樱红天牛幼虫龄数的划分

支华，耿合雷，徐芳玲

(1.黔东南州林业调查规划设计院，贵州凯里 556099；2.贵州大学林学院，贵州贵阳 550025)

樱红天牛Hemadius oenochrou Fairmaire隶属于鞘翅目Coleoptera天牛科 Cerambycidae[1]，最初由Fairmaire于1889年发现[2]。该虫分布于我国南方大部分省区及国外的老挝[3]，我国台湾称之为雾社血斑天牛Aeolesthes oenochrous，因其体大型、美观而受到捕捉压力，将其列为保育类物种[4]，人工种植山樱花Prunus campanulata供其栖息，扩大天牛种群并予以保护；部分台湾学者研究了樱红天牛的种群结构和雄虫生殖策略[5]。在我国部分省区的自然保护区，如广西猫儿山国家级自然保护区[6]、广西大明山国家级自然保护区[7]、江西九连山国家级自然保护区[8]、贵州施秉云台山[9]等地区的科学考察中也有该种的报道，但未见其发生成灾，因此对该天牛的相关研究较少。支华等在贵阳地区发现樱红天牛是危害日本樱花Cerasus yedoensis的新害虫[10]，关于其幼虫龄数和龄期的划分在国内尚未见报道，而幼虫龄数和龄期的确定是研究害虫生物学特性和发生规律的基础，也是制定有效预测预报及防治技术的理论依据[11]。

昆虫幼虫龄数划分的基本方法是对不同龄数幼虫身体部分形态指标进行测量，然后对测量结果进行频次分析，再根据戴氏定律(Dyar′s rule)推测幼虫的龄数，运用Crosby生长法则和线性回归的方法进行验证，筛选出最佳分龄形态指标[12-13]。各龄期的樱红天牛幼虫基本上都在樱花树的枝干内蛀道危害，常造成樱花树干空洞、枝干枯死，甚至整株树死亡。由于其生活史较长，生活方式十分隐蔽，生活习性较难观察，故笔者通过野外剖树及室内饲养获得樱红天牛幼虫，测量其体长、前胸背板宽、头长和头宽，再结合戴氏定律及数理统计方法来确定樱红天牛幼虫龄数，为掌握樱红天牛幼虫的生物学特性和发生规律提供基础依据，也可为制定预测预报方法和防治措施提供参考。

1 材料与方法

1.1 供试幼虫采集及饲养

1.1.1 采集地概况

贵阳市森林公园樱花园占地面积1.33 hm2，于1989年引进种植日本樱花，现有樱花树1 051株，树龄10～30 a，平均树高约为4.5 m，平均胸径约为25 cm。

1.1.2 初龄幼虫获取

2016年5月上旬，在樱花园的日本樱花树上捕捉樱红天牛成虫52头，其中自然配对成虫3对，带回实验室内饲养于50 cm×50 cm×50 cm的养虫笼中，用枝剪截取樱花树新鲜枝条供其补充营养。3 d后，成虫开始产卵，共收集卵300多枚，将卵置于培养皿中在室温下培养，孵化后收集大量1龄幼虫。

1.1.3 末龄幼虫获取

在5—10月，每月通过解剖樱花园的日本樱花树获取樱红天牛幼虫，将采集的幼虫带回室内饲养，用新鲜樱花树木屑供其补充营养，每周更换1次木屑，记录化蛹时间，最后根据幼虫化蛹情况，判断末龄幼虫。

1.1.4 其它龄幼虫获取

其它龄幼虫均由1龄幼虫饲养获得，将锯拉樱花树木产生的木屑平铺在培养皿中，放入1龄幼虫，每隔10 d更换1次新鲜的樱花树木屑，每48 h洒少量水保持木屑湿润。

1.2 形态指标测量

选取幼虫头长(头壳的纵向长度)、头宽(头壳的横向长度)、体长(口器到腹部末端的长度)和前胸背板宽(前胸背板骨化部分的后缘宽)4项身体结构作为形态指标，并使用电子游标卡尺对获取的樱红天牛幼虫进行测量(精度为0.02 mm)。

1.3 数据处理及分析

根据戴氏定律(Dyar′s rule)划分天牛幼虫龄数，即昆虫幼虫的两个相邻龄期某一部位的长宽度，如头壳宽度、体长等存在几何级数量关系，据此可以推断幼虫的龄数[14-16]。使用PASW Statistics 18统计软件对樱红天牛幼虫形态指标数据进行频数分析，绘制并观察频次分布图，每个频次集中区域代表一个龄期。根据 Crosby生长法则[17]进行验证，Crosby生长法则是用于龄数划分验证的经验公式，Crosby指数大于10%表明分龄形态指标不合理[16-18]。

Brooks指数=Xn/Xn-1(Xn和Xn-1分别表示 n龄和n-1龄幼虫各个测量指标的平均值)

Crosby指数=(Gn-Gn-1)/Gn-1(Gn和Gn-1分别表示第n和n-1个Brooks指数)

最后使用PASW Statistics 18软件对所确定的幼虫龄数和形态指标数据进行回归分析，计算回归方程和相关系数(R)，从而得到理想的樱红天牛幼虫分龄指标。

2 结果与分析

2.1 樱红天牛幼虫龄数划分

通过PASW Statistics 18软件对测量79头幼虫得到的4项形态指标进行频次分布统计分析发现，4项形态指标的测量值均出现5个相对集中的区域。 体长出现 4.47，8.46，14.71，22.99，33.72 mm共5个集中区；前胸背板宽出现0.99，1.96，3.07，5.00，7.26 mm共 5个集中区；头长出现 0.32，0.75，1.17，1.83，2.49 mm 共 5 个集中区；头宽出现0.71，1.50，1.99，2.71，3.38 mm 共 5 个集中区(图1)。根据戴氏定律(Dyar′s rule)，初步判断樱红天牛幼虫可分为5龄。

图1 樱红天牛形态指标频次分布Fig.1 Frequency distribution of morphological indicator of Hemadius oenochrous

2.2 樱红天牛幼虫龄数划分合理性分析

根据幼虫分龄指标平均值计算Brooks指数和Crosby指数，4项形态指标的Crosby指数均小于10%(表1)，回归曲线均达到了极显著水平，表明将樱红天牛幼虫分为5龄是合理的，体长、前胸背板宽、头长、头宽4项指标的平均值在不同龄数之间差异显著(表2)，均可作为樱红天牛幼虫的分龄指标。

表1 樱红天牛形态指标测量值的统计分析Tab.1 Statistical analysis of the measured values of morphological indicator of Hemadius oenochrous

表2 樱红天牛幼虫各分龄指标与龄数之间的关系拟合结果Tab.2 Regression analysis of the number of larval instars and measured variables of Hemadius oenochrou larvae

续表1Tab.1(Continued)

3 结论与讨论

判断幼虫龄期的方法有种群众数龄期法[19]和戴氏定律，种群众数龄期法估测出来的幼虫龄期较实际龄期不符合，存在差异[18]。最常用的是戴氏定律，在天牛幼虫龄期的划分中用的最为广泛，其中柳建定等根据戴氏定律，利用SPSS10.0对松褐天牛Monochamus alternatus幼虫头壳宽度、前胸背板长度及体长测量数据进行频数分布分析，并绘制频数分布图，确定松褐天牛幼虫龄期为5龄[20]；张海滨等运用频次分布、均差分析和回归分析的方法对星天牛Anoplophora chinensis幼虫上唇基宽、额宽、凸形宽、上颚长、上颚宽、触角窝直径、前胸气门长、前胸气门宽、下唇须末节长等9个形态结构数据进行统计分析，将星天牛幼虫龄期划分为5龄[21]；黎保清等通过测定桑天牛Apriona germari幼虫头壳宽度、前胸背板宽度、上颚长度、上颚厚度、上唇基宽度、下颚须长度等12项器官部位数据，运用戴氏定律、Crosby指数、相关系数分析后得到该幼虫龄数为6龄[22]。

用于判断幼虫龄期的形态指标较多，不同的研究者所测量的形态指标有所不同，最常用的形态指标为幼虫的头壳宽度，这是因为头壳骨化程度高且形态稳定，但缺点是不便于在野外观察[23-24]。幼虫生长发育过程中，体长为连续性增长，头壳、口器、尾叉等为间断式增长，每次蜕皮后都有显著增长[25]，体长、前胸背板宽由于幼虫虫体收缩、环境温度、饥饿、惊吓等因素容易导致测量结果存在误差，但对于在野外快速判断幼虫虫龄有直观效果[16]。LE Bao-thanh等对桑天牛各龄幼虫研究表明，最末排粪孔长径和短径、粪粒宽度和长度、虫粪中木屑长度和宽度、纤维素含量、蛋白质含量在龄数间存在着线性关系，粪粒宽度可作为林间快速识别虫龄指标[26]。

本研究中，通过测定樱红天牛幼虫的体长、前胸背板宽、头长、头宽，根据戴氏定律初步判断樱红天牛幼虫有5龄；4项指标的 Crosby指数均小于10%，回归分析表明幼虫分为5龄是合理的；体长、前胸背板宽、头长、头宽均可作为樱红天牛幼虫分龄指标。体长、前胸背板宽两项指标因幼虫虫体收缩导致测量存在误差，但其对在野外快速判断幼虫虫龄具有明显直观的效果，幼虫头部骨化程度高，头长、头宽测量误差小，用于判断虫龄较科学，但对测量精度要求较高。

由于天牛幼虫在蛀道内生活，获取各龄幼虫存在一定困难，尤其1龄幼虫野外存活率低。采用野外捕捉樱红天牛成虫，带回室内交配产卵，卵孵化后可获得数量较多的1龄幼虫；每年5—10月野外解剖樱花树获取樱红天牛幼虫，室内饲养结合野外解剖采集解决了这一难题。