寄生蜂的寄生行为总体可分为寄主搜寻行为、产卵行为、产卵后行为,但因寄生蜂种类和研究者的不同造成各阶段存在细分上的差异,Vinson将寄生蜂寄生行为分为栖境偏好、寄主定向、寄主定位等9过程[1];而曲树杰等将日光蜂的寄生过程分为寄主寻找、蜂体调整、产卵位点试探、产卵、产卵结束和蜡质绵毛清理6个步骤[2]。寄生蜂在寄主搜寻过程中常受植物挥发物、寄主鳞片、寄主性信息素等气味物质的影响[3],在寄主识别过程中则会受到寄主适合度,包括体型、寄主龄期等方面的影响。目前,已有较多的研究发现寄主的体型大小对寄生蜂寄生行为和繁殖能力的影响明显,例如,管氏肿腿蜂Scleroderma guani生殖潜力随寄主的体重增加而增加[4],蝇蛹俑小蜂Spalangia endius (Walker) 偏爱中型寄主产卵[5],广大腿小蜂Brachymeria lasus偏爱大体型寄主产卵[6]。但是,对于寄生蜂雌蜂本身的体型大小是否会对其繁殖能力和寄生行为产生影响方面的研究较少涉及。
1 材料与方法
1.1 供试虫源
橡副珠蜡蚧：采于云南省热带作物研究所试验场6队的橡胶树上,然后在中国热带农业科学院环境与植物保护研究所内的养虫室（温度25~27 ℃、湿度70%~90%）里面,用南瓜进行饲养繁殖以备用。
日本食蚧蚜小蜂：从海南省儋州市中国热带农业科学院环境与植物保护研究所的实验基地里采集日本食蚧蚜小蜂褐蛹,待其羽化后,用橡胶树上的橡副珠蜡蚧进行繁殖,在其形成数量较大的实验种群后,将蜂转接到南瓜饲养的橡副珠蜡蚧上,形成以南瓜为植物寄主的种群以供实验所需。
1.2 方法
1.2.1 日本食蚧蚜小蜂的寄生行为观察 将已交配的1日龄雌蜂按蜂∶蚧（橡副珠蜡蚧3龄若虫）=1∶5（5头蚧虫分别编号1、2、3、4、5号）的比例在直径6 cm培养皿内接蜂,在体视镜下观察描述小蜂的寄生过程,并记录小蜂不同寄生次数（有产卵器刺探行为算寄生1次）条件下每个过程的时间（体外检测时间=识别寄主时间;体内检测时间=产卵器刺探时间+产卵时间;寄生所需总时间=体外检测时间+体内检测时间+产卵结束后时间）。每头蜂观察1 h后将有被寄生行为的蚧解剖,观察记录其体内着卵数,并分析寄次数对寄生时间及产卵的影响。实验重复30头雌蜂。
1.2.2 日本食蚧蚜小蜂体型大小对其产卵的影响将刚羽化的日本食蚧蚜小蜂按雌雄比1∶1的比例装入指形管（高17.5 cm,直径1.3 cm）中,并用脱脂棉蘸取10%的蔗糖水贴于管壁上作为小蜂的补充营养,放入人工气候箱内（温度26~28 ℃,湿度70%~90%）集中交配48 h。将带有30头橡副珠蜡蚧3龄若虫的南瓜小块放到培养皿（D=9 cm）中,引入上述已交配过的1头2日龄雌蜂,按1雌蜂∶30蚧的比例在上述人工气候箱内接蜂24 h,然后取出,解剖蚧,观察其体内小蜂的产卵量,并计算寄生率;同时,将用于接蜂的小蜂用指形管收集起来,用酒精处死,测量寄生蜂体长及后足胫节长度。实验重复50头蜂。
1.3 数据处理
寄生率=被寄生蚧头数/处理蚧头数×100%
寄生次数和卵量吻合率=La/Ma×100%[9]
式中,La为寄生次数为a时,着卵量为a的被寄生蚧头数;Ma为寄生次数为a时的被寄生蚧头数。
采用SPSS 17.0软件进行数据统计分析雌蜂寄生次数对检测时间、着卵量的影响,雌蜂体型大小对日产卵数、寄生率的影响采用单因素方差分析（ANOVA）,Duncan法和LSD法比较差异显著性,并对雌蜂体型大小与日产卵数、寄生率分别作了Pearson相关性分析。
2 结果与分析
2.1 日本食蚧蚜小蜂的寄生行为观察
2.1.1 搜寻寄主 日本食蚧蚜小蜂被引入放有南瓜（含5头橡副珠蜡蚧3龄若虫）的培养皿后,小蜂迅速在南瓜表面爬行,触角不停地摆动,以搜寻寄主。该过程短时仅需40~50 s,长时则需15~16 min。
2.1.2 识别寄主 在接近寄主时,小蜂放慢爬行速度,并用触角沿蚧边缘连续敲打试探。试探后寄主不合适,则迅速爬开;如果寄主合适,小蜂爬到蚧中部突起部位。该过程一般需要2 s左右。
2.1.3 产卵器刺探 后足弯曲支撑身体,中足伸向两侧稍弯曲稳定身体,前足直立,腹部下垂,伸出产卵器刺探蚧虫,以寻找合适的产卵位点。如果产卵位点合适,则进行产卵;如果产卵位点不合适,小蜂将身体旋转180°,重新用触角敲打蚧以确定新的产卵位点,然后再次调整姿势用产卵器试探寻找产卵位点,如果重复3~7次依旧找不到合适产卵位点,小蜂将会放弃在该蚧体上产卵,开始寻找其他寄主。
2.1.4 产卵 小蜂刺探到合适的产卵位点后,将产卵器刺入寄主体内,产卵过程中小蜂腹部下探,仅见其腹部下侧不停颤动,而身体其他部位基本静止。该过程一般需要10 s左右。
2.1.5 产卵后处理 小蜂腹部收缩,产卵器收起。少数小蜂将身体旋转180°,用触角在寄生位点敲打几下,然后离开该寄主,该过程需时4~13 s;多数小蜂没有该敲打行为,而是直接去寻找新的寄主。
2.2 寄生次数对日本食蚧蚜小蜂寄生时间的影响
寄生次数对日本食蚧蚜小蜂的寄生时间影响见表1。寄生次数对小蜂寄主体外检测寄主时间影响不明显[F(2, 8)=0.19;p=0.83],但对其体内检测寄主时间[F(2, 8)=9.78;p=0.01]及寄生总时间[F(2, 8)=18.28;p<0.01]影响明显。小蜂第2次寄生和第3次寄生的体内检测时间及总时间均显著长于第1次寄生,但第2次寄生与第3次寄生的体内检测时间无显著差异。
表1 不同寄生次数时日本食蚧蚜小蜂的寄生时间Tab. 1 The parasitic time of C. japonicus compere at different parasitic times |
| 寄生次数 Parasitic time | 体外检测时间 Time of detection in vitro/s | 体内检测时间 Time of detection in vivo/s | 总时间 Total time/s |
|---|---|---|---|
| 1 | 2.27±0.11a | 15.37±1.22b | 19.75±0.92b |
| 2 | 2.40±0.22a | 21.43±0.25a | 25.71±0.74a |
| 3 | 2.25±0.48a | 20.72±2.93a | 24.37±1.85a |
Note: Different lowercase letters in the same column indicate significant difference at 0.05 level. | |
注：同列不同小写字母表示在0.05水平差异显著。 |
2.3 寄生次数对日本食蚧蚜小蜂产卵的影响
由表2可知,日本食蚧蚜小蜂的寄生率随着寄生次数的增加而增加,而寄生次数与蚧体内着卵量的吻合率则下降;寄生次数对蚧体内平均着卵量影响明显[F(2, 154)=15.13;p<0.01],寄生次数为3次时最多,为1.67±0.89粒;寄生次数为1次时最低,仅为0.76±0.50粒,不同寄生次数之间差异显著。
表2 不同寄生次数时日本食蚧蚜小蜂的产卵情况Tab. 2 The oviposition of C. japonicus compere at different parasitic times |
| 寄生次数 Parasitic times | 体内着卵量 Amount of eggs in body | 寄生率 Parasitic rate/% | 寄生次数和卵量吻合率 Parasitic frequency and egg amount coincidence rate/% | 平均着卵量/蚧 Average egg count / scale | |||
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 1 | 2 | 3 | ||||
| 1 | 25 | 65 | 3 | 0 | 73.12 | 69.89 | 0.76±0.50c |
| 2 | 9 | 22 | 18 | 0 | 81.63 | 36.73 | 1.18±0.74b |
| 3 | 2 | 1 | 8 | 1 | 83.33 | 8.33 | 1.67±0.89a |
注：同列不同小写字母表示在0.05水平差异显著。 | |
Note: Different lowercase letters in the same column indicate significant difference at 0.05 level. |
2.4 日本食蚧蚜小蜂体型大小对其产卵的影响
日本食蚧蚜小蜂的体型对产卵影响见表3。体长对该蜂产卵量影响明显[F(4, 49)=7.84;p<0.01],其产卵量随雌蜂体长的增加而增多;体长≤1.20 mm时,产卵量仅为16.83粒,显著低于1.3 mm<体长≤1.4 mm（31.07粒）、1.4 mm<体长≤1.5 mm（33.06粒）的小蜂;体长大于1.5 mm时产卵最高,为37.50粒,与体长≤1.3 mm的小蜂产卵量差异显著。后足胫节长度对该蜂的产卵量影响同样明显[F(5, 49)=5.74;p<0.01],胫节长度大于0.39 mm时,其日产卵量显著大于胫节长度≤0.31 mm、0.31 mm<体长≤0.33 mm、0.33 mm<体长≤0.35 mm的小蜂,胫节长度小于0.31 mm、0.31 mm<体长≤0.33 mm时,其日产卵量差异性不显著。
表3 不同体型大小时日本食蚧蚜小蜂的产卵情况Tab. 3 The oviposition of C. japonicus Compere at different size |
| 体长分组 Body length/mm | 日产卵数 Number of eggs laid daily | 胫节长分组 Shank length/mm | 日产卵数 Daily eggs production |
|---|---|---|---|
| L≤1.2 | 16.83±2.48d | S≤0.31 | 21.14±4.88c |
| 1.2<L≤1.3 | 22.14±7.06d | 0.31<S≤0.33 | 22.44±9.13c |
| 1.3<L≤1.4 | 31.07±8.27abc | 0.33<S≤0.35 | 27.64±8.13bc |
| 1.4<L≤1.5 | 33.06±8.93ab | 0.35<S≤0.37 | 35.67±5.01ab |
| L≥1.5 | 37.50±8.19a | 0.37<S≤0.39 | 35.00±9.65ab |
| S>0.39 | 37.17±8.59a |
Note: The letter L for body length, S for tibial joint length, the same as below. Different lowercase letters in the same column indicate significant difference at 0.05 level. | |
注：字母L表示体长,S表示胫节长。同列不同小写字母表示在0.05水平差异显著。 |
对日本食蚧蚜小蜂产卵量与体长及后足胫节长进行相关性分析,雌蜂的日产卵量与其体长呈显著正相关（R=0.98,p=0.01）;雌蜂的产卵量与其后足胫节长呈显著正相关（R=0.86,p=0.03）。
2.5 日本食蚧蚜小蜂体型大小对其寄生率的影响
由表4可见,体长对日本食蚧蚜小蜂寄生率的影响明显[F(4, 49)=8.47;p<0.01],该蜂的寄生率随体长增加而上升;当雌蜂体长≤1.20 mm时,其寄生率仅为49.4%,显著低于1.3 mm<体长≤1.4 mm(70.2%)、1.4 mm<体长≤1.5 mm(72.3%)、体长>1.5 mm（72.2%）的小蜂,1.2 mm<体长≤1.3 mm的寄生率与体长小于1.2 mm时差异不显著。后足胫节长对该蜂的寄生率也有明显影响[F(5, 49)=5.39;p<0.01],0.35 mm<后足胫节长≤0.37 mm的雌蜂寄生率最高,为76.7%,显著高于胫节长小于0.31 mm（58.1%）和0.31 mm<后足胫节长≤0.33 mm（56.3%）的小蜂,但与后足胫节长>0.39 mm（73.9%）、0.37 mm<后足胫节长≤0.39 mm（72.4%）、0.33 mm<后足胫节长≤0.35 mm（67.0%）时差异不显著。
对日本食蚧蚜小蜂产卵量与体长及后足胫节相关性分析,雌蜂的日产卵量与其体长呈显著正相关（R=0.93,p=0.02）;雌蜂的产卵量与其后足胫节长呈显著正相关（R=0.78,p=0.07）。
表4 不同体型大小时日本食蚧蚜小蜂寄生率Tab. 4 The parasitism rate of C. japonicus Compere at different size |
| 体长分组 Body length/mm | 寄生率 Parasitic rate/% | 胫节长分组 Shank length/mm | 寄生率 Parasitic rate/% |
|---|---|---|---|
| L≤1.2 | 49.4±5.3d | S≤0.31 | 58.1±1.0e |
| 1.2<L≤1.3 | 58.6±12.5d | 0.31<S≤0.33 | 56.3±13.0de |
| 1.3<L≤1.4 | 70.2±10.4abc | 0.33<S≤0.35 | 67.0±12.8abcd |
| 1.4<L≤1.5 | 72.3±9.6a | 0.35<S≤0.37 | 76.7±6.3a |
| L≥1.5 | 72.2±04.3ab | 0.37<S≤0.39 | 72.4±7.3abc |
| S>0.39 | 73.9±6.1ab |
Note: The letter L for body length, S for tibial joint length, the same as below. Different lowercase letters in the same column indicate significant difference at 0.05 level. | |
注：字母L表示体长,S表示胫节长。同列不同小写字母表示在0.05水平差异显著。 |
3 讨论
3.1 日本食蚧蚜小蜂寄生行为的观察
昆虫搜索寄主和产卵寄生行为是其寻找生存资源和繁衍后代的一种本能[10]。寄生蜂的寄生行为常被人为划分为几个阶段,但事实上,它们是相互联系、相互影响的,每一环节会受到物理或化学等因素的影响[11]。本研究结果表明,日本食蚧蚜小蜂是一种内寄生蜂,其寄生行为总体与其它种类的寄生蜂相似,寄生过程包括搜寻寄主、识别寄主、产卵器刺探、产卵、产卵后处理等（清理）5个阶段。该蜂对寄主的确定主要是触角敲打和产卵器刺探共同完成,但具体机理尚不明确。该蜂在产卵过程中有明显腹部颤动现象,这与友恩蚜小蜂Encarsia amicula相同[12];日本食蚧蚜小蜂产卵时间较短,仅需10 s左右,与茶毛虫黑卵蜂Telenomus euproctidis Wilcox相近[13],但少于友恩蚜小蜂,这是寄生蜂的种类及寄主的差异引起,还是其他原因导致有待进一步研究。
寄生蜂的寄生时间、着卵量等与寄生次数等密切相关。本研究中,日本食蚧蚜小蜂对橡副珠蜡蚧的寄生时间和蚧体内卵量会随着小蜂寄生次数的增加而增多,结果与浅黄恩蚜小蜂Cotesia plutellae (Kurdj)及稻螟赤眼蜂Trichogramma japonicum相似[14,15],其寄生时间的增加可能是因第一次寄生体能消耗导致或其他原因引起。另外,本研究发现日本食蚧蚜小蜂的寄生次数与卵量吻合率呈负相关,与玉米螟赤眼蜂Trichogramma ostriniae和松毛虫赤眼蜂Trichogramma dendrolimi结果是一致的[16],这可能是因为寄生蜂为了提高存活率及节约卵量[17],从而控制在单个寄主上的着卵量。
本研究发现日本食蚧蚜小蜂能产多粒卵于单头寄主体内,但据观察,日本食蚧蚜小蜂体内通常只出一头寄生蜂（另文报道）,说明该蜂存在过寄生行为。在行为观察时发现蚜小蜂产卵器插入位置不定,介壳虫的头、胸、腹及背部均可成为穿刺部位,小蜂的多次穿刺可能会导致寄主过早死亡;另外,蚜小蜂产多粒卵于同一寄主,其卵孵化为幼虫后可能会通过物理或生理竞争在寄主体内发生种内竞争[18],这不仅会造成寄主营养匮乏加速死亡,也会造成出蜂量减少（另文报道）,因此,室内扩繁日本食蚧蚜小蜂时,减少过寄生发生显得尤为重要。
3.2 日本食蚧蚜小蜂体型大小对其产卵和寄生率的影响
在自然界中,影响寄生蜂繁殖能力的因素很多,如温度、光周期、雌雄比等[19,20,21,22],其中,寄生蜂本身的体型大小也是重要因素之一[23]。寄主大小对寄生蜂繁殖能力的影响首先是对搜寻效率和产卵决策的影响。夏诗洋等人研究发现蝶蛹金小蜂Pteromalus puparum L. 雌蜂的体型大小就会影响其部分产卵决策,该雌蜂体型较大者,不但有较的大几率找到新寄主,而且遇到新寄主时出现产卵限制的概率也较低[24];而螟蛉埃姬蜂Itoplectis naranyae Ashmead的个体大小会影响其对寄主的搜寻效率,个体较大雌蜂能够更快地找到寄主[25]。在本研究中,以体长及后足胫节长度来衡量寄生蜂体型,发现体型大小与产卵量、寄生率的总体呈正相关,这是可能是体型大的小蜂体内具备的成熟卵子多,且体能较好,有利于提高搜寻效率和产卵能力。说明在室内繁殖日本食蚧蚜小蜂时选用体型较大的成蜂作为母蜂可获得较好的扩繁效果。