褐带蚜小蜂成虫生物学特性

李可琢, 冯淑军, 赵艳丽, 段立清

(内蒙古农业大学林学院, 呼和浩特 010019)

蚜虫是危害枸杞的主要害虫之一，包括棉蚜Aphisgossypii、豆蚜A.craccivora及桃蚜Myzuspersicae，其中棉蚜是数量最多的一种，占蚜虫危害的87%(张润志和张蓉, 2016)。在防治蚜虫的过程中，由于长期大量使用化学农药，造成了严重的抗药性、再猖獗、农药残留和环境污染，促使人们不断探索无公害绿色环保的途径(刘同先, 2014)，一些植物精油及其主要成分对枸杞上的蚜虫毒杀作用明显(刘丽梅等, 2017; 陈新华等, 2019)。同时，中华草蛉Chrysopasinica、食蚜蝇Scaevapyrastri、七星瓢虫Coccinullasuptempunctata和蒙新原花蝽Anthocorispilosus等天敌均可捕食枸杞上的蚜虫(段立清等, 2002)。2017年我们在野生枸杞林中采集了棉蚜僵蚜，获得其寄生蜂褐带蚜小蜂Aphelinusmaculatus，不同区域的寄生率高达20%～45%，是棉蚜重要的寄生性天敌，因此，研究利用该寄生蜂防治棉蚜具有重要意义。

褐带蚜小蜂Ap.maculatus隶属膜翅目(Hymenoptera)蚜小蜂科(Aphelinidae)蚜小蜂属Aphelinus。蚜小蜂属全世界记载100多种(Noyes, 2020)，我国记载27种。褐带蚜小蜂由Yasnosh(1979)定名描述，Chen和Li(2016)报道为中国新纪录，国内分布于黑龙江、吉林、辽宁、山东和西藏，国外分布于俄罗斯、日本和印度。目前国内外对褐带蚜小蜂只有标本采集地及成虫形态特征的描述报道，关于其生物学特性包括行为习性方面的研究非常少，为了更好利用褐带蚜小蜂防治枸杞蚜，我们通过实验室饲养和观察，对褐带蚜小蜂成虫生物学特性进行了观测和分析，为进一步人工大量繁殖和实践应用提供理论基础。

1 材料与方法

1.1 供试昆虫

褐带蚜小蜂采集于内蒙古农业大学科技园区枸杞片林的棉蚜僵蚜，室内用棉蚜大量繁殖。

棉蚜用油菜Brassicacampestrisvar. Shanghai Qing土培苗饲养：将泥沼质土、珍珠岩和蛭石以60∶20∶20(m/m)混匀装入高10 cm的育苗杯内，播种30～40 d后，苗约10 cm高，有6～8片真叶，移入小养虫笼(长×宽×高=35 cm×35 cm×45 cm)内，接入棉蚜，让其繁殖，到足够数量蚜虫时接入褐带蚜小蜂。

1.2 羽化行为观察

收集同一天变黑的僵蚜270头，单头装入指形管内(直径1 cm，高度6 cm)，实验室自然条件下待其羽化。每天从早上6∶00开始观察记录褐带蚜小蜂成蜂羽化情况，每隔2 h观察一次，到晚上24∶00时结束。体视显微镜(徕卡DVM6c, 徕卡微系统公司)下分辨雌雄，计算雌雄性比，统计各时段羽化数及日羽化节律。镜下观察羽化过程，用秒表记录羽化时间。

1.3 交配行为观察

将羽化后1 d的褐带蚜小蜂处女雌蜂和雄蜂各1头移入指形管内(直径1 cm，高6 cm)，体视显微镜下观察蚜小蜂的交配行为，并用与显微镜相连的电脑拍照，用秒表记录褐带蚜小蜂求偶、交配前期、交配和交配后期的时间。重复30次。

将上述已交配的雌蜂和雄蜂分装在两个指形管内，并分别引入1头未交配的异性重新配对，连续观察3 h，发现交配后，取走引入的异性蜂，再重新引入1头未交配异性，依此类推，记录已交配雌蜂和雄蜂在3 h内的交配次数。若引入后30 min内没交配，则重新更换1头引入蜂继续观察。共观察10对已交配的雌蜂和雄蜂。

此外，将未交配的2头雄蜂和1头雌蜂，或未交配的2头雌蜂和1头雄蜂引入同一个指形管内，观察交配竞争。共观察10组。

1.4 生殖方式试验

将黑色僵蚜单头装入指形管内，褐带蚜小蜂羽化后辨别雌、雄待用。将剪下的油菜叶背面向上放入培养皿内(直径6 cm，高1.5 cm)，叶柄跨过培养皿壁浸入有水的指形管内，保鲜膜封口，刺孔通风，适时在指形管内加水，保持叶片新鲜。在皿内叶片上接入30头2-3日龄棉蚜若蚜，试验设2种生殖方式：两性生殖：接入羽化后24 h内的未交配雌、雄蜂各1头，24 h后移去蜂；孤雌生殖：接入羽化后24 h内未交配的雌蜂1头，24 h 后将移去蜂；接蜂处理后置于温度26±1℃，光周期16L∶8D的培养箱内，待子峰羽化后记录雌、雄蜂数量。每种生殖方式重复10次。

1.5 寄生及取食寄主行为观察

将剪下的油菜叶背面向上放入培养皿内(直径6 cm，高1.5 cm)，用毛笔分别刷入1, 2, 3, 4和5日龄未被寄生的棉蚜若蚜各1头，待蚜虫固定不太活动时，将1头已交配的雌蜂移入培养皿内，保鲜膜封口，刺孔通风。在体视显微镜下观察褐带蚜小蜂对蚜虫的寄生或取食行为，并拍照。用秒表记录蚜小蜂将产卵器刺入蚜体内和取食若蚜所需的时间。若产卵器刺入后取食寄主体液，则记为用于取食的刺入时间；若刺入后不取食，则解剖被刺若虫，若蚜虫体内有蜂卵，则记为用于产卵的刺入时间，刺入无卵者不计其中。共观察20头雌蜂。

1.6 寄生或取食对寄主龄期的喜好性试验

将剪下的油菜叶背面向上放入培养皿内(直径6 cm，高1.5 cm)，叶柄跨过培养皿壁浸入有水的指形管内。用毛笔分别刷入1, 2, 3, 4和5日龄未被寄生的棉蚜若蚜各10头，将1头已交配的褐带蚜小蜂雌蜂移入培养皿内，保鲜膜封口，刺孔通风。寄生24 h后移去蜂，记录其在24 h内对不同日龄若蚜的取食数量。一周后记录各日龄若蚜的寄生情况(即僵蚜数)。重复30次。

1.7 成虫寿命观测

将刚羽化的褐带蚜小蜂5头一组放入一个培养皿，保鲜膜封口，刺孔通风。分为不提供任何食物以及分别提供滤纸条吸取自来水、10%蔗糖和10%蜂蜜水4个处理，每天观察皿内褐带蚜蚜小蜂死亡数量，每个处理10个重复，共40皿。

1.8 数据分析

数据分析采用EXCEL 2010计算平均数及标准误。利用SPSS 22.0统计软件,采用单因素(ANOVA)方差分析和Duncan氏新复极差检验在显著性水平0.05下比较分析成蜂对不同龄期取食寄主或寄生选择的差异显著性。用徕卡DVM6c成像系统对成蜂行为进行拍照、录像分析。

2 结果

2.1 褐带蚜小蜂成蜂的羽化及其节律

成蜂先用上颚将僵蚜腹部背板咬破，咬成近圆形孔，将触角伸出感受羽化孔的大小，继续不断撕咬以形成大小合适的圆形羽化孔。撕咬过程大约需要14～25 min。之后头部和前足伸出，前足按住僵蚜，向外挪出胸部和腹部，羽化而出，该过程需时10～20 s。刚羽化的褐带蚜小蜂用足清理褶皱的翅，梳理触角，约2 min后，翅展开，振动翅，行走。

褐带蚜小蜂成蜂日羽化节律明显，羽化高峰期为上午6∶00-10∶00，占总羽化数的70.29%(雌蜂)和66.35%(雄蜂)，雌、雄成蜂羽化高峰期相似(图1)。

图1 褐带蚜小蜂成虫羽化节律

图2 褐带蚜小蜂成蜂交配行为

2.2 褐带蚜小蜂成虫性比及交配行为

随机收集实验室饲养得到的270头僵蚜，羽化出247头成蜂，其中雌蜂141头，雄蜂106头，雌雄性比为1.3。

交配过程可分为求偶、交配前期、交配和交配后期4个阶段(图2)，特点如下：

(1)求偶：雌蜂和雄蜂相遇时，雌蜂逃离，雄蜂紧追其后，捕获雌蜂后，雄蜂震翅爬到雌蜂背上，雌蜂不再逃离而变得安静，求偶结束。 历时9.4±0.7 s。

(2)交配前期：雄蜂用前足抱握雌蜂头部，后足踩在雌蜂翅上，中足不停地交替磨蹭雌蜂胸、腹及头部，触角敲打雌蜂触角，雌蜂静止不动。 历时11.0±1.4 s。

(3)交配：雄蜂后退，两翅侧立，前足和中足抱握雌蜂腹部，后足向后支撑身体，将交配器插入雌蜂的生殖孔，期间雄蜂触角轻轻晃动，有时敲打雌蜂。历时5.5±0.2 s。

(4)交配后期：雄蜂拔出交配器，向前移动，回到交配前期的位置，用中足不停地交替磨蹭雌蜂胸、腹及头部，触角敲打雌蜂触角。随后雌蜂左右晃动身体，雄蜂跳离雌蜂，交配后期结束。历时118.5±14.2 s。

各阶段持续时间如表1，完成一次交配平均历时144.3±16.1 s。

表1 褐带蚜小蜂成蜂交配过程各阶段持续时间

2.3 褐带蚜小蜂成虫的交配次数及交配竞争

成蜂羽化当天即可交配。雄蜂可多次交配，第1次交配后的3 h内提供未交配雌蜂，观察发现仍可与2～4(平均2.63±0.84)头未交配雌蜂交配，雌蜂只交配1次，在第1次交配后3 h内拒绝再交配。

图3 褐带蚜小蜂成蜂的交配竞争

雌蜂和雄蜂都存在交配竞争(图3)。当2头雄蜂和1头雌蜂共处时，雄蜂间竞争明显。发现雌蜂后，均紧追在雌蜂后面，争先与雌蜂抱对；当1头雄蜂抱对或试图交配时，另1头雄蜂快速赶来与其争抢；当2头雄蜂正面交锋时，头部相对，偶尔用足打斗，之后又相互追逐雌蜂。在此过程中，雌蜂常静止不动，雄蜂争斗强烈时被迫向前爬行。

当2头雌蜂和1头雄蜂共处时，雌蜂间也存在竞争。雄蜂追逐、抱对其中1头雌蜂时，另1头雌蜂也快速赶来，在雄蜂附近不断敲打触角，雄蜂会放弃正在抱对的雌蜂，去选择另1头雌蜂抱对。两雌蜂距离较近且静止不动时，雄蜂交替抱对，不进行交配。若雄蜂对1头雌蜂抱对较久或试图交配时，另1头雌蜂不再静止，到雄蜂附近重新引起雄蜂注意，干扰雄蜂交配。

2.4 褐带蚜小蜂的生殖方式

褐带蚜小蜂可进行孤雌生殖和两性生殖(表2)。雌蜂不交配即可产卵寄生，1头未交配雌蜂24 h内可寄生6.8±1.0头棉蚜若蚜，繁殖出6.2±0.9头雄性子蜂；1头交配后的雌蜂在24 h内可寄生12.1±1.7头棉蚜若蚜，繁殖10.9±1.2头子蜂，其中雌蜂5.3±0.8头，雄蜂5.6±0.8头，雌雄性比1.0(表2)。

表2 棉蚜寄主上孤雌生殖和两性生殖褐带蚜小蜂子代及其性比

2.5 褐带蚜小蜂对棉蚜的寄生过程及行为

褐带蚜小蜂是蚜虫的内寄生、单寄生蜂，其寄生过程分为寻找寄主、试探寄主、刺探寄主、产卵寄生或取食寄主及清扫梳理这些步骤(图4)。

(1)寻找寄主：褐带蚜小蜂在培养皿内走走停停，触角不停地上下敲打，时而改变行走方向，搜寻寄主。一般选择就近蚜虫作为目标寄主。

(2)试探寄主：成蜂放慢行走速度，当距离目标蚜虫约1倍蜂体长度时，触角下垂，停止敲打，偶尔前伸上下摆动，身体左右晃动，缓慢向目标蚜虫“匍匐”前行，停止，左右晃动身体。该过程用时短则10 s左右，长则2 min左右，平均0.6±0.1 min。

(3)刺探寄主：停止晃动身体，转体180°，尾部朝向目标蚜虫，双翅后半部向前折叠，尾部上举，腹部下探，快速伸出产卵器，刺探目标蚜虫，找寻合适的刺入点，通常刺探1～15次。若多次刺探后仍找不到合适刺入点，蚜小蜂则重新转向寄主蚜虫，调整试探方向，重新刺探。刺探过程中触角保持下垂静止。

(4)产卵寄生：找到合适刺入点后，将产卵器刺入蚜虫身体，约30 s时，尾部及产卵器端部出现律动，每次约1～2 s，之后产卵器基部出现明显挤压式律动，每次律动约3 s，该过程蚜小蜂触角下垂、静止。产卵寄生一般持续1～3 min。结束后收回产卵器，腹部末端收缩，尾部及双翅恢复原状。

(5)取食寄主：当产卵器刺入目标蚜虫时间较长时，蚜小蜂会取食该蚜虫体液。雌蜂收回产卵器，转体180°，向被刺蚜虫前行，接触蚜虫后，用前足抱握蚜虫，触角不停地敲打寻找伤口，从伤口处吮吸蚜虫体液。取食期间蜂体静止不动，触角下垂，偶尔敲打蚜虫。被取食的蚜虫无反抗行为，被食后数小时死亡、干瘪。

(6)清扫梳理：产卵寄生多头蚜虫后才进行清理，而取食蚜虫后一般都要进行清理。用前足摩擦清理头部、触角和胸部；后足清理双翅和腹部；同侧的前、中足及中、后足两两相互摩擦清理。整理时间一般为0.5～1.5 min。

褐带蚜小蜂取食寄主和产卵寄生时产卵器刺入时间有一定区别，产卵器刺入棉蚜时间较短时，多会做出产卵寄生的决策，刺入时间平均为2.2±0.1 min；产卵器刺入时间>4.8 min(平均为7.5±0.5 min)时，褐带蚜小蜂会对目标蚜虫做出取食寄主的决策，取食时间为3～12 min，平均8.0±0.7 min(表3)。

图4 褐带蚜小蜂成虫对棉蚜若蚜的寄生过程

表3 褐带蚜小蜂对棉蚜若蚜产卵寄生或取食的产卵器刺入时间比较

2.6 褐带蚜小蜂取食和寄生对寄主棉蚜龄期的选择

褐带蚜小蜂喜欢取食1, 2和3日龄棉蚜若蚜，很少取食4和5日龄棉蚜若蚜(表4)。对1日龄棉蚜若蚜的取食数最多，24 h内可取食1日龄若蚜1.9±0.2头，2日龄若蚜1.0±0.2头，3日龄若蚜0.8±0.1头，共取食3.7±0.4头若蚜，取食若蚜率为7.4%±0.7%(表4)。褐带蚜小蜂可产卵寄生各日龄棉蚜若蚜，其中对4日龄若蚜的寄生数显著多于1日龄若蚜，对其他龄期若蚜的选择无显著差异；1头雌蜂在24 h内平均可寄生14.8±0.5(10～20)头棉蚜若蚜，寄生率为29.5%±1.0%，引起18.5±0.7(10～28)头若蚜死亡，致死率为36.9%±1.5%，而且低日龄若蚜的死亡率高于高日龄若蚜(表4)。

表4 褐带蚜小蜂对棉蚜不同日龄若蚜的取食和寄生选择

2.7 褐带蚜小蜂的成虫寿命

在不提供营养和寄主的情况下，褐带蚜小蜂成蜂的平均寿命为1.52±0.69 d，提供自来水时寿命为1.77±0.72 d。成虫羽化后分别供给10%蔗糖和10%蜂蜜水，成蜂寿命显著延长，分别为24±2.5和28±1.6 d，最长可存活43 d(图5)。

图5 补充营养对褐带蚜小蜂成虫寿命的影响

3 讨论与结论

与大多数寄生蜂一样，褐带蚜小蜂主要集中在上午羽化。浅黄恩蚜小蜂Encarsiasophia在羽化前要在寄主蛹壳内转身，表现出“蛹动”现象(穆常青等, 2014)。褐带蚜小蜂没有明显蛹动，通过解剖黑色僵蚜，发现蜂蛹腹部朝向寄主蚜虫背部，头部朝向蚜虫尾部，所处位置利于羽化，这可能是蛹动现象不太明显的原因。

褐带蚜小蜂雄蜂可在首次交配后迅速进行再次交配，交配后3 h内可与2.63头未交配雌蜂交尾，这与海氏桨角蚜小蜂Eretmocerushayati类似，62.5%的海氏桨角蚜小蜂雄蜂在首次交配后的2 h内可完成3次交配(满孝明等, 2020)。褐带蚜小蜂雌蜂在交配后3 h内不再进行交配，一生中是否还要交配有待于进一步观察研究。雄蜂似乎无法判断雌蜂是否已交配过或是否需要交配，遇到雌蜂后，雄蜂兴奋追逐、抱对雌蜂，但雌蜂不会每次抱对后都与之交配。大多数雌蜂仅接受一次交配，而雄蜂可多次交配(Ridley, 1993)。经观察，褐带蚜小蜂雌、雄蜂均存在交配竞争，雄蜂间相互追逐，并存在正面交锋，而雌蜂则通过干扰正在抱对或试图交配的雄蜂，来达到竞争的目的。雄蜂间的竞争可干扰交配成功率(满孝明等, 2020)，而雌蜂间竞争同样会影响交配，目前有关雌蜂的交配竞争研究较少。

寄生蜂性比调控受环境、寄主种类、寄主大小、寄主密度、受精等多种因素的影响，产卵个体可以根据对产卵环境的判定来调控后代性比，从而获得最大适合度(王问学, 1990; 胡好远等, 2010)。褐带蚜小蜂孤雌生殖产生的后代均为雄性，两性生殖产生的后代雌雄性比为1.0(表2)，而实验室随机收集的僵蚜后代雌雄性比为1.3，自然条件的性比目前尚不清楚，需进一步调查研究。Asante和Danthanarayana(1993)实验得出，苹果绵蚜蚜小蜂Aphelinusmali后代雌雄比与未被寄生蚜虫的密度及寄主蚜虫龄期(身体大小)成正比。本实验所用2-3日龄棉蚜若蚜，龄期和虫体偏小，这可能是造成本次两性生殖雌雄比较随机收集黑僵蚜后代雌雄比低的原因。苹果绵蚜蚜小蜂Ap.mali寄生1-3龄苹果绵蚜Eriosomalanigerum产生的雄性后代与总后代数的比值为0.55，雄性后代略多于雌性，与褐带蚜小蜂结果相似。这类蜂产生大量雄性后代的生殖意义何在？以及如何调控雌雄比尚不明确。

对于昆虫来说，成虫生活的唯一目的是繁衍后代，特别是寄生蜂寻找生存资源和繁衍后代是一种本能，选择什么样的生殖方式，采取什么路线寻找寄主是其长期适应生存环境的结果。褐带蚜小蜂寻找寄主蚜虫是一个连续过程，根据其行为特点，分为寻找寄主、试探寄主、刺探寄主、产卵寄生或取食寄主及清扫梳理这些步骤(图4)。其中比较有特点是在试探寄主时距寄主一个体长时，褐带蚜小蜂面向蚜虫身体左右晃动，“盯着”寄主蚜虫，猜测在选择目标蚜虫时视觉起一定作用。Michaud和Mackauer(1994)研究Aphidiuservi,A.pisivorus和A.smithi3种蚜茧蜂对寄主的颜色、活动与否及寄主种类的选择行为时，发现雌蜂在尚未接触寄主前视觉可影响其攻击或放弃寄主蚜虫的决策，而且3种蚜茧蜂的视觉作用范围小于1 cm的距离。视觉是否影响褐带蚜小蜂的行为还有待研究。褐带蚜小蜂Ap.maculatus寄生产卵时后足不搭在寄主蚜虫体上，而棉蚜蚜小蜂Ap.gossypii产卵时后足搭在寄主蚜虫体上(Takada and Tokmaro, 1996)。寄生苹果绵蚜E.lanigerum的苹果绵蚜蚜小蜂Ap.mali在产卵前要清理苹果绵蚜体上的蜡质绵毛，产卵结束后要梳理体上沾有的蜡质绵毛(曲树杰等, 2016)，而褐带蚜小蜂在取食寄主后要进行清理身体，产卵寄生情况下不是每次都要清理。

褐带蚜小蜂产卵器刺入寄主的时间不同，相应产生的结果也不同，刺入时间较长的蚜虫通常会被取食，该结果与蚜小蜂Ap.spiraecolae的结果相似，Ap.spiraecolae对寄主蚜虫刺入时间在30～120 s为产卵寄生，>120 s为取食(Tang and Yokomi, 1996)。褐带蚜小蜂对寄主蚜虫可取食和产卵寄生，为卵育型寄生蜂。卵育型寄生蜂取食寄主和产卵寄生是既相互联系又相互独立的两种活动形式(Viggiani, 1984)，寄生蜂如何权衡两者关系使其更利于长远繁殖，在行为进化方面具有重要意义(Rosenheimetal., 2000; Burger, 2002)。这类寄生蜂可以通过取食寄主来获得蛋白质等营养物质，增加其产卵量和寿命(Gironetal., 2004)。一头褐带蚜小蜂24 h平均可取食3.71±0.37头棉蚜若蚜(表4)，而且褐带蚜小蜂成蜂寿命和补充营养关系密切，提供10%蜂蜜或蔗糖水可显著延长成蜂寿命，而不补充营养或提供自来水的情况下成蜂寿命很短，小于2 d(图5)。该结果与前人研究过的一些寄生蜂习性相似，Acerophagussp.取食蜂蜜比取食自然寄主分泌物和花粉的寿命长、产卵量多(Beltraetal., 2013)，6种糖对斑痣悬茧蜂Meteoruspulchricornis的寿命、产卵量影响明显(Shengetal., 2019)。喂食20%蜂蜜可将花角蚜小蜂Coccobiusazumai雌虫寿命从不喂食的1.5 d延长到14.8 d(陈顺立等, 2011)。昆虫成虫的补充营养影响其产卵量、繁殖力和适应能力(Harveyetal., 2017)。

不少研究表明蚜小蜂取食寄主或产卵寄生与寄主蚜虫的发育阶段相关，如Ap.asychis喜欢取食蚜虫Schizaphisgraminum的龄期顺序为低龄>高龄>中龄，寄生的龄期顺序为低龄>中龄>高龄 (Cateetal., 1977)，同样Ap.asychis寄生1-2日龄棉蚜A.gossypii尽管发育历期较长，但雌性比高、产卵量多及能够寄生更多寄主蚜虫(Sengoncaetal., 2008)，对桃蚜Myzuspersicae1龄和2龄若虫的寄生率高于对3龄和4龄若虫的寄生率(Kumaretal., 2019)。Ap.spiraecolae喜欢寄生和取食1-2龄蚜虫A.spiraecola(Tang and Yokomi, 1996)。处于不同年龄阶段的Ap.asychis均喜欢取食低日龄桃蚜M.persicae，但产卵寄生却受年龄的影响(Jia and Liu, 2018)。 有选择性和无选择性条件下，Ap.abdominalis均喜欢寄生低龄蚜虫(Shresthaetal., 2015)，低龄蚜虫对蚜小蜂Ap.asychi的抵抗能力不及高龄蚜虫，是造成其喜欢低龄蚜虫的根本原因(Gerlingetal., 1990)。褐带蚜小蜂喜欢取食1-3日龄棉蚜若蚜，可寄生各日龄棉蚜若蚜; 1头雌蜂在24 h内可寄生14.8(10～20)头，取食3.7头，总致死18.5(10～28)头，而且对低日龄棉蚜若蚜的致死高于大日龄棉蚜若蚜(表4)，这在生产实践中控制蚜虫非常有利。