短時高溫脅迫對新菠蘿灰粉蚧的耐熱性及存活影響

李德偉 吳建輝 覃振強

摘要通過觀察短時高溫脅迫后新菠蘿灰粉蚧Dysmicoccusneobrevipes Beardsley各蟲態(tài)的死亡率，研究高溫脅迫對該蟲耐熱性及存活的影響。結(jié)果表明，在高溫脅迫下，新菠蘿灰粉蚧蟲態(tài)、溫度、時間對其死亡率均有顯著影響，高溫脅迫對該粉蚧低齡若蟲死亡率的影響大于高齡若蟲及雌成蟲的影響。35和38℃高溫脅迫下3齡若蟲及雌成蟲短時脅迫死亡率為0，但1齡和2齡若蟲出現(xiàn)了1.67%～68.33%的死亡率;當溫度為47℃超高溫時，脅迫2 h后新菠蘿灰粉蚧所有蟲態(tài)死亡率均達100%。研究發(fā)現(xiàn)，通過短時的高溫鍛煉并不能增強新菠蘿灰粉蚧的高溫脅迫耐受性，該粉蚧隨著鍛煉溫度的升高其高溫脅迫的死亡率也會上升。研究結(jié)果為研究新菠蘿灰粉蚧的生物學、生理學、防控、檢疫處理等提供參考。

關(guān)鍵詞新菠蘿灰粉蚧;高溫脅迫;耐熱性;存活率

中圖分類號 S435.63 文獻標識碼 A? DOI：10.12008/j.issn.1009-2196.2021.12.012

Study on the Heat Resistance and Survival Effect of DysmicoccusneobrevipesBeard?sley （Hemiptera： Pseudococcidae） to Short-time High Temperature Stress

LI? Dewei1） WU? Jianhui2） QIN? Zhenqiang1）

（1 Sugarcane Research Institute， Guangxi Academy of Agricultural Sciences/ Key Laboratory of SugarcaneBiotechnology and Genetic Improvement （Guangxi）/ Ministry of Agriculture and Rural Affairs， Guangxi Key Laboratory of Sugarcane Genetic Improvement， Nanning， Guangxi 530007， China;

2 Key Laboratory of Bio-Pesticide Innovation and Application， Guangdong Province / Engineering Technology Research Center of Pest Biocontrol， Ministry of Education， Guangzhou， Guangdong 510640， China）

Abstract? To study the effects of high temperature stress on the heat resistance and survival effect of Dysmicoccusneobrevipes Beardsley， the mortality of all stages of D. neobrevipes under short-time high temperature? stress? was? observed. The? results? showed? that? the? insect? stage，? temperature? and? time duration had? significant? effects? on the? mortality? of D. neobrevipes under the high temperature? stress. The effect of high temperature stress on the mortality of the young instar nymphs was greater than that of the old instar nymphs and the female adults. The mortality rate of the 3rd? instar nymphs and female adults? under 35 and 38℃ was 0，? but? the? mortality? rate? of the 1st? instar? nymphs? and? the 2nd? instar nymphs was 1.67%-68.33%. When the temperature was as high as 47℃ ， the mortality rate of all stages of D. neobrevipes? was 100% under 2 h? heat? stress. Short-time? high? temperature? exposure? could? not enhance? the? tolerance? of D. neobrevipes? to? the? high ?temperature? stress，? and? the? mortality? rate? of D. neobrevipes? under the? high? temperature? stress would? also? increase with? the? increase? of the? exposuretemperature. These results? could provide reference for the? study of the biology， physiology， control and prevention， quarantine and treatment of D. neobrevipes.

Keywords? Dysmicoccusneobrevipes Beardsley ; high temperature stress ; heat resistance ; survival rate

新菠蘿灰粉蚧Dysmicoccusneobrevipes Beardsley 屬半翅目 Hemiptera 粉蚧科 Pseudo ‐coccidae灰粉蚧屬Dysmicoccus，其寄主廣泛，主要為害劍麻Agavesisalana、菠蘿Ananascomo‐ sus、柑橘Citrusreticulata、南瓜 Cucurbita moschata、番茄 Lycopersicon esculentum、可可 Theobroma cacao和香蕉 Musa nana等農(nóng)林經(jīng)濟作物，是熱帶和亞熱帶農(nóng)林經(jīng)濟作物的重要害蟲[1-2]。我國最早于1998年在海南省昌江縣青坎農(nóng)場的劍麻上發(fā)現(xiàn)該蟲暴發(fā)為害，2006年該蟲在廣東省湛江市劍麻種植區(qū)發(fā)生蔓延。該蟲在劍麻上直接危害嚴重，還會引起劍麻紫色卷葉病大暴發(fā)，造成年減產(chǎn)30%以上，甚至失收[3]。目前，該蟲害主要分布于我國海南、廣東、廣西和云南等地[1-5]，是我國進境植物檢疫性有害生物[6]。

新菠蘿灰粉蚧作為一種高度危險性入侵害蟲受到我國植保工作者的高度重視，在危險性分析[7]、分布范圍[8]、生物學研究[1，9-10]、鑒定技術(shù)[11-14]、防治技術(shù)[4， 15-17]等方面開展了大量的研究。23～29℃是最適宜新菠蘿灰粉蚧生長發(fā)育和繁殖的溫度，高于這個溫度范圍其歷期及死亡率會上升[1， 18-19]。康芬芬等[20]報道，用95%～98%的飽和蒸汽對新菠蘿灰粉蚧進行47～49℃的短時熱處理可將新菠蘿灰粉蚧100%殺滅。在其它高溫范圍及增加處理時間對新菠蘿灰粉蚧死亡率的影響研究對其生物學及檢疫處理等也具有重要意義。本研究在35～47℃內(nèi)設(shè)置5個不同的高溫處理及1～8 h 時間內(nèi)設(shè)置5個不同脅迫處理時間，測定新菠蘿灰粉蚧各個蟲態(tài)的高溫脅迫致死情況，以揭示短時高溫脅迫對該蟲各蟲態(tài)的死亡率影響，為該蟲的生物學、生理學、防控、檢疫處理等提供參考。

1材料與方法

1.1材料

本試驗所用的新菠蘿灰粉蚧采自廣西壯族自治區(qū)欽州市浦北縣廣西農(nóng)墾東方農(nóng)場有限公司的劍麻園，并在26℃的室內(nèi)用南瓜繼代繁殖10代以上，建立試驗種群，作為供試蟲源。

1.2方法

1.2.1短時高溫脅迫

試驗在人工氣候箱內(nèi)進行。本試驗設(shè)1、2、3齡若蟲、始期雌成蟲（成蟲初期，蛻皮為成蟲后3～5 d）、成熟期雌成蟲（蛻皮為成蟲后20 d）共5個蟲態(tài)處理，每個蟲態(tài)處理下設(shè)置35、38、41、44、47℃共5個高溫脅迫處理，相對濕度為（75±5）%，每個脅迫處理設(shè)置脅迫1、2、4、6、8 h共5個時間處理，每個時間處理重復4次，每個重復樣本數(shù)量若蟲為30頭，成蟲為20頭。以26℃處理作為對照。

用柔軟的小毛筆小心挑取健康活力強的1、2、3齡若蟲及始期雌成蟲、成熟期雌成蟲分別移入培養(yǎng)盒內(nèi)并置于新鮮葉片上，1、2、3齡若蟲每盒挑取30頭，始期雌成蟲、成熟期雌成蟲每盒挑取20頭，挑夠數(shù)量后用保鮮膜覆蓋盒口，并用昆蟲針在保鮮膜上插些小孔，每種蟲態(tài)各挑取120盒。將每種蟲態(tài)分別在設(shè)置好的26、35、38、41、44、47℃的人工氣候箱內(nèi)放入20盒進行溫度處理，在分別處理1、2、4、6、8 h 時，從各溫度處理的人工氣候箱中拿出4盒放置于26℃的室內(nèi)環(huán)境下讓其蘇醒，拿出2 h后觀察不同蟲態(tài)在各溫度處理及時間下的死亡情況，蟲體干癟、色澤暗黑或用細毛筆輕輕觸動蟲體不動者為死亡，統(tǒng)計死亡率。

1.2.2高溫鍛煉對粉蚧耐熱性的影響

設(shè)置32、35、38、41、44℃共5個高溫鍛煉處理1 h，然后直接移入44℃高溫下脅迫處理2h，每個鍛煉溫度4個重復，每重復樣本數(shù)30頭。26℃不經(jīng)鍛煉處理直接放入44℃下脅迫處理2 h作為對照。此外，本試驗中47℃高溫下脅迫處理2 h該蟲死亡率100%的結(jié)論下，特別設(shè)置一組中間高溫38℃鍛煉處理1 h，然后在47℃高溫下脅迫處理2h 下該蟲的死亡率，明確高溫鍛煉對粉蚧耐熱性的影響。

用柔軟的小毛筆分別挑取26℃下飼養(yǎng)的3齡若蟲和成熟期雌成蟲并移入放置有新鮮劍麻葉片的培養(yǎng)盒中，每盒挑取30頭，挑夠數(shù)量后用保鮮膜覆蓋盒口，并用昆蟲針在保鮮膜上插些小孔。2種蟲態(tài)各挑取28盒，將挑好的蟲分別在32、35、38、41、44℃的人工氣候箱內(nèi)，各放入4盒高溫鍛煉1 h 后全部移入置于44℃高溫下脅迫處理2 h，從26℃不經(jīng)鍛煉處理直接放入44℃下脅迫處理2 h作為對照。另挑取1組放入38℃的人工氣候箱內(nèi)高溫鍛煉1 h 后移入置于47℃高溫下脅迫處理2 h 進行對照觀察，觀察其死亡率是否會因為高溫鍛煉而降低。脅迫處理2 h后將所有供試昆蟲置于26℃的室內(nèi)環(huán)境下讓其蘇醒，2 h后觀察不同蟲態(tài)各處理溫度的死亡情況，并統(tǒng)計死亡率。

1.2.3數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)經(jīng) Excel整理后，統(tǒng)計死亡率。利用 DPS 9.01對脅迫溫度、脅迫時間、蟲態(tài)及高溫鍛煉對新菠蘿灰粉蚧高溫脅迫死亡率進行方差分析。顯著性差異采用 Duncans法檢驗。

死亡率=死亡個體數(shù)÷試蟲總數(shù)×100%

2結(jié)果與分析

2.1高溫脅迫對新菠蘿灰粉蚧1齡若蟲死亡率的影響

除1齡若蟲在35℃高溫脅迫處理1 h 與對照無顯著差異外，其它各高溫脅迫處理及不同脅迫時間下的死亡率均與26℃處理存在顯著差異，在 44℃高溫脅迫2 h 以上及在47℃高溫脅迫1 h 以上的1齡若蟲死亡率均達到100%（表1）。在相同高溫處理下，除了38℃處理2 h外，新菠蘿灰粉蚧1齡若蟲高溫脅迫1 h 的死亡率均比其它處理時間的低，差異顯著;處理4、6、8 h 后的死亡率除了35℃處理6 h外，其它各相同高溫處理下的死亡率差異不顯著。在相同處理時間下，高溫處理1 h 時38、41、44℃的死亡率差異不顯著，在高溫處理2和6 h 時35與38℃的死亡率差異均不顯著。通過雙因素方差分析表明，本試驗的高溫溫度和脅迫時間對1齡若蟲死亡率均有顯著影響（溫度： F=25.5，p<0.05;時間： F=3.7，p<0.05）;溫度和脅迫時間對1齡若蟲死亡率有顯著的交互作用（ F=12.4，p<0.05）。

2.2高溫脅迫對新菠蘿灰粉蚧2齡若蟲死亡率的影響

2齡若蟲在35、38、41℃高溫下脅迫1、2、4 h 及35℃脅迫6、8 h 的死亡率均低于15%，其死亡率與26℃對照處理無顯著差異，其它各高溫脅迫及各時間處理的死亡率與26℃對照處理均差異顯著，在 44℃高溫脅迫6 h 以上及在47℃高溫脅迫1 h 以上時死亡率達100%（表2）。在相同高溫處理下，35℃處理1、2、6、8 h 之間及38、41、44℃高溫處理1、2、4 h 之間的死亡率差異不顯著，各高溫處理6、8 h 的死亡率差異也不顯著。在相同處理時間下，高溫處理1、2、4 h 時35、38、41℃之間的死亡率差異不顯著，與 44、47℃死亡率差異顯著;高溫處理6、8 h 時各高溫處理的死亡率除了44、47℃間差異不顯著外，其它各高溫處理間的死亡率差異顯著。通過雙因素方差分析表明，高溫溫度和脅迫時間對2齡若蟲死亡率均有顯著影響（溫度 F=46.3，p<0.05;時間 F=4.1，p<0.05）;溫度和脅迫時間對2齡若蟲死亡率有顯著的交互作用（ F=11.8，p<0.05）。

2.3高溫脅迫對新菠蘿灰粉蚧3齡若蟲死亡率的影響

3齡若蟲在35和38℃高溫脅迫各時長的死亡率均為0，44℃高溫脅迫4 h 以上及47℃高溫脅迫1 h 以上時其死亡率均達100%（表3）。在相同高溫處理下，44℃高溫脅迫1、2 h 間死亡率差異顯著，其它的各高溫處理下各時間處理之間的死亡率均差異不顯著。在相同處理時間下，41℃高溫處理1、4、8 h 的死亡率及與26℃對照處理的死亡率均差異不顯著，與 44、47℃的死亡率均差異顯著。通過雙因素方差分析表明，本試驗的高溫溫度對3齡若蟲死亡率具有顯著影響 （ F=44.0， p<0.05），而短時高溫脅迫時間對3齡若蟲死亡率影響不顯著（ F=0.8，p>0.05）;但溫度和脅迫時間對3齡若蟲死亡率有顯著的交互作用（ F=64.2， p<0.05）。

2.4高溫脅迫對新菠蘿灰粉蚧始期雌成蟲和成熟期雌成蟲死亡率的影響

始期雌成蟲和成熟期雌成蟲在35和38℃高溫脅迫各時長的死亡率均為0，雌成蟲在41和44℃高溫脅迫下出現(xiàn)死亡，但始期雌成蟲在41℃高溫及成熟期雌成蟲在41和44℃高溫脅迫下其平均死亡率均未超過5%，而始期雌成蟲在47℃高溫脅迫1 h 死亡率達97.5%，脅迫2 h 以上死亡率達100%，成熟期雌成蟲在47℃高溫脅迫1 h 死亡率達100%，與其它高溫脅迫的死亡率差異顯著（見表4、5）。在相同高溫處理下，始期雌成蟲在35、38、41℃及成熟期雌成蟲在各處理溫度下不同處理時間的死亡率之間差異不顯著。在相同處理時間下，始期雌成蟲在各處理時間下的44、47℃的死亡率與其它溫度的差異顯著，其它溫度間的死亡率除41℃下處理4 h外差異不顯著;成熟期雌成蟲在各處理時間下35、38、41、44℃間的死亡率差異均不顯著，與 47℃的死亡率差異顯著。通過雙因素方差分析表明，本試驗的高溫對始期和成熟期雌成蟲死亡率均具有顯著影響（始期雌成蟲： F=1231.1，p<0.05;成熟雌成蟲：F=7574.3，p<0.05），而短時高溫脅迫時間對始期和成熟雌成蟲死亡率影響不顯著（始期雌成蟲： F=0.4， p>0.05成熟期雌成蟲： F=1.5，p>0.05）;但本試驗的溫度和脅迫時間對始期雌成蟲死亡率有顯著的交互作用（ F=1.9，p<0.05），對成熟期雌成蟲死亡率的交互作用不顯著 （ F=0.8， p? >0.05）。

2.5高溫鍛煉對新菠蘿灰粉蚧耐熱性的調(diào)節(jié)影響

將不同的高溫鍛煉處理1 h后的粉蚧放入44℃高溫脅迫處理2 h，其死亡率高于或等于沒有進行高溫鍛煉而直接進行44℃高溫下脅迫處理2 h 的死亡率（表6）。沒有因為進行了高溫鍛煉而減少了死亡率，說明高溫鍛煉并不會加強新菠蘿灰粉蚧的耐熱性。

3討論與結(jié)論

昆蟲屬于典型的變溫動物，其生長發(fā)育易受到溫度的影響[21-22]，當環(huán)境溫度超出昆蟲正常生長發(fā)育的適溫范圍，即使是短暫的也會對昆蟲的生長或存活造成巨大影響甚至導致種群滅亡[22]。新菠蘿灰粉蚧的最適宜種群生長發(fā)育和繁殖的溫度是23～29℃[1， 19]，在超出最適溫度范圍較為緩和的高溫下，其歷期及死亡率隨之增高，內(nèi)稟增長力下降[18-19]。而在最適溫度范圍較為緩和的高溫下進行短時脅迫處理雖然對一些昆蟲存活率沒有影響，但有可能會造成這些昆蟲的生殖適應性降低[23-24]。本試驗在35℃高溫進行短時脅迫時，雖然對3齡若蟲及雌成蟲短時脅迫其死亡率為0，但1齡和2齡若蟲出現(xiàn)死亡，所以對種群來說已經(jīng)產(chǎn)生了影響;當短時脅迫溫度達到41℃以上時其所有蟲態(tài)均出現(xiàn)了死亡。本試驗總體來說，高溫脅迫對低齡若蟲影響大于高齡若蟲及成蟲。根據(jù)多因素方差分析，總的來說新菠蘿灰粉蚧蟲態(tài)、脅迫溫度和脅迫時間對死亡率的作用均差異顯著（蟲態(tài)： F=480.1， p<0.05;溫度： F=4151.3， p<0.05;時間： F=92.0，p<0.05）。不同蟲態(tài)、脅迫溫度以及脅迫時間之間均具有顯著的交互作用（蟲態(tài)×溫度： F=111.8，p<0.05;蟲態(tài)×時間： F=30.3， p<0.05;溫度×時間： F=20.7， p<0.05;蟲態(tài)×溫度×時間：? F=13.9， p <0.05）。

新菠蘿灰粉蚧在高溫脅迫下蟲態(tài)、溫度、時間對其死亡率均有顯著影響，且高溫脅迫對低齡若蟲影響大于高齡若蟲及成蟲;而脅迫時間在不同高溫的脅迫中表現(xiàn)出不同的影響，8 h 以內(nèi)短時脅迫在35、38、41℃高溫脅迫中對3齡若蟲及雌成蟲的死亡率影響不大，而在47℃高溫脅迫下短時脅迫1 h其死亡率幾乎達到100%。這與康芬芬等[20]在47℃蒸熱處理1 h死亡率達100%的結(jié)果相似。在新菠蘿灰粉蚧高溫鍛煉試驗中，通過高溫鍛煉處理1 h 后放入44℃高溫脅迫處理2 h 其死亡率高于或等于直接進行44℃高溫下脅迫處理2 h 的死亡率，說明高溫鍛煉并不能增強新菠蘿灰粉蚧的高溫脅迫耐受性，這在 Q 型煙粉虱的研究[25] 中也得到了相似結(jié)果。

本研究表明，35℃以上的短時高溫脅迫對新菠蘿灰粉蚧死亡率產(chǎn)生影響，但是在47℃高溫脅迫2 h才能確保各蟲態(tài)的死亡率達100%，且不會因為短時的高溫鍛煉而降低其死亡率，這些結(jié)果為新菠蘿灰粉蚧通過悶棚等高溫處理來滅殺提供參考。雖然47℃高溫對新菠蘿灰粉蚧的影響是致命的，但是47℃高溫對某些植物或產(chǎn)品的影響可能也是巨大的，本試驗雖然做了低于47℃的幾個溫度處理，但脅迫時間最長只有8 h，在適當降低高溫脅迫處理溫度時，是否可以通過延長脅迫時間來達到滅殺的目的，在35～44℃高溫脅迫下沒有被滅殺的新菠蘿灰粉蚧其生殖機能是否受影響，這些還需要進一步的研究。

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