稻螟赤眼蜂诱导滞育条件的优化

时亚东，田俊策，王国荣，鲁艳辉，郑许松，吕仲贤*

(1. 浙江师范大学化学与生命科学学院，浙江金华 321004；2. 浙江省农业科学院植物保护与微生物研究所/农产品质量安全危害因子与风险防控国家重点实验室，杭州 310021；3. 杭州市萧山区农村农业局，杭州 311203)

赤眼蜂Trichogrammaspp.，隶属于膜翅目Hymenoptera赤眼蜂科Trichogrammatidae，其发育周期短、寄生效率高，被广泛地应用于防治农林鳞翅目害虫(Romeisetal., 2005)。稻螟赤眼蜂Trichogrammajaponicum是稻田的优势赤眼蜂种群(Tianetal., 2017)，对稻纵卷叶螟、二化螟等水稻鳞翅目害虫均具有良好的防治效果(杜文梅，2016)，目前已经开始广泛的进行田间应用。但是由于赤眼蜂产品货架期短，不能长期保存，因此赤眼蜂的产能受到很大的限制，且生产季生产压力大，大大限制了赤眼蜂在水稻生产上的推广应用。

货架期短是寄生性天敌在应用中最常见的问题，其中解决的方法之一就是利用昆虫的滞育特性延长其货架期。昆虫滞育是指昆虫通过感应不利的环境因素(温度、光周期等)，在不利环境到来之前进入发育缓慢、代谢强度降低和抗逆性增强的一个生理状态，使其个体在恶劣的环境中生存下来(徐卫华，2008)。目前已经有多种寄生蜂利用其滞育的特性成功的延长了产品的保存时间(Zhangetal., 2017)。

在赤眼蜂的滞育研究中，前人已经开展了大量的工作，主要集中在不同种类赤眼蜂受环境因子包括温度(李丽英等，1992；周淑香，2014；张俊杰等，2018)和光周期(Ivanov and Reznik, 2008; Pizzol and Pintureau, 2008)、内在因素包括母代效应(Rezniketal., 2011)、寄主(李玉艳等，2010)及诱导时期(周淑香，2014；张俊杰等，2018)的影响等。对于稻螟赤眼蜂已有利用麦蛾卵作为寄主进行滞育的相关研究(李丽英等，1992)，但对以米蛾卵为寄主的诱导滞育的系统研究还未开展。因此，本实验以米蛾卵为稻螟赤眼蜂的寄主，分别以光周期为16 L ∶8 D、12 L ∶12 D和8 L ∶16 D繁育10代以上的3个实验室种群，考察了诱导始期、诱导温度和诱导历期对稻螟赤眼蜂滞育的影响，为今后实现工厂化生产稻螟赤眼蜂滞育蜂技术提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 供试昆虫

稻螟赤眼蜂采自杭州市萧山区稻田被寄生的二化螟卵，分别在光周期为16 L ∶8 D、12 L ∶12 D、8 L ∶16 D，温度为25±1℃，相对湿度65±5%的培养箱中寄生于米蛾卵，室内繁育10代以上，建立稳定的不同光周期实验种群。

试验所用米蛾卵选自饲养在光周期14 L ∶10 D，温度为27±1℃，相对湿度65%±5%的人工气候室多代繁育的米蛾，其将卵产于60目的铁纱网上后，并用软毛刷清扫收集获得。将当天收集的新鲜米蛾卵粘附于长6.0 cm，宽1.5 cm的双面胶上制成米蛾卵卡，暴露于30 W紫外灯正下方30 cm处照射杀胚45 min，供繁育稻螟赤眼蜂进行试验所用。

1.2 母代光周期经历、诱导始期、诱导温度和诱导历期对稻螟赤眼蜂滞育的影响

将羽化后交配4 h的3个光周种群期的稻螟赤眼蜂以蜂卵比1 ∶4的比例分别引入装有米蛾卵卡的玻璃试管中，待其寄生 4 h 后除去卵卡上的母蜂分别于各自的光周期、温度26±1℃、相对湿度65%±5%的条件下分别培养12 h、24 h、36 h、48 h、60 h和72 h，随后对稻螟赤眼蜂进行诱导滞育处理。进行诱导滞育处理的蜂卡分别置于10℃或13℃，全黑暗的培养箱内诱导滞育14 d、21 d、28 d和35 d。诱导完成后将蜂卡置于玻璃指形管内于光周期为14 L ∶10 D，温度27±1℃，相对湿度65%±5%的条件下发育10 d后，按照王承纶等(1981)标准在解剖镜下分别检查并记录活预蛹数(滞育个体数)、死预蛹数、蛹及成蜂数，并计算滞育率。滞育率(%)=活预蛹数/(活预蛹数+死预蛹数+蛹+成蜂数)×100。每个处理重复 10次，每个重复为50粒黑卵的蜂卡，实验共计使用3(实验种群)×6(诱导始期)×2(诱导温度)×4(诱导历期)×10(重复)=1440张蜂卡。

1.3 数据分析

滞育率数据用DPS软件(v15.10高级版)进行4因素(母代光周期经历、诱导始期、诱导温度和诱导历期)方差分析，不同因子组合下的处理间比较采用Tukey方法进行多重比较(Tang and Zhang, 2013)。

2 结果与分析

2.1 母代光周期经历、诱导始期、诱导温度和诱导历期对稻螟赤眼蜂滞育的影响

结果显示，在各种条件下均能成功诱导一定比例的稻螟赤眼蜂进入滞育状态。 4个因子均对稻螟赤眼蜂的滞育率具有显著的影响，且各个因子之间也有显著的互作效应(表1)。其中滞育率达到90%以上的均为8 L ∶16 D下繁育的赤眼蜂种群，效果最好的为寄生后发育12 h于13℃下诱导滞育28 d或35 d，以及寄生后发育24 h于10℃或13℃下诱导滞育35 d，这几种条件下滞育率可达95%以上。

2.2 母代光周期经历对稻螟赤眼蜂滞育的影响

不同光周期下繁育的稻螟赤眼蜂种群对滞育具有显著影响，其中短光照8 L ∶16 D下繁育的种群相较于其他两个光周期的种群有更多比例的赤眼蜂进入滞育状态(图1)。对各个具体的条件下进行光周期种群之间的比较也可以发现，大部分条件下都符合短光照种群比长光照种群更容易进入滞育(图2)。

2.3 诱导始期对稻螟赤眼蜂滞育的影响

诱导始期对稻螟赤眼蜂的滞育也有显著的影响，综合所有分析数据可知寄生繁育24 h后进行诱导滞育的效果最好，但与12 h无显著差异，而随着诱导始期虫龄的增长，滞育效果也随之下降(图3)。而在各个具体的条件下，诱导始期对滞育的影响略有不同，如长光照种群在10℃和12 L ∶12 D种群在13℃进行滞育时，滞育率随着滞育始期的增长而增加，到36 h或48 h达到高峰再随后下降(图4)。

表1 母代光周期经历、诱导始期、诱导温度和诱导历期对稻螟赤眼蜂滞育率影响的方差分析结果

注: A, 母代光周期经历; B, 诱导始期; C, 诱导温度; D,诱导历期。
Note: A, Maternal photoperiod experience; B, Inducing initial stage; C, Inducing temperature; D, Inducing period.

图1 母代光周期经历对稻螟赤眼蜂滞育的影响Fig.1 The effect of maternal photoperiod experience on the diapause of Trichogramma japonicum注：图中数据为平均值±标准误，不字母表示经Tukey多重比较检验差异显著(P<0.05)。下图同。Note: Data in the figure are means±SE. Different letters indicated that significant difference were detected among treatments (P<0.05). The same below.

图2 具体条件下母代光周期经历对稻螟赤眼蜂滞育的影响Fig.2 The effect of maternal photoperiod experience on the diapause of Trichogramma japonicum under detail condition注：A，10℃，诱导滞育14 d；B，10℃，诱导滞育21 d；C，10℃，诱导滞育28 d；D，10℃，诱导滞育35 d；E，13℃，诱导滞育14 d；F，13℃，诱导滞育21 d；G，13℃，诱导滞育28 d；H，13℃，诱导滞育35 d。Note: A, 10℃, diapause inducing 14 d; B, 10℃, diapause inducing 21 d; C, 10℃, diapause inducing 28 d; D, 10℃, diapause inducing 35 d; E, 13℃，diapause inducing 14 d; F, 13℃, diapause inducing 21 d; G, 13℃, diapause inducing 28 d; H, 13℃, diapause inducing 35 d.

图4 具体条件下诱导始期对稻螟赤眼蜂滞育的影响Fig.4 The effect of inducing initial stage on the diapause of Trichogramma japonicum under detail condition注Note：A, 16 L ∶8 D, 10℃；B, 16 L ∶8 D, 13℃；C, 12 L ∶12 D, 10℃；D, 12 L ∶12 D, 13℃；E, 8 L ∶16 D, 10℃；F, 8 L ∶16 D, 13℃。

图3 诱导始期对稻螟赤眼蜂滞育的影响Fig.3 The effect of inducing initial stage on the diapause of Trichogramma japonicum

2.4 诱导温度对稻螟赤眼蜂滞育的影响

诱导温度对稻螟赤眼蜂滞育也具有显著的影响，其中16 L ∶8 D和12 L ∶12 D种群的赤眼蜂在10℃下诱导的滞育率要显著高于13℃下诱导的滞育率，但短光照种群的赤眼蜂在13℃下诱导的滞育率要显著高于10℃下诱导的滞育率(图5)。

2.5 诱导历期对稻螟赤眼蜂滞育的影响

诱导历期对稻螟赤眼蜂滞育也具有显著的影响。在诱导滞育14～35 d的范围内，随着诱导历期的延长滞育率也显著增加(图6)。在各个具体的条件下，诱导35 d的处理也多为该条件下滞育率最高的处理(图7)。

图5 诱导温度对稻螟赤眼蜂滞育的影响Fig.5 The effect of inducing temperature on the diapause of Trichogramma japonicum

图6 诱导历期对稻螟赤眼蜂滞育的影响Fig.6 The effect of inducing period on the diapause of Trichogramma japonicum

图7 具体条件下诱导历期对稻螟赤眼蜂滞育的影响Fig.7 The effect of inducing period on the diapause of Trichogramma japonicum under detail condition注Note：A, 16 L ∶8 D, 10℃；B, 16 L ∶8 D, 13℃；C, 12 L ∶12 D, 10℃；D, 12 L ∶12 D, 13℃；E, 8 L ∶16 D, 10℃；F, 8 L ∶16 D, 13℃。

3 结论与讨论

大多数昆虫的滞育与光周期和温度密切相关，其中光周期反应了季节性的变化是昆虫预测环境变化最可靠的信息，而季节的变化又反应了温度的变化，因此这两个因子是大多数昆虫滞育最主要的影响因子。一般来说冬滞育的昆虫在短光照和低温下滞育，而夏滞育的昆虫多在长光照和高温下滞育(张洪志等，2018)。赤眼蜂属于冬滞育类型的昆虫，因此在自然界中多在短光照和低温下滞育。Rezniketal.(2011)报道了食胚赤眼蜂Trichogrammaembryophagum在短光照下的滞育率要高于长光照下的滞育率。而赤眼蜂Trichogrammabuesi和Trichogramamprincipium只有母代在经历了短光照下才能产生大量的滞育蜂(Voinovichetal., 2015)。本研究结果与前人的报道相似，即短光照下繁育的稻螟赤眼蜂种群更容易进入滞育状态(图1)。

同时我们的结果显示虽然10℃和13℃都能诱导稻螟赤眼蜂滞育，但温度对于稻螟赤眼蜂的滞育也具有显著的影响(图5)，值得一提的是本研究开展的预实验显示16℃下并不能诱导稻螟赤眼蜂滞育。大多数的赤眼蜂滞育研究显示10～14℃是最佳的滞育温度，如科尔多瓦赤眼蜂Trichogrammacordubensis在10℃诱导滞育效果最佳，诱导处理30 d可使90.0%以上个体进入滞育(Ventura Garciaetal., 2002)，而松毛虫赤眼蜂滞育诱导的适宜温度为10～12℃(张俊杰等，2018)。

虽然赤眼蜂在多个发育阶段均可进入滞育，但合适的诱导始期可提高滞育率。周淑香等(2014)对松毛虫赤眼蜂的研究结果表明，以幼虫前期阶段开始诱导滞育效果最好。而张俊杰等(2018)的研究显示松毛虫赤眼蜂从卵期到幼虫中、后期开始诱导均能获得较好的滞育率, 其中幼虫中期为诱导赤眼蜂滞育的最佳时期。本研究结果与其他赤眼蜂中得到的结果一致，本研究表明对寄生后发育12～24 h(幼虫前期)的稻螟赤眼蜂进行诱导滞育的效果最好(图3)，在某些特定条件下寄生后发育36～48 h(幼虫中期)进行诱导滞育的效果最好(图4)。研究结果也表明在不同实验室种群、诱导温度、诱导历期等的条件下，诱导赤眼蜂滞育的最佳诱导始期会有所变化。

诱导历期是影响赤眼蜂滞育的另一个重要因子。诱导时间不足赤眼蜂滞育生理变化不完全，导致滞育率下降。本研究结果显示在诱导时长35 d内，稻螟赤眼蜂的滞育率随着诱导历期的延长而增加(图6)。有研究结果表明，松毛虫赤眼蜂在10℃下随着诱导时间增加滞育率也随之增加，当诱导28 d后达到最高峰，有84.3%的松毛虫赤眼蜂进入滞育状态(Ma and Chen, 2006)。张俊杰等(2018)的研究结果也显示诱导时间从10 d 延长至40 d，松毛虫赤眼蜂的滞育率随之升高，并在30 d后进入稳定滞育状态。

本文系统研究通过对4个因子诱导稻螟赤眼蜂滞育的协同作用，明确了各种因子对稻螟赤眼蜂滞育的影响，得到了供试稻螟赤眼蜂种群的较优滞育条件为：(1) 光周期8 L ∶16 D下繁育的赤眼蜂种群寄生后发育12 h、置于13℃下、持续诱导28 d或35 d，(2) 光周期8 L ∶16 D下繁育的赤眼蜂种群寄生后发育24 h、置于10℃或13℃下、持续诱导35 d。本研究结果可以为了解稻螟赤眼蜂的滞育特性提供参考。然而赤眼蜂的滞育具有复杂性，不同地理种群或品系的赤眼蜂其滞育特征可能会有很大的不同(Zhangetal., 2017)。因此在今后的研究中还应开展不同地理种群或品系的稻螟赤眼蜂滞育特征的研究，同时还应对稻螟赤眼蜂的滞育机制进行深入的研究以进一步揭示稻螟赤眼蜂的滞育特性，为稻螟赤眼蜂的大规模生产进一步提供技术支撑。