不同種類花粉對七星瓢蟲繁殖能力的影響

劉東陽，伍興隆，陳 雨，余佳敏，王 勇，江連強，龍 崗，蒲德強

（1. 四川省煙草公司涼山州公司，四川 西昌 615000；2. 四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護研究所，四川 成都 610066；3. 四川省煙草公司，四川 成都 610041）

七星瓢蟲（Coccinella septempunctataLinnaeus）屬鞘翅目（Coleoptera）瓢蟲科（Coccinellidae）瓢蟲亞科（Coccinellinae）瓢蟲屬（Coccinella）瓢蟲族（Coccinellini）昆蟲[1]，全國各省均有分布，可取食農(nóng)林作物上的多種蚜蟲[2-15]以及葉蟬[16]、木虱[17]等小型昆蟲，是農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)中的重要捕食性天敵，對蚜蟲等害蟲具有顯著控制作用。

由于化學(xué)殺蟲劑大量施用產(chǎn)生的環(huán)境安全、農(nóng)藥殘留和害蟲抗藥性等問題日益凸顯，因此對環(huán)境友好、對農(nóng)產(chǎn)品安全的害蟲生物防治技術(shù)日益受到重視，其中天敵昆蟲的規(guī)模繁育和投放是生物防控技術(shù)的一種重要形式。七星瓢蟲的規(guī)模繁育和投放是針對蚜蟲等小型昆蟲的一種生物防治方法。但受到繁育技術(shù)水平較低、機械化難度較大等因素的影響，當前七星瓢蟲規(guī)模繁育的應(yīng)用成本較高，極大限制了其在多種作物上的規(guī)?；瘧?yīng)用。因此，迫切需要研究繁育效率更高、生產(chǎn)成本更低的七星瓢蟲飼養(yǎng)技術(shù)。

筆者長期從事七星瓢蟲的生物學(xué)和繁育技術(shù)研究工作，田間調(diào)查發(fā)現(xiàn)七星瓢蟲除了取食蚜蟲等小型昆蟲外，還會取食多種植物花粉，特別是在早春時節(jié)，田間蚜蟲量極少，取食花粉后的瓢蟲仍能正常產(chǎn)卵，卵粒也能正常孵化。王建紅等[18]研究表明，歐防風(fēng)、刺芹的花粉和花蜜是瓢蟲營養(yǎng)補充的較優(yōu)食物；包偉方[19]利用DNA 追蹤技術(shù)分析出異色瓢蟲體內(nèi)存在13 科植物的DNA，主要有錦葵科、傘形科、十字花科和豆科植物等，其中以陸地棉與歐芹屬植物為主；Schuldiner-Harpaz 等[20]發(fā)現(xiàn)混合食用動物源和植物源食物對多種節(jié)肢動物發(fā)育具有益處。但是尚未見不同種類花粉對七星瓢蟲繁殖能力影響的報道?；诖耍P者以購買的不同種類花粉為食物輔助飼喂七星瓢蟲成蟲，通過對其交配、產(chǎn)卵等生物學(xué)行為的分析，以探明不同種類花粉對七星瓢蟲繁殖能力的影響。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

蟲源：瓢蟲蟲源和蚜蟲蟲源均由四川省農(nóng)業(yè)科學(xué)院植保所昆蟲繁育室提供，種群為室內(nèi)繁育5 代以上的七星瓢蟲（Coccinella septempunctataLinnaeus）和室內(nèi)繁育30 代以上的豆蚜（Aphis craccivoraKoch）。

花粉：玉米花粉、油菜花粉、玫瑰花粉、荷花粉、蕎麥花粉、菊花粉和茶花粉，購置于忻州市五臺山蜂業(yè)有限公司。

1.2 試驗方法

試驗設(shè)置8 個處理，每種花粉為1 個處理，共7種花粉和1 個不喂花粉處理（空白對照），每個處理6個重復(fù)，每個重復(fù)為1 對雌雄配對的七星瓢蟲成蟲。飼喂前，收集室內(nèi)繁育的七星瓢蟲蛹，將同一天化蛹的七星瓢蟲成蟲置于同一個養(yǎng)蟲籠內(nèi)，并放置一定數(shù)量的蚜蟲作為食物，待其羽化。七星瓢蟲蛹羽化后取食蚜蟲達到性成熟，進行雌雄配對，將配對后的成蟲置于同一培養(yǎng)皿內(nèi)飼養(yǎng)，每日提供100 頭蚜蟲成蟲和1 g 花粉作為食物，每日定時更換蚜蟲和花粉。觀察記錄七星瓢蟲每日白天12 h 的交配情況以及每日的產(chǎn)卵數(shù)量、孵化數(shù)量、死亡情況等，計算出七星瓢蟲成蟲的交配時間、交配頻率、產(chǎn)卵頻率、產(chǎn)卵量、孵化率、壽命等數(shù)據(jù)，進行統(tǒng)計分析。

1.3 數(shù)據(jù)處理

交配頻率等于七星瓢蟲連續(xù)12 h 內(nèi)交配的次數(shù)，孵化率等于孵化卵量與總產(chǎn)卵量的比值（%）。使用Excel 2016 進行初始數(shù)據(jù)的整理，采用SPSS 20.0 for Windows 軟件對試驗數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同種類花粉對七星瓢蟲交配行為的影響

由表1 可知，七星瓢蟲的交配頻率由高至低依次為玉米花粉＞玫瑰花粉＞荷花花粉＞油菜花粉＞空白對照＞菊花花粉＞茶花花粉＞蕎麥花粉；其中，蕎麥花粉處理的交配頻率顯著低于空白對照（P＜0.05），玉米花粉處理的交配頻率極顯著高于空白對照（P＜0.01），其余花粉處理的交配頻率與空白對照均無顯著性差異（P＞0.05）。從表1 中還可以看出，七星瓢蟲成蟲的交配時長由長至短排序依次為茶花花粉＞空白對照＞油菜花粉＞蕎麥花粉＞菊花花粉＞荷花花粉＞玉米花粉＞玫瑰花粉；其中，玫瑰花粉處理的交配時長顯著低于空白對照（P＜0.05），其余處理的交配時長與空白對照均無顯著性差異（P＞0.05）。

表1 不同花粉喂養(yǎng)處理七星瓢蟲成蟲的交配頻率和交配時長

由圖1 可知，在七星瓢蟲白天交配日節(jié)律方面，所有處理的七星瓢蟲對于交配時間的選擇均集中于10～14 時，占比為（47.8±3.9）%，其次為14～18 時，占比為（36.7±5.1）%，只有少數(shù)選擇在6～10 時進行交配，占比為（15.4±6.1）%。

圖1 不同花粉喂養(yǎng)處理七星瓢蟲成蟲的交配時間分布

2.2 不同種類花粉對七星瓢蟲產(chǎn)卵、孵化行為的影響

從表2 可以看出，七星瓢蟲60 d 內(nèi)的總體產(chǎn)卵量由多至少排序依次為茶花花粉＞油菜花粉＞空白對照＞玉米花粉＞玫瑰花粉＞菊花花粉＞蕎麥花粉＞荷花花粉；其中，荷花花粉處理的產(chǎn)卵量極顯著低于空白對照（P＜0.01），蕎麥花粉處理的產(chǎn)卵量顯著低于空白對照（P＜0.05），其余處理與空白對照均無顯著性差異（P＞0.05）。七星瓢蟲60 d 內(nèi)的整體孵化量由高至低排序依次為油菜花粉＞茶花花粉＞玉米花粉＞空白對照＞玫瑰花粉＞菊花花粉＞荷花花粉＞蕎麥花粉；其中，油菜花粉處理的孵化量極顯著高于空白對照（P＜0.01），荷花花粉、菊花花粉和蕎麥花粉處理的孵化量極顯著低于空白對照（P＜0.01），其余花粉處理的孵化量與空白對照均無顯著性差異（P＞0.05）。七星瓢蟲60 d 內(nèi)的整體孵化率由高至低排序依次為油菜花粉＞玉米花粉＞茶花花粉＞荷花花粉＞空白對照＞玫瑰花粉＞菊花花粉＞蕎麥花粉；其中，油菜花粉處理的孵化率極顯著高于空白對照（P＜0.01），玫瑰花粉和菊花花粉處理的孵化率顯著低于空白對照（P＜0.05），蕎麥花粉處理的孵化率極顯著低于空白對照（P＜0.01），其余花粉處理的孵化率與空白對照均無顯著性差異（P＞0.05）。

表2 不同花粉喂養(yǎng)處理七星瓢蟲60 d 內(nèi)的產(chǎn)卵量、孵化量及孵化率

以20 d 為界限將成蟲期分為前、中、后3 期，分析各處理七星瓢蟲成蟲在不同階段的產(chǎn)卵和孵化情況，結(jié)果如圖2 和圖3 所示。由圖2 可知，七星瓢蟲成蟲前期的日均產(chǎn)卵量由多至少排序依次為蕎麥花粉＞空白對照＞茶花花粉＞油菜花粉＞玫瑰花粉＞玉米花粉＞菊花花粉＞荷花花粉；其中，油菜花粉和茶花花粉處理的日均產(chǎn)卵量顯著高于空白對照（P＜0.05），蕎麥花粉處理的日均產(chǎn)卵量極顯著高于空白對照（P＜0.01），其余花粉處理的日均產(chǎn)卵量與空白對照均無顯著性差異（P＞0.05）。七星瓢蟲成蟲中期的日均產(chǎn)卵量由多至少排序依次為茶花花粉＞油菜花粉＞空白對照＞玫瑰花粉＞玉米花粉＞荷花花粉＞菊花花粉＞蕎麥花粉；所有處理間均無顯著性差異（P＞0.05）。七星瓢蟲成蟲后期的日均產(chǎn)卵量由多至少排序依次為茶花花粉＞油菜花粉＞玉米花粉＞菊花花粉＞玫瑰花粉＞荷花花粉＞空白對照＞蕎麥花粉；其中，茶花花粉處理的日均產(chǎn)卵量顯著高于空白對照（P＜0.05），其余花粉處理的日均產(chǎn)卵量與空白對照均無顯著性差異（P＞0.05）。

圖2 不同花粉喂養(yǎng)處理七星瓢蟲成蟲的日均產(chǎn)卵量隨時間的變化情況

由圖3 可知，在成蟲前期和中期，不同種類花粉飼養(yǎng)的七星瓢蟲產(chǎn)卵的孵化率之間沒有顯著性差異（P＞0.05）；后期產(chǎn)卵的孵化率由高至低排序依次為油菜花粉＞茶花花粉＞玉米花粉＞荷花花粉＞玫瑰花粉＞空白對照＞菊花花粉＞蕎麥花粉，其中油菜花粉和茶花花粉處理后期的孵化率顯著高于空白對照（P＜0.01），其余花粉處理后期的孵化率與空白對照均無顯著性差異（P＞0.05）。

圖3 不同花粉喂養(yǎng)處理七星瓢蟲成蟲所產(chǎn)卵塊的孵化率隨時間的變化

2.3 不同種類花粉對七星瓢蟲壽命的影響

從表3 可看出，不同種類花粉處理七星瓢蟲雌蟲存活時間由長至短排序依次為荷花花粉=菊花花粉=蕎麥花粉＞茶花花粉＞玉米花粉＞油菜花粉＞空白對照＞玫瑰花粉，所有處理與空白對照均無顯著性差異（P＞0.05）；不同處理七星瓢蟲雄蟲存活時間由長至短排序依次為空白對照=荷花花粉＞茶花花粉＞菊花花粉＞油菜花粉＞蕎麥花粉＞玉米花粉＞玫瑰花粉，所有處理與空白對照均無顯著性差異（P＞0.05）。

表3 不同花粉輔助喂養(yǎng)處理七星瓢蟲成蟲的壽命

3 結(jié)論與討論

試驗結(jié)果顯示，玉米花粉能顯著增加七星瓢蟲成蟲的交配頻率，油菜花粉能顯著提高七星瓢蟲的有效產(chǎn)卵量和卵的孵化率，荷花花粉、菊花花粉和蕎麥花粉顯著降低了七星瓢蟲的有效產(chǎn)卵量，玫瑰花粉、菊花花粉和蕎麥花粉顯著降低了七星瓢蟲卵的孵化率?？傮w來看，油菜花粉能顯著提高七星瓢蟲成蟲的有效產(chǎn)卵量，可作為七星瓢蟲成蟲人工飼料的優(yōu)質(zhì)組分。

瓢蟲人工飼料的研究始于20 世紀50 年代[21]。1958 年，Smirnoあ首先以獵物干粉為主要成分配置了人工飼料，并用其成功飼養(yǎng)了多種捕食性瓢蟲，以此為序幕，掀起了一股研制天敵昆蟲人工飼料的浪潮。近年來的研究資料顯示，已有數(shù)種瓢蟲的人工飼料研發(fā)工作取得了較大進展。Bonte 等[22]用地中海粉螟卵加花粉飼養(yǎng)二星瓢蟲Adalia bipunctata，1 齡幼蟲發(fā)育至成蟲的存活率可達84%，成蟲一生能產(chǎn)卵1 864 粒；李連枝等[23]采用白菜汁、烤香腸、黃粉蟲、氨基酸、蜂蜜配制的土黃色乳膠液體人工飼料飼養(yǎng)異色瓢蟲，其平均產(chǎn)卵數(shù)、孵化率和羽化率都接近用蚜蟲飼養(yǎng)的種群。于華利等[24]用桑蠶蛹粉、酵母粉等配制的人工飼料飼喂六斑月瓢蟲（Menochilus sexmaculatus），成蟲存活率和可產(chǎn)卵比例較高，且存活時間也較長。但對于當前應(yīng)用最為廣泛的七星瓢蟲和異色瓢蟲而言，能讓其成蟲完成生殖生長并正常繁育的人工飼料還未研制成功。

近年來，七星瓢蟲逐漸被推廣應(yīng)用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，為了提高七星瓢蟲的繁育效率，降低應(yīng)用成本，人們在七星瓢蟲人工飼料的研究上投入了大量精力，國內(nèi)外學(xué)者也對豬肝、花粉、油類、蛋類、蔗糖、蜂蜜、酪蛋白、蜂蛹等材料及其衍生物進行了研究[25-31]，但研制出的人工飼料配方均未能超越蚜蟲的飼養(yǎng)效果，到目前為止仍然沒有一種理想的、可以規(guī)模化繁殖七星瓢蟲的人工飼料。孫毅等[32]用赤眼蜂蛹飼養(yǎng)七星瓢蟲時發(fā)現(xiàn)，使用人工飼料喂養(yǎng)七星瓢蟲幼蟲，幼蟲存活率比較高（90%～100%），化蛹率和羽化率與蚜蟲飼養(yǎng)差異不大，但用其飼養(yǎng)七星瓢蟲成蟲，取食量較少，產(chǎn)卵前期延長，產(chǎn)卵量極低，若在成蟲產(chǎn)卵前期添加取食刺激劑或適當添加蚜蟲可顯著提高其生殖力。Evans 等[33]用紫苜蓿葉象（Hypera postica）幼蟲飼養(yǎng)七星瓢蟲，雌蟲幾乎不能產(chǎn)卵，一旦同時提供蚜蟲飼養(yǎng)，雌蟲產(chǎn)卵量大大提高。

該研究在正常喂養(yǎng)蚜蟲的條件下，采用不同種類花粉輔助喂養(yǎng)七星瓢蟲成蟲，篩選出可以提高七星瓢蟲產(chǎn)卵量和孵化率的花粉種類，以此提高人工繁育七星瓢蟲的效果和效率，降低生產(chǎn)成本。

近年來，DNA 測序技術(shù)和生物信息學(xué)的迅速發(fā)展有力促進了昆蟲基因組學(xué)的研究。進行營養(yǎng)基因組學(xué)研究將有助于闡明動物機體在營養(yǎng)供給不合理情況下基因表達的變化機制，為利用營養(yǎng)物質(zhì)來調(diào)控基因的正常表達提供技術(shù)支持，這對昆蟲人工飼料配方的改良具有重要的理論和實踐意義。一些研究工作已經(jīng)證實能用營養(yǎng)基因組學(xué)來研究昆蟲營養(yǎng)，Li 等[34]比較了孟氏隱唇瓢蟲（Cryptolaemus montrouzieri）分別取食蚧殼蟲和蚜蟲后其轉(zhuǎn)錄組的差異，發(fā)現(xiàn)4 齡幼蟲的上調(diào)基因與核糖體和翻譯有關(guān)，另外一些與生物運輸、代謝和解毒作用相關(guān)的基因表達也發(fā)生了上調(diào)，這是孟氏隱唇瓢蟲對獵物營養(yǎng)和非營養(yǎng)成分轉(zhuǎn)變適應(yīng)的結(jié)果。這些研究都證明應(yīng)用營養(yǎng)基因組學(xué)來分析改良昆蟲的人工飼料是可行的。但是到目前為止，營養(yǎng)基因組學(xué)分析還沒有用到瓢蟲人工飼料的改良中，后續(xù)需要探明瓢蟲人工飼料的營養(yǎng)分子機理，以便研制高效的人工飼料。