棉花扶桑綿粉蚧特性分析范文

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扶桑綿粉蚧PhenacoccussolenopsisTinsley是入侵我國的一種新害蟲[1]。該蟲目前分布于北美洲、南美洲、非洲、澳洲、亞洲20余個國家和地區(qū)[2-4]。關(guān)于該蟲的主要生物學(xué)特性已有一些報道。觀察顯示,扶桑綿粉蚧營兼性孤雌生殖,雌雄均1次交配,卵胎生,繁殖能力強(qiáng),種群增長潛力大,年發(fā)生世代多、重疊[5-10]。該蟲對低溫的忍耐能力強(qiáng),其過冷卻點(diǎn)以1齡若蟲最低,為-24.02℃,可能適宜在中國北部更廣泛區(qū)域生存[11]。由于對重要經(jīng)濟(jì)作物棉花(包括Bt棉和常規(guī)棉)、番茄、茄、南瓜、煙草等危害嚴(yán)重,近年來該蟲備受產(chǎn)棉國重視[3-4,12]。基于對低溫和高溫的忍耐能力的風(fēng)險分析結(jié)果表明,除西藏、青海、黑龍江大部分地區(qū)外,我國其它地區(qū)基本適宜扶桑綿粉蚧生長[13-14]。但是,筆者在飼養(yǎng)觀察以棉花為寄主的扶桑棉粉蚧廣州種群時發(fā)現(xiàn)了一些不同已有報道的生物學(xué)特性,如兩性生殖、多次交配、部分卵胎生等,進(jìn)一步研究了該蟲的生殖潛力與蟲體大小關(guān)系。

1材料和方法

1.1實(shí)驗(yàn)材料供試蟲源:從廣州市天河區(qū)多個地點(diǎn)扶桑上采集扶桑綿粉蚧置于實(shí)驗(yàn)室內(nèi)(溫度26~28℃,相對濕度75%,光周期(L∶D)為13h∶11h),以棉花為寄主繼代飼養(yǎng)5代后,取各蟲態(tài)健康個體備用。供試植物:棉花Gossypiumhirsutum品種為常規(guī)棉愛棉1號,由安徽省愛地農(nóng)業(yè)科技有限公司生產(chǎn)。將棉花種植于溫室內(nèi)塑料花盆中(直徑20cm,高30cm),取高30~40cm的健壯植株備用。儀器與工具:雙目解剖鏡(蔡司STEMI2000)、數(shù)碼相機(jī)、培養(yǎng)皿(Ф=9cm)、多格式養(yǎng)蟲盤、細(xì)毛筆、鑷子等。

1.2試驗(yàn)方法試驗(yàn)均在開放的室內(nèi)條件下進(jìn)行,溫度26~28℃,相對濕度60%~80%,光周期(L∶D)為12.5h∶11.5h。

1.2.1活動、交配、取食行為。用細(xì)毛筆挑取初孵若蟲接于棉花植株葉片上,每株接80~100頭以上,共接10株以上。待若蟲分散、穩(wěn)定后,每天8:00-11:00,15:00-18:00連續(xù)觀察記錄該蟲活動、交配、取食、危害以及棉花受害癥狀等。

1.2.2產(chǎn)卵行為。用柔軟的細(xì)毛筆將棉花植株上群體飼養(yǎng)的已經(jīng)交配了的雌蟲移至無蓋培養(yǎng)皿中,在實(shí)驗(yàn)室以新鮮棉花葉片為食料進(jìn)行飼養(yǎng)。每皿放置一片葉,用濕潤脫脂棉包裹葉柄基部,在皿底部墊上濕潤濾紙,并用保鮮膜密封皿口,膜上扎50~80個小孔。4~5d更換一次葉片。每天8:00-11:00,15:00-18:00觀察產(chǎn)卵行為,共觀察80頭以上。取出現(xiàn)卵囊的雌蟲置于雙目解剖鏡解剖觀察卵囊中和雌蟲腹內(nèi)卵的狀態(tài),共解剖30頭以上。

1.2.3交配次數(shù)。用細(xì)毛筆將室內(nèi)棉花葉片群體飼養(yǎng)的即將羽化的雄蟲蛹、適合的未交配雌蟲分別移至培養(yǎng)皿中,按1.2.2方式進(jìn)行飼養(yǎng)。按1雌多雄和1雄多雌的性比方式進(jìn)行試驗(yàn)。(1)1雌多雄:每皿中放入1頭雌蟲,3頭以上雄蟲;(2)1雄多雌:每皿中放入1頭雄蟲,3頭以上雌蟲。待雄蟲羽化后連續(xù)觀察2d交配行為。交配后雌蟲繼續(xù)保留,觀察是否產(chǎn)卵等。每種方式觀察30個重復(fù)。

1.2.4生殖方式。取來自多個地點(diǎn)的實(shí)驗(yàn)種群中的3齡若蟲,按照1.2.2的方式進(jìn)行隔離飼養(yǎng),直至發(fā)育為雌蟲后觀察產(chǎn)卵行為和產(chǎn)卵量。共觀察4批,每批觀察80頭以上。并與1.2.3結(jié)果進(jìn)行比較。數(shù)據(jù)分析與處理在SPSS14.0上進(jìn)行,繪圖采用Excel軟件。

2結(jié)果與分析

2.1交配雌成蟲羽化后并不立即與雄蟲進(jìn)行交配。根據(jù)溫度不同,一般經(jīng)歷2~4d發(fā)育后,雌成蟲才與雄蟲交配。雄成蟲羽化1d后可進(jìn)行交配。首先,雄蟲不斷地在葉片、嫩莖、頂芽、花蕾等部位飛行、爬動、搜尋,降落于雌蟲活動區(qū)域附近繼續(xù)爬動、搜尋。當(dāng)找到適合交配的雌蟲后,雄蟲迅速接近雌蟲,并爬上雌蟲背部迅速前后移動,待雌蟲將腹部末端向上舉起,雄蟲便爬至雌蟲腹末與之交配。若雌蟲未成熟,則無反應(yīng)。若雌蟲即將產(chǎn)卵,則拒絕與之交配,表現(xiàn)為雌蟲身體左右高頻率抖動,以驅(qū)趕雄蟲。交配時,雄蟲后足分別搭在雌蟲腹末兩側(cè),雄蟲交配器向下彎曲進(jìn)行交配;或雄蟲在雌蟲一側(cè),交配器彎曲至雌蟲翹起的腹末端進(jìn)行交配。交配持續(xù)時間長短不一,最長約15min,最短約4min,平均6.2min。交配完成后,雄蟲繼續(xù)尋找其他雌蟲進(jìn)行交配,雌蟲則放下抬起的腹部,等待下一次交配。交配多在白天進(jìn)行,夜晚在燈光下也可進(jìn)行。多頭雌蟲與1頭雄蟲或者多頭雄蟲與1頭雌蟲混合試驗(yàn)觀察結(jié)果表明,雌雄蟲均可進(jìn)行多次交配,平均交配3次以上。交配完后雌蟲可以在較短時間內(nèi)接受另一雄蟲的求偶,并與之交配,也可能與曾經(jīng)交配過的雄蟲再次交配。雄蟲在與雌蟲交配后,需休息一定時間或者直接尋找下一頭雌蟲再次交配。雄蟲對雌蟲是否交配過等選擇性不強(qiáng),常出現(xiàn)重復(fù)與同一頭雌蟲或者與已經(jīng)和其他雄蟲交配過的雌蟲交配的現(xiàn)象。交配完成后雄蟲一般在24h之內(nèi)死亡。

2.2產(chǎn)卵扶桑綿粉蚧有明顯的產(chǎn)卵前期,26~28℃條件下產(chǎn)卵前期約為15d。常溫下扶桑綿粉蚧雌雄性比接近1∶1。產(chǎn)仔前,雌蟲腹部下方末端分泌蠟質(zhì)卷曲細(xì)絲形成白色囊狀物,仔產(chǎn)于該囊中。單獨(dú)飼養(yǎng)觀察了采自廣州城區(qū)多個地點(diǎn)扶桑上的數(shù)百頭扶桑綿粉蚧雌蟲,發(fā)現(xiàn)沒有雄蟲存在的條件下雌蟲不能產(chǎn)生卵囊,也不產(chǎn)卵,即未交配的雌蟲不能進(jìn)行有效生殖,因此,認(rèn)為該地扶桑綿粉蚧種群的生殖方式為有性生殖,而非孤雌生殖或者兼性孤雌生殖。對交配后即將產(chǎn)仔的雌蟲腹部及產(chǎn)生的卵囊解剖觀察表明,在產(chǎn)出前的很短時間內(nèi)多數(shù)卵已經(jīng)孵化,產(chǎn)出的多為1齡若蟲,也有部分為卵,且在較短時間內(nèi)(一般不超過0.5h)即在卵囊中孵化,如1~24h內(nèi)不孵化即為無效卵,同時產(chǎn)出的還有卵皮。因此,可以認(rèn)為該蟲是部分卵胎生。26~28℃條件下,雌蟲產(chǎn)卵期為8~21d,平均12d;單雌產(chǎn)卵量為130~1187頭,平均469.2頭。該蟲雌成蟲大小與產(chǎn)卵量呈顯著正相關(guān),即隨著雌成蟲個體長度增加,產(chǎn)卵量也隨之增大(圖1)。通過分析,建立了扶桑綿粉蚧雌成蟲長度與產(chǎn)卵量的關(guān)系方程:y=7.9911x2.7755(r2=0.5676,P=0.01)。差異顯著性分析結(jié)果表明擬合值和實(shí)測值之間無顯著差異(t=0.5406,df=52.701,P=0.5911),該模型可以很好地反映扶桑綿粉蚧雌蟲大小與產(chǎn)卵量之間的關(guān)系。

2.3活動與趨性低齡若蟲具有明顯的趨光性和向上性,尤其是1齡若蟲,其爬動能力較強(qiáng),趨性十分明顯。雄蟲在2齡若蟲末期停止取食,向下爬動至合適的庇護(hù)所,如巖石、土壤縫隙、枯枝葉等處,隱蔽化蛹。推測這是野外難以在植株上找到蛹的直接原因。扶桑綿粉蚧有聚集取食的習(xí)性。蛻皮前,同一齡期若蟲常聚集于葉脈、嫩莖、芽、花蕾、嫩鈴等部位取食、活動,每經(jīng)歷一次蛻皮,若蟲會向周圍葉片及枝條擴(kuò)散一次。

2.4取食及危害扶桑綿粉蚧各蟲態(tài)雌蟲均可取食為害,雄蟲若蟲在2齡末便停止取食,選擇庇護(hù)場所化蛹。扶桑綿粉蚧喜好植株頂端幼嫩部分的芽、新葉、嫩莖以及花蕾,并且絕大多數(shù)若蟲及成蟲選擇在葉背面取食。棉花葉片被危害后出現(xiàn)畸形褶皺,生長緩慢或停止,之后變黃、枯萎、脫落;被害嚴(yán)重的花蕾在未開花前便脫落;受害嚴(yán)重的棉花植株停止生長,頂端葉片簇生嚴(yán)重。粉蚧取食后產(chǎn)生大量蜜露,覆蓋于葉片上,易造成煤煙病發(fā)生,加速了葉片脫落,最終導(dǎo)致植株死亡。

3討論

研究結(jié)果揭示了扶桑綿粉蚧的繁殖潛能是巨大的,一些個體較大的雌蟲可產(chǎn)仔1000頭以上,比已有的報道結(jié)果均大[4-10]。另外,國外、國內(nèi)報道均認(rèn)為該蟲是營兼性孤雌生殖的,雌雄蟲僅交配1次[4-10],而筆者采自廣州街道多個地點(diǎn)的扶桑綿粉蚧種群的生殖方式僅為有性生殖,即無雄蟲存在的情況下雌蟲不能產(chǎn)卵;雌雄蟲均可多次交配。為何存在如此大的差異?是因?yàn)樵撓x在生物學(xué)上具有強(qiáng)大的可塑性,還是因?yàn)槿肭治覈姆N群中存在隱存譜系或姊妹種[4,15]?因此,關(guān)于該蟲生物學(xué)、生態(tài)學(xué)方面還有很多值得研究的內(nèi)容,尤其是很多入侵生物學(xué)基礎(chǔ)理論問題需要解決。