion, cold storage significantly reduced the fitness of parental generation of, but had no significant effect on the fitness of progenies.

; cold storage; life table; population parameters

S435.72

A

1007-5119（2022）03-0026-07

10.13496/j.issn.1007-5119.2022.03.005

貴州省煙草公司貴陽市公司科技項目（2019-03）；中國煙草總公司貴州省公司科技項目（201934）

胡 勇（1977-），男，農藝師，主要從事烤煙栽培與病蟲害綠色防控。E-mail：huyong202108@163.com

，E-mail：gdgdly@126.com

2021-09-06

2022-01-31