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管氏硬皮肿腿蜂Sclerodermus guani Xiao et Wu是防治蛀干害虫的一种重要寄生蜂。目前,主要利用人工采集自然寄主进行繁殖,此方法不但费时、费工,且生产成本颇高,生产时间易受季节限制。因此,筛选适宜的可人工繁育的替代寄主,对于实现管氏硬皮肿腿蜂的工厂化生产和野外应用有重要意义。本研究采用低温贮存的方法筛选管氏硬皮肿腿蜂繁育各替代寄主的最佳贮存温度和时间,以及最佳替代寄主,通过对替代寄主和寄生蜂营养的分析解释替代寄主最佳贮存温度和时间的选择原因。并通过对管氏硬皮肿腿蜂体内Wolbachia和母代效应的研究,确认其对管氏硬皮肿腿蜂的应用是否存在影响。
寄主的活动能力和营养状况是影响寄生蜂繁育效果的主要因素。筛选替代寄主最佳贮存温度和时间,达到短时间内降低寄主活动能力的同时,保证其有充足营养满足寄生蜂发育所需,对于管氏硬皮肿腿蜂的规模化生产有重要意义。因此,我们研究了9、3、-3、-9℃条件下,分别贮存玉米螟 Ostrinia furnacalis、大蜡螟Galleria mellonella老熟幼虫和黄粉甲Tenebrio molitor蛹5、15、25、35和45d对管氏硬皮肿腿蜂发育、存活以及增殖的影响。结果表明,替代寄主贮存温度和时间对管氏硬皮肿腿蜂寄生、存活、发育以及繁殖等均有影响。综合管氏硬皮肿腿蜂的寄生率、发育速率、产卵量、出蜂量和雌雄性比的数值,筛选出上述替代寄主繁育管氏硬皮肿腿蜂的最佳贮存条件分别为3℃-45d,3℃-45d和-9℃-25d。由于黄粉甲饲养最为经济简便,因此,这三种替代寄主以黄粉甲蛹为最优。
在一定范围内,寄主的低温贮存能有效降低其活动能力,且贮存温度越低,贮存时间越长,越有助于活动能力的降低。但贮存的温度和时间对其体内主要营养物质含量存在一定影响,从而会间接影响寄生蜂的繁育。因此,以黄粉甲这一最有价值的替代寄主为例,分析黄粉甲蛹经9、3、-3、-9℃分别贮存5、15、25、35和45d后其体内蛋白质、总糖、海藻糖、糖原、还原糖和脂肪含量变化情况,及各营养物质含量与其繁育管氏硬皮肿腿蜂量的关系。试验发现,经不同时间和低温贮存后,黄粉甲蛹体内的营养物质含量变化差异显著。蛋白质、总糖、海藻糖、糖原和脂肪含量均随贮存时间的延长而降低,其中总糖、海藻糖和糖原含量随着贮存温度的升高而加速消耗,而蛋白质和脂肪在9~-3℃的范围内含量变化同总糖等一致,若达到-9℃后,贮存相同时间的黄粉甲蛹体内其含量明显低于-3℃。还原糖含量变化同上述各营养物质相反,随贮存温度和时间的增加而显著增加,最高含量可达到未贮存前的4倍之多。根据管氏硬皮肿腿蜂寄生贮存不同温度和时间寄主后的繁殖量,得出在消除寄主活动能力的基础上,寄主各蛋白质、总糖、海藻糖、糖原和脂肪含量越高,越有利于繁蜂,其中,黄粉甲蛹经-9℃储藏25d后其体内营养物质和活动能力最能满足寄生蜂繁育需要。
管氏硬皮肿腿蜂寄生黄粉甲蛹后能诱导黄粉甲蛹体内蛋白质水解酶、海藻糖酶、α-淀粉酶的活力,从而影响寄主体内蛋白质、总糖、海藻糖、糖原和还原糖的分解与合成。试验发现,管氏硬皮肿腿蜂寄生经9、3、-3、-9℃分别贮存5、15、25、35和45d的黄粉甲蛹的10d时间内,黄粉甲蛹体内蛋白质水解酶、海藻糖酶、α-淀粉酶比活力均先升高,后下降。由于上述三种酶的作用,黄粉甲体内蛋白质、总糖、海藻糖、糖原含量随管氏硬皮肿腿蜂的寄生是不断下降,相反,还原糖含量呈不断上升趋势。
寄生蜂的营养状况决定着其产卵的情况。管氏硬皮肿腿蜂寄生9、3、-3、-9℃分别贮存5、15、25、35和45d的黄粉甲蛹10d时间内,与寄主体内营养物质含量变化相反,寄生蜂体内蛋白质、总糖、海藻糖、糖原含量随寄生时间增加而快速增加,而还原糖变化比较缓慢。在寄生的第10d,以寄生-9℃贮存15~25d黄粉甲蛹的寄生蜂各营养物质含量最高,其产卵量也最高。说明,寄主体内营养物质代谢越快,越有利于寄生蜂的吸收,而寄生蜂营养含量越高,越有利于自身产卵。 Wolbachia是一类广泛存在于节肢动物体内的细胞质遗传细菌,可诱导多种膜翅目昆虫进行产雌孤雌生殖,提高天敌昆虫生物防治目标害虫的效能。因此,验证管氏硬皮肿腿蜂体内是否存在Wolbachia,以及Wolbachia能否诱导管氏硬皮肿腿蜂进行产雌孤雌生殖,对于增加它的种群数量,提高防治害虫的效果有重要意义。因此,我们利用通用引物对Wolbachia wsp基因进行PCR扩增电泳和序列检测,并以-9℃贮存15d的黄粉甲蛹为寄主,分别观察有性生殖和孤雌生殖的管氏硬皮肿腿蜂后代雌雄性比。结果表明,管氏硬皮肿腿蜂体内含有Wolbachia,但其孤雌生殖的后代全为雄虫。说明Wolbachia不能诱导管氏硬皮肿腿蜂进行产雌孤雌生殖。Wolbachia的存在对管氏硬皮肿腿蜂是否存在影响,以及怎样影响,还需进一步的试验验证。
母代效应对昆虫后代行为、发育等存在一定影响。因此,验证利用替代寄主繁育的管氏硬皮肿腿蜂防治蛀干害虫是否也存在母代效应,对能否利用它控制目标害虫有重要意义。本试验研究了替代寄主(黄粉甲)经-9℃贮存5、15、25、35和45d后所繁育的第三代管氏硬皮肿腿蜂对青杨天牛寄生的影响。母代蜂在产卵前期、幼虫期、寄生率、幼虫存活率以及产卵量、出蜂量间与CK存在显著差异。但子代蜂各阶段发育历期、存活率、产卵量、出蜂量等各方面与CK则均无显著差异。说明,利用黄粉甲繁育的管氏硬皮肿腿蜂在应用上不存在母代效应现象。