亚洲玉米螟地理种群不同食物及温度下实验种群的蛹重研究

程鲁雪，和淑琪，严乃胜，李正跃，陈 斌*，张立敏

(1.云南农业大学植物保护学院，农业生物多样性与病虫害控制教育部重点实验室，农业生物多样性应用技术国家工程研究中心，昆明 650201;2.云南农业大学基础与信息工程学院，昆明 650201)

亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis (Guenée)属鳞翅目Lepidoptera 螟蛾科Pyralididae 秆野螟属Ostrinia，寄主范围广，能危害玉米Zea mays、高粱Sorghum bicolor 和谷子Setaria italica 等多种植物 (王振营等，2000)，是严重影响玉米产量和品质重要因素之一 (刘宏伟，2005)。我国对亚洲玉米螟的生物学、生态学及防治已开展了大量研究 (王振营等，2000;李文德等，2001)。

蛹是完全变态类昆虫个体发育过程中的重要虫态，蛹的质量在昆虫生长发育与种群繁衍中具有重要作用，昆虫的蛹重在一定程度上与体内能源物质贮备量、抗寒力强弱等有关，因而蛹重也是衡量其对环境的适应的一个间接指标(Storer et al.，2001)，取食不同种类寄主作物，亚洲玉米螟蛹重、发育速度、世代历期都有显著差异，其中取食甜玉米的蛹重最大 (杜益哉和杨顾新，1985;谢为民，1989)。此外，亚洲玉米螟在我国从南到北均有分布(刘宁等，2005)，不同地理环境差异很大，据报道，不同地理种群平均蛹重与虫源采集地纬度间存在着显著的负相关关系，同一种类中各个虫态体重的地理变异也可能不同(涂小云等，2011)。

玉米是云南省的主要作物之一，种植面积大、种植范围广，不同种植区的地理环境差异大(陈宗龙，2007)，对于云南省不同玉米种植区亚洲玉米螟生物学特性间是否存在差异尚不明确。本研究针对云南不同玉米种植区亚洲玉米螟自然种群雌雄蛹重进行研究，并比较在室内不同食料条件及不同温度条件对蛹重的影响，为研究亚洲玉米螟对环境的适应性提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 供试虫源

试验所用的亚洲玉米螟自然种群蛹采自云南省昭通、会泽、宣威、寻甸、建水、玉溪、元江和陇川县玉米种植区，采集的老熟幼虫在室内常温下用新鲜玉米秸秆(玉米品种为会单4 号)饲养，以获得同日龄蛹，化蛹后第3 天，收集同日龄蛹粒，用于测定和比较不同地理自然种群蛹的重量。

对从田间采集的亚洲玉米螟在室内利用玉米秸秆连续饲养5 代，获得室内实验种群，再将该实验种群在室内分别用人工饲料(乔利等，2008)和玉米秸秆在光照培养箱(LRH215-02GH 智能人工气候箱，广东医疗机械厂生产)，温度26±1℃，相对湿度75%，光周期16L∶8D 条件下饲养获得健康一致的种群供用。

1.2 实验方法

1.2.1 亚洲玉米螟自然种群蛹重

田间采集的老熟幼虫化蛹后，于第3 天用电子天平(R1140/C 型，上海民桥精密科学仪器有限公司产)逐个测定同日龄的雌、雄蛹重，精确到0.1 mg，每次测量40 粒同日龄蛹。

1.2.2 亚洲玉米螟实验种群蛹重

分别采用人工饲料和会单4 号玉米秸秆饲养，分别在21℃、25℃和29℃，16L∶8D 光照培养箱中连续饲养5 代，化蛹后第3 天用电子天平(R1140/C 型，上海民桥精密科学仪器有限公司产)测定雌雄蛹重，每次测量50 粒蛹。

1.2.3 数据统计分析

采用SPSS13.0 数据处理系统单因素方差分析进行数据分析，采用t 检验法比较雌雄蛹重差异性，采用Duncan 法进行不同温度间蛹重的多重比较，试验结果用平均值± 标准差 (Mean± SD)表示。

2 结果与分析

2.1 亚洲玉米螟自然种群雌雄蛹重测定和比较

对采自云南昭通、宣威和玉溪市，会泽、寻甸、建水、元江和陇川县玉米种植区的亚洲玉米螟蛹体重进行测定，结果表明(表1)，各地理种群雌蛹平均蛹重总体间差异明显(F=16.24，P＜0.05)，其中昭通市亚洲玉米螟雌蛹重最大，达92.68±3.56 mg，而玉溪市种群的雌蛹重量最小，仅为82.09±5.87 mg，各地雄蛹蛹重量间差异明显(F=7.53，P＜0.05)。

从不同地理种群的雌蛹和雄蛹重量来看，昭通、宣威、玉溪、会泽、昆明、寻甸、建水、元江、陇川玉米种植区亚洲玉米螟雌蛹重量明显大于雄蛹重量(表1)，由此表明，云南玉米种植区不同地理种群亚洲玉米螟雌蛹重量大于雄蛹重量。

表1 云南不同地理种群亚洲玉米螟雌雄蛹重Table 1 Pupae weight of male and female in different geographic populations of Ostrinia furnacalis from Yunnan Province

2.2 不同温度条件下亚洲玉米螟种群蛹重

利用人工饲料在室内人工气候箱内饲养亚洲玉米螟幼虫，直到化蛹，并测定蛹的重量。结果表明(表2)，在21℃条件下饲养获得的亚洲玉米螟雌蛹平均蛹重为87.86±6.38 mg，显著大于雄蛹重量(F=23.32，P＜0.05);在25℃下饲养获得的亚洲玉米螟雌蛹和雄蛹平均重量分别为91.43±6.34 mg 和89.59± 5.54 mg，雌蛹重大于雄蛹(F=23.32，P＜0.05);在29℃条件下饲养获得的亚洲玉米螟雌蛹重量大于雄蛹重量(F=16.24，P＜0.05)。由此表明，在不同温度条件下饲养获得的实验种群，雌蛹的重量大于雄蛹重量。

表2 人工饲料饲养种群蛹重Table 2 The pupae weight of Ostrinia furnacalis feeding on artificial diet

从亚洲玉米螟同一性别蛹重来看，25℃下饲养获得的雌蛹、雄蛹的重量与21℃条件下饲养获得的雌蛹、雄蛹重量间无显著差异(雌蛹:F=4.65，P ＞0.05;雄蛹:F=3.49，P ＞0.05)，但高于29℃下的雌蛹、雄蛹重量 (雌蛹:F=15.52，P＜0.05;雄蛹:F=17.34，P＜0.05)。

2.3 不同食料饲养亚洲玉米螟种群蛹重

在人工气候箱中温度26± 1℃，相对湿度75%，光周期16L∶8D 条件下，分别用人工饲料和玉米秸秆饲养亚洲玉米螟，其蛹重结果表明，利用玉米秸秆饲养亚洲玉米螟种群雌蛹和雄蛹重量间差异显著 (F=17.67，P＜0.05)。人工饲料饲养获得的种群的雌蛹重量显著大于雄蛹重量(F=18.26，P＜0.05)。

人工饲料和玉米秸秆饲养获得的亚洲玉米螟种群雌蛹重量分别为91.69±5.86 mg 和90.65±5.63 mg，两者无显著差异(F=3.35，P ＞0.05);雄蛹重量分别为87.23±6.38 mg 和86.23±6.34 mg，两者无显著差异(F=2.65，P ＞0.05)。

表3 不同食料饲养获得亚洲玉米螟种群蛹重Table 3 Pupae weight of Ostrinia furnacalis feeding on different food

3 结论与讨论

昆虫栖息环境的温度、湿度、饲料和季节是影响不同地理种群昆虫体型地理变异的重要因素(Chown and Gaston，1999;Chown and Klok，2003;Blanckenhorn and Demont，2004)，其中温度是影响昆虫蛹重最主要的因子 (David and Geonge，1988;蒋明星和张孝羲，1998;Yoshio and Ishii，2004;易传辉等，2007)，本研究发现21、25 和29℃条件下亚洲玉米螟的蛹重不同，其中在21℃和25℃下蛹的重量相近，并高于29℃下的蛹的重量，这种差异与亚洲玉米螟地理分布特征基本一致，也说明较低温区内亚洲玉米螟蛹重大于较高温区内的蛹重。此外，本研究仅是测定了在恒定光周期下温度条件对亚洲玉米螟蛹重的影响，但对于不同光周期与温度组合条件对亚洲玉米螟蛹重的影响未做比较，而据陈元生等(2012)研究发现棉铃虫蛹的重量是受幼虫期温度与光周期联合作用的影响，因此不能排除亚洲玉米螟幼虫期温度与光周期联合作用对其蛹重的影响，但还需进一步研究。

本研究发现云南9 个亚洲玉米螟种群中，相邻地区种群蛹的重量间无显著差异，如云南滇东北地区不同玉米种植区的亚洲玉米螟种群蛹重相近，并明显高于滇中地区种群蛹重，除此之外干热河谷区的元江种群蛹重明显低于滇东北和滇中地区种群蛹重，这种差异与相应自然种群来源地年均温度的差异相吻合，如昭通市、宣威市和会泽县隶属于滇东北温凉区年均气温11-13℃，玉溪、昆明和寻甸属于滇中温暖区年均气温13-28℃，元江和陇川属于滇南暖热区年均温16-24℃ (陈宗龙，2007)。由此表明，云南不同玉米种植区亚洲玉米螟不同地理种群蛹重的分布符合贝格曼法则(Bergmann's law)，但与涂小云等报道的亚洲玉米螟蛹重随纬度变化的分布规律不尽相同(涂小云等，2011)，这反映了不同地理种群亚洲玉米螟较大的地理变异，而这种变异也可能与其抗寒能力的强弱有关，但对本研究供试不同地理种群亚洲玉米螟的抗寒能力的差异将是以后研究的内容。

室内条件下，不同食料对亚洲玉米螟实验种群的增长具有一定影响(杨益众等，1998)，取食不同种类的寄主植物，其体重、发育速度、世代历期都有显著差异(乔利等，2011)。本研究中亚洲玉米螟自然种群来自云南不同玉米种植区，包括滇东北玉米区(包括昭通、会泽和宣威)、滇南玉米区(包括元江和陇川)和滇中玉米区(包括玉溪、昆明、寻甸)，而各地玉米主要品种及其布局和耕作制度也不尽相同(陈宗龙，2007)，这也许就是造成不同地区亚洲玉米螟自然种群蛹重差异的原因之一。此外，本文结果显示人工饲料和会单4 号玉米秸秆饲养后对亚洲玉米螟的蛹重无显著影响，但对于取食不同玉米品种的玉米秸秆后其蛹重是否会有显著差异，将是进一步研究的内容。

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