溫度對黑腹果蠅種群生長的影響

溫度對黑腹果蠅種群生長的影響

楊梅是中國重要的商品價值特色之一。它在中國南方70000年前種植，在其他地區(qū)很少種植。中國種植面積為34萬公頃，h所有權(quán)為110萬件。近年來蟲害愈發(fā)嚴(yán)重,影響楊梅生產(chǎn)與商品價值。果蠅是楊梅上的主要害蟲,其主要種類為黑腹果蠅DrosophilamelanogasterMeigen。果蠅主要為害成熟楊梅果實,雌蟲將卵產(chǎn)于楊梅果實中,卵孵化后幼蟲在果實內(nèi)蛀食,造成果實表面凹凸不平,果汁外溢,品質(zhì)變劣。此外黑腹果蠅也是危害葡萄和番茄、桃、甜瓜和蘋果、櫻桃等水果的重要害蟲。有關(guān)黑腹果蠅的防治國內(nèi)、外研究較少,主要有:(1)農(nóng)業(yè)防治,及時清理果園,降低蟲口基數(shù);(2)誘殺,包括藥液誘殺、色板誘殺和性引誘劑誘殺;(3)化學(xué)防治。但是由于楊梅屬漿果,用藥劑直接噴施果樹或果實,農(nóng)藥殘毒不易清洗,另外使用農(nóng)藥會影響人體健康和生態(tài)環(huán)境,所以在楊梅成熟期內(nèi)不宜用化學(xué)農(nóng)藥。由于農(nóng)業(yè)防治、誘殺防治和化學(xué)防治楊梅果蠅難以達到理想的防治效果,所以如何對楊梅果蠅進行有效防控成為浙江楊梅產(chǎn)業(yè)健康持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。楊梅果蠅的防控主要從兩個方面著手:一是如何有效阻止果蠅在楊梅上產(chǎn)卵,實踐已證明現(xiàn)有技術(shù)(如誘餌及誘蟲板誘殺)很難達到理想效果;二是如何有效殺死產(chǎn)在果實中的卵及孵化的幼蟲,由于楊梅果實的特殊性(果蠅開始產(chǎn)卵危害時期正是果實成熟期及各地舉辦楊梅節(jié)時期)決定了無法使用殺蟲劑來達到這一目的。因此楊梅果蠅的防控策略應(yīng)是在阻止果蠅在果實上產(chǎn)卵的基礎(chǔ)上,采用適當(dāng)技術(shù)措施使已產(chǎn)在果實中的卵不孵化,從而控制其危害。使用昆蟲輻照不育技術(shù)可以達到這個目的:在不使用殺蟲劑的情況下,使已產(chǎn)在果實中的卵不孵化。利用輻照不育技術(shù)防治楊梅果蠅的基本思路為:首先培養(yǎng)大量的果蠅,然后通過輻照使果蠅不育,再將不育果蠅釋放到楊梅產(chǎn)區(qū),這些不育果蠅與野生雌性果蠅交配后,雌性果蠅產(chǎn)的卵就不能孵化;與野生雄性果蠅交配,可以降低野生雄性果蠅與野生雌性果蠅的交配概率,降低受精卵量從而達到控制果蠅種群數(shù)量的目的。同時攜帶不能孵化卵的楊梅果實,在鮮賣過程中保質(zhì)期增長,并且不會出現(xiàn)果實攜蛆的情況,增加楊梅的商品價值。輻射不育技術(shù)作為大面積害蟲綜合治理(area-wideintegratedpestmanagementapproach,AW-IPM)技術(shù)之一,已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。然而應(yīng)用輻射不育技術(shù)的前提是規(guī)?；a(chǎn)大量昆蟲。建立規(guī)模化飼養(yǎng)黑腹果蠅技術(shù)關(guān)鍵之一就是掌握黑腹果蠅合適的飼養(yǎng)溫度。本研究以黑腹果蠅最適宜培養(yǎng)基為食物(另文發(fā)表),研究梯度溫度對黑腹果蠅發(fā)育歷期、存活、成蟲壽命、雌雄性比、雌蟲產(chǎn)卵的影響,并計算出黑腹果蠅生長發(fā)育起點溫度和有效積溫,以及種群增長參數(shù)。為建立黑腹果蠅規(guī)?；曫B(yǎng)技術(shù)和黑腹果蠅在我國南方地區(qū)的預(yù)測預(yù)報提供參考依據(jù)。1材料和方法1.1黑腹果蠅害庫培養(yǎng)試驗用蟲源為浙江省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護與微生物研究所經(jīng)濟作物蟲害研究室從臺州市黃巖區(qū)院橋鎮(zhèn)占堂村楊梅園采集,經(jīng)華南農(nóng)業(yè)大學(xué)陳俊偉教授鑒定為黑腹果蠅,室內(nèi)飼養(yǎng)條件:溫度(27±1)℃,空氣相對濕度75%±5%,光周期16h/8h(L/D)。1.2玉米粉和酵母粉配方飼料采用本實驗室篩選出的最適宜培養(yǎng)基配方:去離子水400mL,玉米粉10.7g,蔗糖17.1g,瓊脂3.9g,丙酸1.5mL,酵母粉6g。1.3測試方法本研究調(diào)查了黑腹果蠅在15,20,25,30,35℃條件下的生長發(fā)育、存活和繁殖能力。1.3.1卵粒的收集與培養(yǎng)將新羽化的雌、雄果蠅成蟲單獨配對,置于裝有新鮮培養(yǎng)基指形管中產(chǎn)卵,管口用紗布覆蓋并用皮筋箍牢。每管收集1粒卵。將收集的卵分別放在15,20,25,30,35℃不同溫度處理的人工氣候箱(寧波江南制造廠生產(chǎn)的RXZ型人工氣候箱,誤差為±1℃)內(nèi)培養(yǎng),每處理收集100粒卵,每粒卵為1個重復(fù)。每天觀察、記錄卵孵化情況和卵、幼蟲、蛹各蟲態(tài)發(fā)育歷期與存活狀況,并視培養(yǎng)基的新鮮情況更換食料。1.3.2成蟲生長情況的測定15,20,25,30℃溫度條件下蛹羽化成成蟲后,每處理配對30～50對雌雄成蟲,每對成蟲放置于指形管,指形管內(nèi)裝有新鮮培養(yǎng)基,管口用紗布覆蓋并用皮筋箍牢。每24h更換培養(yǎng)基并記錄成蟲的存活情況和培養(yǎng)基上的卵量。利用1.3.1節(jié)的方法飼養(yǎng)子代到成蟲,分別記錄子代的雌蟲和雄蟲數(shù),估計子代的雌雄比。35℃條件下黑腹果蠅未能完成發(fā)育,無此項觀察。1.4生活史參數(shù)方法黑腹果蠅在不同溫度條件下各蟲態(tài)發(fā)育歷期、成蟲壽命、產(chǎn)卵量、產(chǎn)卵速率和子代雌雄性比,應(yīng)用SAS軟件(SASInstitute,1996)進行方差分析(ANOVA,P<0.05),并進行Turkey氏檢驗。計算生活史參數(shù)方法參照文獻:凈生殖率R0=∑Lxmx,內(nèi)稟增長率rm=LnR0/T,周限增長率λ=erm和平均世代歷期T=∑xLxmx/R0。參考王如松等根據(jù)Logistic曲線模型分析黑腹果蠅卵、幼蟲發(fā)育速率和溫度的關(guān)系,用直線回歸擬合蛹及未成熟期發(fā)育速率和溫度的關(guān)系,并計算黑腹果蠅發(fā)育起點溫度C,各蟲態(tài)發(fā)育有效積溫和從卵發(fā)育到成蟲的有效積溫A。2結(jié)果與分析2.1發(fā)育歷期和死亡率在35℃下,黑腹果蠅卵期0.80d,長于30℃的0.77d,但無顯著差異;能從卵正常發(fā)育至幼蟲期,幼蟲期1.97d,與25℃和30℃的發(fā)育歷期呈顯著差異(P<0.05),但到蛹期全部死亡。在15～30℃溫度范圍內(nèi),黑腹果蠅發(fā)育歷期隨溫度升高而顯著縮短(表1)。15℃黑腹果蠅卵期3.09d;幼蟲期長達22.07d,是30℃時的近7倍;蛹期為16.36d,比30℃延長約14.00d;在15,20,25和30℃條件下,黑腹果蠅未成熟期(從卵到羽化成成蟲)分別為41.31,21.73,9.76和7.28d。2.2溫度對黑腹果蠅蛹發(fā)育速率的影響黑腹果蠅不同蟲態(tài)發(fā)育速率跟溫度之間的關(guān)系結(jié)果見表2和圖1。黑腹果蠅卵和幼蟲期的發(fā)育速率在適宜的范圍內(nèi)隨溫度升高而加快,但在超出適宜的溫度條件時,其發(fā)育速率隨溫度升高而趨于平緩和緩慢下降,其發(fā)育速率與溫度之間關(guān)系明顯符合Logistic曲線(R=0.977,P<0.05;R=0.982,P<0.05)。黑腹果蠅蛹的發(fā)育速率隨溫度升高而加快,相關(guān)系數(shù)R值較高,說明在15～30℃溫度梯度內(nèi),黑腹果蠅蛹期發(fā)育速率與溫度呈明顯直線相關(guān)關(guān)系(P<0.05)。黑腹果蠅從卵到成蟲的未成熟期發(fā)育速率與溫度的關(guān)系亦呈明顯線性關(guān)系(R=0.975,P<0.05)。2.3有效積溫a如表2所示,卵、幼蟲、蛹的發(fā)育起點溫度C分別為10.5,14.6和13.5℃,有效積溫A分別為16.0,42.5和48.8日·度。黑腹果蠅從卵到成蟲的未成熟期發(fā)育起點溫度C為12.8℃,有效積溫A為123.3日·度。2.4黑腹果蠅產(chǎn)卵不同溫度對繁殖的影響黑腹果蠅成蟲壽命在15～30℃溫度范圍內(nèi),隨溫度的升高而明顯縮短(表3,P<0.05)。在15℃下,雌雄蟲平均壽命分別為75.05和80.05d;在30℃下,黑腹果蠅雌、雄蟲平均壽命分別僅為30.53和30.90d。各溫度條件下雌雄蟲之間壽命沒有明顯差異。黑腹果蠅在20℃和30℃條件下的平均繁殖力沒有明顯差異,分別為138.85和137.97粒卵,但在以上條件下的平均繁殖能力顯著高于15℃條件下的平均繁殖力115.34粒卵(P<0.05),而顯著低于25℃條件下的平均繁殖力(高達375.40粒,P<0.01)。黑腹果蠅在25℃時的繁殖速率明顯高于15℃、20℃和30℃條件下的繁殖速率(P<0.01),其值分別為7.25,1.54,2.06和4.52粒卵·雌-1·d-1。不同溫度條件下黑腹果蠅的雌蟲所占比例沒有明顯差異(表3),15℃條件下雌蟲比例略低于其他溫度條件。2.5“0,民法”以25、25、5.如表4所示不同溫度條件下,黑腹果蠅的種群增長參數(shù)(R0,rm),以25℃時最高,分別為55.10和1.021d-1,而在15℃條件下值最低,分別為36.67和0.189d-1。平均世代歷期隨著溫度升高顯著縮短。3黑腹果蠅害蟲養(yǎng)殖技術(shù)黑腹果蠅一直以來是生物學(xué)研究中最理想的模式昆蟲之一,在早期經(jīng)典遺傳學(xué)、發(fā)育生物學(xué)、神經(jīng)生物學(xué)、時間生物學(xué)等當(dāng)今諸多熱點生命科學(xué)領(lǐng)域的研究中起著重要作用,然而近來成為楊梅、櫻桃等漿果果實最主要的蟲害。有關(guān)黑腹果蠅防治的研究國內(nèi)、外較少,借鑒實蠅科害蟲的防治研究,對于黑腹果蠅的防治具有指導(dǎo)意義。國際上防治實蠅害蟲較為成功的經(jīng)驗是應(yīng)用不育昆蟲技術(shù)(sterileinsecttechnique,SIT),已應(yīng)用SIT成功防治多種(至少13種)實蠅害蟲,包括地中海實蠅Ceratitiscapitata、瓜實蠅Bactroceracucurbitae、墨西哥實蠅Anastrephaludns、橘小實蠅B.dorsalis、蔥蠅Deliaantiqua等害蟲。建立規(guī)?；曫B(yǎng)黑腹果蠅技術(shù)的關(guān)鍵之一是掌握黑腹果蠅合適的飼養(yǎng)溫度。本研究結(jié)果表明,隨著溫度的升高黑腹果蠅的發(fā)育歷期和成蟲壽命明顯縮短,這與已有的研究結(jié)果一致。在15℃時黑腹果蠅的發(fā)育歷期為41.31d,而在30℃時黑腹果蠅的發(fā)育歷期大幅縮短至7.28d。高溫(30℃)和低溫(20℃)明顯降低黑腹果蠅的產(chǎn)卵量(表3),而在