蠋蝽在饲养中的品质退化观察

朱艳娟，殷焱芳，王 震，陈红印，刘晨曦*

（1.中国农业科学院植物保护研究所，北京 100193；2.张北县自然资源和规划局，张北 076450）

天敌昆虫的应用是我国推进农药减量控害的重要途径，天敌昆虫品质的好坏直接影响到田间释放的成功与失败[2]。因此，在天敌昆虫饲养和生产中如果质量控制不严格，释放低质量天敌昆虫可能导致生物防治效果差或防治失败。随着室内扩繁世代的增加，昆虫的生活力、生殖力以及性比出现下降和退化[3,4]。许多研究人员针对人工繁育中天敌昆虫室内种群退化问题和复壮技术等方面做过相关研究。

蠋蝽是农林业中一种重要的捕食性天敌昆虫，多年来国内对其相关研究报道很多。主要从蠋蝽的捕食范围[5-12]、生物学特性[13-17]及人工饲料[6,11,12,18,19]等方面进行了大量研究，其中大部分研究中的供试虫源均为室内继代饲养的种群。如果长期在实验室培养虫食性昆虫，种群的遗传谱可能会发生变化，这种变化可能改变虫食性昆虫的取食偏好，或可能导致生存能力和性能受损，从而降低其生防效力[20,21]。因此，进行蠋蝽继代饲养种群的退化规律研究势在必行。

通过对蠋蝽的各项研究中发现，蠋蝽室内种群存在着同一卵块的个体发育不整齐，普遍体型偏小，孵化率下降的现象，有研究曾对室内饲养的蠋蝽种群进行了近交衰退分析，阐述了衰退现象是否直接受近交繁殖的影响，其研究结果表明，近交繁殖未使蠋蝽个体的体质量与发育历期产生显著差异，而对性比、卵孵化率的影响显著，表现为显著偏雄性，畸形卵偏多[23]。基于此，本研究重点从野外采集到蠋蝽自然种群，引入室内继代饲养，从生长发育、繁殖力等方面进行研究，探寻蠋蝽种群在空间局促、食物单一等环境下的退化程度，完善和补充蠋蝽相关知识，以期为蠋蝽的室内种群复壮技术及田间释放应用提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试材料

蠋蝽：本研究所用野外蠋蝽种群采自北京植物园后山榆树上，在试验室内用柞蚕蛹继代饲养。饲养在温度（26±1）℃，相对湿度（65±5）%，光周期 16L:8D的气候培养箱内（宁波江南仪器，RXZ-500B）。

柞蚕蛹：购于吉林省西丰县农丰生防专业合作社，储存于4 ℃冰箱内，以保证饲喂蠋蝽时柞蚕蛹处于活体状态。

1.2 蠋蝽种群的退化试验

1.2.1 野生种群室内继代饲养 将野外采集的蠋蝽单头饲养至成虫后，选取雌、雄成虫各一头进行配对，设为F0代。每24 h，收集一次卵块，将收集的蠋蝽新产卵块分别放于内置喷施蒸馏水滤纸的玻璃培养皿（D＝12 cm）内，随后将其放入人工气候箱内孵化，每天向滤纸喷一次蒸馏水保湿，孵化条件同蠋蝽饲养条件（同1.1），n＝110；每日观察孵化情况，及时将初孵若虫转移到300 mL硬塑料太空杯中，杯底预先放置喷有蒸馏水的湿脱脂棉团为蠋蝽初孵若虫提供水源，杯口用纱网封盖并用橡皮筋扎紧固定，防止蠋蝽逃脱；在封口网上放一块2.5 cm×2.5 cm方形脱脂棉喷足水分，保证蠋蝽生长中所需水分供给，同时在封口网上放置足够的活体柞蚕蛹供蠋蝽刺吸取食，其中柞蚕蛹每3 d更新一次。以此方式，连续饲养6代，即F1～F6，通过试验得出蠋蝽每完成一个世代需要17～35 d。

1.2.2 生物学参数测定 用上述方法将蠋蝽野外种群产下的卵块设置为一组，每日9：00 和 21：00 观察若虫脱皮和龄期变化情况，并做好每个卵块的发育记录。通过观察记录卵块孵化前期所需的时间，记录孵化头数，计算卵孵化率（n＝110）；每日观察蠋蝽发育情况，记录各龄期蜕皮时间，计算各龄期历期（n＝60）和发育至成虫的全历期（n＝75）；记录每组卵块的雌、雄性比（n＝33）。成虫3 d后，分别测定雌、雄成虫的体质量及体长（n＝30），成虫7 d后，随机选取雌、雄成虫各50头，按1:1单对配对放入太空杯内（n＝50），同时放入比杯内高度略低的瓦楞纸，为蠋蝽提供栖息及产卵场所，用纱网封口橡皮筋固定，防止蠋蝽逃出容器，在纱网上放置2个柞蚕蛹为蠋蝽提供足够食物，放置脱脂棉并喷施蒸馏水提供水源，放入人工气候箱（温度26 ℃±1 ℃，相对湿度65%±5%，光周期 16L:8D）内配对饲养。每12 h检查雌虫产卵情况，剪下所产卵块，标记雌虫每个卵块的产卵日期（为下一代繁育做准备），同时记录单雌单次产卵量。试验组雌虫产卵期，如果雄虫死亡，及时清理虫体并补充成熟雄虫，直到雌虫死亡，每雌产卵量记录完成。

1.3 数据统计及分析

采用统计分析软件Graphpad 6进行趋势方差分析，不同处理间的显著差异性用LSD进行检验。文中数据以平均值±标准差的形式表示。

2 结果与分析

2.1 蠋蝽室内继代饲养对卵孵化历期的影响

由方差分析得出，蠋蝽室内继代饲养对卵孵化历期存在显著差异（F5,54＝21.68，P＜0.0001），F1代与 F3代间差异显著。F3～F6代相邻世代之间，蠋蝽的卵孵化历期均无显著性差异，在排除温湿度及光照等外界生态因素，衰退效果在第3代表现为卵孵化历期的增长，蠋蝽室内饲养到第3代后，发育呈现出明显的迟缓（图1）。

图1 连续世代蠋蝽卵孵化历期Fig.1 Egg incubation period of Arma chinensis in successive generations

2.2 室内继代饲养对蠋蝽生长发育的影响

2.2.1 继代饲养对卵孵化率的影响 蠋蝽的室内继代饲养对子代卵孵化率存在显著影响（F5,60＝27.74，P＜0.0001）。F1～F2代间差异不显著，卵孵化率均高于88%，其中F1代平均孵化率达91.9%，孵化率最高为100%的卵块占总数的42.7%； F3代卵平均孵化率为78.8%，相较前两代显著下降，孵化率最高为100%的卵块仅占总数的5.5%；随着饲养代数增加，F3～F5代卵孵化率整体呈下降趋势（图2）。

图2 连续世代蠋蝽卵孵化率Fig.2 Egg hatchability of Arma chinensis in successive generations

2.2.2 继代饲养对发育历期的影响 随着继代的增加，1龄幼虫发育历期呈增加趋势，其中，F3代时差异开始显著；2龄幼虫历期在F6代时最长，其次是F4代和F1代，F2、F3和F5历期短，且三代间差异不显著；3龄幼虫发育历期呈增加趋势，各代间差异不显著；4龄幼虫发育历期，F1和F2代最短，且两代间差异不显著，F3代历期显著增加，F4～F6代较F3代有所回落，但差异不显著；5龄幼虫发育历期与4龄幼虫历期各代间的差异相似，均是在F3代时历期显著增长，之后几代有所回落，但差异不显著。最终通过对10组（每组6个重复）的蠋蝽进行继代饲养，发现随着饲养继代的增加，蠋蝽的发育历期差异显著（F5,54＜35.07，P＜0.0001），总体上，继代蠋蝽发育历期呈延长趋势，其中从F4代开始显著延长（图3）。

图3 连续世代蠋蝽生长历期Fig.3 Developmental duration of Arma chinensis in successive generations

2.2.3 继代饲养对成虫体质量和体长的影响 随着世代的增加，蠋蝽雌成虫的体质量差异显著，整体呈现下降趋势。F1代雌成虫体质量最高，F2代开始下降，呈极显著差异（F5,174＝9.882，P＜0.0001），F2～F6间差异不显著；雄成虫自F3代体质量开始下降，呈显著差异（F5,174＝9.546，P＜0.0001），F3～F6代间差异不显著（图4）。

图4 连续世代蠋蝽成虫体质量Fig.4 Weight of Arma chinensis adult in successive generations

蠋蝽雌成虫的体长随着继代增加，F1和F2代无显著差异，自F3代开始体长显著减少（F5,198＝20.02，P＜0.0001）)，F3～F6代间无显著差异；蠋蝽雄成虫体长连续世代整体无显著差异（图5）。

图5 连续世代蠋蝽成虫体长Fig.5 Body length of Arma chinensis adults across successive generations

2.3 继代饲养对蠋蝽繁殖力的影响

2.3.1 继代饲养对性比的影响 随着继代的增加，蠋蝽雌雄性比整体呈下降趋势，F2代雌雄性比出现上升，F3～F6代各代间均有小幅度起伏，但继代增加对各代雌雄性比影响不显著（F5,36＝2.162）（图6）。

图6 连续世代蠋蝽雌雄性比Fig.6 Sex ratio of Arma chinensis in successive generations

2.3.2 继代饲养对单雌产卵量的影响 蠋蝽的单雌产卵量随着继代的增加，整体呈现下降趋势，在F2代时显著下降（F5,258＝24.27，P＜0.0001），F5代再次显著下降（图7）。

图7 连续世代蠋蝽单雌产卵量Fig.7 Egg-laying amount of a Arma chinensis female in successive generation

3 讨论

种群的退化是昆虫在室内人工饲养过程中存在的普遍现象，常表现为体质量降低、生殖力衰退及发育历期延长等[19]，退化主要原因中遗传因素是最根本的原因，室内饲养的种群缺少自然生态的淘汰，进而出现同系连续饲养、同宗近缘交配、个体遗传异质性降低等现象，最终导致个体大小、种群存活率、发育齐整度、后代繁殖能力、抗病菌能力等全面下降[20]。代平礼等[3]在研究中表示种群在繁殖过程中会出现不同程度的退化，尤其是室内累代培养退化现象更加明显。Crozier[17]在昆虫的进化遗传中提到，寄生蜂在退化过程中，往往伴随着雄性个体减少、雌性个体增多。从试验结果来看，蠋蝽作为捕食性蝽的种群退化表现中，雌雄性比变化不显著。

目前，关于寄生性天敌昆虫的种群退化研究较多，其中伞裙追寄蝇Exoristacivilis在室内条件下累代扩繁，出现寄生成功率下降[32]；花绒寄甲Dastarcushelophoroides的退化呈逐年缓慢下降的趋势，在 15 代后各生物学参数出现明显的退化现象等[33]。捕食性天敌的种群退化少见报道，蠋蝽作为捕食性天敌昆虫与其他天敌昆虫相比，体型偏大，每完成一个世代需要22～38 d，耗时较长，因此本研究通过连续饲养F1～F6共6代，针对蠋蝽野外种群的卵发育历期、各龄期历期及全历期、卵孵化率，雌雄成虫体质量、体长、性比以及单雌产卵量等方面的详细测定和分析，对蠋蝽种群在室内饲养环境下的退化规律进行探索研究。结果表明，蠋蝽受室内继代饲养影响显著，其中雌虫体质量和产卵量在F2代时就呈现极显著下降趋势，卵孵化历期、卵孵化率、成虫发育全历期、雌虫体长等生物学参数在F3代出现显著衰退趋势，总体而言，蠋蝽雌虫受继代增加影响较大，降低了蠋蝽作为天敌昆虫的品质，限制了生物防治中天敌昆虫的规模化扩繁与应用，鉴于此，建议在蠋蝽的室内人工扩繁中，至少每年一次采集野外蠋蝽种群补充进室内种群中，实施室内种群复壮，重点补充蠋蝽雌成虫，以更有效地提升复壮效果。

今后在蠋蝽的生物学参数研究中，增加捕食功能反应测定，探索蠋蝽的捕食能力受继代增加影响是否显著，从而更全面地了解室内继代饲养的蠋蝽捕食功能是否显著衰退，为蠋蝽的大规模人工扩繁技术的改进提供理论依据。对蠋蝽野外种群与室内种群的生物学特性、生理生化特性及转录组分析等方面的差异进行研究探索，根据蠋蝽室内种群的退化规律，围绕改善室内种群的饲养环境、采集野外种群杂交、改良单一食物等几种复壮措施，探索蠋蝽室内种群的最佳复壮技术，以期提升室内种群品质，为成功进行田间释放奠定基础。