朱九生,王 静
(山西省农业科学院,山西省农药重点实验室,山西太原030031)
小菜蛾(Plutella xylostella L.)又名菜蛾,俗名二头尖、吊丝虫等,属鳞翅目菜蛾科,是世界性十字花科蔬菜的重要害虫之一。由于其世代周期短,抗药性发展快,抗逆能力强且世代重叠,对其防治十分困难,目前,生产上均以农药防治为主[1-3]。为了筛选高效、低毒防治小菜蛾的新药剂或新剂型,需要有大量发育整齐、虫龄一致的虫源,因此,小菜蛾人工饲养成为农药毒力测定的关键,同时也是小菜蛾生理学、病理学等研究的基础。
目前,小菜蛾实验室饲养常用的方法有萝卜幼苗法[4]、莲花白繁育法[5]、人工饲料法以及半合成人工饲料法[6]等,这些方法的主要缺点要么需要特定的工具,要么需要特殊的配方,操作起来比较复杂,一般的实验室使用有一定的局限性。
本试验在前人研究的基础上,对小菜蛾室内饲养方面进行了探索,主要使小菜蛾产卵于产卵卡上,并将卵卡直接放在油菜苗上孵化和饲养,得到大量发育整齐的供试昆虫。同时,在卵期和蛹期低温冷藏对小菜蛾发育影响方面进行了全面而系统的研究,为小菜蛾的人工饲养提供了科学依据。
油菜品种:四月慢油菜(Brassica chinensis),大河东种业有限公司制种,市售。
供试虫源:小菜蛾,2010年9月采自太原市小店区东蒲村苤蓝田里的老龄幼虫,此种群已在室内连续饲养15代,期间未接触任何农药。
1.2.1 饲养材料的培育 将油菜种子在自来水中浸泡3 h,再在96.8%多菌灵1 000倍液中浸泡1 h,捞出后用清水冲洗,晾干备用。在400 mm×300 mm×35 mm搪瓷盘中装入蛭石(厚度不超过搪瓷盘高度的2/3),经烘箱140℃烘烤2 h后,用喷壶喷淋营养液至饱和(10 mL全植物用营养液加500 mL水),然后将8~10 g已消毒过的小油菜种子均匀撒播在蛭石表层,上面再盖一薄层蛭石,在温度、湿度等参数设置好的光照培养箱中培养。种子发芽后,将菜苗置于室内,待实生苗长到约60 mm高、子叶已经展开时,即可将小菜蛾卵卡放在菜苗上开始饲养试验。
1.2.2 小菜蛾的人工饲养 卵的收集:将发育良好的小菜蛾蛹80~100头放入直径95 mm、高100 mm自制的产卵瓶中(瓶口留有缝隙和小孔,便于更换卵卡和滴加蜂蜜水),并将其置于光照培养箱中培养。4 d后小菜蛾开始羽化、交尾、产卵,随后每天收集更换产卵卡,并滴加10%蜂蜜水,便于成虫补充营养。收集到的卵卡可直接放到油菜苗上孵化,也可放到冰箱中冷藏保存备用。产卵卡为绿色的吹塑纸,用油菜汁液浸泡后备用。
幼虫饲养:将卵卡放到培植好的菜苗上,并将菜苗置于光照培养箱中,2.5~3.5 d大部分卵孵化,初孵幼虫即在菜苗上取食,幼虫取食子叶和部分茎秆。幼虫共有4个龄期,初孵幼虫虫体较小,食量小,随着幼虫生长,食量增加;一般幼虫孵化约4 d,大多幼虫进入三龄期则可将幼虫从菜苗上抖落下来进行生物制剂的标准化测试。如果留种用,则适当延长幼虫在菜苗上的取食时间1~2 d,后将幼虫抖落下来,在养虫缸内用新鲜无毒油菜叶饲养至化蛹。收集到的蛹可直接放到产卵瓶中羽化产卵,也可放到冰箱中冷藏保存备用。通常一盘油菜苗可放卵1 000粒左右。
1.2.3 卵低温冷藏试验 收集12 h内所产的卵。将卵卡在体视镜下计数,放入培养皿中,培养皿底部垫一层滤纸,并滴加少量蒸馏水保湿,随后置于冰箱冷藏室中保存。冷藏室温度4~5℃,冷藏时间设置为 0,5,10,15,20,25 d。冷藏期间,每5d往培养皿中的滤纸上滴加少量蒸馏水1次。到冷藏时间,从冰箱冷藏室中取出卵卡,放在培植好的油菜苗上,并将其置于光照培养箱中饲养,每天早晚各镜检卵1次,记录未孵化卵粒数,孵化结束后计算卵历期和孵化率。待7~8 d后,将虫子全部从油菜苗上抖落下来,记录所有幼虫数量,并放入大号养虫缸中,添加无毒新鲜的油菜叶饲养至化蛹,计算化蛹率并称量蛹质量,同时观察蛹的羽化情况,计算羽化率。每处理重复4次,每重复60~80粒卵。
1.2.4 蛹低温冷藏试验 收集48 h内所化的蛹,并将其放入培养皿中,培养皿底部垫一层滤纸,并滴加少量蒸馏水保湿,随后置于冰箱冷藏室中保存。冷藏室温度4~5℃,冷藏时间设置为0,5,10,15,20,25 d。到冷藏时间,将蛹从冰箱中取出,单头分装于玻璃试管,编号,放入光照培养箱中羽化。每天早晚各观察1次,记录羽化和雌、雄情况。羽化开始后,将当天羽化的成虫配对,放入玻璃试管中,每管1对,放入产卵卡,管口用棉塞封紧(棉塞上黏有蜂蜜水小棉球1个),编号,放入光照培养箱中产卵。每天收集和更换卵卡,记录卵量,同时观察记录雌、雄成虫死亡情况。重复4次,每处理60头蛹。
1.2.5 成虫产卵动态调查 将蛹在光照培养箱中羽化、配对,调查72头雌成虫产卵量。调查方法同1.2.4。
小菜蛾繁育和菜苗培植在光照培养箱中进行,温度为(25±1)℃、相对湿度为60%~75%、光周期为14 L∶10 D。
不同处理的蛹质量、寿命和产卵量等指标均用SPSS11.5软件进行方差分析,并采用Duncan新复极差法进行平均数的多重比较(0.05水平)。化蛹率、羽化率等数据先进行反正弦转换,再采用上述方法进行分析。
在温度(25±1)℃、相对湿度60%~75%、光周期14 L∶10 D的条件下,采用小油菜苗饲养小菜蛾的室内试验结果表明,小菜蛾卵期为2.9 d,幼虫期为7.0 d,预蛹期为1.0 d,蛹期为4.2 d,产卵前期为1.0 d,雌成虫寿命为22.0 d。小菜蛾的世代历期为14.0~18.5 d。小菜蛾雌雄性比为1∶1.19,单头雌虫产卵量为135.1粒,孵化率为87.1%,化蛹率为75.3%,蛹质量为5.4 mg/头,羽化率为94.0%。在室内已饲养小菜蛾15代,种群未出现退化现象,说明室内用油菜苗饲养小菜蛾是可行的,能够保证小菜蛾的正常发育和繁殖。采用此方法饲养小菜蛾,一年可繁殖20代左右。
对72头雌成虫每日产卵量进行统计分析,结果表明,单头雌成虫平均产卵量为135.1粒,最高的可达322粒,但也有相当数量的成虫(约占15%)在观察期20 d内没有产卵。有约45%的雌成虫在羽化当天或羽化后1~5 d开始产卵,有约40%的雌成虫羽化后6~10 d开始产卵,其余的10 d后开始产卵。
产卵动态结果(图1)显示,产卵高峰在成虫羽化后第3天,羽化后第4~9天产卵量仍维持在较高水平,第10天产卵量开始缓慢下降,至第15天后产卵量下降明显。统计结果表明,前5 d产卵量占总量的30.6%,前10 d产卵量占总量的66.2%。由于10 d后所产的卵孵化率相对较低,因此,可以在小菜蛾成虫羽化后10 d内收集大部分的卵供试验用。
测定结果(表1)表明,低温冷藏时间对小菜蛾卵发育有一定的影响。卵期冷藏处理(4~5℃)后,随着冷藏时间的延长,距孵化天数变短,冷藏10 d开始与对照组之间呈显著差异,但各处理的卵均在2.2~2.9 d内孵化。总体而言,孵化率随冷藏时间的延长有下降的趋势。冷藏5~10 d的卵孵化率在83.2%~86.4%之间,而冷藏15~20 d的卵孵化率下降到78.7%~79.6%,卵冷藏到25 d时,其孵化率降至69.1%,显著低于对照组。化蛹率、蛹质量和羽化率随冷藏时间的延长整体也均呈下降(冷藏15 d的羽化率除外)的趋势,但冷藏5~15 d内,这3种指标与对照组之间均无显著差异。因此,对小菜蛾留种而言,低温冷藏(4~5℃)贮备虫卵的时间应控制在15 d以内,否则会影响小菜蛾的蛹质量和羽化率;而对繁殖试虫而言,低温冷藏时间可适当延长至20 d。
表1 卵期低温冷藏不同时间对小菜蛾生长发育的影响
从表2可以看出,蛹低温冷藏(4~5℃)处理后,随着冷藏时间的延长,距羽化的天数变短,冷藏15 d开始与对照组之间呈显著差异,但各处理的蛹均在2.9~4.2 d内羽化。总体而言,羽化率随冷藏时间的延长有下降的趋势。冷藏5~15 d的蛹羽化率在91.7%~96.7%之间;冷藏20 d的蛹羽化率下降到85.0%;而冷藏到25 d时,其羽化率降至81.5%,显著低于对照组。雌蛾寿命和产卵量随冷藏时间的延长有下降(冷藏15 d的产卵量除外)的趋势,冷藏5~15 d内,雌蛾寿命和产卵量与对照组之间均无显著差异,冷藏20~25 d,这2种指标与对照组之间差异显著。说明,实验室低温冷藏(4~5℃)蛹,应控制 在15 d内为宜。
表2 蛹期低温冷藏不同时间对小菜蛾羽化及繁殖的影响
试验结果表明,小油菜苗是小菜蛾室内大量繁殖的理想材料。它具有发芽快、出苗整齐、苗持续时间长的特点。用小油菜苗饲养的小菜蛾,各虫态发育良好,其产卵量、孵化率和化蛹率较高,雌雄性比接近自然种群,且繁育的幼虫虫体健壮,历期整齐,可随时提供大量的虫龄一致的试虫,供杀虫剂生物测定或其他研究使用。在小油菜苗的培育过程中,种子和培养基质的消毒是获得壮苗的关键,同时在管理过程中要合理控制基质的水分,否则易造成菜苗的腐烂或徒长倒伏。小油菜的播种及培育时间可根据试验进度的要求随时进行调整。
目前,小菜蛾的室内人工饲养方法大多是让成虫在培植好的菜苗上或菜叶上产卵[4-9],虽然符合昆虫的产卵天性,但产卵量计数困难,且不易冷藏,同时每天更换菜苗时成虫逃逸现象比较严重。而本研究设计的产卵瓶,在瓶口留有缝隙和小孔,并在瓶内固定有接纳蜂蜜水的棉条,便于每天更换卵卡和给成虫补充营养,同时也杜绝了成虫逃逸现象的发生,操作简单,实用性强。产卵卡用油菜汁液浸泡后增加了其产卵诱集效果。更换下来的卵卡,可在体视镜下检查记录卵的数量后直接放到小油菜苗上孵化饲养,也可放在冰箱冷藏室中贮存备用。本研究方法在幼虫进入4龄期后,将其从菜苗上抖落到养虫缸中,用新鲜无毒油菜叶片饲养至化蛹,大大简化了收蛹操作难度。收集到的蛹可直接放到产卵瓶中羽化产卵,也可在冰箱冷藏室中贮存备用。
为了获得大量虫龄基本一致的虫源,可通过低温冷藏方式贮备足量的卵、蛹,让其统一或成批孵化或羽化[10]。对于过量或暂时不用的卵、蛹,也可通过低温冷藏方式保存备用。本试验结果显示,在低温4~5℃条件下,对小菜蛾留种而言,贮备虫卵的时间应控制在15 d以内,否则会影响小菜蛾的其他生物学指标;而对繁殖试虫而言,虫卵的低温冷藏时间可适当延长至20 d。在同样的条件下,实验室低温冷藏蛹的时间应控制在15 d内为宜。在卵或蛹冷藏过程中,注意每隔5 d往滤纸上滴加适量蒸馏水,以保持冷藏环境湿润,否则会缩短卵或蛹的冷藏时间。
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