全 文 ：收稿日期: 20040110
基金项目: 国家科技部基础性专项基金 资源昆虫种质资源收集、整理、保存 ( 14)及云南省自然科学基金 胭脂虫寄
主选择性研究( 2002C0027Q)资助项目
作者简介: 张忠和( 1970 ) ,男,贵州兴义人,助理研究员.主要从事昆虫生态学研究.
* 通讯作者:陈晓鸣,研究员,博士生导师
林业科学研究 ! 2004, 17( 4) : 484~ 489
Forest Research
! ! 文章编号: 10011498( 2004) 04048406
基于生命表技术的胭脂虫适生性研究
张忠和, 陈晓鸣* , 石 ! 雷, 徐珑峰, 万有铭, 和 ! 菊
(中国林业科学研究院资源昆虫研究所,云南 昆明 ! 650224)
摘要: 运用生命表技术,结合采样测定,对胭脂虫在干热河谷区、南亚热带区及中亚热带区的代表点上
的生长情况进行了研究。结果表明:南亚热带地区胭脂虫雌成虫虫体较大, 怀卵量较多,质量较大,种
群趋势指数最大, 为最适生区域;中亚热带区域胭脂虫最大 ,怀卵量最多, 质量最大, 但种群趋势指数
小, 世代历期长,年世代数少 ,为次适生区域; 干热河谷区培育的胭脂虫雌成虫虫体小,怀卵量少,质量
小, 种群趋势指数较小,为适生区域;在各气候条件下, 影响胭脂虫种群数量变动的主导因素为卵的孵
化率及 1 龄若虫或 2 龄若虫期的强降雨。各试验点均未发现大量胭脂虫天敌。
关键词: 胭脂虫;生命表; 适生性
中图分类号: S8993 ! ! ! 文献标识码: A
在自然界, 由于长期自然选择的结果,每个物种都适应于一定的环境, 并有其特定的适应
范围, 环境的异质性常常会引起物种性状的改变,因此, 对新引进物种引进后适生环境的研究
是首先并必须解决的问题。胭脂虫( Dactylopius confusus ( Cockerell ) )作为一种新引进的资源昆
虫[ 1~ 8] ,虽已开展了温度、湿度及光照强度对其生长发育影响的研究 [ 9] ,仍需对其野外适生环
境进行研究。本文运用生命表技术,系统地研究了胭脂虫在不同的气候类型下的存活情况,同
时不定期对胭脂虫雌成虫进行采样,测定不同地点胭脂虫雌成虫的大小、质量及怀卵量等生物
生态学指标,并对所测定的各项结果进行综合分析, 探索胭脂虫的适生环境, 为胭脂虫的培育
提供科学依据。
1 ! 试验点概况
热带气候类型试验点选于云南省元江县中国林科院资源昆虫研究所元江试验站内, 极端
最高温 420 ∀ ,极端最低温 31 ∀ ,年蒸发量 2 751 mm,年内干燥度在 794~ 094之间, 全年
干燥度 19, 干湿季节分明; 全年太阳辐射总量大,年日照时数 2 3406 h; 无霜期,属北热带干
热气候类型[ 10] (表 1)。
南亚热带气候类型试验点选于云南省景东县中国林科院资源昆虫研究所景东试验站内及
云南省泸水县六库镇怒江州林科所苗圃地内。景东试验点最冷月平均气温 109 ∀ , 极端高温
386 ∀ ,极端低温- 14 ∀ ,受西南季风影响,夏秋季多雨,占年降水量的 90%以上,冬春季较干
旱。六库试验点12月、1月温度最低,月平均温度为 135 ∀ , 6月温度最高,月平均温度为 250
∀ ,年降水量 1 012 mm,主要集中在 6、7、8月,有的年份 9、10月份也有较大强度的降水,年平均日
照时数 2 0052 h。这两个试验点均属南亚热带半干旱半湿润气候类型[ 10] (表 1)。
中亚热带气候类型试验点选于云南省禄丰县中国林科院资源昆虫研究所滇中高原试验站
内,最热月平均气温 210 ∀ , 最冷月平均气温 84 ∀ , 雨量分布不均,干湿明显, 雨热同季,冬
季和春季以及夏季初干旱时间较长,年日照时数 2 1980 h,无霜期达 290 d,属中亚热带气侯类
型[ 10] (表 1)。
表 1 ! 试验点气象要素指标
试验点 地理位置 海拔m 年均气温∀ #10 ∀ 年积温∀ 年降水量mm 年均相对湿度%
元江 101∃39% E,23∃18% N ! 457 238 8 800 600~ 800 59
景东 101∃05% E,24∃28% N 1 162 182 6 500~ 7 700 1 045 71
六库 98∃51% E, 25∃52% N ! 910 202 7 200 1 012 67
禄丰 102∃11% E,25∃09% N 1 566 162 5 214 ! 900~ 1 000 74
2 ! 材料与方法
21 ! 供试材料
昆虫供试材料为中国林科院资源昆虫研究所 2000年 5月从国外引入的胭脂虫,寄主植物
供试材料为从国外引入的梨果仙人掌( Opuntia f icusindica ( L) Mill)。
22 ! 研究方法
221 ! 实验设置及观察方法 ! 分别在各试验点取 30片已长有胭脂虫雌成虫的梨果仙人掌,
每片保留 1头圆润饱满、卵未孵化的雌成虫,其余的胭脂虫去除,然后将仙人掌栽于花盆内,放
置空旷地带,每 7 d观察 1次,详细记录各虫期的存活及死亡情况,并注明死亡原因,若遇异常
天气,如暴雨、狂风等,之后立即进行观察,统计死亡情况。
222 ! 起始卵量及下一代卵量的估值方法 ! 在去除的胭脂虫雌成虫中选取 30头与保留的胭
脂虫个体相似的雌成虫进行解剖,计数每头虫的怀卵量及大小,以该 30头虫的平均怀卵量作
为保留下来的每头雌虫的怀卵量的估计值乘以供试虫数计算起始卵量。待完成一代后, 取 30
头雌成虫计数怀卵量,以该 30头虫的平均怀卵量作为一世代后每头雌成虫怀卵量的估计值乘
以雌成虫数量计算出下一代的卵量。
223 ! 生命表组建 ! 胭脂虫的生活周期与其它蚧虫一样, 雄虫为完全变态,历经卵、1龄若虫、
2龄若虫、前蛹、蛹及成虫 6个虫期,雌虫为不完全变态,只有卵、1龄若虫、2龄若虫和成虫 4个
阶段,卵存于雌成虫体内,孵化后成为 1龄若虫,在 1龄若虫期用肉眼不能区分雌雄虫, 1龄若
虫经蜕皮后成为2龄若虫, 1、2龄若虫形态有较大变化,可用肉眼分辨,但在 2龄若虫期仍分辨
不出雌雄, 只有当雄虫进入前蛹期才能分辨出雌雄虫, 2龄若虫后雄虫经前蛹和蛹期后羽化成
为成虫,而雌虫则由 2龄若虫直接蜕皮而成, 为方便观察和生命表制作,在观察统计中分卵、1
龄若虫、2龄若虫~ 雄成虫、雌成虫 4个阶段进行,然后将起始怀卵量换算成1 000,以丁岩钦引
Harcourt ( 1969)组建生命表的方法编制出在各试验点上胭脂虫自然种群的生命表,计算出种群
趋势指数( &) , 并利用 K 值分析法分析出胭脂虫种群数量变动的主要因素[ 11]。
224 ! 样品测定 ! 每年不同的季节分别在各个试验点上采集胭脂虫雌成虫样品, 很快带回实
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验室内进行测定,测定时从样品中选取 50头雌成虫,平均分为 5组, 测定质量, 然后用 70%的
酒精浸泡,测定怀卵量和大小。
3 ! 结果与分析
31 ! 各气候类型下胭脂虫自然种群生命表
311 ! 干热河谷区(元江)胭脂虫自然种群生命表 ! 在元江共进行了两个世代的观察,第 1世
代的生活周期为 2001年 9月 22日至 2001年 11月 19日, 第 2世代的生活周期为 2002年 2月
23日至 2002年 5月 17 日, 从生命表(表 2)中可以看出, 在元江干热河谷区域, 第 1世代有
445%的卵不能孵化,第 2世代有 713%的卵不能孵化; 在 1龄若虫期, 由于降雨及大风可造
成第 1世代 25%、第 2世代 366%的 1龄若虫死亡;而到了 1龄若虫以后,第 1世代的死亡率
为31% ,第 2世代为 22% ;从累积死亡率来看,胭脂虫第 1世代在 1龄若虫前的累积死亡率为
445%, 2龄若虫前的累积死亡率为 584% ,整个世代的累积死亡率为713%;第 2世代1龄若
虫前的累积死亡率为 713%, 2龄若虫前的累积死亡率为 818% , 整个世代的累积死亡率为
858%; 从种群趋势指数上看,胭脂虫第 1世代的种群趋势指数为 295,第 2世代为 180。
表 2! 干热河谷区(元江)胭脂虫自然种群生命表
年龄级 世代 年龄级开始时的个体数
主要致死
因子
本年龄组内
死亡的虫数
死亡率
%
累积死亡率
%
K 值
卵 世代 1 1 000 未孵化 445 445 445 K 1 = 0255 9
世代 2 1 000 未孵化 713 713 713 K 1 = 0541 5
1龄若虫 世代 1 ! 555 降雨、风 139 250 584 K 2 = 0124 9
世代 2 ! 287 降雨、风 105 366 818 K 2 = 0196 9
2龄若虫~ 雄成虫 世代 1 ! 416 降雨、雄成虫死亡 129 310 713 K 3 = 0051 2
世代 2 ! 182 降雨、雄成虫死亡 40 220 858 K 3 = 0016 1
雌成虫 世代 1 ! 287 K = 0432 0
世代 2 ! 142 K = 0754 5
! ! 注:第 1世代种群趋势指数( & )为 295,第 2世代种群趋势指数( & )为 180。
在元江干热河谷区, 从两个世代胭脂虫的累积死亡率来看, 胭脂虫在完成世代的过程中死
亡率是比较高的,达到 713%~ 858% ,但从种群趋势指数上看, 胭脂虫具有较高的种群趋势
指数, 可达到 180~ 295,说明胭脂虫在具有高死亡率的同时,也具有较高的繁殖力,这正是 r
类生态对策者的种群特征。从各阶段的死亡率来看,卵不孵化是胭脂虫死亡的主要因素,其次
是1龄若虫期的降雨, 2龄若虫期以后的降雨也可造成一部分胭脂虫的死亡,对各发育阶段死
亡因素的 K 值进行比较,也可看出卵期的未孵化及 1龄若虫期的降雨和风是影响胭脂虫种群
数量变动的主要因素。
312! 南亚热带区(景东)胭脂虫自然种群平均生命表 ! 在景东共进行了 2个世代的观察,第 1
世代生活周期为2001年 9月25日至 2002年1月 10日,第2世代的生活周期为2002年3月 18日
至2002年 6月 5日,从生命表(表 3)中可以看出,在景东,第 1世代卵的未孵化率为296%,到第
2世代则高达 807%; 1 龄若虫期的降雨和风造成的死亡率第 1世代为 351%, 第 2世代为
181%;到2龄若虫期以后,第1世代由于暴雨造成 694%的胭脂虫死亡,第 2世代该阶段的死亡
486 林 ! 业 ! 科 ! 学 ! 研 ! 究 第17卷
率则低得多,为 44%。在累积死亡率方面,两个世代相差不大,分别为860%和 849%。从种群
趋势指数上看,第1世代种群趋势指数(&)为468,第2世代为 374。
表 3! 南亚热带区(景东)胭脂虫自然种群生命表
年龄级 世代 年龄级开始时的个体数
主要致死
因子
本年龄组内
死亡的虫数
死亡率
%
累积死亡率
%
K 值
卵 世代 1 1 000 未孵化 296 296 296 K 1 = 0152 3
世代 2 1 000 未孵化 807 807 807 K 1 = 0714 3
1龄若虫 世代 1 ! 704 降雨、风 247 351 543 K 2 = 0187 6
世代 2 ! 193 降雨、风 35 181 842 K 2 = 0086 1
2龄若虫~ 雄成虫 世代 1 ! 457 降雨、雄成虫死亡 317 694 860 K 3 = 0513 7
世代 2 ! 158 降雨、雄成虫死亡 ! 7 44 849 K 3 = 0017 6
雌成虫 世代 1 ! 140 K = 0853 6
世代 2 ! 151 K = 0818 0
! ! 注:第 1世代种群趋势指数( & )为 468,第 2世代种群趋势指数( & )为 374。
从累积死亡率及种群趋势指数两方面看,可以发现,在景东胭脂虫的累积死亡率与元江的
相差不大,但在种群趋势指数上要比元江的大得多,因此,从胭脂虫快繁的角度上考虑,景东更
利于胭脂虫的培育。利用 K 值分析法对死亡因素进行分析, 发现在景东卵的未孵化、1龄若虫
期的降雨(第 1代)或 2龄若虫期的暴雨(第 2代)成了影响胭脂虫种群数量变动的主要因素。
313 ! 中亚热带区(禄丰)胭脂虫自然种群生命表 ! 在禄丰进行了 1个世代的观察,该世代生
活周期为 2002年 3月 13日至2002年 6月8日, 从生命表(表4)中可以看出,在禄丰,卵的未孵
化率高达 857% ; 1龄若虫期的死亡率为 196%; 2龄若虫以后的死亡率为 383% ; 整个世代
的累积死亡率高达 929% ,胭脂虫的种群趋势指数( & )为 145。
表 4! 中亚热带区(禄丰)胭脂虫自然种群生命表
年龄级 年龄级开始时的个体数
主要致死
因子
本年龄组内
死亡的虫数
死亡率
%
累积死亡率
%
K 值
卵 1 000 未孵化 857 857 857 K 1 = 0843 4
1龄若虫 ! 143 降雨、风 28 196 885 K 2 = 0094 3
2龄若虫~ 雄成虫 ! 115 降雨、雄成虫死亡 44 383 929 K 3 = 0331 0
雌成虫 ! 71 K = 0268 7
! ! 注:种群趋势指数( & )为 145。
从累积死亡率和种群趋势指数两方面与元江和景东进行比较,可以看出,该试验点胭脂虫
的累积死亡率最高, 种群趋势指数最小, 因此,从胭脂虫快速繁殖的角度上看不利于胭脂虫的
培育。利用K 值分析法进行分析,卵未孵化的 K 值远大于其它K 值, 为影响种群数量变动的
主要因素。
32 ! 各试验点上胭脂虫的大小、怀卵量及质量
各试验点胭脂虫的大小、怀卵量及质量的测定结果如表 5。从表 5中看出,在胭脂虫雌成
虫虫体大小上, 禄丰的胭脂虫虫体最大,平均长度达到 40 mm,宽度为 28 mm;其次是景东和
六库,景东胭脂虫的平均长度为39 mm,平均宽为 26 mm;六库的平均长度为 37 mm,宽度为
487第 4 期 张忠和等:基于生命表技术的胭脂虫适生性研究
27 mm;元江的胭脂虫虫体最小, 平均长为 34 mm,宽为 24 mm。从怀卵量上比较,景东的怀
卵量最多,平均每雌成虫约怀卵260粒; 禄丰其次,平均每雌成虫怀卵量为 243粒; 元江和六库
的胭脂虫怀卵量较少, 元江为 151粒∋雌- 1 , 六库为 139粒∋雌- 1。在胭脂虫雌成虫的质量方
面,禄丰的胭脂虫的质量最大,平均约 13 mg∋雌- 1 ;景东和六库次之, 平均为 11~ 12 mg∋雌- 1 ;
元江的胭脂虫质量最小, 不到 6 mg∋雌- 1。
表 5! 各试验点上胭脂虫的大小、怀卵量及质量
地点
大小
样本数
头
平均长
mm
平均宽
mm
怀卵量
样本数
头
平均怀卵量
(粒∋雌- 1)
质量
样本数
头
平均质量
(mg∋雌- 1 )
元江 220 34 24 220 1506 ! 400 57
景东 50 39 26 50 2601 ! 250 112
禄丰 80 40 28 80 2433 ! 500 126
六库 42 37 27 42 1393 ! 250 119
! ! 对各试验点上胭脂虫的大小、怀卵量及质量进行LSD多重比较, 结果如表 6。从LSD多重
比较结果看,胭脂虫雌成虫的虫体大小,元江与禄丰存在显著差异, 而景东、禄丰、六库之间的
差异不显著;从怀卵量方面比较,元江及六库的怀卵量与景东和禄丰有显著差异,而景东和禄
丰之间差异不显著; 从胭脂虫的质量上看,元江的胭脂虫质量与景东、禄丰及六库的胭脂虫质
量间有显著性的差异。
表 6! 各试验点上胭脂虫雌成虫 LSD多重比较结果
地点 地点 长 宽 怀卵量 质量 地点 地点 长 宽 怀卵量 质量
景东 * * * * 元江 * * * * * * *
元江 禄丰 * * * * * * * 禄丰 景江
六库 * * 六库 *
元江 * * * * 元江 * *
景东 禄丰 六库 景东 * *
六库 * * 禄丰 *
! ! 注: * 表示差异显著( = 005) , * * 表示差异极显著( = 001) , 表示无显著差异。
4 ! 结论与讨论
中亚热带气候下(禄丰)培育的胭脂虫雌成虫虫体最大,质量最大; 南亚热带气候(景东和
六库)次之;而热带气候下(元江)培育的胭脂虫最小,质量最小。如果单从培育的胭脂虫雌成
虫的质量上看, 禄丰以及其所代表的中亚热带气候类型是最为适宜的,景东和六库以及它们所
代表的南亚热带半干旱半湿润气候类型也是较为适宜的, 而元江及其它热带区域则不太利于
该胭脂虫的培育。
胭脂虫的产量也是衡量胭脂虫是否适生的一个重要指标,而种群趋势指数在很大程度上
能反映出胭脂虫的产量, 南亚热带气候下(景东)胭脂虫的世代种群趋势指数最高,热带气候类
型下(元江)次之,而中亚热带气候下(禄丰)最低。因此,从种群趋势指数方面看,南亚热带气
候类型最适宜胭脂虫的培育。
从仙人掌的生长情况来看,仙人掌的生长与积温几乎成正比,元江仙人掌的生长最快;景
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东和六库的仙人掌生长比元江慢, 而比禄丰快;禄丰的仙人掌生长最慢。
综合胭脂虫的质量、种群趋势指数及仙人掌的生长情况三方面,初步认为,景东和六库以
及其所代表的南亚热带气候类型下培育的胭脂虫质量较好, 产量最高, 仙人掌生长较好, 为培
育胭脂虫最理想的气候类型; 禄丰以及其所代表的中亚热带气候类型下培育的胭脂虫质量虽
然最好,但产量较低,且仙人掌的长势较慢,对培育胭脂虫来说, 次于南亚热带气候类型; 元江
及所代表的热带气候类型下, 虽然仙人掌的长势最好, 但胭脂虫的质量最差,产量最低,对野外
培育胭脂虫来说,不是理想的培育环境。
参考文献:
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Exploration of Adaptability of Cochineal( Dactylopius conf usus)
Based on Life Tables
ZHANG Zhonghe, CHEN Xiaoming , SHI Lei , XU Longf eng , WAN Youming , HE Ju
( Research Institute of Resource Insects, CAF, Kunming! 650224,Yunnan, China)
Abstract: The growth of the cochineal insect ( Dactylopius confusus) in hotdry valley, southern subtropical zone
and mid subtropical zone was studied by using life tables and sample testing. The results showed that the co
chineal insects growing in the southern subtropical zone were bigger, the eggs and weight of female adults were
also intermediate among the three zones, and the population trend index was the biggest. The mid subtropical
zone was also a good place for culturing the cochineal, though the insect culturing in this zone was the biggest
and heaviest among the three zones, the life cycle was more longer and there were less generations per year. The
cochineal could grow in hotdry tropical zone, but the female adult was very small and light , so the tropical zone
was not the ideal place for culturing the cochineal. In every climate zone, the key factors that affected the number
of the cochineal population were eggs unhatched and strong rain during the 1st and 2nd instar. Mass natural ene
mies were not found in all experimental places.
Key words: cochineal insect; life table; adaptability
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