异迟眼蕈蚊幼虫饲养密度对生长发育和繁殖的影响

沈登荣,李河,何超,张睿,袁盛勇,田学军

(红河学院生命科学与技术学院/云南省高校滇南特色生物资源研究与利用重点实验室,云南 蒙自 661199)

异迟眼蕈蚊Bradysiadifformis是一种世界性的农林害虫，可对大型食用和药用真菌、温室苗圃、百合科植物等造成严重危害[1]。2009年中国首次记录了该虫是云南食用菌害虫的优势种之一[2]。近年在甘肃省的韭菜等百合科植物上也发现危害情况[3]。异迟眼蕈蚊以幼虫取食菌丝和基质造成食用菌基部变黑、腐烂；也可危害植物鳞茎和根系等地下部分，引起植物的萎蔫和死亡[2-3]。成虫一般不危害寄主，但能传播病原菌和螨虫[4]。该虫具有世代周期短、繁殖力强和钻蛀危害等特点，在栽培食用菌和蔬菜作物上易暴发成灾[3,5]。目前，生产中过度使用化学农药已造成农产品的农药残留超标和害虫抗药性的出现[6-7]。因此，开展该虫的种群发生规律和预测预报的研究，对于减少农药的施用次数和延缓害虫抗性具有重要意义。昆虫种群变化受到外源因子(非生物因素和生物因素)和内源因子(密度和性比)的综合影响[8]。目前已有外源性因子如温度[9-10]、寄主植物[3,11]等对异迟眼蕈蚊生长发育和繁殖的研究报道，而内源因子对其个体发育和种群繁殖的影响缺乏系统研究。对其他昆虫的研究表明，幼虫密度是部分植食性昆虫种群暴发的内源性因子之一[12]，如幼虫密度增加可引起草地螟Loxostegesticticalis[12]、小菜蛾Plutellaxylostella[13]、甜菜夜蛾Spodopteraexigua[14]等幼虫存活率、蛹重、成虫寿命、产卵量下降，幼虫期和蛹期的延长，幼虫密度过高或过低均引起种群增长指数的下降。另外，幼虫密度增加会引起二点委夜蛾Athetislepigone幼虫发育历期缩短，幼虫存活率下降、蛹重、产卵量下降[15]。高幼虫密度胁迫会加剧二化螟Chilosuppressalis的种内竞争，导致幼虫化蛹加快，提升自身的存活率[16]。研究发现一定范围的幼虫密度对部分群居昆虫(草地螟、甜菜夜蛾、二点委夜蛾)的种群增长指数有促进作用[12,14-15]，而幼虫密度对不同的昆虫的生长发育和繁殖有所差异。异迟眼蕈蚊是一种群居性较强的腐食性昆虫，当前幼虫密度的研究主要集中于植食性昆虫，而对腐食性昆虫的研究较少。鉴于该虫在菇房和温室中易暴发成灾，目前尚无幼虫密度对异迟眼蕈蚊生长发育和繁殖的系统研究。苟玉萍等[3]研究发现，幼虫期是影响异迟眼蕈蚊生殖力的重要因子。因此，开展幼虫密度对异迟眼蕈蚊生长发育和繁殖的研究对探讨该虫的种群增长模式和成灾机理具有重要意义。本试验通过室内设置不同的幼虫密度，对异迟眼蕈蚊的发育历期、存活率、单雌产卵量、卵孵化率等生物学参数进行分析。通过构建种群生命表分析种群增长指数，期望明确幼虫密度在异迟眼蕈蚊种群增长中的作用，为探索该虫的种群动态规律和田间预测预报提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试虫源及幼虫密度设置

异迟眼蕈蚊成虫于2016年采自云南省蒙自市平菇上，采用饲养笼(60 cm×60 cm×60 cm)和饲养盒(22 cm×15 cm×16 cm)进行室内饲养，以灭菌的腐殖土作为饲养基质，幼虫期添加黄豆粉作为营养补充，试虫在室内连续饲养20代以上，生物学特性稳定。试虫饲养和试验处理条件均为温度(25±1)℃，相对湿度(70±5)%，光周期16 L∶8 D。

试验共设置5个幼虫密度处理，分别为 10、40、70、100、130头·瓶-1(饲养瓶体积为50 mL，直径3.5 cm，高6.3 cm)。每处理4次重复。采用水琼脂培养基法收集卵粒，在塑料盒(直径12 cm，高9 cm)中倒入10 mL的3%水琼脂培养基，接入20对成虫后用纱布(200目)封口，放入培养箱中进行黑暗处理24 h后移出成虫，4 d后在解剖镜下统计初孵幼虫数量，选取相应头数的幼虫连同水琼脂培养基放入饲养瓶(体积50 mL，直径3.5 cm，高6.3 cm)中，在塑料瓶内放置腐殖土10 g，保持相对湿度在70%，2龄幼虫后添加黄豆粉0.5 g，添加2～3次，直至幼虫化蛹。化蛹后注意控湿，羽化为成虫后按雌雄比1∶1配对，选取5对成虫放入塑料盒(含3%水琼脂培养基)收集卵粒。

1.2 异迟眼蕈蚊生物学指标的测定

对不同幼虫密度处理的异迟眼蕈蚊进行观察记录，于每天8：00和20：00各观察1次，统计幼虫的发育历期(1～4龄幼虫)、蛹期、产卵前期、产卵期、雌雄成虫寿命、化蛹率、羽化率和卵孵化率等生物学指标。单雌产卵量主要通过统计成虫羽化时间在0～96 h以内的产卵量变化，每隔12 h统计1次，直至成虫死亡，计算平均单雌产卵量。

1.3 异迟眼蕈蚊种群生命表的组建

根据1.2所测的异迟眼蕈蚊的化蛹率、羽化率、单雌产卵量、卵孵化率等生物学指标，参照吴坤君等[17]方法组建种群生命表，计算种群增长指数。

1.4 数据处理

采用SPSS 19.0进行数据分析处理，采用Duncan氏新复极差法进行多重比较分析。

2 结果与分析

2.1 异迟眼蕈蚊幼虫密度对生长发育的影响

从表1可知，异迟眼蕈蚊幼虫密度对2龄幼虫、3龄幼虫及幼虫历期均存在显著影响(P<0.05)，而对1龄幼虫、4龄幼虫和蛹期无显著影响。其中幼虫密度为70头·瓶-1和100头·瓶-1时，2龄幼虫、3龄幼虫和幼虫历期显著短于其他3个密度处理(P<0.05)；100头·瓶-1处理的2龄幼虫、3龄幼虫和幼虫历期最短，分别为3.12、2.75和13.68 d，说明幼虫密度在70～100头·瓶-1可显著缩短幼虫发育历期。

表1 异迟眼蕈蚊幼虫密度对生长发育的影响Table 1 Effects of larval density on growth and development of B. difformis d

2.2 异迟眼蕈蚊幼虫密度对化蛹率和羽化率的影响

从图1可以看出，异迟眼蕈蚊幼虫密度对化蛹率和羽化率均有显著的影响(P<0.05)。在幼虫密度为70头·瓶-1时，化蛹率和羽化率最高，分别为79.95%和85.68%，显著高于其他幼虫密度处理。在低幼虫密度下化蛹率和羽化率偏低，其中低密度(10头·瓶-1)的化蛹率最低，仅为68.52%，高密度(130头·瓶-1)的羽化率最低，仅为71.72%。随着幼虫密度的增加化蛹率和羽化率均出现先上升后下降的趋势，说明幼虫密度过高和过低均对化蛹率和羽化率造成不利的影响。

图1 异迟眼蕈蚊幼虫密度对化蛹率和羽化率的影响Fig.1 Effects of larval density on pupation rate and eclosion rate of B. difformis

2.3 异迟眼蕈蚊幼虫密度对成虫寿命、产卵量和孵化率的影响

从表2可知，异迟眼蕈蚊幼虫密度对成虫(雌、雄)寿命和产卵期均有显著影响(P<0.05)，而对产卵前期无显著影响。成虫寿命和产卵期以70头·瓶-1幼虫密度处理最高，其中雌虫寿命为3.58 d，雄虫寿命为3.45 d，产卵期为2.83 d；100头·瓶-1次之。幼虫密度对单雌产卵量有显著影响(F=26.65，P<0.05)，而对卵孵化率无显著影响，单雌产卵量以70头·瓶-1幼虫密度处理最高，达到80.58粒；100头·瓶-1次之，为72.62粒。表明幼虫密度在70～100头·瓶-1之间对成虫寿命和产卵期有延长作用，对单雌产卵量有利。

表2 异迟眼蕈蚊幼虫密度对成虫寿命、产卵量和孵化率的影响Table 2 Effects of larval density on adult longevity,egg laying amount and hatching rate of B. difformis

从图2可以看出，异迟眼蕈蚊幼虫不同密度处理的单雌产卵量随时间变化趋势基本一致。低密度处理(10、40头·瓶-1)的产卵期在成虫羽化后24～72 h之间，其余3个处理的产卵期均出现了向后推移，产卵期大致在成虫羽化24～84 h之间。除高密度处理(130头·瓶-1)的产卵高峰期在羽化后60 h外，其余4个处理的产卵高峰期均出现在羽化后48 h，其中70头·瓶-1处理的产卵高峰期最高，在12 h内(36～48 h)产卵量达到30.40粒。

图2 异迟眼蕈蚊不同幼虫密度的成虫单雌产卵量变化Fig.2 Changes of number of eggs laid per female of B. difformis at different larval densities

2.4 异迟眼蕈蚊幼虫密度对种群生命表的影响

根据异迟眼蕈蚊不同幼虫密度处理的存活率和繁殖力构建种群生命表(表3)。起始幼虫数假定为100头，幼虫化蛹率、成虫羽化率、单雌产卵量和卵孵化率数据为试验观测值，雌雄性比假定为1∶1。表明幼虫密度为70头·瓶-1的种群增长指数最大，繁殖1代后种群数量可增加24.2倍，而幼虫密度过低或过高(10、130头·瓶-1)时，种群增长指数相对较低，不适于后代种群的快速增长。对种群增长指数(y)与幼虫密度(x)进行曲线模拟发现，两者之间呈抛物线趋势：y=7.904+0.386x-0.003x2(R2=0.875)，说明异迟眼蕈蚊幼虫密度是影响种群增长的重要因子之一。

表3 异迟眼蕈蚊不同幼虫密度下的种群生命表Table 3 Population life table of B. difformis under different larval densities

3 结论与讨论

种群密度是影响昆虫生长发育和种群繁殖的重要因素之一，幼虫密度过高或过低会对草地螟[12]、小菜蛾[13]、甜菜夜蛾[14]、二点委夜蛾[15]等昆虫的生长发育和存活率造成不利的影响。然而高幼虫密度可引起二化螟生长发育的加快，对存活率造成不利影响[16]。本研究结果表明，幼虫密度在70头·瓶-1时，可明显缩短异迟眼蕈蚊幼虫的发育历期，对化蛹率、羽化率均有显著提升，而幼虫密度过高或过低均对幼虫发育历期、化蛹率和羽化率造成不利的影响。关于幼虫密度胁迫对不同种类昆虫的影响存在差异，可能有以下原因引起：(1)幼虫密度可对昆虫的食物利用造成影响，例如随着幼虫密度(1～30头·瓶-1)增加，粘虫[18]、草地螟[19]等幼虫的食物取食量、粪便排泄量也会逐渐增加。群居昆虫主要通过增加幼虫取食量的方式，加重对寄主的为害[18-19]。当食物没有出现短缺时，幼虫密度的加大可提升幼虫取食量，加速其生长发育。(2)高幼虫密度会引起昆虫种内竞争加剧，造成食物短缺，昆虫可能通过加速其幼虫生长发育，通过化蛹或滞育方式来避开不良环境的影响[16]。

本研究表明，异迟眼蕈蚊幼虫密度对雌虫寿命、雄虫寿命、产卵期均有显著影响，均以70头·瓶-1幼虫密度处理最高，而幼虫密度过高或过低对成虫寿命和产卵期均有不利影响。这与孔海龙等[12]对草地螟、王娟等[14]对甜菜夜蛾、李艳等[15]对二点委夜蛾的研究结果基本一致。但本研究发现幼虫密度在70头·瓶-1时，单雌产卵量最大(84.55粒)，显著高于低幼虫密度处理。而孔海龙等[12]对草地螟、王娟等[14]对甜菜夜蛾研究发现低幼虫密度下的单雌产卵量最大，戴长庚等[16]发现高幼虫密度对二化螟的产卵量无显著影响。可能是由于在不同的昆虫种类中，成虫产卵量对幼虫密度的敏感性差异所致。另外，异迟眼蕈蚊是一种腐食性的群居昆虫，取食量较小，与鳞翅目植食性的群居昆虫相比不易出现食物短缺问题，适当增加幼虫密度可以刺激幼虫取食量的增加，有助于延长成虫寿命和繁殖力。

本试验发现幼虫密度主要影响异迟眼蕈蚊幼虫化蛹率、成虫羽化率和繁殖力，进而影响其种群增长指数的变化。在一定幼虫密度范围(70～100头·瓶-1)内，幼虫的存活率和繁殖力较高，且发育速度加快。对种群增长指数与幼虫密度进行曲线模拟发现两者之间呈抛物线趋势，印证了幼虫密度是影响异迟眼蕈蚊种群增长的重要因子之一，这与前人的研究结果一致[12,14-15]，暗示了幼虫密度可能是该虫在菇房、温室内暴发成灾的主要因子之一，因此在异迟眼蕈蚊种群动态调查中应将幼虫密度作为一个重要因子。由于本试验仅从室内研究了幼虫密度对异迟眼蕈蚊生长发育、繁殖和种群增长的影响，要探明幼虫密度如何影响异迟眼蕈蚊的种群增长问题，还需要对高幼虫密度对其生长发育和繁殖的影响、幼虫密度对其食物利用率的影响，以及不同食用菌栽培模式(袋料、覆土栽培)、植物栽培密度、食物腐熟程度等与幼虫密度的相互关系进行深入研究，才能实现对该虫准确的预测预报。