麻豎毛天牛不同蟲態對松褐天牛腫腿蜂寄生成功率和子代發育的影響

唐艷龍，王麗娜，賈結利，康 奎，曾伯平，魏 可

(1.遵義師范學院生物與農業科技學院，貴州省赤水河流域動物資源保護與應用研究重點實驗室 貴州 遵義 563002；2.中國林業科學研究院森林生態環境與自然保護研究所，國家林業和草原局森林保護學重點實驗室 北京 100091)

腫腿蜂屬膜翅目（Hymenoptera）青蜂總科（Chrysidoidea）腫腿蜂科（Bethylidae），是我國林木蛀干類天牛和吉丁蟲等害蟲生物防治中應用廣泛的一類寄生性天敵昆蟲[1]。其中管氏腫腿蜂（Sclerodermus guani）已有40余年的研究和應用歷史，是防治松褐天牛（Monochamus alternatus）和雙條杉天牛（Semanotus bifasciatus）的重要天敵[2]。我國是世界上少數將腫腿蜂類寄生蜂應用到林木蛀干害蟲防治的國家[3]，除管氏腫腿蜂外，川硬皮腫腿蜂（S.sichuanensis）[4]和白蠟吉丁腫腿蜂（S.pupariae）[5]也在近年有較多應用，前者多被用于防治松褐天牛，后者多被用于防治白蠟窄吉丁（Agrilus planipennis）、栗山天牛（Massicus raddei）和光肩星天牛（Anoplophora glabripennis）等害蟲。松褐天牛腫腿蜂（S.alternatusi）是近年來發現的腫腿蜂新種，原始種群發現于自然被寄生的松褐天牛低齡幼蟲體上[6]，其個體較管氏腫腿蜂和川硬皮腫腿蜂更大，雌蜂多具翅。目前，松褐天牛腫腿蜂已被用于松褐天牛[7-8]和光肩星天牛[9]的生物防治。

腫腿蜂均屬多寄主型寄生蜂[10]，已報道自然寄主以天牛類、吉丁蟲類和象甲類蛀干害蟲為主。在腫腿蜂的繁育中，原始記錄的自然寄主均可用于繁蜂。一些替代寄主，如黃粉蟲（Tenebrio molitor）[11]、意大利蜜蜂（Apis mellifera）[12]、大理竊蠹（Ptilineurus marmoratus）[13]、玉米螟（Pyrausta nubilalis）[14]、紅鈴蟲（Pectinophora gossypiella）[15]、大袋蛾（Clania vartegata）[16]等也有被報道用于繁蜂。事實上，以上各種被報道的替代寄主除黃粉蟲在腫腿蜂的繁育中會被使用外，大多數并不常用。在腫腿蜂的繁育中，目前常用的寄主有黃粉蟲、青楊天牛（Saperda populnea）、雙條杉天牛和麻豎毛天牛（Thyestilla gebleri）。黃粉蟲主要被用于繁育管氏腫腿蜂和川硬皮腫腿蜂[11,17]，青楊天牛主要被用于繁育管氏腫腿蜂[18]，雙條杉天牛主要被用于繁育管氏腫腿蜂[3]，白蠟吉丁腫腿蜂和松褐天牛腫腿蜂多用麻豎毛天牛繁育[8]。上述除黃粉蟲的幼蟲不能被腫腿蜂寄生，需以蛹用于繁蜂，其他替代寄主多以幼蟲用于繁蜂。在上述幾種常用的繁蜂寄主中，麻豎毛天牛個體較大，可提供的營養更多，單頭寄主可育得腫腿蜂數較其他幾種寄主更多，是當前繁育腫腿蜂最主要替代寄主[5]。然而，當前并沒有人工飼料可用于飼養麻豎毛天牛。寄主的獲取方式主要為每年幼蟲越冬前（9—10月）大量低溫儲存帶蟲的麻根，需要繁蜂時再從麻根中剝取天牛幼蟲。在長期儲存麻根的過程中會面臨幼蟲化蛹的情況。對于已經化蛹的麻豎毛天牛，是否還能用于腫腿蜂繁育？若用于繁育腫腿蜂，繁蜂效率如何？母蜂的寄生行為、子代發育情況是否較用麻豎毛天牛幼蟲作寄主時有差異？均未見評估和報道。探清這些問題是進一步篩選替代寄主和實現寄主資源利用最大化的基礎。本研究以松褐天牛腫腿蜂和麻豎毛天牛為研究對象，分析和評價分別以麻豎毛天牛幼蟲和蛹繁蜂時，松褐天牛腫腿蜂的寄生行為、繁蜂效率是否存在差異，以期為松褐天牛腫腿蜂的繁育和替代寄主資源的利用策略提供參考。

1 材料與方法

1.1 供試昆蟲及繁育條件

松褐天牛腫腿蜂建群種采自昆明市西南林業大學后山（25°03′ N，102°42′ E），供試蜂為在實驗室用麻豎毛天牛幼蟲傳代繁殖的種群。傳代繁殖的方法為將建群蜂接種至松褐天牛低齡幼蟲繁育得到腫腿蜂的初始實驗室種群，隨后用麻豎毛天牛幼蟲作寄主續代繁殖腫腿蜂。續代繁殖中，接蜂方式為1頭母蜂接種至1頭寄主，飼養條件為27 ℃，RH=60%～70%，L∶D=8∶16 h。當每一代子代蜂羽化后挑選3日齡的雌蜂繼續接種，獲得實驗室連續傳代種群。

供試寄主為麻豎毛天牛幼蟲和蛹。選取健康的麻豎毛天牛老熟幼蟲，置于人工氣候箱中培養至化蛹。選擇蛹齡為1～2 d、體質量為220±20.0 mg的麻豎毛天牛蛹和體質量較蛹相對一致的天牛老熟幼蟲各30頭作為繁蜂寄主。將麻豎毛天牛蛹和幼蟲單頭裝入玻璃指形管內（直徑=1.0 cm，高=5.0 cm），隨后接入1頭3日齡且已交配的松褐天牛腫腿蜂雌蜂（腫腿蜂雌雄蜂一般在羽化后1～2 d內即完成交尾），并用脫脂棉將指形管口塞緊，飼養條件同上。

1.2 寄生行為和子代發育記錄

自接蜂時起，每隔12 h記錄1次松褐天牛腫腿蜂對寄主的麻痹情況、初始產卵時間，初孵幼蟲出現時間，繭蛹出現時間和子代羽化時間，以此統計松褐天牛腫腿蜂的寄生率、產卵前期和子代發育歷期。寄生率為麻痹寄主且產卵母蜂的數量占處理數的比率。產卵前期為接蜂至觀察到第1粒卵的間隔時期。子代發育歷期共包括卵期、幼蟲期、蛹期和幼期歷期。其中，卵期為產下第1粒卵至初孵幼蟲出現的間隔時期；幼蟲期為第1頭初孵幼蟲至繭出現的間隔時期；蛹期為繭出現至第1頭子代蜂羽化的間隔時期；幼期歷期為產卵至羽化的間隔時期。子代蜂完全羽化后，統計寄生不同蟲態麻豎毛天牛的松褐天牛腫腿蜂的子代羽化率和子代雌雄個體數量。子代羽化率為被寄生的寄主中最終有腫腿蜂子代羽化的比率。依據子代雌雄個體數量計算雄性比，即雄蜂占子代總數的比率。

1.3 數據分析

Fisher's精確檢驗用于比較松褐天牛腫腿蜂寄生不同蟲態麻豎毛天牛的寄生率和子代羽化率。松褐天牛腫腿蜂寄生不同蟲態麻豎毛天牛的產卵前期、子代發育歷期、子代數量和雄性比用單因素方差分析檢驗處理間差異。經正態性和方差同質性檢驗，產卵前期、子代發育歷期、子代數量滿足正態分布且方差齊性，其均直接用原始數據進行差異性檢驗。子代性比經反正弦化后滿足正態分布和方差齊性，轉換后的數據用于差異性檢驗。數據統計用SPSS 20完成。

2 結果與分析

2.1 麻豎毛天牛不同蟲態對松褐天牛腫腿蜂寄生效果的影響

麻豎毛天牛老熟幼蟲和蛹均可被松褐天牛腫腿蜂寄生。所有的供試天牛幼蟲均被成功寄生，4頭天牛蛹未被寄生，松褐天牛腫腿蜂對不同蟲態的麻豎毛天牛的寄生率無顯著差異（χ2=4.286，df=1，P=0.112）（表1）。在全部被寄生的30頭麻豎毛天牛幼蟲中，有93.33%的寄主成功育出子代蜂；被寄生的26頭天牛蛹中可育出子代蜂的比例為57.69%。用麻豎毛天牛幼蟲繁育松褐天牛腫腿蜂時，子代蜂羽化率顯著高于用麻豎毛天牛蛹繁蜂（χ2=9.926，df=1，P=0.003）（表1）。

表1 松褐天牛腫腿蜂對不同蟲態麻豎毛天牛的寄生效果Table 1 Successful parasitization and progeny emergence of Sclerodermus alternatusi on different stage of Thyestilla gebleri

2.2 寄生不同蟲態麻豎毛天牛時松褐天牛腫腿蜂雌蜂的產卵前期

用麻豎毛天牛幼蟲和蛹繁育松褐天牛腫腿蜂時，母蜂產卵前期無顯著差異（F=1.560，df=1,54，P=0.217）。在所有供試腫腿蜂中，雌蜂的產卵前期為6～8 d，其中絕大多數雌蜂產卵前期為6 d，少部分為7 d或8 d。當寄主為麻豎毛天牛幼蟲時，松褐天牛腫腿蜂的產卵前期平均為6.63 d；寄主為麻豎毛天牛蛹時，產卵前期平均為6.43 d（圖1）。

圖1 松褐天牛腫腿蜂寄生不同蟲態麻豎毛天牛的產卵前期Fig.1 The pre-oviposition period of Sclerodermus alternatusi female on different stage of Thyestilla gebleri

2.3 寄生不同蟲態麻豎毛天牛時松褐天牛腫腿蜂子代的發育歷期

從表2可知，在不同蟲態麻豎毛天牛上發育的松褐天牛腫腿蜂子代的卵期、幼蟲期、蛹期及幼期歷期均無顯著差異（卵期：F=1.542，df=1,54，P=0.220；幼蟲期：F=0.989，df=1,41，P=0.325；蛹期：F=0.472，df=1,41，P=0.496；幼期歷期：F=2.562，df=1,41，P=0.117）。當用麻豎毛天牛幼蟲和蛹分別繁育松褐天牛腫腿蜂時，子代蜂的卵期分別平均為4.34 d和4.57 d，幼蟲期平均為8.34 d和8.52 d，蛹期平均為19.89 d和20.07 d，幼期歷期平均為32.61 d和33.40 d。

表2 松褐天牛腫腿蜂寄生不同蟲態麻豎毛天牛時子代發育歷期Table 2 Developmental durations of Sclerodermus alternatusi progeny on different stage of Thyestilla gebleri

2.4 寄生不同蟲態麻豎毛天牛時松褐天牛腫腿蜂子代的數量和性比

從表3可以看出，當用麻豎毛天牛幼蟲和蛹分別繁育松褐天牛腫腿蜂時，單頭寄主可育出的子代雌蜂數量差異顯著（F=7.511，df=1,41，P=0.009），其中單頭麻豎毛天牛幼蟲育出的子代雌蜂數平均為39.50頭，顯著高于單頭麻豎毛天牛蛹育出雌性子代的30.80頭。然而，麻豎毛天牛幼蟲和蛹育出的雄性子代數量無顯著差異（F=2.254，df=1,41，P=0.141），單頭麻豎毛天牛幼蟲育出的平均雄性子代數為1.96頭，單頭麻豎毛天牛蛹育出的為1.40頭。在麻豎毛天牛幼蟲和蛹上育出的子代總數分別為41.18頭和32.20頭，前者顯著高于后者（F=7.850，df=1,41，P=0.008）。由圖2可知，用麻豎毛天牛幼蟲和蛹繁蜂時，子代蜂雄性比亦無顯著差異（F=0.346，df=1,41，P=0.560）。寄主為麻豎毛天牛幼蟲時，平均子代雄性比為5.00%；寄主為天牛蛹時，平均子代雄性比為4.45%。

表3 松褐天牛腫腿蜂寄生不同蟲態麻豎毛天牛的子代數量Table 3 Progeny number of Sclerodermus alternatusi on different stage of Thyestilla gebleri

圖2 松褐天牛腫腿蜂寄生不同蟲態麻豎毛天牛時子代雄性比Fig.2 Male proportion of Sclerodermus alternatusi progeny on different stage of Thyestilla gebleri

3 討論

作為多寄主型寄生蜂的代表，腫腿蜂的自然寄主包括天牛類、吉丁類、小蠹類、象甲類等[8]。在非選擇條件下，其還可以寄生鞘翅目黃粉甲的蛹[11,17]、膜翅目蜜蜂的蛹[12,15]、鱗翅目玉米螟幼蟲[14]、紅鈴蟲幼蟲[15]和大袋蛾幼蟲[16]等。腫腿蜂在自然林分的環境極為復雜，需首先定位受害的樹木，再搜索樹木中的寄主，進而將寄主刺蜇麻痹后，才能完成產卵寄生過程[19]。上述過程對于無翅的腫腿蜂雌蜂而言（大多數腫腿蜂雌蜂無翅，僅依靠爬行尋找寄主）需耗費大量的能量，許多雌蜂在未找到寄主前就已耗盡能量[20]。當搜索到害蟲后，并沒有過多的機會去再次進行寄主選擇。因此，多寄主型的生活史策略成為其獲得最大適合度的重要途徑。

腫腿蜂的多寄主性不僅體現在寄主種類的多樣性，也體現在可寄生的寄主蟲態的多樣性。當以天牛類和吉丁類作為寄主時，腫腿蜂既能寄生幼蟲態寄主，也可以寄生蛹態寄主[8]。前期對光肩星天牛生物防治的研究中觀察到白蠟吉丁腫腿蜂可寄生光肩星天牛蛹，并完成生活史[5]。本研究結果發現，麻豎毛天牛幼蟲和蛹均可被松褐天牛腫腿蜂寄生，且子代蜂可在兩種不同蟲態的寄主上完成生活史。松褐天牛腫腿蜂分別接種至麻豎毛天牛幼蟲和蛹時，腫腿蜂對兩種蟲態寄主的寄生率無顯著差異。以上結果首先表明腫腿蜂具備麻痹制服這兩種蟲態天牛的能力。其次，從母蜂產卵決策角度表明其認為麻豎毛天牛蛹和幼蟲一樣，均具備提供子代蜂完整發育的營養需求，即兩種蟲態的寄主對母蜂的產卵決策無影響。然而，母蜂在麻豎毛天牛幼蟲或蛹體表產卵后，可成功育出子代蜂的天牛幼蟲顯著多于天牛蛹的數量。在試驗過程中我們發現，當以麻豎毛天牛蛹為寄主時，腫腿蜂幼蟲容易霉變和死亡，即較多子代蜂不能完成幼蟲期，造成最終能羽化出蜂的寄主數較被寄生數大大降低。我們分析，腫腿蜂幼蟲主要依靠寄主血淋巴和脂肪體所提供的營養而發育，而麻豎毛天牛化蛹初期其體內呈液態的組織增多，子代蜂幼蟲因這一原因難以持續發育至成熟。同時，在麻豎毛天牛幼蟲上發育最終所獲得的雌性子代蜂數量也顯著高于以麻豎毛天牛蛹作寄主的處理，同樣也表明了天牛幼蟲提供了更大的寄主適合度。雖然在麻豎毛天牛幼蟲和蛹上育得的腫腿蜂子代雌蜂差異顯著，但在兩種蟲態寄主上育得的子代雄蜂數無顯著差異。通常，母蜂產卵時會對寄主質量進行評價，當寄主質量較差時，母蜂會選擇產出更多的雄性后代，因為雄性后代在發育過程中受寄主質量變差的負面影響較雌性后代更弱[21-22]。本研究中幾乎一致的子代雄蜂數進一步佐證了母蜂產卵時其所評價兩種蟲態寄主的質量無差異，麻豎毛天牛蛹所帶來的腫腿蜂適合度降低主要因其不適于幼蜂發育。對抑性寄生蜂而言，子代發育歷期與寄主大小緊密相關，通常在體型大的寄主上會因可獲得的凈營養更多使發育歷期延長，以此獲得體型更大的子代成蜂[22-23]。松褐天牛腫腿蜂是典型的抑性寄生蜂，本研究中2組寄主的體質量一致，故子代蜂各時期發育歷期未表現出顯著差異。基于以上結果，作者認為，對松褐天牛腫腿蜂繁育而言，麻豎毛天牛幼蟲更適合作為繁蜂寄主。然而，若麻豎毛天牛幼蟲在長期的低溫儲存中不可避免地存在一定比例的化蛹，仍建議將其用于繁蜂，這樣可獲得近60%的繁蜂成功率，可最大限度地避免寄主浪費。

此外，在應用腫腿蜂防治天牛類蛀干害蟲時，以往主要在天牛幼蟲期使用，較少有在天牛蛹期釋放應用的案例。本研究結果表明，利用腫腿蜂防治天牛類害蟲，也可以嘗試在蛹期釋放。腫腿蜂雌蜂搜尋到寄主后，雌蜂需取食寄主血淋巴補充營養后產卵[24]，這一過程會直接致死寄主。即便是寄生天牛蛹后子代蜂的發育效率降低，但母蜂完成寄生實際也達成了害蟲防治的目的。不過，許多天牛幼蟲化蛹前，會將蛹室和蛀道內的蟲糞排出，這可能會降低腫腿蜂對寄主的搜索效率，因為雌蜂通常需要依靠寄主蟲糞所攜帶的化學信息來定位寄主[25]。同時，天牛在化蛹前會用細的木絲堵塞蛀道與蛹室，在林間究竟有多少比例的腫腿蜂能進入蛹室致死天牛蛹，需更多觀察和研究。

4 結論

（1）松褐天牛腫腿蜂可寄生麻豎毛天牛幼蟲和蛹并完成生活史，對兩種蟲態的天牛的寄生率無顯著差異，但以天牛幼蟲作寄主時可育出子代蜂的寄主比例顯著高于以天牛蛹作寄主的處理。

（2）以麻豎毛天牛老熟幼蟲和蛹繁蜂時，母蜂產卵前期、子代蜂卵期、幼蟲期和蛹期均無顯著差異。以天牛幼蟲作寄主時，可獲得的子代蜂總數和雌蜂數更多。寄生不同蟲態的麻豎毛天牛時，子代蜂性比均為顯著的偏雌特征，子代雄蜂數和雄性比例無顯著差異。

（3）利用麻豎毛天牛蛹繁育松褐天牛腫腿蜂，可獲得近60%的繁蜂成功率，但其繁蜂效率低于麻豎毛天牛老熟幼蟲。