危害乳源木蓮葉片的枝膜葉蜂屬(膜翅目：葉蜂科)一新種*

牛耕耘 何學友 曾麗瓊 魏美才

(1.江西師范大學生命科學學院 南昌 330022；2.福建省林業科學研究院 國家林業和草原局南方山地用材林培育重點實驗室 福州 350012)

木蘭科(Magnoliaceae)是一類古老的植物類群，屬于被子植物的基干類群之一。該科已知約15屬、150余現生種，主要分布于東南亞，中北美也有分布(吳征鎰等，2003)，是我國南方重要資源植物。近年來，陸續發現并報道一些葉蜂類昆蟲危害木蘭科樹種，膜翅目(Hymenoptera)葉蜂科(Tenthredinidae)的枝膜葉蜂屬(Cladiucha)昆蟲專性取食木蘭科植物葉片，造成嚴重危害。

乳源木蓮(Manglietiayuyuanensis)為木蘭科木蓮屬常綠喬木，自然分布于中國大陸東南部，包括安徽南部、浙江、江西南部、福建、湖南南部、廣東北部等地，生長于海拔700～1 200 m的闊葉林中，既是優良的庭園觀賞和四旁綠化樹種，也是優良的建筑和家具用材(李因剛等，2008)。近年來，福建永安等地報道乳源木蓮被一種未知的葉蜂嚴重危害，該種葉蜂具有聚集性，種群數量較大(鄧林富，2017)。

目前已知的“廣腰亞目(Symphyta)”昆蟲有9 000余種，其中取食木蘭科植物的種類非常少，已經確認的只有2科7種：莖蜂科(Cephidae)的木蘭異節莖蜂HeterojanusmagnoliaeWei &Xiao,2011幼蟲蛀食紫玉蘭(Magnolialiliiflora)的嫩莖(Weietal.，2011)；葉蜂科2屬6種聚集取食木蘭科植物葉片，腫跗巨基葉蜂MegabelesescrassitarsisTakeuchi,1952 取食 皺葉木蘭(Magnoliakobus)和臺灣含笑(Micheliacompressa)葉片(Okutani，1970)，馬褂木巨基葉蜂MegabelesesliriodendrovoraxXiao,1993 取食馬褂木(Liriodendronchinense)的葉片(蕭剛柔，1993)，玉蘭巨基葉蜂MegabelesesmagnoliaeWei,2010 取食玉蘭(M.denudata)和紫玉蘭葉片(Wei,2010)，厚樸枝膜葉蜂C.magnoliaeXiao,1994 取食厚樸(M.officinalis)葉片，海南枝膜葉蜂C.manglietiaeXiao (1994)取食海南木蓮(M.hainanensis)葉片(Xiao，1994;蕭剛柔，1998)，大鞘枝膜葉蜂C.megathecaWei,2010 取食厚樸葉片(魏美才，2010)。

枝膜葉蜂屬CladiuchaKonow,1902是葉蜂科內一個非常獨特的屬。本屬在外部形態構造上與葉蜂科平背葉蜂亞科(Allantinae)很近似，但其兩性觸角構型與松葉蜂科(Diprionidae)非常近似，與葉蜂科一般類群差別甚大。Benson(1938)認為本屬是平背葉蜂亞科的一個獨特成員，并為其建立單獨的Cladiuchini族。Abe等(1991)和Taeger等(2010)均將本屬歸入平背葉蜂亞科，但未設立族級單元。Wei(1997)首次發現本屬和巨基葉蜂屬MegabelesesTakeuchi,1952(其觸角構造正常)雌蟲的鋸背片具獨特的懸膜葉，膜翅目內只有本屬、巨基葉蜂屬、柄基葉蜂屬ConobelesesWei,1997和橫脊葉蜂屬TripidobelesesWei,1997共4屬具此構造，在整個昆蟲綱的其他類群中均未見報道。基于獨特的觸角和鋸腹片形態構造以及聚集取食木蘭科植物葉片的獨特食性，Wei(1997)保留了枝膜葉蜂族，并為枝膜葉蜂族和巨基葉蜂族建立了一個新的亞科，即巨基葉蜂亞科(Megabelesinae)。Wei等(1998)將巨基葉蜂亞科放在平背葉蜂亞科和葉蜂亞科(Tenthredininae)之間。最新的基于線粒體基因組構建的系統發育研究支持巨基葉蜂亞科的單系性，并排除了巨基葉蜂亞科作為平背葉蜂亞科或葉蜂亞科內群的可能性(Niuetal.，2021)。

包括本研究記述的新種，枝膜葉蜂屬全世界已經記述6種：越南枝膜葉蜂CladiuchainsolitaKonow(越南，老撾)(Konow，1902；Smith，2017)，海南枝膜葉蜂(中國海南)，厚樸枝膜葉蜂(中國湖南、湖北、重慶和貴州)(Xiao，1994；Wei，2010)，大鞘枝膜葉蜂(中國重慶、廣西和貴州)(Wei，2010)，刻胸枝膜葉蜂C.punctataWei(中國云南)(Niuetal.，2020)，黃氏枝膜葉蜂C.huangbkiNiu &Wei sp.nov.(中國福建)。

1 材料與方法

1.1 材料

新種模式標本采集自福建永安，保存于中國南昌亞洲葉蜂博物館(ASCN)。

1.2 術語和縮寫

構造描述術語沿用Ross(1945)和Niu等(2010)。本研究中使用的縮寫有：OOL，單復眼距，指復眼內緣與鄰近單眼外緣的最短距離；POL，指一對側單眼內緣的最短間距；OCL，指側單眼后緣至后頭邊緣的最短距離。

1.3 圖片拍攝和處理

采用NikonD700數碼相機拍攝，使用Helicon Focus(HeliconSoft?)軟件進行圖片合成，獲得多焦點合成的成蟲圖像，在Photoshop? CS6軟件上進行調光、去雜污點等簡單處理，獲得最終圖像。雄蟲和雌蟲外生殖器圖片分別使用Moticam? 5000系統和 Motic? BA400系統獲得原始圖像，然后在Photoshop? CS6軟件上進行調光、去雜污點等簡單處理，獲得最終圖像。采用Canon-EOS70 D相機配18～200 mm常規鏡頭拍攝成蟲和幼蟲集群的生物學照片；卵列、土中預蛹、蛹和繭的近景照片采用Canon-EOS200 D相機配EFS18～55 mm近攝鏡頭，加近攝接圈拍攝；卵特寫照片采用KEYENCE(基恩士)-VHX-5000相機拍攝。

1.4 線粒體全基因組測序和分析

本研究共使用線粒體基因組數據7條，樣品編號、GenBank登錄號及采集信息等見表1。樣品殘體保存于中國南昌亞洲葉蜂博物館。

表1 標本采集信息及線粒體基因組登錄號Tab.1 Collecting data and GenBank accession number of mt genome sequences of sample species

使用MitoZ軟件(Mengetal.，2019)對線粒體全基因組進行組裝，必要時使用GENEIOUS R11軟件 (http:∥www.geneious.com)(Kearseetal.，2012)對局部進行核查并重新組裝。參考MITOS平臺 (Berntetal.，2013)對tRNA進行注釋，并根據近緣種比較研究結果對蛋白質編碼基因進行注釋。

1.5 種級系統樹構建

選取平背葉蜂亞科2種為外群，使用IQtree軟件(Trifinopoulosetal.，2016)對巨基葉蜂屬2個已知種和枝膜葉蜂屬3種構建最大似然樹。使用translateX軟件(Abascaletal.，2010)分別對13個蛋白質基因進行比對，并使用PartitionFinder軟件(Lanfearetal.，2012)對比對后的串聯序列進行分區。

1.6 進化速率評估

使用PAML4.9軟件(Yang，2007)對各分支上所有單個數據集的非同義替換和同義替換比值(dN/dS)進行評估計算。參數如下：seqtype=1(表示序列類型是密碼子)；model=2(表示模型是Two-ratio model)；icode=4(表示所選用密碼子表是無脊椎動物mtDNA密碼表)，其他參數采用軟件默認設置。使用EasyCodeML(Gaoetal.，2019)以上述最大似然數作為參考拓撲結構。使用CodonW計算(Enc)評估密碼子使用偏倚(Nachmanetal.，1996)。

2 結果與分析

2.1 黃氏枝膜葉蜂Cladiucha huangbki Niu &Wei sp.nov.(圖1—3)

雌：體長12～15 mm(圖1a)。體黑色，具顯著藍紫色金屬光澤；上唇白色；唇基大部藍黑色，中部常具黃白色斑，大小有變化；腹部第1背板氣門后側小型圓斑和第7腹板中部小斑淺黃褐色；足藍黑色，后足基節外側長條斑、后足第1轉節大部、中后足股節中基部背側條斑、前足股節前側大部、前中足脛跗節、后足脛節亞基部約1/3淺黃褐色，尾須褐色。翅近透明，端半部微弱煙褐色，翅痣和翅脈黑褐色。體毛銀色，觸角毛黑色。

圖1 黃氏枝膜葉蜂新種、成蟲Fig.1 Cladiucha huangbki Niu &Wei sp.nov.a.雌成蟲，正模 Female adult,holotype;b.雄成蟲，副模 Male adult,paratype.

體型稍粗壯。除觸角黯淡無光澤外，蟲體各部均具強光澤。唇基刻點粗糙，較密集(圖2b)；額區和單眼區刻點粗糙密集，上眶和單眼后區刻點稀疏(圖2a)；前胸背板刻點稍稀疏；中胸背板前葉和側葉頂部刻點稍密集，其余部分刻點細小稀疏；小盾片中部刻點稀疏，兩側刻點稍密集；附片刻點粗糙密集，盾側凹，底部具微細刻紋；后胸淡膜區附近刻點粗糙；中胸前側片上部無明顯刻點，下部刻點稍明顯(圖2e)；中胸后側片無刻點，底部具少許刻紋；后胸前側片腹側無刻點，背側具淺弱刻點；后側片上沿刻點粗密；腹部第1背板光滑，第2背板兩側和其余背板大部具淺大刻點；后足基節腹側刻點顯著。

圖2 黃氏枝膜葉蜂新種Fig.2 Cladiucha huangbki Niu &Wei,sp.nov.a.頭部，背面觀Head,dorsal view;b.頭部，前面觀Head,front view;c.觸角Antenna;d.觸角中部鞭分節Middle antennomeres;e.中胸前側片Mesepisternum;f.生殖鋏Gonoforceps;g.陽莖瓣 Penis valve;h.鋸腹片中部鋸刃 Middle serrulae of lancet;i.鋸背片Lance;j.鋸腹片Lancet;k.尾須和鋸鞘背面觀 Cerci and apical sheath,dorsal view;a,b,c,d,e,h,i,j,k.雌蟲,正模 Female,holotype;f,g.雄蟲,副模Male,paratype.

顎眼距0.4倍于側單眼直徑(圖2b)；觸角窩上沿低弱隆起，中窩寬淺，無深窩；額脊低鈍，弱隆起，中單眼前無顯著隆起的縱脊；單眼中溝深，單眼后溝細，稍淺，POL∶OOL∶OCL=10∶19∶19；單眼后區稍隆起，側面觀稍低于單眼頂面，寬1.5倍于長；側溝細弱，前部幾乎消失，向后明顯分歧；背面觀后頭長0.3倍于復眼長，兩側緣近似平行(圖2a)；后眶窄，后眶溝明顯，后頰脊短而明顯。觸角22+3節，稍長于頭胸部之和，明顯長于頭部寬的2倍，第3節微長于4、5節之和，明顯短于4～6節之和，第3～17節腹側各具1明顯齒突(圖2c)，中部鞭分節腹側齒突和該節側緣突出部之間凹缺窄深(圖2d)，鞭節末端3節腹側愈合。小盾片平坦，前緣短鈍弧形凸出，后緣具低鈍橫脊，附片無中縱脊；后胸淡膜區間距約2倍于淡膜區長徑。前足脛節內端距稍長于基跗節1/2長，端部分叉十分短小；后足基跗節約等于其后4個跗分節之和，基部窄細，中端部明顯膨大，長寬比等于5.6∶1；爪內齒顯著長于外齒。前翅R+M脈段約等于R脈長，2A+3A脈端部較弱，但通常可分辨，基臀室接近封閉；后翅Rs室封閉。尾須粗壯，長寬比約等于4，端部明顯收窄(圖2k)；鋸鞘寬大，明顯長于頭部寬，微短于后足股節；鋸背片懸膜中部明顯寬于兩端，最寬處約0.7倍于該處鋸背片寬(圖2i)；鋸腹片29環節(圖2j)；中部鋸刃平直，各具11個亞基齒，鋸腹片側面下部光裸區域較大，高三角形(圖2h)。

雄：體長10～13 mm(圖1b)。體色和構造類似雌蟲，不同之處有：后足股節幾乎全部藍黑色，后足脛節基部白色部分短小，抱器白色；顎眼距0.3倍于側單眼直徑；側板上部刻點稍明顯；觸角29+1節，第3～28節各具1對長齒突，第29節具1個齒突，端節斧狀、扁平，端部鈍截型；下生殖板寬大于長，端部鈍截型；抱器中部明顯內凸，端部傾斜鈍截型(圖2f)；陽莖瓣頭葉腹側基部明顯鼓出，中端部收窄，端部圓鈍(圖2g)。

詞源：本種以我國著名昆蟲學家黃邦侃先生姓氏命名。

變異：正模右側后翅Rs室均不完全封閉，4雄性副模左右后翅Rs室均不完全封閉。此項變異在本屬內屬于正常變化。

正模：♀，福建永安燕東街道麻嶺村，2019-IV-12—15，何學友。副模：2♀10，采集數據同正模。

鑒別特征：本種與大鞘枝膜葉蜂近似，但唇基白斑較小或幾乎缺如；觸角窩上沿微弱隆起，中窩淺平，底部無深凹，額脊低鈍；單眼后區側溝向后明顯分歧；雌蟲觸角22+3節；小盾片平坦，中部具明顯刻點；鋸腹片中部鋸刃幾乎平直等。上述特征與后者不同。此外，2種的寄主植物也不同。

分布：福建(永安)。廣東北部、浙江、江西和湖南是本種的潛在分布區。

寄主：木蘭科乳源木蓮(圖3a)。

卵：香蕉型，尾端稍粗(圖3e，f)，長約2 mm，寬約0.5 mm。初卵乳白色，孵化前漸變深色。卵雙列產于葉片主脈兩側葉肉內，外觀卵痕明顯(圖3c)。

幼蟲：初孵幼蟲半透明，長約3 mm，寬約1 mm。老熟幼蟲(圖3d)粗壯，體長14.5～16.7 mm，寬3.7～4.1 mm；體黃褐色，頭部、臀板大部和胸足大部黑色，酮體背側中部暗褐色至黑褐色，邊界不清晰；腹足7+1對，第6、7對腹足逐漸縮小。幼蟲聚集習性顯著(圖3b)。

預蛹：老熟幼蟲在樹冠下入土做土室，在土室內越夏、越冬(圖3g)，土室長15～18 mm，寬6～9 mm。預蛹(圖3h)體稍短縮，長13.5～16.1 mm，寬3.5～4.0 mm；腹足明顯萎縮。

蛹：初蛹胸腹部淡黃色，頭部和附肢乳白色，半透明(圖3i)，長12.9～15.9 mm，寬3.3～4.0 mm。中后期蛹色漸深，羽化前變黑色。

圖3 黃氏枝膜葉蜂寄主、卵、幼蟲、預蛹、蛹Fig.3 Host plant,egg,larva,prepupa and pupa of Cladiucha huangbki Niu &Wei,sp.nov.a.寄主Host plant;b.聚集危害的幼蟲Larvae;c.產卵痕Spawning marks;d.幼蟲Larva;e.卵列Egg row;f.卵Egg;g.幼蟲入土Larva digging into soil;h.預蛹Prepupa;i.蛹Pupa.

2.2 幾種枝膜葉蜂的線粒體序列比較和系統發育分析

對13個蛋白質編碼基因的核苷酸序列進行P距離統計，結果如圖4。在本種和刻胸枝膜葉蜂之間，有4個蛋白質編碼基因(atp8、nad1、cox2、nad4L)的P距離均為0，但nad2基因的P距離為4.86%，其余9個基因的P距離介于0.56%(nad3)與0.18%(cob)之間。cox1條形碼基因片段的P距離為0.30%，略低于cox1基因(1 536 bp)的P距離(0.39%)。該差異情況在膜翅目廣腰蜂類中為首次報道。但昆蟲近緣種間cox1基因的種間差距極小并不少見。Schmidt等(2017)統計了廣腰蜂類1 126個種類共計5 360個樣本的cox1條形碼在種內和種間差異上的表現。其中葉蜂科涉及到6亞科853種共計4 467號樣本，除Heterathrinae亞科外的5個亞科都存在cox1種間差距為0的現象，但未提到其他基因的差異情況。在枝膜葉蜂屬中，cox1顯然不適合單獨作為條形碼使用；而nad2是13個蛋白質編碼基因中最小種間P距離唯一超過1%的基因，但它是否適合入選DNA條形碼序列，仍需更多種類的檢驗。

圖4 枝膜葉蜂三種之間P距離(%)Fig.4 P distance (%)of three Cladiucha species

使用線粒體基因組中13個蛋白質編碼基因構建最大似然樹，結果高度支持枝膜葉蜂屬和巨基葉蜂屬各自的單系性以及2屬的姊妹群關系。

如圖5所示，枝膜葉蜂屬內無論是同義替換(dS)還是非同義替換(dN)均很小，這與其種間遺傳距離較小是一致的。但是，枝膜葉蜂屬內物種序列高度的相似性，是因為該屬分化程度不高，還是因多重堿基替換或回復替換掩蓋了其差異性，則需要對本屬基因組進行更深入研究。

圖5 巨基葉蜂亞科線粒體基因組蛋白質編碼基因最大似然樹及其進化速率Fig.5 Phylogenetic tree constructed with ML approach using 13PCGs sequence of Megabelesesinae and outgroups and the evaluation of substitution rates of the taxondS.同義替換Synonymous substitution;dN.非同義替換Nonsynonymous substitution;Enc.有效密碼子數Effective number of codon.

7個物種的選擇壓力ω(ω=dN/dS)均小于1，表示這7個物種均處于凈化選擇之下。枝膜葉蜂屬ω整體較大，巨基葉蜂屬2個種的ω整體次之，黑唇十脈葉蜂和紅頭后室葉蜂最小，凈化選擇壓力表現為枝膜葉蜂屬<巨基葉蜂屬<紅頭后室葉蜂<黑唇十脈葉蜂。其中刻胸枝膜葉蜂的凈化選擇壓力最小(ω=0.223 5)，黑唇十脈葉蜂的凈化選擇壓力最大(ω=0.018 1)。有效密碼子數(Enc)越小，密碼子偏好性越強，進化速率普遍越小。ω與密碼子的偏好性普遍成負相關性，密碼子使用的偏好性越強，基因的負選擇壓力普遍越大。

2.3 枝膜葉蜂屬分種檢索表

1 唇基藍黑色；后翅無封閉的中室(刻胸枝膜葉蜂的右側翅具封閉M室)；雌蟲觸角19～22+3節，明顯短于頭寬2倍，如果約等長于頭寬2倍，則顎眼距0.6倍于側單眼直徑

2

唇基至少部分白色；后翅通常均具1個封閉的中室M(少量個體有變化)；雌蟲觸角明顯長于頭寬2倍，如果短于頭寬2倍，則觸角僅16～17+3節，如果約等長于頭寬2倍，則顎眼距0.2倍于側單眼直徑

4

2 中胸前側片上半部無顯著刻點；觸角短于頭寬2倍；尾須圓柱形，長寬比約等于4，端部稍尖；顎眼距0.2～0.3倍于單眼直徑；小盾片無垂直后坡，刻點稀疏；鋸背片懸膜腹緣平直；左側鋸背片末端背側具6～7枚大齒；鋸腹片中部鋸刃顯著突出，具6～8枚亞基齒

3

中胸前側片上半部具粗大刻點；觸角等長于頭寬2倍；尾須粗壯，長寬比約等于2.8，端部具明顯指狀突；顎眼距0.6倍于單眼直徑；小盾片后部刻點密集，具較短但顯著的垂直后坡；鋸背片懸膜腹緣明顯波狀彎曲，左側鋸背片末端背側具12～13枚小齒；鋸腹片中部鋸刃稍突出，具9～10枚亞基齒。云南

刻胸枝膜葉蜂C.punctataWei

3 前胸背板全部藍黑色；雌蟲觸角中部鞭分節側齒狹長，幾乎等長于鞭分節基部寬；后足基跗節明顯膨大，長寬比小于5；前翅基臀室端部通常封閉。體長雌蟲17 mm，雄蟲10～11 mm。越南，老撾

越南枝膜葉蜂C.insolitaKonow

前胸背板后下側具黃色斑紋；雌蟲觸角中部鞭分節端部腹側齒突粗短三角形，長約等于鞭分節基部寬的1/2；后足基跗節細長，完全不膨大，長寬比大于6；前翅基臀室端部開放。體長雌蟲14 mm，雄蟲10 mm。海南

海南枝膜葉蜂C.manglietiaeXiao

4 雌蟲觸角16～17+3節，顯著短于2倍頭寬；尾須長寬比等于2；鋸鞘明顯短于頭寬；鋸腹片27環節，中部鋸刃具6～7個亞基齒。重慶、湖南

厚樸枝膜葉蜂C.magnoliaeXiao

雌蟲觸角19～22+3節，等于或長于頭寬的2倍；尾須長寬比等于3～4；鋸鞘明顯長于頭部寬，顯著長于后足基跗節；鋸腹片31～32環節，中部鋸刃具12～13個亞基齒

5

5 雌蟲觸角長約2倍于頭寬；顎眼距0.25倍于側單眼直徑；中窩深，上部具1小型深坑；單眼后區側溝向后近平行；唇基白色，僅邊緣黑色；雌蟲觸角19～20+3節；鋸腹片中部鋸刃弱度傾斜。體長雌蟲15～16 mm，雄蟲未知。重慶，廣西

大鞘枝膜葉蜂C.megathecaWei

雌蟲觸角明顯長于頭寬2倍；顎眼距0.4倍于側單眼直徑；中窩淺平，無深坑；單眼后區側溝向后明顯分歧；唇基藍黑色，中部偶具小白斑；雌蟲觸角22+3節；鋸腹片鋸刃平直；體長雌蟲12～13 mm，雄蟲10～11 mm。福建

黃氏枝膜葉蜂C.huangbkiNiu &Wei，sp.nov.