活體飼料種類對(duì)海南捕鳥蛛生物學(xué)特征的影響①

鐘圣赟 陳國德杜尚嘉鄒耀進(jìn)呂朝軍

(1海南省林業(yè)科學(xué)研究所 海南海口571158;2海南省五指山市水滿鄉(xiāng)人民政府 海南五指山572299;3中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院椰子研究所 海南文昌571339)

蜘蛛是地球上最豐富的陸生捕食者之一，是農(nóng)、林、草原等生態(tài)系統(tǒng)中害蟲的重要生物控制因子，對(duì)維持自然生態(tài)系統(tǒng)的平衡有重要作用［1］。龐雄飛［2］院士在1999年就提出過，以天敵的保護(hù)與利用為主要措施之一的害蟲生態(tài)調(diào)控措施。在各類農(nóng)田捕食性天敵總數(shù)中，蜘蛛的占有比例平均在70%左右，其種類和發(fā)生量居各類捕食性天敵之首，是抑制農(nóng)業(yè)蟲害發(fā)生和發(fā)展的重要力量。謝小群等［3］對(duì)不同類型茶園主要益害生物的群落結(jié)構(gòu)和消長規(guī)律的研究結(jié)果顯示：在生態(tài)觀光茶園中，蜘蛛量與小綠葉蟬若蟲量的擬合優(yōu)度高于常規(guī)茶園的；生態(tài)觀光茶園的生物多樣性高于常規(guī)茶園的，其主要害蟲數(shù)量明顯少于常規(guī)茶園的。張俊喜等［4］發(fā)現(xiàn)，稻田蜘蛛對(duì)稻田害蟲具有一定的控制作用。黃乾龍等［5］對(duì)重慶倒置山區(qū)稻飛虱和捕食蜘蛛發(fā)生動(dòng)態(tài)研究結(jié)果表明，捕食蜘蛛的發(fā)生動(dòng)態(tài)與稻飛虱群體的發(fā)生動(dòng)態(tài)基本一致，有明顯的跟隨效應(yīng)。

在各類蜘蛛中，捕鳥蛛是一類高效的捕食者，但其多數(shù)種類均棲息于自然生境內(nèi)，不適應(yīng)人類活動(dòng)的干擾［6-7］，部分種類，如我國的虎紋捕鳥蛛（Cyriopagopus schmidt）、中 美洲Brachypelma（短尾蛛）屬的若干種類可在一定程度上適應(yīng)人類改造的生境，但也只能耐受中等程度的干擾［8-9］，且捕鳥蛛對(duì)人類有一定攻擊性，這些都對(duì)捕鳥蛛在農(nóng)業(yè)害蟲防治方面發(fā)揮作用構(gòu)成了阻礙。目前，已知葡萄牙亞速爾群島地區(qū)引入了Brachypelma vagans作為溫室農(nóng)業(yè)的防控生物［10］。另有研究表明，烏拉圭的草甸牧場捕鳥蛛Acanthoscurria suina和Eupalaestrus weijenberghi可 能 是 抑 制草甸鞘翅目害蟲Diloboderus abderus的重要天敵，對(duì)牧場生態(tài)健康意義重大［11］。此外，有研究指出，捕鳥蛛對(duì)干擾的敏感性使其可能被用作生態(tài)指示生物［12］。

捕鳥蛛并不只有種群水平上的應(yīng)用，其分泌的毒素包括眾多復(fù)雜的多肽類混合物［13-14］，在神經(jīng)生物學(xué)、分子藥理學(xué)和分子毒理學(xué)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，成為新型工具試劑（如：ω-agatoxin IVA JSTS）［15-16］。在國內(nèi)，對(duì)海南捕鳥蛛毒素的研究已獲得較豐富的成果。海南捕鳥蛛（Cyri‐opagopus hainanus）是1999年在我國首次報(bào)道發(fā)現(xiàn)的毒蜘蛛新種［17］，分布在海南島五指山一帶，其生活習(xí)性及形態(tài)特征與虎紋捕鳥蛛相似，僅體色有明顯差異。海南捕鳥蛛分泌的毒素含有多種活性多肽與蛋白質(zhì)成分，有抑制細(xì)胞河豚毒敏感型TTX-S鈉電流作用［18］和昆蟲毒活性。蔡天夫［19］研究海南捕鳥蛛毒III（HNTX-III）與電壓門控鈉通道作用機(jī)制，結(jié)果指出HNTX-III對(duì)實(shí)驗(yàn)中的4種（Nav 1.1、Nav 1.2、Nav 1.3和Nav 1.7）鈉通道亞型具有抑制作用，其中對(duì)Nav 1.7尤為敏感，而對(duì)其他2種（Nav 1.4和Nav 1.5）鈉通道亞型沒有作用。黃娟［20］研究海南捕鳥蛛毒素-I（HNTXI）對(duì)IK通道的作用機(jī)制，結(jié)果顯示，HNTX-I毒素作為被發(fā)現(xiàn)的第一個(gè)IK通道的多肽類激活劑，可能通過疏水作用與IK通道相互作用。此外，海南捕鳥蛛毒素可抑制昆蟲和哺乳動(dòng)物神經(jīng)細(xì)胞電壓門控鈉通道使之失活［21-22］，為無害殺蟲劑的開發(fā)提供了新思路和新成分。

目前，海南捕鳥蛛的研究主要集中在生態(tài)學(xué)、生物學(xué)和毒性毒理方面，其飼料研發(fā)與篩選，即飼料種類對(duì)蜘蛛的產(chǎn)毒量的影響研究較少。本文選取不同的活體飼料種類對(duì)海南捕鳥蛛進(jìn)行飼養(yǎng)，從成活率、取食量、生長發(fā)育及毒液分泌蛋白質(zhì)量等方面分析，旨在尋找海南捕鳥蛛適宜的飼料種類，解決海南捕鳥蛛飼料種類單一的問題，為海南捕鳥蛛室內(nèi)飼養(yǎng)提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 材料

海南捕鳥蛛均來自三亞育才鎮(zhèn)海南捕鳥蛛繁育場，選擇3齡期，大小相近的成蛛個(gè)體，活體帶回海南省林業(yè)科學(xué)研究所通什分所實(shí)驗(yàn)室，在室內(nèi)采用自制的飼養(yǎng)盒進(jìn)行飼養(yǎng)，室內(nèi)溫度控制在20～26℃，相對(duì)濕度為65%～90%，光照為自然光。

1.2 方法

1.2.1 捕鳥蛛飼養(yǎng)

將單頭海南捕鳥蛛分別置于25 cm×15 cm×15 cm的塑料盒自制雙層飼養(yǎng)盒，在飼養(yǎng)盒下層裝10 cm的紅色黏土，并筑30°斜坡，上下層塑料盒之間靠壁留一個(gè)圓形洞穴，洞口大小與將要放入的蜘蛛的大小相對(duì)應(yīng)，上層和下層均放入少量碎樹葉；上層塑料盒放入取食盤和飲水盤，定期更換飲水盤，保持水質(zhì)清潔。

1.2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

設(shè)置4種不同的食物喂養(yǎng)處理，分別是H組（黃粉蟲喂養(yǎng)）、X組（蟋蟀喂養(yǎng)）、Z組（蟑螂喂養(yǎng)）、D組（大麥蟲喂養(yǎng)），飼料種類的基本信息見2018年3月31日，15：00～17：00，觀察并記錄其取食量，成活率，測定其體重、體長、頭部長、腹部長及毒液分泌蛋白濃度和總量。

表1不同飼料種類的基本信息

1.2.3 生長特征的測定

對(duì)在室內(nèi)飼養(yǎng)3個(gè)月的海南捕鳥蛛的體重、體長、頭部長和腹部長進(jìn)行測量，體重采用電子天平測量（型號(hào)：G&G T500型電子天平），體長采用游標(biāo)卡尺（型號(hào)：MNT150T）進(jìn)行測量。

1.2.4 取食量測定

將海南捕鳥蛛在室內(nèi)靜養(yǎng)一個(gè)星期后喂食，期間不間斷供水，記錄每次投喂的飼料重量，下次喂養(yǎng)前，統(tǒng)計(jì)上次單頭蜘蛛投喂的飼料剩余量，計(jì)算每次單頭蜘蛛的取食量，連續(xù)統(tǒng)計(jì)3個(gè)月，剔除死亡蜘蛛，再分別算出每個(gè)處理組單頭蜘蛛平均取食量。

1.2.5 成活率測定

飼養(yǎng)盒中喂養(yǎng)3個(gè)月后，分別統(tǒng)計(jì)不同飼料喂養(yǎng)海南捕鳥蛛的死亡情況。

1.2.6 蜘蛛毒液蛋白總量的測定

飼養(yǎng)12個(gè)月后，采用直接咬管法［23］，對(duì)各處理所有蜘蛛進(jìn)行統(tǒng)一取毒，然后用冷凍干燥機(jī)凍干成粉末置于-80℃保存?zhèn)溆谩２捎肂CA定量分析方法［24］，對(duì)各處理組的海南捕鳥蛛毒液蛋白總量和質(zhì)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

1.2.7 數(shù)據(jù)處理

采用Excel 2003表格進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，采用SPSS V16.0進(jìn)行方差分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 飼料種類對(duì)海南捕鳥蛛成活率的影響

不同飼料喂養(yǎng)對(duì)海南捕鳥蛛成活率的影響結(jié)果見表2。4種飼料喂養(yǎng)海南捕鳥蛛的成活率均在60%以上，其中蟋蟀和蟑螂處理組的成活率顯著高于大麥蟲和黃粉蟲處理組的成活率，蟋蟀處理組的成活率為（86.67±6.67）%，蟑螂處理組的成活率可達(dá)（93.33±6.67）%。

表2不同飼料種類處理海南捕鳥蛛的成活率

2.2 飼料種類對(duì)海南捕鳥蛛取食量的影響

由圖1可知，在同一個(gè)月份，海南捕鳥蛛對(duì)4種飼料的取食量存在顯著差異：1月份和2月份，海南捕鳥蛛對(duì)4種飼料種類的取食量差異表現(xiàn)出相同的規(guī)律，均顯示蟋蟀的取食量顯著大于其他處理組（p＜0.05），為0.69 g；但是在3月份，海南捕鳥蛛對(duì)大麥蟲的取食量顯著高于其他處理組，為1.50 g。由圖1還知，海南捕鳥蛛對(duì)同一種飼料在不同時(shí)間的取食量變化規(guī)律不同：海南捕鳥蛛在3月份對(duì)大麥蟲的取食量顯著高于在1月份和2月份的取食量；在1月份和2月份對(duì)蟋蟀的取食量顯著高于在3月份的取食量；海南捕鳥蛛對(duì)黃粉蟲和蟑螂的取食量沒有隨月份的不同而不同。

2.3 飼料種類對(duì)海南捕鳥蛛生長特征的影響

由表3可知，在這3個(gè)月的喂養(yǎng)中，不同飼料種類喂養(yǎng)條件下的海南捕鳥蛛體重、體長及頭部長均無顯著差異；僅腹部長存在顯著差異，黃粉蟲處理組海南捕鳥蛛的腹部長顯著高于其他處理組，平均每只為（31.84±4.60）mm。

圖1海南捕鳥蛛在同一月份中對(duì)不同飼料種類的取食量

2.4 對(duì)海南捕鳥蛛分泌毒液蛋白含量的影響

由表4結(jié)果可知，不同飼料種類喂養(yǎng)的海南捕鳥蛛分泌毒液的蛋白濃度和總量存在顯著差異。其中，蟋蟀喂養(yǎng)組分泌的毒液蛋白濃度較高，為（32.20±1.15）（μg/μL）/只，蛋白總量最多，為（9 660.00±343.93）μg/只，與黃粉蟲及蟑螂處理組的結(jié)果無顯著差異，但均顯著高于大麥蟲處理組，其蛋白濃度是大麥蟲處理組的1.8倍，蛋白總量均是大麥蟲處理組的1.8倍。

表3不同飼料種類飼養(yǎng)對(duì)海南捕鳥蛛體重和體長的影響

表4不同飼料種類處理對(duì)海南捕鳥蛛分泌毒液蛋白濃度和總量的差異性分析

3 討論

本研究結(jié)果表明，海南捕鳥蛛喂養(yǎng)蟋蟀和蟑螂，其成活率顯著較高，海南捕鳥蛛對(duì)蟋蟀的取食量顯著較大，但不同飼料種類處理對(duì)海南捕鳥蛛體重、體長及頭部長等生長特征指標(biāo)均無顯著性差異。朝暾等［25］研究結(jié)果顯示，虎紋捕鳥蛛的死亡率與飼養(yǎng)方法沒有顯著關(guān)聯(lián)，剔除了由于飼養(yǎng)方法不對(duì)而導(dǎo)致蜘蛛死亡的原因。趙敬釗等［26］研究指出，食物種類的不同可影響貓卷葉蛛繁殖能力。在試驗(yàn)的4種食物中，搖蚊是貓卷葉蛛的最佳食物，蚜蟲最差。這與它的生活習(xí)性是相適應(yīng)的。在自然界中，貓卷葉蛛多在植物的頂端張結(jié)小網(wǎng)，以網(wǎng)捕食蚊類及其它會(huì)飛的小型昆蟲為食。從而在長期進(jìn)化歷史中形成對(duì)蚊蟲食物的適應(yīng)。

目前，關(guān)于活體飼料種類對(duì)海南捕鳥蛛取食量和個(gè)體發(fā)育的影響未見報(bào)道。本研究中，海南捕鳥蛛不同活體飼料種類表現(xiàn)出的取食和生長差異或與其自身的生長節(jié)律和野外食物適應(yīng)性有關(guān)，具體原因還需進(jìn)一步探究。從虎紋捕鳥蛛來看，其在野外多食蟋蟀、蝗蟲等直翅目昆蟲［27］，根據(jù)筆者團(tuán)隊(duì)的野外調(diào)查結(jié)果［28］，可知海南捕鳥蛛的食譜與之差異不大，這種取食習(xí)性可能是蟋蟀飼料總體效果最佳的原因之一。

蟋蟀喂養(yǎng)的海南捕鳥蛛蛋白濃度較高和蛋白總量較多，但與黃粉蟲和蟑螂喂養(yǎng)的沒有顯著性差異，這可能與毒液分泌量的采集方法及蜘蛛的活力有關(guān)，蟋蟀喂養(yǎng)的海南捕鳥蛛更有活力，如采用直接咬管法進(jìn)行毒液采集，采得的蛋白濃度和總量可能相對(duì)較高，但此僅為操作層面的原因，對(duì)于不同飼料喂養(yǎng)條件下海南捕鳥蛛毒液分泌液蛋白濃度和總量發(fā)生變化的機(jī)理還需要做進(jìn)一步分析。

進(jìn)行室內(nèi)人工飼養(yǎng)，保證其成活率是首要解決的問題，毒液提取是人工飼養(yǎng)海南捕鳥蛛的主要目的，綜合考慮，建議使用蟋蟀喂養(yǎng)，既可保證其成活率，又有助于提高其毒液分泌量，但是這個(gè)結(jié)果是在針對(duì)單獨(dú)喂養(yǎng)一種食物的試驗(yàn)基礎(chǔ)上得出，蟋蟀喂養(yǎng)原理和機(jī)制及海南捕鳥蛛產(chǎn)毒量與食物的相關(guān)性還需做進(jìn)一步的研究。