果蝇毛锤角细蜂寄生行为观察及人工繁育条件研究

王晨茜 何亮 胡霞 刘晓琳 杨泽众 谷希树

摘    要：为了研究果蝇毛锤角细蜂繁育条件与寄生产卵情况，对其交配、产卵等行为及在寄主黑腹果蝇体内的发育全过程进行了观察，并在室内环境下设置不同营养物质和不同温度梯度，对成蜂的寿命进行了探究。结果表明：果蝇毛锤角细蜂交配行为过程分为搜寻配偶、交配前期、交配中期、交配后期四个阶段;产卵过程分为搜寻寄主、产卵器探测、产卵三个阶段。设定温度26 ℃、相对湿度60%条件下，果蝇毛锤角细蜂由卵至成虫的发育时长为16～22 d;成蜂分别补充蒸馏水、5%～25%蜂蜜水、10%～20%白糖水，以补充10%蜂蜜水时寿命最长，雌蜂平均寿命为14.48 d，雄蜂为15.67 d;18 ℃下寿命最长，雌蜂平均20.20 d，雄蜂平均20.68 d;在26 ℃下，活动性最强。研究表明，实验室条件下果蝇毛锤角细蜂的寿命与补充营养的品类及饲养温度有着密切联系，为该寄生蜂的人工繁育提供了相应的技术参数。

关键词：果蝇毛锤角细蜂;黑腹果蝇;交配;寄生;寿命;人工繁育

中图分类号：Q969.93         文献标识码：A        DOI 编码：10.3969/j.issn.1006-6500.2022.01.012

Observation of Parasitic Behavior and Study of Artificial Breeding Environment of Trichopria drosophilae

WANG Chenxi1， HE Liang2， HU Xia2，  LIU Xiaolin2， YANG Zezhong2， GU Xishu2

（1. Tianjin Normal University， Tianjin 300387， China; 2. Institute of Plant Protection， Tianjin Academy of Agricultural Sciences， Tianjin 300384， China）

Abstract：  In this study， the behavior of mating and egg-laying of Trichopria drosophilae was observed and described to study the breeding and oviposition of this kind of wasp. The lifespan of Trichopria drosophilae under different nutrients and temperatures was explored. The results showed that the mating behavior of the Trichopria drosophilae could be divided into four stages： searching for a mate， pre-mating， mating， and late mating. The parasitic behavior could be divided into three stages： searching for the host， detecting the suitable position for oviposition by ovipositor， and oviposition. At 26 ℃ and RH 60%， the development time of parasitic wasps is 16-22 days. The adult were raised under the conditions of distilled water， 5%-25% honey water， 10%-20% sugar water; the longest lifespan come up under 10% honey water： for the female adults it was 14.48 days， for the male ones it was 15.67 days.The longest lifespan come up under 18 ℃： for the female ones it was 20.20 days， and for the male ones it was 20.68 days. The adults were most active at 26 ℃. The research showed that the lifespan of Trichopria drosophilae was closely related to the kind of supplement of nutrients and raising temperature， which could provide a theoretical basis for the artificial breeding of Trichopria drosophilae.

Key words： Trichopria drosophilae; Drosophila melanogaster; mating; parasitism; lifespan; artificial breeding

黑腹果蠅（Drosophila melanogaster），隶属于双翅目果蝇科果蝇属，是危害樱桃、蓝莓、杨梅[1]等水果的重要害虫。其个体较小，繁殖快速，其将卵产于樱桃、杨梅、葡萄等果实表面的伤口处[2]，以幼虫吸吮果汁直接危害和继发的霉菌导致果实腐烂，严重降低了水果的品质和产量，同时也增加了果园的种植成本[3]。目前，黑腹果蝇的防治主要有物理防治、化学防治和生物防治等。物理防治采用引诱剂和诱捕装置对其进行诱捕[4]。化学防治多采用对黑腹果蝇喷洒杀虫剂处理[5]，除增加经济成本外，还容易引发环境污染、天敌伤害和农药抗性等系列问题，不是一种长久防治策略。引入黑腹果蝇天敌寄生蜂，或者有益微生物等生防物，这种方式对环境友好，对果品无危害，当被认为是现阶段最有潜力的防治方式。

果蝇毛锤角细蜂（Trichopria drosophilae）属于膜翅目锤角细蜂科，毛锤角细蜂属。分布于欧洲[6]、北美[7]、东亚地区[8]，在中国云南[9]、福建[10]、浙江[11]、山东[12]等地均有发现。此寄生蜂可在斑翅果蝇和黑腹果蝇蛹期进行寄生[12]，是一种蛹期体内寄生蜂。国外学者对该寄生蜂的寿命和发育状况有相应研究的报道[13-14]，国内仅限此寄生蜂的生防潜力研究[11]，但对于其生物学特性、寄生繁殖等研究极少。本文就实验室条件下毛锤角细蜂的交配行为、寄生行为、发育及不同营养供给和温度条件下的成蜂寿命等开展了研究，以期为该寄生蜂的人工繁育提供一定的技术支持。

1 材料和方法

1.1 虫源

黑腹果蝇：采集于天津市西青区九百禾葡萄种植有限公司联栋设施葡萄园内（东经117°0'3″，北纬39°2'54″），田间设置食诱剂诱捕器捕捉黑腹果蝇成虫和收集落地烂果（采集蛹和蝇蛆），带回养虫室内。设定相对温度25±0.5 ℃，相对湿度60±5%，补充饲养繁殖备用。

果蝇毛锤角细蜂：实验室内受寄生的果蝇蛹羽化后获得。补充蜂蜜水和黑腹果蝇蛹饲养繁殖建立实验种群备用，饲养环境条件同黑腹果蝇。

1.2 交配行为观察

用细毛笔挑取即将羽化出蜂的黑腹果蝇受寄蛹，单头分装于直径3.5 cm的塑料养虫杯内，底部衬有湿润滤纸，待羽化出蜂。雌雄新蜂单独存放，以脱脂棉球蘸取10%蜂蜜水补充营养。

挑取未交配过的成蜂，移放到杯底直径4.2 cm、高6.5 cm的养虫杯内，每杯放入雌雄蜂各一头，封口膜封口。每对观察20 min，至少观察20对，记录求偶及交配行为。

1.3 寄生行为观察

将交配完成的雌蜂放入底衬湿润滤纸的直径5 cm培养皿内，接入黑腹果蝇蛹数头，体视镜下观察雌蜂的寄生过程，并记录雌蜂触角搜寻寄主、产卵器探测产卵位置及产卵用时。观察记录20头有效寄生蜂。

1.4 发育过程观察

体视镜下镜检挑取受寄蝇蛹，单头分装入底部直径3.5 cm的塑料养虫杯中，每日定时观察受寄蛹体内的寄生蜂发育情况，直至其成功羽化。

1.5 成蜂寿命

1.5.1 补充不同营养物质下果蝇毛锤角细蜂的寿命

取羽化24 h内的雌雄寄生蜂各450头，放入底部直径4.2 cm，高6.5 cm的塑料养虫杯中。每10对雌雄蜂为一组，每9组为一个处理，各处理分别在养虫杯内置放脱脂棉球蘸取的不同营养物质供给寄生蜂存活。营养物质设蒸馏水，蜂蜜水（5%，10%，15%，20%，25%），白糖水（10%，20%），另设空白对照，本试验重复5次。

所有处理均在光照14L：10D，温度26±0.5℃，湿度RH 60±5%的人工气候培养箱内进行。每天上午9：00及下午4：00统计寄生蜂的存活情况，直至所有寄生蜂死亡。

1.5.2 不同温度下果蝇毛锤角细蜂的寿命 取24 h内羽化的雌雄寄生蜂各125头，雄蜂和雌蜂各5头为一组，移入底部直径4.2 cm，高6.5 cm的塑料养虫杯中，用脱脂棉球蘸取10%的蜂蜜水并每日更换。分别放入18，22，26，30，34 ℃的人工气候培养箱中，其他条件保持一致，每天上午9：00及下午4：00统计寄生蜂的存活情况，直至寄生蜂全部死亡，本实验重复5次。

1.6 数据处理

试验数据均采用Excel 2013进行整理，并使用SPSS 19.0统计软件进行分析处理。

2 结果与分析

2.1 果蝇毛锤角细蜂的交配行为

将整个过程划分为四个阶段：搜寻配偶、交配前期、交配中期、交配后期。

搜寻配偶：雌雄寄生蜂移入养虫杯后，雄蜂会快速识别并追逐雌蜂，经数次追逐后，雄蜂会爬到雌蜂背部（图1-A），此过程大约历时64.37±19.89 s。

交配前期：雄蜂上位后，先用触角触探雌蜂头部，用前足按压、中足轻抚雌蜂头部，用后足抵触雌蜂胸腹部，到雌蜂保持安静状态为止。该过程中雄蜂触角在前侧不停拍打，至雌蜂生殖器打开，此过程历时41.43±8.20 s。

交配中期：雄蜂前足放开雌蜂头部，从雌蜂背部后退至雌蜂尾部，并以后足撑起身体，将交配器插入雌性的尾针中（图1-B）。此过程历时45.52±8.69 s。

交配后期：雌蜂尾针拔出，雄蜂会再次爬到雌蜂背部，并不断用触角拍打雌蜂，此时雌蜂将用力挣脱雄蜂，并迅速爬离雄蜂（图1-C），此过程历时11.04±3.24 s。

2.2 果蠅毛锤角细蜂的寄生行为

在蝇蛹完全暴露于雌蜂表面的情况下，将寄生行为整体分为三个阶段：搜寻寄主、产卵器探测、产卵。

搜寻寄主（触角探测）：将蝇蛹与交配后的雌蜂放入培养皿后，雌蜂爬行迅速，触角前端持续拍打寄主;当靠近寄主时，会用触角拍打寄主身体边缘，轻缓地顺寄主边缘爬行（图2-A），直至到蝇蛹腹部。用触角继续拍打寄主获知可否产卵，若不可产卵，重新搜寻寄主，若可产卵，则会爬上暴露的蝇蛹表面，此过程历时约32.35±10.08 s。

产卵器探测：当爬至蝇蛹表面后，雌蜂中后足稳定住身体，找到适合产卵的姿势，并迅速伸缩尾针不断刺探蛹表面合适产卵的位点（图2-B）。如果位点确定，则开始产卵，若不合适，则不断用触角拍打蝇蛹以辅助找到合适的产卵位点，此过程历时约7.42±2.68 s。

产卵：确定产卵位点后，雌蜂背部拱起，触角向两侧平铺张开并保持静止（图2-C），将伸出的尾针扎入蛹体内。待产卵结束后，尾针回缩（图2-D），触角拍打蛹表面，至离开寄主，此过程约用时6.45±1.03 min。 2.3 果蝇毛锤角细蜂的寄生发育状态

在26 ℃、RH 60%条件下，果蝇毛锤角细蜂由卵到成虫发育历时为16～22 d。因该蜂为蝇蛹内寄生蜂，本试验只挑取被成功寄生的蝇蛹，每日镜检寄生蜂的发育进展至成功出蜂。寄主的各阶段形态特征如下：

卵期：寄生48 h内，蝇蛹表面出现深棕色的圆形产卵孔，内部为乳白色浑浊液体，见图3-A。

幼虫期：寄生3～4 d，蝇蛹体表面有明显产卵孔，内部乳白色稍变透明，见图3-B。

蛹前期：寄生5～6 d，果蝇的蛹壳因与内部液体分离而显更加通透，内部液体收缩，果蝇蛹壳内出现一层新的壳状结构（以下简称“蜂壳”），见图3-C。寄生7 d后的蝇蛹壳内颜色变深，蜂壳硬化且排出少量蛹便，见图3-D。

蛹中期：寄生8～9日内，蝇蛹壳整体透明，与蜂壳之间出现明显分层;蜂壳内部排出较多蛹便，见图3-E。

蛹后期：寄生10～12日，产卵孔因蝇蛹壳与蜂壳完全剥离而不明显，蜂壳内排出大量蛹便，体液颜色变深，见图3-F。寄生13 d的寄生蜂成虫体型明显，蛹便在蜂壳内弥散并包被蜂体待羽化出蜂，见图3-G。

成虫期（羽化过程）：寄生蜂出蜂前，先用口器咬碎蝇蛹壳的头壳，使触角和头部钻出羽化孔，再用中后足挣脱掉蛹便和粘液，整个身体用力爬离出壳。成虫离开后，壳内残存有大量蛹便，见图4。

羽化出壳的成蜂，形态外形见图5。

2.4 果蝇毛锤角细蜂成虫寿命

2.4.1 补充不同营养物质条件下果蝇毛锤角细蜂的寿命

分别用蒸馏水，5%蜂蜜水，10%蜂蜜水，15%蜂蜜水，20%蜂蜜水，25%蜂蜜水，10%白糖水，20%白糖水作为补充寄生蜂的蜜源营养物质。雌雄寄生蜂寿命分别见表1、图6。可见，试验温度26 ℃下，为果蝇毛锤角细蜂成虫补充饲养，其雄雌个体寿命存有很大差异，长短依次为：10%蜂蜜水>15%蜂蜜水>20%蜂蜜水>10%白糖水>20%白糖水>25%蜂蜜水>5%蜂蜜水>蒸馏水，均显著长于空白无任何营养物试验组。以10%蜂蜜水对维持果蝇毛锤角细蜂寿命效果最好，雌蜂平均寿命为14.48 d，雄蜂为15.67 d;以蒸馏水为营养物质的试验组寿命最短，雌蜂平均寿命仅为5.37 d，雄蜂平均为5.72 d。田间状态下，寄生蜂成虫寿命还有待研究。2.4.2 不同温度下果蝇毛锤角细蜂的寿命 以10%蜂蜜水为营养物质，将果蝇毛锤角细蜂雌雄寄生蜂分别放入18，22，26，30，34 ℃的人工气候培养箱中饲养，其寿命见表2、图7。

18 ℃下的雌蜂平均寿命为20.20 d，雄蜂为20.68 d，均为最长。22 ℃下雌、雄蜂平均寿命分别为18.45 d，18.92 d;26 ℃下雌、雄蜂平均壽命分别为14.71 d，16.43 d;30 ℃下雌、雄蜂平均寿命分别为7.55 d，8.48 d;34 ℃下雌、雄蜂蜂平均寿命缩短至4.19 d，4.06 d。

综上所述，补充10%蜂蜜水、相对温度26 ℃条件下，雌雄寄生蜂生命活力及寿命均较高，利于寄生蜂繁殖后代。

3 结论与讨论

交配是寄生蜂繁衍后代过程中的重要环节。在开始交配之前，雌雄蜂之间的求偶行为是保证交配成功的重要一环。大多数情况下，在未交配的雌雄寄生蜂个体之间，雄蜂可能感受到了雌蜂释放出的信号而首先做出反应，这些雌蜂所释放的求偶信号可能是某种化学信息素，或是诱发触角拍动的视觉信号[15]。

果蝇毛锤角细蜂交配分为搜寻配偶、交配前期、交配中期、交配后期四个阶段。雌蜂一生仅交配一次，当已完成交配的雌蜂再遇雄蜂时，即使雄蜂有求偶行为并试图交配，雌蜂也会挣脱并回避;而雄蜂可多次交配，这和多数寄生蜂行为有相同之处，且交配次数越多，雄蜂的兴奋度越弱，这可能是由于雄蜂体内精子数量减少，但仍可以交配。

有研究寄生蜂可通过寄主释放的某种气味[16]，或认知寄主外部特征及栖息地相关环境，缩小搜索范围，最终找到寄主;发现寄主是雌蜂产卵的第一步，也是极为重要的一步，雌蜂借其触角快速精准地找到寄主和合适的产卵部位。果蝇毛锤角细蜂为蝇蛹体内寄生蜂，寄生过程与金小蜂相似;每次只产一粒卵，有些寄生蜂产卵有标记行为，可避免多个卵产在同一个寄主上，增加其繁衍效率，但不同的是果蝇毛锤角细蜂产卵后，蝇蛹表面会出现明显的产卵孔;虽然同一蝇蛹表面可能因为被多次产卵而出现多个产卵孔，通过解剖被寄生过的蝇蛹，一个蝇蛹内有多头蜂卵，但最终只有一头蜂发育成功。此外，果蝇毛锤角细蜂产卵的影响因素还有很多，如温度、湿度，光照、寄主的虫期和个体大小等等[17]。

果蝇毛锤角细蜂羽化之前的各个虫期均在寄主内部完成，在相对温度为26 ℃的条件下，该寄生蜂从卵到成虫出蜂发育历期大约为16～22 d，在此过程中会受到湿度、温度、寄主本身体内的免疫反应[18]等因素干扰，造成部分个体发育失败。雌雄蜂寿命相比较来看，在18，22，26，30 ℃下，雄蜂寿命均大于雌蜂，但在34 ℃下，雌蜂寿命稍大于雄蜂。此外国外有研究报道，温度超过40 ℃时，雌雄成虫成活均不会超过4 h[18]。在实验室条件下观察，在相对温度26 ℃时，果蝇毛锤角细蜂成虫的活动能力最强，温度过低过高均会影响其活动情况;也有研究表明，低温可影响其雌蜂产卵寿命[19]。

本研究仅限该寄生蜂的交配、寄生、在寄主体内发育状况及设定条件下的寿命进行了实验室观察和测试，可为果蝇毛锤角细蜂的人工繁育提供一定的参考依据;但就该蜂发育各阶段条件的控制还需进一步研究。

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收稿日期：2021-09-30

基金项目：天津市林果产业技术体系（ITTHRS2021000）;天津市农业科学院植物保护研究所所长基金项目（20190003S）;天津市自然科学基金面上项目（19JCYBJC29600）

作者简介：王晨茜（1997—），女，河北石家庄人，在读硕士生，遗传学专业，主要从事果蝇生物防治方面研究。

通讯作者简介：谷希树（1965—），男，河北廊坊人，研究员，硕导，主要从事农业害虫综合防治方面研究。