辣木瑙螟幼虫虫龄的判定

夏涛 李召波 吴国星 李凡 李强 田洋

摘要：【目的】明確辣木瑙螟幼虫最佳的分龄指标及幼虫虫龄数，为辣木瑙螟预测预报及防控提供基础资料。【方法】在实验室对辣木瑙螟幼虫头壳宽、体长和体宽3个外部形态指标进行测量，通过Dyar定律推断其龄数，并通过Crosby指数、Brook指数和回归分析对所测得的数据进行统计分析，判断分龄的合理性。【结果】辣木瑙螟幼虫分为5龄，1～5龄幼虫的头壳宽平均值分别为0.25、0.40、0.63、0.92和1.30 mm，体长平均值分别为2.09、3.69、6.10、10.09和12.93 mm，体宽平均值分别为0.34、0.57、0.94、1.33和1.92 mm。各龄幼虫头壳宽平均值的变异系数和Crosby指数最小，头壳宽与虫龄间的三次和二次线性拟合模型的相关系数最大（R2=0.9999），头壳宽与虫龄间指数拟合模型的相关系数（R2=0.9955）较高，拟合程度均较好。28 ℃下辣木瑙螟幼虫历期为10～13 d。【结论】辣木瑙螟幼虫分为5龄，头壳宽为辣木瑙螟幼虫虫龄判定的最佳指标，体长和体宽不适合用于辣木瑙螟幼虫虫龄的判定，其行为、体色和刚毛可为虫龄的判定提供参考。

关键词： 辣木瑙螟; 虫龄; 头壳宽; Crosby生长法则

中图分类号： S763.7                            文献标志码：A 文章编号：2095-1191（2018）11-2218-06

Determination of larval instars of Noorda blitealis Walker

XIA Tao1， LI Zhao-bo1， WU Guo-xing1， LI Fan1， LI Qiang1， TIAN Yang2，

MA Chun-hua3， ZENG Qian-chun4*， GAO Xi1*

（1College of Plant Protection， Yunnan Agricultural University， Kunming  650201， China; 2Yunnan Institute of Moringa， Kunming 650201， China; 3College of Landscape and Horticulture， Yunnan Agricultural University， Kunming  650201， China; 4College of Agronomy and Biotechnology， Yunnan Agricultural University， Kunming  650201， China）

Abstract：【Objective】The optimal indexes for instar separation and larval instars of Noorda blitealis Walker were researched to provide an important foundation for forecasting and controlling of this pest.【Method】In this study， the head capsule width， body length and body width of N. blitealis were measured in laboratory， and their instars were inferred by Dyar law.  Crosby index， Brook index and regression analysis were used to analyze the detected data and distinguish the rationality of larval instars separation of N. blitealis. 【Result】The results showed that N. blitealis larvae could be divided into five instars， the mean head capsule width of 1st-5th instars were 0.25， 0.40， 0.63， 0.92 and 1.30 mm， the mean body length of 1st-5th instars were 2.09， 3.69， 6.10， 10.09 and 12.93 mm， and the mean body width of 1st-5th instars were 0.34， 0.57， 0.94， 1.33 and 1.92 mm. The coefficient of variation and Crosby index of the mean head capsule width of each instar were the smallest， coefficients of correlation in cubic linear fitting model and quadratic linear fitting between head capsule width and instar were the largest（R2=0.9999）. The coefficient of correlation（R2=0.9955） in exponential fitting model between head capsule width and instar was large， and the fitting degree was fine. The duration of the larval stage was about 10-13 d at 28 ℃. 【Conclusion】N. blitealis larvae are divided into five instars. The head capsule width is the optimal morphological index for distinguishing the larval instars， and body length and width are not suitable to identify larval instars. Behavior， body color and bristles can be used as auxiliary distinguishing criteria.

Key words： Noorda blitealis Walker; larval instars; head capsule width; Crosby growth rule

0 引言

【研究意义】辣木瑙螟（Noorda blitealis Walker）属鳞翅目（Lepidoptera）草螟科（Crambidae），是辣木上的主要害虫，目前在印度、埃塞俄比亚和肯尼亚等国家均有辣木瑙螟危害的报道（Munj et al.， 2001）。在我国，该虫于2016年首次报道，已在云南省元江县辣木园中造成严重危害。在对害虫进行防治时，一般应选择在害虫进入暴食期前进行（李召波等，2016），因此，准确、及时地判断出害虫的虫龄尤为重要;同时，昆虫幼虫虫龄的确定可为研究害虫发生规律、生物学习性及预测预报等提供重要依据。【前人研究进展】辣木瑙螟以幼虫为害辣木叶片，其幼虫也会蛀入幼茎或果荚为害（Satti et al.， 2013;李召波等，2016），高龄幼虫还会吐丝下垂取食主干表皮，给辣木生产造成巨大损失。据报道，2015年9月云南省玉溪市元江县辣木园调查样地中株被害率在94%以上（李召波等，2016）;在印度，每年1月辣木瑙螟发生最严重，每个枝条上平均幼虫量达14.80头（Munj et al.， 2001）。在苏丹，调查农场中90%以上的辣木受害，其中危害率在80%～100%的占55%（Satti et al.， 2013）;辣木瑙螟已严重威胁辣木产业的发展，只有准确确定其虫龄才能进行有效防治。在对鳞翅目幼虫龄数判定的研究中，头壳宽度是最常选用的指标，且是最佳分龄指标。李召波等（2014）报道可根据头壳宽将二点委夜蛾[Athetis lepigone （M?schler）]幼虫分为5龄;刘永华等（2014）的研究发现栎黄枯叶蛾（Trabala vishnou gigantina Yang）幼虫有7龄，头壳宽为最佳分龄结构;陈琪等（2016）也发现头壳宽是判定菱角水螟[Parapoynx crisonalis（Walker）]幼虫虫龄的最佳指标。【本研究切入点】目前国内关于辣木瑙螟的研究尚处于起始阶段，且在田间难以直接判断辣木瑙螟幼虫虫龄。【拟解决的关键问题】基于前人的研究和辣木瑙螟幼虫的外部形态特征，选择便于观察判断的瑙螟幼虫头壳宽、体长和体宽3个外部形态指标进行测量，通过Dyar定律推断其龄数，并通过Crosby指数、Brook指数和回归分析对测得的数据进行统计分析，以确定最佳的辣木瑙螟幼虫分龄指标及幼虫虫龄数，为辣木瑙螟预测预报和防治提供基础资料。

1 材料与方法

1. 1 试验材料

供试辣木瑙螟虫源采自云南省元江县辣木园，将其带回实验室饲养于养虫盒（规格：长×宽×高=30 cm×30 cm×30 cm）中，待其羽化产卵后，收集卵块置于垫有潮湿滤纸的培养皿中，卵块孵化后取刚孵化的幼虫150头饲养于养虫盒中，从中随机选取20头初孵幼虫测量其头壳宽、体长和体宽，测量完成后放回养虫盒中，用新鲜的辣木叶片进行饲养，以保证辣木瑙螟的正常生长。此后每天从养虫盒中随机选取不少于15头的幼虫进行测量，并观察其行为变化，直至所有幼虫化蛹。重复上述试验1次。待得到分龄指标后，应用该指标从试验室种群中找出各虫龄的幼虫，使用KEYENCE体式显微镜对各龄幼虫拍照观察。试验幼虫均置于宁波东南仪器有限公司生产的RXZ-300C型人工气候箱中饲养，气候箱中温度为（28.0±0.5）℃、相对湿度（80±5）%、光周期L∶D=14 h∶10 h。

1. 2 分龄指标的选择

本研究选取辣木瑙螟的头壳宽（Y1，与虫体纵轴垂直的头壳最宽处量度）、体长（Y2，虫体静止时伸展状态下头部最前端到腹部最末端的距离，背面观）和体宽（Y3，虫体静止时伸展状态下与虫体纵轴垂直的腹部最宽处，背面观）3个外部形态指标对辣木瑙螟幼虫虫龄进行判定。3个指标均在Moticam 2506体式显微镜数码成像系统下拍照测量。

1. 3 统计分析

基于测量数据，应用SPSS 19.0对各项指标值进行频次分布分析，并绘制频次分布图;根据Dyar定律初步确定辣木瑙螟幼虫龄数（彩万志等，2001）。龄数确定后，应用Excel 2007计算各指标相应虫龄的平均数、标准误差、变异系数，根据Crosby生长法则计算Brooks指数和Crosby指数，再将各指标测量数据与相应的虫龄进行线性回归分析，比较各指标分龄的合理性，找出最佳分齡指标（杨美红等，2012）。

Brooks指数=xn/xn-1

式中，xn和xn-1分别表示n龄和n-1龄幼虫各测量指标的平均值。

Crosby指数=（bn-bn-1）/bn-1

式中，bn和bn-1分别表示第n和n-1个Brooks指数。

2 结果与分析

2. 1 辣木瑙螟幼虫龄数的初步判定

通过对辣木瑙螟幼虫头壳宽、体长和体宽3个外部形态指标的测量值进行频次分布分析后绘制频次分布图（图1）。头壳宽的频次分布图中有5个明显的集中分布区（图1-A），体长和体宽的频次分布重叠较多（图1-B和图1-C），因此可初步判定辣木瑙螟幼虫有5个虫龄，1～5龄幼虫的头壳宽平均值分别为0.25、0.40、0.63、0.92和1.30 mm;体长平均值分别为2.09、3.69、6.10、10.09和12.93 mm;体宽平均值分别为0.34、0.57、0.94、1.33和1.92 mm。

2. 2 辣木瑙螟幼虫各指标统计分析结果

对辣木瑙螟幼虫头壳宽、体长和体宽3个测量指标进行均值、标准误差、变异系数、Brooks指数和Crosby指数计算分析，结果（表1）显示，体长和体宽的变异系数均较大，部分超过0.2000，Crosby指数的绝对值有部分大于0.1000，表明体长和体宽不适合作为分龄指标;头壳宽的变异系数小于0.2000、Crosby指数的绝对值小于0.1000，表明根据头壳宽将辣木瑙螟分为5龄较合理。

2. 3 辣木瑙螟幼虫各测量指标与虫龄间的关系

对辣木瑙螟幼虫头壳宽、体长和体宽3个测量指标的均值与相应虫龄进行线性和指数回归分析，结果（表2）显示3个指标直线模型的相关系数均相对较小，拟合程度相对较差;头壳宽与虫龄间的三次和二次线性拟合模型的相关系数最大，均为0.9999;体宽与虫龄间的三次线性拟合模型的相关系数次之，为0.9992;头壳宽与虫龄间指数拟合模型相关系数为0.9955，拟合程度均较好。表明根据头壳宽判定辣木瑙螟幼虫虫龄合理可行。

2. 4 辣木瑙螟幼虫虫龄与日龄的关系

研究中观察得知，辣木瑙螟幼虫从第10 d开始出现化蛹，至第13 d全部化蛹。整理每日测量的辣木瑙螟幼虫头壳宽数据可看出，第1～3、3～4、4～6、5～9和7～13 d的幼虫可分别划分为一个虫龄，共5个虫龄，相邻虫龄出现时间有交叉现象，在第3、4、5和7 d开始出现跨龄;整个幼虫期为10～13 d（图2）。

2. 5 辣木瑙螟幼虫其他外部形态和行为变化分析

辣木瑙螟幼虫头壳均呈黄褐色，具有灰色斑纹，初孵幼虫头部无斑纹。前胸背面左右两侧各具有5个黑色毛片，每个毛片上各着生1根刚毛，前胸气门呈黑色。中胸和后胸背面左右两侧均各具4个毛片，且各着生1根刚毛。腹部背面左右两侧各具3个毛片，呈三角形排列，上面各着生1根刚毛，前背毛2根，后背毛1根（图3-A）。

辣木瑙螟初孵幼虫灰褐色，头部明显较腹部宽，随着日龄的增加，虫体呈半透明状，取食叶片后，消化道呈浅绿色（图3-B）;刚进入2龄时虫体为乳白色;2、3和4龄幼虫头壳与前胸交界处有黑色条纹（图3-C、图3-D和图3-E）;4龄幼虫前胸背部末端有一个括号形黑色斑纹;老熟幼虫胸部和腹部均呈淡红色，前胸背面有2个明显的黑色斑点（图3-F）。

辣木瑙螟1龄幼虫多处于叶背主叶脉旁吐丝结网，于网下聚集取食叶肉，取食后留下叶脉和表皮，2龄幼虫单头吐丝结网，于网内取食，取食后留下叶脉;3和4龄幼虫食量较大，多是单头吐丝黏住几张叶片包裹自身，然后取食，当叶片被取食完后也会钻入嫩茎中取食，或取食嫩茎表皮;5龄幼虫变红后食量减小，甚至不再取食，开始吐丝黏结周围杂物作茧，或将叶片咬碎，吐丝连接为茧，之后体表红色逐渐退去，幼虫不再活动，开始化蛹。

3 讨论

由于昆虫幼虫的头壳骨化程度较高，相邻头壳宽呈间断式增长，因此被广泛用于判别昆虫幼虫的虫龄。研究表明，头壳宽度是判断荔枝大造桥虫（Ascotis selenaria）幼虫、蔗根土天牛（Dorysthenes granulosus）幼虫虫龄的最佳指标（董易之等，2011;于永浩等，2012）;李小敏等（2017）认为不仅头壳宽度是划分短梳角野螟（Meroctena tullalis）幼虫虫龄的最佳指标，头长和体长也可作为分龄的辅助和验证指标;林玉英等（2017）报道应用头壳宽度结合取食斑面积可快速准确鉴定椰子织蛾（Opisina arenosella）幼虫虫龄。本研究选取头壳宽、体长和体宽对辣木瑙螟幼虫虫龄进行判定，结果显示辣木瑙螟幼虫各龄头壳宽在频次分布图中有明显的分界，Crosby指数最小，与虫龄的三次和二次线性拟合模型的相关系数最大，因此头壳宽可作为判定辣木瑙螟虫龄的最佳指标。昆虫的身体按一定规律增长，且体长的增长具有连续性（刘永华等，2014），但受幼虫自身的收缩和食物等因素的影响较大（宗世祥等，2006），不适合用作虫龄划分的指标，但从本研究辣木瑙螟幼虫头壳宽、体长和体宽的频次分布图可看出1～3龄辣木瑙螟幼虫的体长测量值也存在3个相对明显的集中区，重叠度相对较低，因此在对低龄辣木瑙螟幼虫虫龄判定时体长可作为辅助指标。王芳等（2016）在对梨小食心虫（Grapholitha molesta）的研究中发现可通过幼虫刚毛、头壳颜色和体色对幼虫虫龄进行粗略辨别，本研究通过对辣木瑙螟不同虫龄幼虫的外部形态和行为观察发现，不同虫龄幼虫的行为、体色和斑纹也有所变化，因此在判断虫龄时也可以其行为、体色和斑纹作为参考。

温度、湿度、光周期、食物和饲养密度等因子均会对昆虫的龄数产生影响（Esperk et al.， 2007）。Fantinou等（1996）对粉茎螟（Sesamia nonagrioides）的研究结果表明，粉茎螟幼虫在长日照下共蜕皮6次，而在短日照下蜕皮次数增多;秦厚国等（2002）研究表明，斜纹夜蛾（Spodoptera litura）在15 ℃下有55.4%的幼虫达7龄以上，而在34 ℃下只有14.3%的幼虫达7龄以上;杨崇慧等（2015）发现椰子织蛾在田間有5龄，而在实验室饲养条件下有5～8龄。Selvi和Muthukrishnan（2011）报道辣木瑙螟有5龄，但均未给出相应的饲养环境;李召波等（2016）通过实验室饲养发现辣木瑙螟幼虫有5龄，初孵幼虫体长1.58～2.44 mm;本研究在温度为（28.0±0.5）℃、相对湿度（80±5）%、光周期L∶D=14 h∶10 h的气候箱中饲养辣木瑙螟幼虫，并测量其头壳宽、体长和体宽3个外部形态指标值，运用Dyar规律确定辣木瑙螟幼虫分为5龄。田间与实验室中的环境因素存在差异，本研究仅考虑实验室恒定适温下辣木瑙螟幼虫的龄数，在田间幼虫的龄数是否会出现变化尚有待进一步探究。

4 结论

本研究选择的3个外部形态指标中以头壳宽的分龄效果最好，是辣木瑙螟幼虫的最佳分龄指标，体长和体宽不适合作为辣木瑙螟幼虫分龄指标。辣木瑙螟幼虫1～5龄的头壳宽平均值分别为0.25、0.40、0.63、0.92和1.30 mm;在温度（28.0±0.5）℃、相对湿度（80±5）%、光周期L∶D=14 h∶10 h的环境条件下，辣木瑙螟从孵化到化蛹需要10～13 d。

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