袁瑞玲, 郑传伟, 冯 丹, 王艺璇, 和秋菊, 陈 鹏*
(1.云南省森林植物培育与开发利用重点实验室, 云南 昆明 650201; 2.云南省林业和草原科学院,云南 昆明 650201; 3.西南林业大学,云南 昆明 650224)
桔小实蝇[Bactroceradorsalis(Hendel)]又名东方果实蝇,属双翅目(Diptera)实蝇科(Trypetidea)果实蝇属(Bactrocera),广泛分布于环太平洋的各个国家,可危害40多个科的300余种水果和蔬菜[1-3],是我国南方热带和亚热带地区严重危害果蔬生产的重要害虫之一,一直是国际重要检疫对象[4-5]。由于桔小实蝇对农林生产的危害性及其潜在的爆发威胁,国内外对其研究也在不断深入。然而,研究过程中需要大量发育正常的试验种群,受气候条件等因素的限制,从野外采集的虫源很难供试验需要。因此,室内饲养桔小实蝇尤为重要,同时也是认识其生物学、生理学、行为学、遗传学、生态学等特性,探索其防治方法的有效手段[6-9]。
根据国内外报道的昆虫常用饲养配方以及桔小实蝇人工幼虫饲料、成虫饲料及饲养方法[10-16],笔者在前人研究基础上进行桔小实蝇饲养箱结构和空间、产卵引诱器、幼虫饲养装置、幼虫和成虫饲料优化、饲养环境优化调控等研究,以期简化桔小实蝇的饲养过程,降低饲养成本,为科研试验提供数量大、发育整齐、生理状况稳定一致的桔小实蝇试验材料。
1.1.1 新型实蝇多虫态养虫箱 新型实蝇多虫态养虫箱为笔者所在的研究团队设计制作(专利号:ZL201721137479.9),规格为60 cm×60 cm×60 cm的矩形箱体。养虫箱特点:箱体顶侧、底侧以及后侧采用不锈钢纱网,左右两侧采用玻璃板,玻璃板上部设置通孔,箱体内设置贯穿玻璃板的喂料管,喂料管上方开口,喂料管一端设置直径大于通孔的固定盖,另一端设置水平向上的投料口;箱体内中部两侧设置支架,支架上放置物料盘;箱体前侧上部采用纱布,纱布中央设置纱网袖,纱布通过外缘设置的粘扣带与箱体连接;箱体前侧中部采用不锈钢纱网,箱体前侧下部设置抽屉式底托,底托内可铺设细沙[17]。
1.1.2 虫源 桔小实蝇幼虫采自云南省元江县植保站火龙果果园,取虫果在室内饲养至成虫,然后继代饲养。
1.1.3 饲料 成虫饲料:蔗糖90 g,酵母浸粉30 g,蜂蜜15 g,琼脂4~5 g混合溶于1 000 mL开水煮沸配制而成[18]。幼虫饲料:将新鲜豆渣45.0 g、玉米粉4 g、黄豆粉4 g、蔗糖14 g、酵母粉7 g、醋酸约6 mL、对羟基苯甲酸甲酯0.3 g,加适量蒸馏水配制,pH值调至5~6,现配现用[18]。
1.1.4 养虫室 养虫室通风透光,能避免其他昆虫或动物的干扰。养虫室装有人工光源,室内用加湿器调节湿度,保持相对湿度为60%~70%,用海尔电热油汀控制温度在25~30℃,用温湿度表监测温度和湿度,光周期为光∶暗=16 h∶8 h。
采用自行设计的产卵引诱器(图1,专利号:201821272343.3,上口径17.5 cm,下口径13.5 cm,高7 cm,在距离底部1.5 cm以上的区域有0.6 mm的小孔,孔间距为0.5~1 cm)进行产卵引诱。将芒果汁饮料倒入盒子中约1 cm深,盖上盖子,将产卵引诱器放入养虫箱的物料盘中,采集桔小实蝇卵,24 h后取出产有卵的盒子,直接把配好的幼虫饲料加到盒子里与果汁混匀,用勺子轻轻将卵拌到饲料里,放进养虫室或培养箱中孵化。
利用新型实蝇多虫态养虫箱饲养桔小实蝇幼虫,将拌有桔小实蝇虫卵的盒子放到养虫箱中间支架上物料盘中或培养箱中待其孵化,幼虫在人工幼虫饲料中孵化取食,生长,直到老熟后跳出化蛹。需在新型实蝇多虫态养虫箱的底部抽屉式托盘中放入适宜湿度的细沙,供幼虫生长发育至老熟幼虫时跳入细沙中化蛹。
在桔小实蝇幼虫老熟化蛹前,养虫箱底部抽屉式托盘中需要放入约5 cm深的细沙供其化蛹,并保持细沙适宜湿度(细沙用手捏紧时没有水滴下,松开手沙子自然散开为佳)。蛹可不从细沙中筛出,尽量减少人为破坏,直接把有老熟幼虫的底部抽屉式托盘转移到另一个新型实蝇多虫态养虫箱中待其化蛹直到羽化。为保证成虫羽化的整齐性,化蛹过程中也可以每天更换养虫箱底部托盘,收集同期的蛹待其羽化[17]。不同日龄蛹的收集方法:在老熟幼虫化蛹期间每天定时取出并换上准备好的托盘供新跳入的老熟幼虫化蛹,24 h后筛出和分离蛹,置于适宜湿度的细沙中管理和保存,依次循环操作,同时记录化蛹信息[17]。
使用养虫箱饲养桔小实蝇成虫的饲养环境条件同养虫室一致。将同一时期羽化的成虫聚养在同一养虫箱中,每24 h更换1次饲料,用勺子将制备好的成虫饲料搅碎放入养虫箱的物料盘上供其取食,同时在喂料管中的海绵上添加饮用水供其饮用[18]。另外,定期消毒和清洗养虫箱。
冬季养虫室温度和光照需要严格调控,使用专门配置的全光谱昆虫饲养增温灯对养虫箱的部分区域进行增温和补光。晴天分别在6:00—10:00、18:00—22:00时段进行补光;阴雨天及冬季则需要在6:00—22:00时段补光,以增加养虫箱内的光照时间和光照强度[18]。
1.6.1 成虫产卵量及寿命 统计桔小实蝇继代饲养1年内8代的成虫产卵量及寿命情况,每一代虫选取100对,将其聚集在一个养虫箱中饲养,每代虫观察记录3次重复。
1.6.2 卵孵化率、幼虫化蛹率、成虫羽化率 观察记录1年内饲养的8代虫的信息,分析其孵化率、化蛹率和羽化率。每代虫初始试验卵数为1 000粒,每代设置3个重复,取1 000粒卵放在配置好的人工幼虫饲料中,让其自由孵化,记录和统计孵化幼虫数量,计算孵化率;继续饲养幼虫并观察,待其发育至老熟幼虫化蛹,统计完全化蛹后的数量,计算幼虫化蛹率;蛹羽化后统计羽化后成虫的数量,计算成虫羽化率[18]。
孵化率=孵化幼虫数/卵数×100%
化蛹率=化蛹数/1 000粒孵化出的幼虫数×100%
羽化率=羽化成虫数/1 000粒孵化发育至完全化蛹数×100%
1.6.3 各阶段的发育情况 分别观察记录1年内继代饲养的8代虫的各阶段发育历期数据,每代3个重复,统计各阶段的发育情况。
每次统计3次重复,取平均值,数据用SPSS 19.0软件中的One-way ANOVA进行差异显著性分析。
由表1可知,桔小实蝇每雌平均产卵量为(880.75±58.03)粒,1 d最多平均产卵数为(101.50±13.92)粒;平均产卵天数为(40.00±1.96)d。雌虫最长寿命平均在(51.92±7.22)d,雄虫最长寿命平均在(53.69±5.69)d。
表1 桔小实蝇成虫的产卵量及寿命
注:同列不同字母代表5%显著水平。下同。
从表2可知,桔小实蝇虫卵的平均孵化率为(84.33±2.67)%,幼虫的平均化蛹率为(89.40±2.08%),蛹的平均羽化率为(88.34±2.88)%。1 000粒桔小实蝇虫卵,最后平均可羽化出成虫(665.67±25.22)头,羽化率较高。
表2 桔小实蝇饲养的孵化率、化蛹率、羽化率
由表3可知,通过人工调控养虫室环境接近桔小实蝇适宜的生长发育环境,桔小实蝇卵期平均2~3 d,幼虫期平均8~16 d,预蛹期+蛹期平均在9~14 d。产卵前期(羽化后发育至性成熟,开始产卵)8~12 d,而完成一个世代平均需要27~43 d。与报道的桔小实蝇生长发育周期一致,说明饲养的桔小实蝇生长正常,能提供符合要求的供试虫源。
表3 桔小实蝇各发育阶段各阶段的发育历期 d
研究结果表明,桔小实蝇室内饲养生长发育受温度、湿度、光照、种群密度、食料等环境因素和人为管理多方面的影响[18]。在本研究条件下,桔小实蝇雌虫平均产卵天数达(40.00±1.96)d,1 d最多平均产卵(101.50±13.92)粒,一生平均产卵量为(880.75±58.03)粒。雌虫最长寿命平均为(51.92±7.22)d,雄虫平均最长寿命为(53.69±5.69)d。孵化率、化蛹率、羽化率分别为(84.33±2.67)%、(89.40±2.08)%、(88.34±2.88)%。各阶段发育历期分别为卵期2~3 d,幼虫期8~16 d,预蛹期+蛹期在9~14 d。产卵前期8~12 d,而一个世代平均需要27~43 d。
桔小实蝇的产卵量制约着其种群规模的大小,黄素青等[4,19]研究表明,桔小实蝇具有很强的繁殖能力,每雌产卵可达1 200~1 500粒,且孵化率较高,在80%~90%,有时其产卵量甚至高达1 800粒以上。随后,有学者通过解剖观察其卵巢形态结构及发育特征研究等发现,桔小实蝇正常一次性产卵在56粒以上,一生至少可产卵224粒[20]。桔小实蝇是完全变态昆虫,每个发育阶段的存活率都制约着最后成虫的种群数量,目前关于桔小实蝇卵孵化率、幼虫化蛹率、蛹羽化率等的研究结果表明,这3个指标分别在80%、80%~95%、90%左右,与本研究结果基本一致[21-23]。利用本研究方法饲养桔小实蝇,产卵量在813~936粒,并且后期各虫态存活率均较高,与前人报道结果基本吻合,说明该方法用于桔小实蝇的饲养能达到正常扩繁和继代饲养的良好效果。
在自然情况下,桔小实蝇在不同季节发育存在明显的差异。有研究显示,桔小实蝇卵期,夏季1 d,春季2~3 d,冬季7~20 d;幼虫期,夏季温度27~30℃时4~7 d,冬季15~20℃时13~20 d;蛹期,夏季8~9 d,春秋季10~14 d,冬季15~20 d[4]。在夏季室内饲养桔小实蝇,温度在26~29℃时,卵期1~2 d,幼虫期8~11 d,蛹期9~11 d[12,24]。采用本饲养方法饲养桔小实蝇,各阶段发育历期情况与前人报道结果基本一致,种群发育正常,研究证实该方法能在一年四季饲养桔小实蝇,且在不同季节时各虫态的发育历期均比较稳定。
影响桔小实蝇生长因素众多,其中有学者研究表明,温度和光照对桔小实蝇生存、飞行活动和产卵前期等影响较大[7];适宜桔小实蝇生存和飞行的温度是20~32℃[6,8]。不同的湿度条件也明显影响桔小实蝇的存活和发育;梁光红等[25]研究显示,在25℃条件下,相对湿度为75%,对桔小实蝇种群寿命影响最大,为最适相对湿度;刘建宏等[6,8]的研究结果均与其他学者报道一致,桔小实蝇适于在空气相对湿度为60%~80%的范围内活动,有利于其飞行。光刺激是导致桔小实蝇多种活动的基本条件,也有研究表明,人工光照对室内饲养昆虫的生殖行为及发育非常重要[8,18,26]。桔小实蝇雌虫在500~2 000 lx,雄虫在500~1 000 lx的光照强度下飞行距离最远,雌雄虫在500~2 000 lx光照强度下平均飞行时间最长[8]。经过长期饲养观察发现,光照对桔小实蝇的活动、产卵行为及生长发育都有显著影响。所以,本研究在室内饲养桔小实蝇时除了保证其正常生长需要的温度、湿度等条件外,还特别对养虫箱进行了光照补充,晴天分别在6:00—10:00和18:00—22:00时段进行补光;阴雨天气及冬季则需要6:00—22:00时段进行补光,以保证该虫生长发育所需的光照时间和光照强度。
使用本饲养方法实现了桔小实蝇通过人工饲料规模化全年饲养,解决了桔小实蝇一年中越冬现象和实验室冬季饲养种群仅能保种等问题。为不同时间、不同季节的相关试验提供充足的试验材料,能保证试验的顺利开展。