王志博,郭华伟,包 强,余玉庚,肖 强,唐美君*
1.中国农业科学院 茶叶研究所/农业农村部茶叶质量安全控制重点实验室,浙江 杭州 310008; 2. 湖南省农业科学院 茶叶研究所,湖南 长沙 410125;3.道德茶叶合作联盟,英国 伦敦 E29DA
2019 年12 月在湖南慈利县三合口乡笔者发现茶园中出现较多的茶树枯死,经现场调查,确认是一种害虫啃食茶树韧皮部为害所致,经形态和分子鉴定,该虫为东方行军蚁(Dorylus orientalis westwood),这是该虫为害茶树的首次报道。
东方行军蚁属膜翅目Hymenoptera、蚁科 Formicidae、行军蚁亚科(或军团蚁亚科)Dorylinae、行军蚁属Dorylus,又名东方(食植)矛蚁,俗称黄蚂蚁、黄白蚁、黄丝蚁、黄丝 蚂[1]。国内主要分布在云南、贵州、湖南、江西、福建等省,国外主要分布在尼泊尔、印度、缅甸、斯里兰卡、马来西亚、印度尼西亚、孟加拉、巴基斯坦[1-4]。自20 世纪八十年代以来逐渐成为湖南、贵州等地的一种重要地下害虫[1-2,5-6]。它能为害多种植物,已报道的寄主有73 种植物,主要为害多种蔬菜和瓜类[2,5-6],也为害柑橘、芒果等水果[7-8],但迄今还没有为害茶树的报道。
蚂蚁样品于2019 年12 月采集于湖南省张家界市慈利县三合口乡山地茶园(经纬度N29°36′55″,E110°50′25″;海拔663 m),样品采集后置于5 mL 离心管中带回实验室备用。
1.2.1 实地调查
在茶园中寻找冠层干枯茶树,检查植株根茎部是否存在被啃食痕迹或蚁丘。用小铲子将表层土壤掘开,逐渐轻拨探寻蚁巢。观察蚂蚁行为特性及茶树受害状并依次拍照记录。
1.2.2 形态观察及描述
将样品置于2 mL 离心管中放入-20℃冰箱冷冻1 h 处死。样品从冰箱取出后放入蒸馏水中用小毛刷清理土壤及杂质。清理后将其转移至无菌吸水纸再次用小毛刷清理、整姿。使用OlympusSZ11 解剖显微镜对其形态进行观察描述,并根据其形态特征进行物种鉴定。
1.2.3 分子鉴定
样品DNA 提取采样试剂盒提取法。将整头样品用无菌水、75%酒精、无菌水依次清理后装入2 mL 的灭菌离心管中并加入一粒4 mm 的灭菌钢珠,置于震荡研磨器上研磨2 min。待样品研磨完成后按照试血液/组织DNA 提取剂盒(天根公司,北京)操作手册逐步提取样品DNA,并保存于-20 ℃冰箱中备用。使用通用引物LepF1(5'-ATTCAACCAA TCATAAAGATATTGG-3')和LepR1(5'-CTCCW CCAGCAGGATCAAAA-3')扩增CO1 基因。PCR 反应条件为 95℃预变性2 min;95℃变性30 s,46 ℃退火1 min,72 ℃延伸30 s,5 个循环;95℃变性30 s,51℃退火1 min,72℃延伸30 s, 35 个循环,最后72℃终延伸10 min。PCR 产物 用2%的琼脂糖凝胶检测。将有目的条带的PCR 产物送尚亚公司在ABI 3730 测序仪上进行双向测序。使用Seqman 5.01(DNASTAR,Inc. 1996) 软件进行双向测序结果的拼接。将拼接完成序列在GenBank 数据库中进行BLASTN 比对,根据序列相似性确定对应的物种。使用MEGA 5.0进行序列同源性比较并计算遗传距离。
本次在茶园采集到了该蚁的工蚁,主要形态为:大型工蚁(图1)体长5~6 mm,体褐黄色,腹部色较胸部淡;身体具有密的刻点,后腹刻点较浅;头近方形或矩形,后缘深凹,额中央具有一条纵沟,触角9 节,上鄂内缘具2 齿;无复眼、单眼;前、中胸背板之间缝不明显;腹柄节1 节,胸部及腹柄节背面扁平;头前及后腹部腹面及末端有一些立毛。小型工蚁,体长2.5 ~ 4.0 mm,形态与大型工蚁相似,后缘略凹,体色较淡,黄色,额中央无纵沟。上述特征与东方行军蚁文献描述[1]相一致。
图1 东方行军蚁工蚁Figure 1 Worker ant of Dorylus orientalis
通过PCR 扩增COI 基因测序获得了样品长度为567 bp 的DNA 序列,将该序列上传到 GenBank 数据库中进行BLASTN 比对结果显示,与本试验样品相似度最高的三条序列均为Dorylus orientalis 物种,其序列覆盖率均大于98%(图2)。排名并列第一的两条序列(相似度为96.26%)分别是AB767278.1 和AB767279.1,这两条序列的样品标本均来自越南。排名第三的序列MF804633.1 与样品的相似度为95.55%,该序列样品来自于缅甸。将该四条序列进行序列比对获得556 个同源位点,进一步的遗传距离分析显示,本试验样品与上述三条序列的遗传距离分别为3.9%、3.9%和4.7%,越南种群与缅甸种群遗传距离为3.5%(表1)。遗传距离分析结果显示不同地理种群东方行军蚁COI 基因变异较大。综上所述,通过BLASTN 比对和遗传距离分析,结果支持试验样品为东方行军蚁Dorylus orientalis。
图2 试验样品序列在GenBank 数据库中进行BLASTN 比对结果Figure 2 Result of BLASTN alignment of test sample sequences in GenBank database
表1 试验样品(Q100)与其相似度最高的三条序列 遗传距离 (%)Table 1 The genetic distance among the test sample (Q100) and other three sequences with the highest similarity(%)
东方行军蚁在湘西低海拔区部分年份全年可发生为害,一般全年共有3 次为害高峰,出现在3 ~4 月、5 ~7 月、8 ~11 月上旬,主要以工蚁咬食植物的根部表皮、幼根、须根、块根和蔸部的茎、块茎、鳞茎,啃食根茎的韧皮部进行为害[1-2]。本调查显示,该虫为害茶树主要是通过啃食茶树根茎的韧皮部,形成环剥或烂皮状(图3),破坏茶树营养的输送,致使茶树萎黄枯死(图4),根部未见明显为害(图5)。
图3 东方行军蚁为害状Figure 3 The stem of tea tree was eaten by Dorylus orientalis
东方行军蚁为社会性昆虫,在地下筑巢聚集生活。成虫有工蚁、雌蚁和雄蚁3种形态,其卵、幼虫和蛹均生活在土壤中。主要以工蚁为害植物,它负责觅食,养育幼虫及保护本群中的成员。卵为圆筒型或长椭圆型,长0.3~1.0 mm,初产时,卵呈乳白色,近孵化时变成半透明淡白色,表面光滑。幼虫呈蛆状,乳白色至米黄色。蛹为裸蛹,椭圆形,初为乳白色,化蛹前变成米黄色,长2.5 ~ 4.0 mm。雌蚁个体肥大,有翅,专营生殖。雄蚁个体较雌蚁小,有翅,专司交尾,交尾后不久即行死去。
图4 东方行军蚁为害后造成茶树枯死Figure 4 The tea tree withered after being attacked by Dorylus orientalis
图5 被害茶树的根部及根茎部(红圈示根茎部被害)Figure 5 The root and rhizomes of the damaged tea tree (red circle shows the damaged rhizomes)
该蚁繁殖力极强,在繁殖高峰期巢的面积会迅速增大,在土表堆积土粒或植物残体形成“蚁丘”。在不同寄主、不同部位、不同生育期所形成的“蚁丘”大小不同。在小飞蓬蔸部最大直径为67.2 mm、高31.7 mm[1]。本次调查未发现茶园中有明显蚁丘,只在茶树根际土表发现散落的虫粪。这可能与当时气温较低,工蚁取食活动减少有关。
一般来说,东方行军蚁喜欢在坟山周围的园地、田埂土坎多的丘块、房前屋后的菜园土、新垦植的园地打洞筑巢。有机质多的土壤和较疏松的黄泥土、砖红壤、灰泥土对该蚁发生有利,发生相对较严重。本次调查中,发生东方行军蚁的茶园为山地茶园,茶地边上一个小山包,茶园土质疏松,正是适宜该虫发生的环境条件。
东方行军蚁有嗜香、嗜甜、嗜腥的特性。施用未经沤制腐熟的圈肥(如猪粪)、菜油枯饼(包括花生饼)、垃圾等有机肥均能散发出大量的香、甜、腥臭味,诱集东方行军蚁前来危害;而使用无机肥料(如复合肥、尿素等)和经过发酵的有机肥料,则东方行军蚁活动就少。本调查中发现,当地茶农有使用粪肥的习惯,该蚁发生为害是否与之有关有待进一步研究证实。
东方行军蚁虫体较小,隐匿在根茎部为害,为害极具隐蔽性,不易被察觉,因此防治上要注意及早发现及早处理。可以采取的措施主要有:(1)注意合理施肥,施用有机肥料时必须完全发酵腐熟。(2)及时铲除杂草,特别是铲除茶园周边的小飞蓬、香丝草等杂草。(3)一旦发现茶地有该虫为害,可采用灯诱、食诱或化学防治等方法进行综合治理。利用有翅繁殖蚁的趋光性,可在6 ~7 月用诱杀灯诱杀有翅蚁,以减少下一代幼虫数量。选择适口性好、对蚂蚁没有趋避作用的药剂毒饵,待工蚁取食毒饵后,将毒饵带入蚁巢,引起繁殖蚁及幼虫等其他个体中毒死亡,达到全巢覆灭的目的。可选用 “灭蟑药”每15 m2放置1 ~3 管,每管2 g, 湿度大的地方可把药放在玻璃瓶内侧,可长期诱杀[2]。可选用茶园常用杀虫剂,如2.5%溴氰菊酯乳油800 倍液,对茶树根茎部进行喷施,或找到蚂蚁巢穴进行灌浇毒杀。