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麻楝蛀斑螟成虫的羽化节律及生殖行为



全 文 :福建农林大学学报(自然科学版)
Journal of Fujian Agriculture and Forestry University (Natural Science Edition)
第 43 卷 第 1 期
2014 年 1 月
收稿日期:2013 - 03 - 18 修回日期:2013 - 05 - 15
基金项目:国家林业公益性行业科研专项(201004020).
作者简介:马涛(1987 -),男,硕士研究生.研究方向:昆虫信息化合物与害虫信息控制技术. Email:matao2060@ 163. com. 通讯作者温秀军
(1965 -),男,教授,博士.研究方向:森林昆虫学、城市昆虫学、昆虫信息化合物与害虫信息控制技术. Email:wenxiujun@ msn. com.
麻楝蛀斑螟成虫的羽化节律及生殖行为
马 涛,孙朝辉,李奕震,陈晓阳,温秀军
( 华南农业大学林学院,广东 广州 510642)
摘要:在温度(25 ±1)℃,光暗周期 L∶ D =14∶ 10(光期 06:00开始,20:00结束) ,相对湿度 RH = 75% -80%的条件下,观察了
麻楝蛀斑螟成虫的羽化与生殖行为.结果表明:成虫羽化率 85.4%,羽化期 25 d左右;羽化行为主要出现在暗期,日羽化高峰
在 20:00 -23:00,占总羽化量的 80.7%;雌、雄比例 0.83∶ 1.羽化后第 2 天达到性成熟,当天羽化的成虫未发生交配;交配发生
在进入暗期 5 - 8 h,交配持续时间 50 - 200 min;随着日龄的增大,交配率降低,交配持续时间增长;交配后第 2 天开始产卵;
雌、雄虫均未发现 2次交配现象.交配雌虫平均产卵 104粒,卵期 7 d左右,孵化率 84.3%;未交配雌虫平均产卵 157粒,孵化率
0.交配雌虫和雄虫的平均寿命为 3.73和 2.93 d,未交配雌虫和雄虫的平均寿命为 5.87和 5.03 d.
关键词:麻楝蛀斑螟;羽化节律;交配;产卵
中图分类号:S763.3 文献标识码:A 文章编号:1671-5470(2014)01-0006-05
Emergence rhythm and reproduction behavior of Hypsipyla robusta (Lepidoptera:Pyralidae)
MA Tao,SUN Zhao-hui,LI Yi-zhen,CHEN Xiao-yang,WEN Xiu-jun
(College of Forestry,South China Agricultural University,Guangzhou,Guangdong 510642,China)
Abstract:The adult emergence and reproduction behavior of Hypsipyla robusta were studied at (25 ± 1)℃ and 75% - 80% RH
under 14L∶ 10D (light started at 06:00,ended 20:00). The results showed that the emergence rate of adult was 85.4%,and emer-
gence period was 25 days;emergence behavior mainly happened in dark,the daily emergence peak occurred from 20:00 to 23:00,
which counted 80.7% of the total. The ratio of female to male was 0.83∶ 1. The adults became sexual maturity on the 2nd day after
emergence. The adults did not mate on the 1st day after emergence. The mating peak occurred in 5 to 8 hours after entering scoto-
phase. However,the mating duration increased from 50 min to 200 min. The mating frequency decreased with increase of adults
age,but the duration of mating became longer. The adults began to oviposit on the 2nd day after mating. Both the female and male
mated only once in their whole life. The oviposition of the mated female was 104 eggs on average and the egg stage lasted for 7 days,
the ratio of egg fertility was about 84.3% . The unmated female spawned 157 eggs on average and the ratio of egg fertility was 0. On
average the life span of mated female was 3.73 d,while the mated male was 2.93 d. Meanwhile,the life span of unmated female
was 5.87 d,while the unmated male was 5.03 d.
Key words:Hypsipyla robusta;emergence rhythm;mating;oviposition
麻楝蛀斑螟(Hypsipyla robusta Moore) ,隶属鳞翅目(Lepidoptera)螟蛾科(Pyralididae) ,其主要危害区
在热带和亚热带地区[1 - 2].在国外分布于非洲的东部和西部、亚洲的西南部及太平洋周边地区,在我国分
布于广东、广西、海南岛和云南,是一种分布广泛的世界性钻蛀害虫[3 - 5].麻楝蛀斑螟喜食楝科植物,如红
椿(Toona ciliata)、麻楝(Chukrasia tabularis)、大桃花心木(Swietenia macrophylla)、小桃花心木(Swietenia
mahagoni)、非洲桃花心木(Khaya senegalensis)等[6 - 8],还可危害漆树科的岭南酸枣(Spondias lakonen-
sis)[9].麻楝蛀斑螟的危害存在地理上的变异,一般寄主在原产地受害严重,引种地受害较轻,如红椿和麻
楝在亚洲和澳大利亚受害严重,而非洲桃花心木只在非洲受到危害,在引种地受害很轻[10].在我国主要危
害红椿,树高 1.5 - 3.0 m受害最重,该虫以幼虫进行危害[11],严重时红椿上所有枝梢均被蛀食.
国外学者虽然鉴定出麻楝蛀斑螟性信息素成分,但是麻楝蛀斑螟有着广泛和不连续的地理分布,使得
不同地理种群的性信息素成分发生变化[12]. Bosson et al[13]通过对非洲西部和澳大利亚地区麻楝蛀斑螟种
群性信息素挥发物的研究,发现其均存在 3 种化学成分,但比例差异很大;且在澳大利亚地区这 3 种成分
DOI:10.13323/j.cnki.j.fafu(nat.sci.).2014.01.006
对该虫的引诱效果不明显,因此确定澳大利亚种群还包含其他性信息素成分[10].而有关我国麻楝蛀斑螟
种群的性信息素尚未见报道.研究昆虫的羽化和生殖行为可为进一步开展其性信息素研究和利用提供重
要的生物学依据.因此,本试验通过对麻楝蛀斑螟羽化节律、生殖行为的观察,为今后开展其性信息素提
取、分离及鉴定方面的研究提供依据,并为麻楝蛀斑螟种群监测治理和林间防治提供借鉴.
1 材料与方法
1.1 供试虫源
麻楝蛀斑螟老熟幼虫于 2012 年 8 月 30 日采自广东省增城市华南农业大学科技园红椿实验基地,采
集枝条的长度取决于其受害程度.将带虫的受害枝条带回实验室,分装在保鲜盒(40 cm × 30 cm × 25 cm)
中,并放入人工智能气候箱(温度 25 ℃ ±1 ℃,光暗周期 L∶ D = 14∶ 10,光期 06:00 - 20:00,相对湿度 RH =
75% -80%)饲养,观察其化蛹和羽化情况.羽化后 0 - 24 h视为 1 日龄,24 - 48 h为 2 日龄,依此类推.
1.2 试验方法
1.2.1 蛹在不同状态下的羽化观察 剖开枝条取麻楝蛀斑螟蛹 60头(30头蛹包被白色丝茧,30头去掉茧状
物) ,30头蛹留在受害枝条中,不予取出.每 10头为 1个处理,试验重复 3次,观察不同处理蛹的羽化率.
1.2.2 成虫羽化节律观察 预备试验中观察到多数成虫在 16:00 - 00:00 羽化,因此,此时段每隔 1 h 记
录 1 次羽化头数,其余时间段每隔 2 h记录 1 次羽化头数.全天 24 h 观察,每天取出已羽化的麻楝蛀斑螟
成虫,直至全部羽化为止.及时通过体视显微镜将雌、雄分开,确定性比.期间每天喂以 10%的蜂蜜水,用
于后续试验.
1.2.3 成虫性行为观察 将同日羽化的雌、雄虫 10 对放在同一养虫笼中(60 cm × 60 cm × 70 cm) ,观察
其求偶、交配行为.以 10%的蜂蜜水饲喂,以雌虫间断地伸出产卵器作为判断雌、雄虫求偶标志.养虫笼分
别放在室内、外不同的环境条件下,记录交配开始时间和结束时间,每隔 15 min 观察 1 次交配情况,从交
配当天一直观察到雌、雄成虫全部死亡.试验重复 3 次.
交配次数的观察:将交配之后的雌、雄成虫各 1 头分别放入装有 5 头未交配的异性健康成虫的养虫笼
中,观察有无 2 次交配现象.试验重复 5 次.
1.2.4 成虫寿命观察 取 21:00 - 22:00 羽化的雌、雄成虫各 10 头,分装在不同养虫笼中,每天观察成虫
死亡数,统计自然死亡率,直到全部死亡为止,试验重复 3 次.同时观察交配之后雌、雄虫的寿命,期间均以
10%蜂蜜水作为营养补充.
1.2.5 产卵量、卵期、孵化率观察 将交配后的雌虫单个置于铺有滤纸的培养皿中,并放入人工培养箱中
观察产卵及孵化情况,统计产卵量、卵期和孵化率,以未交配即产卵的雌虫作对照.
1.3 数据统计方法
采用 DPS软件和Windows Excel软件分析数据,计算重复数据的平均数和标准差,并利用 Duncans新
复极差法确定数值之间的差异性.
2 结果与分析
2.1 不同状态下蛹的羽化情况
通过观察 3种状态下的蛹体羽化情况,发现老熟幼虫在枝干化蛹后,可以顺利羽化,羽化率平均为83.3%
±15.3%,显著高于裸蛹(16.7% ±15.3%)和从受害枝条中带茧剥离的蛹(43.3% ±20.8%) (P <0.05).
2.2 成虫的羽化节律
2.2.1 成虫羽化行为及时辰节律 初化蛹时,蛹体黄褐色,渐变为浅红褐色,羽化前头部和腹部均为红褐
色,蛹体具光泽.羽化时,蛹体不断摆动腹部,待头部蛹壳开裂,成虫慢慢从蛹壳中爬出.刚羽化的成虫双翅
湿润、柔软,折叠向腹部弯曲,翅面皱缩,整个背部外露,随后双翅逐渐展开,则羽化完成.羽化过程中雌、雄
成虫尾部会喷出一股浅黄色液体.成虫趋光性较弱.累计查蛹 357 粒,羽化率为 85.4%;雌(138 头)、雄虫
(167 头)比例约为 0.83∶ 1.羽化行为主要出现在暗期(17:00 - 06:00) ,占总羽化量的 93.4%,其中,羽化
高峰期在 20:00 - 23:00,其间的羽化数量占总羽化量的 80.7%,显著高于其他时间段(P < 0.05) (图 1).
·7·第 1 期 马涛等:麻楝蛀斑螟成虫的羽化节律及生殖行为
不同小写字母代表差异显著(P < 0.05).
图 1 成虫羽化节律
Fig. 1 Emergence rhythm of adults in a day
2.2.2 成虫羽化的日消长节律 从图 2 可知,麻楝蛀斑螟成虫羽化高峰期出现在开始羽化后的 2 - 7 d,
其间羽化量占总羽化量的 50.5% .其中,雄虫羽化数占总羽化量的 26.2%,雌虫为 24.3% .成虫羽化持续
时间较长,约 25 d.羽化进度并非昆虫常见的单峰型,说明该虫世代发育不整齐.
不同小写字母代表差异显著(P < 0.05).
图 2 雌、雄成虫日羽化动态
Fig. 2 The daily emergence rhythm of adults
2.3 成虫性行为及交配节律
麻楝蛀斑螟成虫羽化后第 2 天即可交配,交配时间为 23:00 - 03:00,光期不交配.雌虫求偶时翅向外
侧延伸成屋脊状,腹部末端向上弯曲,并伸缩数次,使产卵器和性腺体暴露于空气中.当雄虫感受到雌虫召
唤时,便飞向雌虫,雄虫比雌虫更为活跃,触角震动频率明显高于雌虫,并在雌虫周围剧烈振翅,不时伸出
抱握器,最后停在雌虫身边,用触角接触雌虫,并慢慢爬向雌虫,做出交配的姿势;雄虫抱握器一旦与雌虫
腹部末端接触,即可进行交配.交配时雌、雄虫都静止不动,尾部相接呈“一”字形,持续时间 50 - 200 min;
人为将正在交配的雌、雄成虫移动不影响其交配;交配结束后,雌、雄虫分开,均静伏不动,几分钟后,雄虫
飞离交配场所,雌虫活跃性降低.
经过初次交配的雌、雄成虫直至死亡也未与其异性健康成虫进行再次交配,说明麻楝蛀斑螟成虫一生
只交配 1 次.
此外,室内 3 个重复均未交配,室外 3 个重复均可交配,其中有 20 对雌、雄成虫完成交配,且在阴凉通
风的夜间更易于交配,但总体交配率不高.
麻楝蛀斑螟的日龄与其交配率的高低密切相关.交配率在 2 日龄较高,达到 53.3%,3 日龄交配率为
21.43%,随着日龄的增大,交配率降低;而不同日龄雌、雄成虫的交配时间也有差异,2 日龄交配持续时间为
(88.69 ±19.38)min,3日龄则为(125.67 ±9.50)min,说明随着日龄的增大,麻楝蛀斑螟交配持续时间有所增长。
2.4 成虫寿命
未交配雌虫的平均寿命为(5.87 ± 1.63)d,雄虫为(5.03 ± 1.77)d;交配雌虫的平均寿命为(3.73 ±
1.16)d,雄虫为(2.93 ± 1.33)d.由此可见,未交配成虫寿命显著长于交配成虫(P < 0.05) ;雌虫寿命长于
雄虫,但差异不显著(P > 0.05)。
·8· 福建农林大学学报(自然科学版) 第 43 卷
表 1 不同状态成虫的寿命
Table 1 The lifespan of the adults under different states
成虫状态 试验虫数 /头 最短寿命 /d 最长寿命 /d 平均寿命 /d
未交配♀ 30 3 9 5.87 ± 1.63a
未交配♂ 30 2 8 5.03 ± 1.77a
交配♀ 20 2 6 3.73 ± 1.16b
交配♂ 20 1 5 2.93 ± 1.33b
2.5 成虫产卵量及幼虫孵化率
雌虫于交配结束后第 2 天开始产卵,卵散产于滤纸上,初产时乳白色,孵化前变为暗红色.图 3 显示,
交配雌虫最高产卵量 227 粒,最低产卵量 59 粒,平均产卵(103. 73 ± 43. 75)粒,孵化率 84. 3%;在室温
25 ℃左右、湿度 50% -60%时,卵期为 7 - 9 d.未交配雌虫最高产卵量 277 粒,最低产卵量 87 粒,平均产
卵(157.13 ± 54.89)粒,孵化率为 0.由此可见,未交配雌虫产卵量多于交配雌虫,且差异显著(P < 0.05) ,
说明交配行为影响产卵量.未交配雌虫所产未受精卵均不孵化,说明麻楝蛀斑螟不存在孤雌生殖现象.
图 3 麻楝蛀斑螟产卵量
Fig. 3 Number of eggs laid by H. robusta
3 小结与讨论
本研究在室内条件下,观察了麻楝蛀斑螟成虫的羽化、求偶和交配行为. 结果发现,其成虫羽化率为
85.4%;羽化高峰期在开始羽化后的 2 - 7 d,占总羽化量的 50.5%;日羽化高峰期在 20:00 - 23:00,占总羽
化量的 80.7% .羽化后第 2 天达到性成熟,23:00 - 03:00 为活动高峰期,在此期间,雌虫出现求偶行为并
完成交配,说明麻楝蛀斑螟释放性信息素、求偶、交配存在一定的时辰节律,这与鳞翅目许多昆虫,如小地
老虎[Agrotis ypsilon (Rottembcrg) ][14]、甜菜夜蛾[Spodoptera exigua (Hübner) ][15]、沙棘木蠹蛾[Holcocerus
hippophaecolus (Hua,Chou,Fang et Cheng) ][16]、豆野螟[M. vitrata (Fabricius) ][17]等一致. 此外,未交配
成虫寿命长于交配成虫,雌虫寿命长于雄虫.
麻楝蛀斑螟雌虫羽化后 2 - 3 d具有较高的求偶活性,随后又下降,交配率也随着日龄增大而降低,说
明雌虫日龄影响其性信息素的产生和分泌.但随着日龄增大,交配时间延长,说明其通过延长交配时间来
维持生殖力,以提高交配成功率,这是昆虫界一种常见的生殖策略.此外,麻楝蛀斑螟在室内不交配,仅在
室外完成交配,该现象与国外研究结果[18 - 19]一致.这可能是由于受各种环境因子和生理因子如风、温度、
成虫飞行能力等的影响.对于相关影响因子及性信息素的释放与感觉尚需进一步研究.
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( 责任编辑: 杨郁霞)
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