环境因子对烟粉虱子代发育历期的影响

李向永，谌爱东*，尹艳琼，赵雪晴，杨海林

(1.云南省农业科学院农业环境资源研究所，昆明650205;2.玉溪市烟草公司，云南玉溪653100)

烟粉虱Bemisia tabaci(Gennadius)又名棉粉虱、甘薯粉虱，起源热带和亚热带地区，已在亚洲、欧洲、非洲、中北美、南美等90多个国家和地区广泛分布并成为主要的农业害虫，世界范围内扩散，并暴发成灾，己成为一种世界性重要害虫 (Brown，1995;邱宝利等，2001)。烟粉虱还是番茄黄化曲叶病毒 (TYLCV)等双生病毒类的主要媒介昆虫，除直接取食危害寄主植物外，还可传播以双生病毒为主的40多种植物病毒，由其传播的病害造成的危害远大于直接取食的危害(Oliveira et al.，2001;董家红等，2007)。随着烟粉虱的大发生，由烟粉虱传播的双生病毒已在多个国家和地区作物上造成毁灭性危害，且有逐年加重的趋势 (Saikai and Muniyappa，1989;Bedford et al.，1994;Polston and Anderson，1997;Moffat，1999;Rybicki，1999)。

温度、湿度、光周期或寄主植物等因素是影响昆虫生长发育的重要环境因子，如在温湿度、光周期恒定的条件下，安新城等 (2011)的研究结果表明黄瓜和甘蓝是烟粉虱的嗜好寄主，繁殖力大，若虫成活率高，有利于烟粉虱的种群发育;邱宝利等 (2003)研究了B型烟粉虱在番茄、茄子、黄瓜和甘蓝上的发育情况，结果表明茄子是烟粉虱种群生长发育和繁殖最适宜的寄主。关于温湿度对烟粉虱发育影响的研究报道较少，已有研究表明相对湿度是影响若虫和成虫发育的主要因素，在恒温 25℃，RH 90%、70%、50%和30%环境条件下的种群内禀增长率 (rm)分别为0.0499、0.0596、0.064和0.0856，随着湿度的降低，内禀增长率逐渐增加 (林克剑等，2004)。

目前已有的研究大多仅限于其中某一因素对发育历期的影响，3种及以上因素对若虫发育的影响尚未有相关报道，在多因素、多水平的实验中，若需进行全面实验，则存在实验次数多，样本量大，且要耗费较多的人力物力，而正交实验设计是从实验因素的全部水平组合中，挑选部分有代表性的水平组合进行实验，通过对部分实验结果的分析了解全面实验的情况，分析明确关键影响因子及各因素的最佳配比，正交实验设计在昆虫学研究中已应用于二化螟人工饲料 (刘慧敏和张国安，2007)、橘小实蝇幼虫液体人工饲料 (季清娥等，2009)和绿盲蝽若虫人工饲料配方研究(宋国晶等，2010)。本研究采用正交实验设计，通过较少的实验次数确定各环境因子对烟粉虱子代发育历期的影响作用，为室内大批量饲养烟粉虱提供技术参考。

1 材料与方法

1.1 寄主植物

选取烟草Nicotiana tabacum L．、番茄Lycopersicon esculentum Mill.、甘蓝 Brassica oleracea L.var.capitata L.、一品红Euporbia pulcherrima Willd.ex Klotzsch作为寄主植物。

1.2 饲养条件的正交实验设计

根据影响烟粉虱生长发育的因素，设置温度、湿度、光周期和寄主植物等4个因素，每个因素4个水平，见表1，具体设计过程由SPSS13.0软件中的Data→Othogonal design→Generate完成正交实验设计，详细操作参见邓振伟等 (邓振伟等，2009)。

1.3 虫源及接虫方法

烟粉虱采自大棚一品红。将4种寄主植物的幼苗定植于直径15 cm的塑料钵内，放置于1 m×1 m×1 m的防虫罩内，避免烟粉虱成虫在植株上产卵，当寄主幼苗长至6－8叶时，将寄主植物放置于50×50×50 cm的养虫笼内，接入200－300头烟粉虱，12 h后取出寄主，用吸虫器清除残留的烟粉虱成虫，在解剖镜下选择卵量合适的叶背区域，用标记笔画出1 cm2左右的圆形区域 (30－40粒/cm2)。然后将寄主植物放入根据培养箱内 (浙江江南仪器厂，RXZ－380B)，按照正交设计的因素组合调整温湿度及光周期，每24 h在解剖镜下观察卵、若虫的发育情况，记录初孵卵至初孵成虫的时间间隔，计算子代 (卵－成虫)的发育历期。每种寄主作物重复4盆。

表1 因素及因素水平设计Table 1 Factors and factor levels design

1.4 数据处理方法

用SPSS 13.0(SPSS Inc.)软件中的Analyze模块对不同因素水平下的子代发育历期进行方差分析，确定最优饲养条件，详细操作参见邓振伟等(2009)。

2 结果与分析

2.1 各因素水平条件下烟粉虱卵发育历期

在不同因素水平条件下，烟粉虱子代发育历期幅度从 19.48－33.94 d，其中在温度 29℃、RH 60%、L∶D=14∶10、寄主植物为甘蓝时，历期最短为19.48 d;在温度23℃、RH 70%、L∶D=14∶10、寄主植物为一品红时，历期最长为33.94 d。

2.2 影响子代发育历期的关键因子分析

根据表2中的子代发育历期结果进行方差分析，结果如表3所示。

表2 烟粉虱子代发育历期条件优化正交实验结果记录表Table 2 Experiment results of orthogonal optimizati on of Bemisia tabaci F1 generation period

续上表

表3 子代发育历期方差分析结果Table3 VarianceanalysesresultsofF1generationperiod

从表3方差分析可以看出温度、寄主对烟粉虱的子代发育历期有极显著的影响 (P＜0.01)。根据各因素的F值大小，可确定2个因素对子代发育历期的影响作用大小为温度 (F=427.1，P=0.000)＞寄主(F=265.8，P=0.000)。而湿度(F=28.8，P=0.010)、光周期 (F=17.8，P=0.020)对子代发育历期的影响显著 (P＜0.05)。

2.3 各因素对子代发育历期的影响作用分析

2.3.1 温度因素对子代发育历期的影响作用分析由表4可知，23℃、25℃、27℃和29℃等4个温度处理中，随着温度的升高，子代发育历期缩短，符合昆虫发育的一般规律。各温度条件下的历期分别为28.8d、24.2d、22.8d和21.3d。

对各温度条件的配对比较结果表明，23℃条件下的历期长于其它3个温度，23℃与25℃、27℃、29℃处理间差异极显著 (P＜0.01);25℃与23℃、27℃、29℃处理间差异极显著 (P＜0.01);27℃与23℃、25℃、29℃处理间差异极显著 (P＜0.01)。29℃与23℃、25℃、27℃处理间差异极显著 (P＜0.01)(表5)。

表4 温度单因素统计量表Table4 Statisticsparameteroftemperaturessingle-factor

表5 温度单因素配对比较表Table 5 Paired comparison of temperatures single-factor

2.3.2 寄主因素对子代发育历期的影响作用分析

由表6可知，番茄、甘蓝、烟草和一品红等4个寄主中，甘蓝上的子代发育历期最短为21.4 d，烟草上为23.2 d，番茄为24.2 d，一品红最长为27.8 d。

对各寄主的配对比较结果表明，甘蓝寄主条件下子代发育历期与番茄和一品红处理间差异极显著 (P＜0.01)，甘蓝与烟草处理间差异显著(P＜0.05);番茄寄主条件下的子代发育历期与甘蓝和一品红寄主处理间差异极显著 (P＜0.01)，番茄与烟草处理间差异显著 (P＜0.05);烟草寄主条件下子代发育历期与番茄和甘蓝处理间差异显著 (P＜0.05)，烟草与一品红处理间差异极显著 (P＜0.01);一品红与其它3种寄主条件下差异极显著 (P＜0.01)(表7)。

2.3.3 湿度因素对子代发育历期的影响作用分析

由表8可知，50%、60%、70%和80%等4个湿度处理中，子代发育历期分别为23.2 d、24.4 d、25.2 d和24.3 d，以50%相对湿度条件下的发育历期最短。

对各湿度条件的配对比较结果表明，50%条件下的子代历期要短于其它3个湿度，50%与60%、80%处理间差异显著 (P＜0.05)，50%与70%处理间差异极显著 (P＜0.01);60%与50%、70%处理间差异显著 (P＜0.05)，60%与80%处理间差异不显著 (P＞0.05);70%与50%处理间差异极显著 (P＜0.01)，70%与60%、80%差异显著 (P＜0.05);80% 与70%、50%处理间差异显著 (P＜0.05)，80%与60%处理间差异显著 (P＜0.05)(表9)。

表6 寄主单因素统计量表Table 6 Statistics parameter of host plants single-factor

表7 寄主单因素配对比较表Table7 Pairedcomparisonofhostplantssingle-factor

表8 湿度单因素统计量表Table8 Statisticsparameterofhumiditysingle-factor

表9 湿度单因素配对比较表Table9 Pairedcomparisonofhumiditysingle-factor

2.3.4 光周期因素对子代发育历期的影响作用分析

由表10 可知，10∶14、12∶12、14∶10 和16∶8等4个光周期处理中，子代的发育历期分别为24.3d、23.4d、24.9d和24.6d，以光周期12∶12条件下的发育历期最短。

对各光周期条件的配对比较结果表明，光周期12∶12与 10∶14、16∶8处理间差异显著 (P ＜0.05)，12∶12与14∶10处理间差异极显著 (P＜0.01);光周期10∶14与12∶12处理间差异显著 (P＜0.05)，10∶14 与14∶10、16∶8 处理间差异均不显著 (P ＞0.05);16∶8 与10∶14 和14∶10 处理间差异均不显著 (P＞0.05)(表11)。

表10 光周期单因素统计量表Table10 Statisticsparameterofphoto-periodsingle-factor

表11 光周期单因素配对比较表Table11 Pairedcomparisonofphoto-periodsingle-factor

3 结论与讨论

烟粉虱是云南花卉、蔬菜及烟草上的重要害虫之一，而目前关于环境因子对本地种群生长发育的影响尚不明确，通过正交实验设计，可在多因素多水平条件下研究温湿度、光周期及寄主植物等因素对采自田间一品红的烟粉虱种群的发育的影响，分析各因素对烟粉虱发育影响作用的大小，本研究对影响烟粉虱子代发育历期的温度、湿度、光周期和寄主植物等4个因素的分析结果表明:温度、寄主和湿度对子代发育历期有极显著的影响 (P＜0.01)，影响作用排序为温度＞寄主＞湿度，光周期对子代发育历期有显著影 (P＜0.05)。

虽然本实验中结果表明烟粉虱在甘蓝和烟草上的子代历期要短于番茄和一品红，但由于甘蓝和烟草对烟粉虱的适合度较低，在实验调查过程中发现虽然初期各寄主植物叶片上的卵量相差不大，但后期甘蓝和烟草叶片上的若虫量较少，表明甘蓝和烟草两种寄主植物对烟粉虱的若虫存活率等有一定的影响，还需要进一步进行研究其影响作用大小。

本研究采用正交设计的方法，初步确定了温度、湿度、寄主植物及光周期等环境因子对烟粉虱子代发育历期的影响，通过较少的实验次数研究了多种因素对发育历期的影响作用，减少了工作量。本研究结果可为烟粉虱的饲养提供一定的参考依据，但在确定最优的饲养条件时，还需要考虑环境因素对烟粉虱成虫繁殖力、子代存活率等其它指标的影响，如本研究表明甘蓝和烟草上的子代发育历期较短，但由于若虫的存活率较低，因此不宜将甘蓝和烟草作为室内大量扩繁的寄主植物。若需优化烟粉虱的饲养条件，还需继续进行成虫繁殖率、卵孵化率、若虫存活率及子代性比等多指标的正交实验，以更加科学有效的确定饲养条件。

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