毛永凯,成印洁,李泓智,范梅红,刘键柏,武 韩,林明江,易杰群,许汉亮,李继虎*
(1广东省科学院南繁种业研究所,广东广州510316;2广东省药肥工程技术研究中心,广东广州510316;3广州东升农场有限公司,广东广州511400)
草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda(J.E.Smith),又名秋黏虫,属于鳞翅目夜蛾科,原产于美洲[1],是联合国粮农组织向全球预警的跨国界迁飞性重大农业害虫[2],该虫具有繁殖能力强、适生区域广、寄主范围宽的特点[3]。自2016年以来,该虫已经入侵了非洲、亚洲、大洋洲等60多个国家和地区[4-5],2019年1月份入侵我国,在云南省首次发现,截至2019年10月8日已蔓延至全国26个省(自治区、直辖市)[3]。
草地贪夜蛾是多食性昆虫,已记载的寄主多达76科 353种[6-7]。入侵我国的草地贪夜蛾属于玉米型[8],以为害玉米为主。但也有研究表明,在室内饲养条件下甘蔗对草地贪夜蛾的适合度并不低于玉米[9],在我国广西、云南、广东等主要蔗区的蔗田也均调查发现有草地贪夜蛾发生,在冬季,甘蔗更是草地贪夜蛾的重要食源[10-13]。草地贪夜蛾入侵我国后,已成为玉米和甘蔗种植上新的威胁。
为有效防控草地贪夜蛾,亟需开展草地贪夜蛾生物学特性、高效防控药剂筛选、天敌控害效能评价与繁育等的研究[14],而稳定获得大批量、健壮、一致性好的试虫是开展相关研究工作的重要基础。昆虫室内饲养是获取标准化虫源的一种重要方法[15-16],室内饲养的食物来源可分为天然食物和人工饲料2种,人工饲料饲养草地贪夜蛾目前还存在幼虫存活率低、生长发育不均一等问题[17]。
入侵我国的草地贪夜蛾以取食玉米叶片为主[18],也有调查发现草地贪夜蛾在田间会取食玉米籽粒[19],相对于糯玉米和饲料玉米,草地贪夜蛾更加偏爱取食甜玉米籽粒[20]。但目前鲜有甜玉米籽粒对草地贪夜蛾室内饲养效果的报道。为探明鲜食甜玉米是否适于草地贪夜蛾的室内饲养,本研究利用鲜食甜玉米籽粒在室内饲养草地贪夜蛾,对其饲养效果进行评价,以期为草地贪夜蛾的大规模室内饲养提供更多技术支持。
在广东省广州市南沙区横沥镇冯马二村玉米田采集草地贪夜蛾幼虫,带回实验室,在人工气候箱内用新鲜甜玉米叶(粤甜 28号-粤审玉 20170004)饲养。稳定饲养1代后,以F2代作为供试虫源。饲养条件:温度为(25±1)℃,光周期L∶D=14∶10,湿度70%±5%。
在南沙区某种植户收获甜玉米时从其处获取一批苞叶完整的处于乳熟期的新鲜甜玉米(金百甜 15-国审玉20180362),带苞叶保存于4℃冰箱。提前在室内种植甜玉米(金百甜15-国审玉20180362),试验时甜玉米处于苗期。试验组用鲜食甜玉米籽粒饲养草地贪夜蛾,对照组用新鲜甜玉米叶片饲养。
以 F1代成虫产的同一批 F2代卵块作为供试虫卵,孵化后用软毛笔将初孵幼虫挑入灭菌的50 mL塑料离心管内单头饲养并编号,以脱脂棉封口。试验组与对照组各重复3次,每个重复30头幼虫。试验组每管放入1粒新鲜玉米;对照组3龄前每管放入1段5 cm左右的玉米叶片,3龄后视虫龄大小放入1~3段8 cm左右的新鲜叶片;试验组与对照组均每24 h更换一次食物。每12 h观察并记录一次各虫态发育进度、存活情况。通过腹部末端特征辨别蛹的雌雄,并称量2日龄雌、雄蛹重。成虫羽化后,试验组和对照组分别随机选取15头健康雌成虫、15头健康雄成虫,记录各自编号,雌雄1∶1随机配对,放入纸筒内产卵(用A4纸折成圆柱形纸筒,上下两端用9 cm塑料培养皿封闭,在上端培养皿中央开出一个直径为1.2 cm的圆孔,用浸有10%蜂蜜水的脱脂棉封堵,为成虫提供营养,每日晚上8:00添加一次蜂蜜水)。每12 h观察、收集卵块1次,统计每对成虫产卵总量,直至成虫死亡。记录雌雄成虫寿命、产卵成虫的产卵前期及产卵期。对每对成虫的初产卵块用软毛笔轻轻扫取 50粒卵,放入 50 mL塑料离心管内,每12 h观察、记录1次卵的孵化情况。
采用Microsoft Excel 2019对数据进行处理,使用SPSS 19.0软件进行数据统计分析,采用独立样本t检验对各项指标进行差异显著性分析。
结果如表1所示,取食甜玉米籽粒的草地贪夜蛾幼虫期为 13.69天,取食甜玉米玉米叶片的草地贪夜蛾幼虫期为 14.07天,两者间的差异达显著性水平(t=-5.113,df=162.540,P=0.000)。具体到各个龄期而言,取食玉米籽粒的2龄、5龄和 6龄幼虫发育历期均显著短于取食玉米叶片的幼虫发育历期(2 龄,t=-4.253,df=149.585,P=0.000;5龄,t=-2.857,df=144.938,P=0.005;6龄,t=-4.256,df=161.801,P=0.000),而试验组和对照组的1龄、3龄和4龄幼虫发育历期无显著性差异(1龄,t=-1.330,df=152.421,P=0.185;3龄,t=0.248,df=165,P=0.805;4龄,t=-0.791,df=165,P=0.430)。取食玉米籽粒的草地贪夜蛾预蛹期为2.31天,取食玉米叶片的草地贪夜蛾的预蛹期为2.51天,两者间的差异达显著性水平(t=-6.449,df=138.242,P=0.000)。取食玉米籽粒与玉米叶片的草地贪夜蛾在雌、雄蛹发育历期上则均无显著性差异(雌蛹蛹期,t=-0.133,df=84,P=0.910;雄蛹蛹期,t=0.072,df=73,P=0.943)。
表1 取食不同食物的草地贪夜蛾各虫态发育历期比较
结果如表2所示,取食甜玉米籽粒和甜玉米叶片的草地贪夜蛾幼虫存活率均为93.33%,化蛹率分别为 98.81%和 100%,羽化率分别为 97.62%和95.32%,在这些指标上两者之间无显著性差异(幼虫存活率,t=-0.002,df=4,P=0.999;化蛹率,t=-1.000,df=2.000,P=0.423;羽化率,t=0.876,df=4,P=2.969)。取食玉米籽粒的草地贪夜蛾的雌、雄蛹重量分别为228.40和224.35 mg,取食玉米叶片的草地贪夜蛾的雌、雄蛹重量分别为180.85和179.08 mg,取食玉米籽粒的草地贪夜蛾在雌、雄蛹重量上均显著高于取食玉米叶片的对照(雌蛹重,t=26.210,df=86,P=0.000;雄蛹重,t=23.174,df=77,P=0.000)。在雌蛾占比方面,取食玉米籽粒的草地贪夜蛾与取食玉米叶片的草地贪夜蛾之间无显著性差异(t=0.456,df=4,P=0.672)。
表2 取食不同食物的草地贪夜蛾各虫态存活率、蛹重及雌蛾占比
结果如表3所示,取食甜玉米籽粒的草地贪夜蛾的产卵前期,产卵期,雌、雄成虫寿命分别为4.68、4.57、9.10和8.73天;取食甜玉米叶片的草地贪夜蛾的上述指标分别为4.61、4.64、9.20和8.20天;在上述指标上,饲喂2种不同食物的处理之间均无显著性差异(产卵前期,t=0.415,df=26,P=0.682;产卵期,t=-0.374,df=26,P=0.712;雌成虫寿命,t=-0.447,df=28,P=0.658,雄成虫寿命,t=1.781,df=28,P=0.086)。取食玉米籽粒的草地贪夜蛾单雌产卵量为817.67粒,取食玉米叶片的草地贪夜蛾单雌产卵量为790.67粒,两者间无显著性差异(t=0.317,df=28,P=0.754)。在卵孵化率方面,取食玉米籽粒的草地贪夜蛾的卵平均孵化率为95.57%,取食玉米叶片的草地贪夜蛾的卵平均孵化率为96.14%,两者之间也无显著性差异(t=-0.413,df=26,P=0.683)。
表3 取食不同食物的草地贪夜蛾的产卵前期、产卵期、单雌产卵量、成虫寿命及卵孵化率
取食鲜食甜玉米籽粒的草地贪夜蛾幼虫期为13.69天、预蛹期为 2.31天,均显著短于取食甜玉米叶片的对照组;雌蛹重量为228.40 mg、雄蛹重量为224.35 mg,也均显著高于取食甜玉米叶片的对照组。试验结果表明,采用鲜食甜玉米籽粒饲喂草地贪夜蛾时,幼虫发育速度更快,特别是在5、6龄的暴食阶段。这可能与玉米籽粒所含的营养物质更加丰富有关,甜玉米籽粒中可溶性固形物、可溶性糖含量较高,富含氨基酸、碳水化合物、蛋白质、脂肪、膳食纤维、维 E、维 C、磷、铁、钙,以及谷固醇、胡萝卜素及硒等营养物质[21-23]。
采用玉米叶片饲养草地贪夜蛾时还需种植大量玉米苗,而且采集玉米叶片耗时费工,并且不能长期保鲜[17]。而我国甜玉米的种植面积在逐年扩大,2018年时就占到了全球甜玉米面积的25%,南方玉米区更是我国甜玉米的主产区,供应量大,特别是在两广地区,一年四季均可见到甜玉米[24-25],鲜食甜玉米十分容易获取。而且,在4℃条件下冷藏时,甜玉米呼吸速率和失水量均较低,能够达到较好的保鲜效果[26],易于室内保存。因此,综合看来,鲜食甜玉米籽粒适于草地贪夜蛾的室内饲养。