5種葉螨在植物上發(fā)育規(guī)律的研究

5種葉螨在植物上發(fā)育規(guī)律的研究

屬于頭孢菌、東方唑蟲、真菌、葉虱和其他蜘蛛。前者是我國分布最廣、發(fā)生最嚴(yán)重的一種農(nóng)業(yè)害螨,在各地嚴(yán)重危害棉花、豆類、桑、木薯、木瓜、瓜類以及林木、溫室栽培植物和多種觀賞植物,對寄主植物產(chǎn)生機械傷害和毒害作用,引起植物減產(chǎn)和品質(zhì)下降;后者自從1983年進入中國后,目前分布于中國東北、華北、西北及蘇皖兩省北部,危害多種果樹及經(jīng)濟植物,在山東、遼寧、陜西等省已上升成為果樹的第一大害螨,嚴(yán)重威脅果樹業(yè)生產(chǎn)。兩種葉螨在形態(tài)上十分相似,只是體色上有差別,朱砂葉螨是朱紅色的,二斑葉螨是綠色的。因此國外不少學(xué)者認(rèn)為兩者是同一個種的不同色型,朱砂葉螨是二斑葉螨的紅色型,二斑葉螨則是二斑葉螨的綠色型。目前國內(nèi)仍然視它們?yōu)閮蓚€獨立的物種。鑒于這兩個種的經(jīng)濟重要性以及它們在形態(tài)學(xué)和生態(tài)學(xué)上的相似性,昆蟲學(xué)家對它們的形態(tài)鑒別特征、分子水平上的差異和競爭能力等開展了一些比較性的研究,試圖找出它們在形態(tài)、DNA水平和生態(tài)適應(yīng)性等方面的不同。以往的這些研究對進一步了解這兩種葉螨確實有很大的幫助,但忽略了寄主植物對它們生長發(fā)育和生殖的影響或分析得不夠深入。考慮到這兩種害螨自然種群在中國國內(nèi)寄主上的一些差異,特別設(shè)計試驗,研究它們在不同寄主上的發(fā)育情況,探討它們的寄主選擇性,為今后田間種群發(fā)生的預(yù)測預(yù)報和有效治理提供科學(xué)依據(jù)。1材料和方法1.1實驗室種群養(yǎng)殖二斑葉螨2003年7月采集于江蘇省徐州市豐縣蘋果樹,朱砂葉螨2002年8月采集于江蘇省江都市棉花田,在實驗室隔離飼養(yǎng),并已形成穩(wěn)定的實驗室種群。1.2品種和抗蟲棉2003至2004年共選用了5種寄主植物,即菜豆(81-8)、茄子(蘇崎茄)、月季(普通園藝品種)、桃樹(觀賞品種)以及轉(zhuǎn)Bt單基因抗蟲棉。菜豆、茄子及轉(zhuǎn)Bt單基因抗蟲棉均在25℃下人工種植備用,月季、桃樹葉片采集于南京農(nóng)業(yè)大學(xué)校園花圃內(nèi)。1.3海綿覆蓋物實驗室中2種葉螨分別在90mm培養(yǎng)皿中進行飼養(yǎng)。選擇一定大小的菜豆葉片,仔細(xì)觀察確認(rèn)無異物后置于培養(yǎng)皿中高溫消毒的塊狀海綿上,葉背朝上,用衛(wèi)生紙將葉片邊緣覆蓋,加水使海綿浸潤并使水面高度在皿高的2/3處。擴繁時將原來有較多葉螨的葉片取下,用剪刀剪成若干小片,分別置于新做好的葉片上,1次可擴3～5盆。每3～4d換1次葉子。1.4親水性葉酒的制備實驗均在25℃恒溫及相對濕度80%的培養(yǎng)箱內(nèi)進行,一天中,光照時間設(shè)定為16h,黑暗時間為8h,以防止其滯育。將培養(yǎng)皿及塊狀海綿清洗后高溫烘干消毒備用。采摘供試植物相同葉位的葉片,置于解剖鏡下仔細(xì)觀察,清除葉上的害螨、害蟲及其天敵,葉背朝上置于培養(yǎng)皿內(nèi)的浸潤海綿上,將盒裝抽紙取出折疊后,按葉片大小剪出一定空當(dāng)將其邊緣覆蓋,同時加水于培養(yǎng)皿中至其高度的2/3處,以防葉螨逃逸。在每1葉片上用紙條分隔出4個小區(qū),共設(shè)6個重復(fù)。從保存在豇豆[Vignaunguiculata(Linn.)Walp.]上的2種葉螨種群中分別挑取第3靜止期(即快要羽化為雌成螨的一個蟲態(tài))的雌螨和雄成螨各1頭放于每一個小區(qū)中,每日觀察3次(6:00、14:00、22:00),當(dāng)雌雄交配并產(chǎn)下第1粒卵后,把雌成螨和雄螨挑走,此后記錄該卵的孵化情況,待卵孵化后,逐一記載每蟲的活動期和靜止期,直至羽化為成螨。對小區(qū)內(nèi)的雌第2若螨,待其處于靜止期后,及時挑取雄成螨進去,在其羽化后,逐一記載產(chǎn)卵前期。待其第1粒卵產(chǎn)下后,以此為起始日連續(xù)記載5d的產(chǎn)卵量。2結(jié)果與分析2.12不同基因抗蟲棉的發(fā)育歷期由表1可看出,不同寄主植物上二斑葉螨的發(fā)育歷期存在著差別,從幼期與未成熟期來看,桃樹和菜豆沒有差別,茄子和月季沒有差別,它們彼此之間存在顯著性差異,又與轉(zhuǎn)Bt單基因抗蟲棉上的發(fā)育歷期存在顯著的差異。在卵期中,菜豆、茄子與月季之間無顯著性差異,它們與桃樹和單基因抗蟲棉有顯著性差異,桃樹最短,單基因抗蟲棉最長。從表1中還可以看出,二斑葉螨在菜豆和桃樹上的卵期和幼期發(fā)育時間短,這兩種寄主更適宜二斑葉螨的生存和發(fā)育;二斑葉螨在轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲棉上的發(fā)育時間最長。由表2可以看出,朱砂葉螨的卵在桃樹、菜豆、茄子和月季上的發(fā)育歷期不存在差異,但與轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲棉上的存在顯著性差異。幼期和未成熟期歷期所表現(xiàn)的特征一樣,即在桃樹、菜豆和茄子上沒有顯著差異,但月季上的歷期要顯著長于前面3種植物;轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲棉上的又與前面4種植物存在顯著差異,歷期要顯著長于前面4種植物上的。綜合來看,桃樹、菜豆和茄子比較適合朱砂葉螨的生長和發(fā)育,月季和轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲棉不太適宜朱砂葉螨的生長和發(fā)育。綜合表1和表2,二斑葉螨卵發(fā)育歷期在桃樹上最短,與在菜豆、茄子、月季、單基因抗蟲棉上的有顯著差異,而朱砂葉螨在桃樹上的卵發(fā)育歷期與其余3種寄主植物上的并無顯著差異,在幼期和未成熟期,這2種螨僅在茄子上存在差異。由此可見,二斑葉螨僅在桃樹和菜豆上存在生存優(yōu)勢,而朱砂葉螨在桃樹、菜豆和茄子上有較好的生存優(yōu)勢,與二斑葉螨相比沒有較突出的嗜好寄主。2.2不同的危害及對產(chǎn)卵、理想的影響二斑葉螨在不同寄主植物上的生殖力存在較明顯的差別(表3),在菜豆、茄子、月季、桃樹上的產(chǎn)卵前期與在轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲棉上的產(chǎn)卵前期相比存在顯著性差異;產(chǎn)卵量方面,二斑葉螨在菜豆與桃樹上無顯著性差異,在月季與單基因抗蟲棉上也無顯著性差異,而前2種植物與后2種植物和茄子之間又存在顯著性差異。說明不同寄主對成螨的生殖力有較大的影響,在其適宜的寄主上,二斑葉螨產(chǎn)卵量大,如果溫度再適宜的話,很容易爆發(fā)成災(zāi)。朱砂葉螨在轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲棉和月季上的產(chǎn)卵前期較長,與其他3種植物上的有顯著差異(表4),和未成熟期的歷期比較結(jié)果基本一致。產(chǎn)卵量在桃樹、菜豆和茄子之間沒有差異,而在月季和轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲棉上明顯減少。朱砂葉螨在菜豆、茄子和桃樹上的產(chǎn)卵量占據(jù)絕對優(yōu)勢,可以推斷在環(huán)境合適的條件下,朱砂葉螨在這幾種寄主上很容易擴大種群數(shù)量,從而引起大發(fā)生。產(chǎn)卵前期,朱砂葉螨在月季上與在菜豆、茄子、桃樹上存在顯著性差異,相比月季不是很適合它的生長,而二斑葉螨在這4種植物上并不存在顯著性差異。由此可見二斑葉螨在花卉上的適應(yīng)能力要比朱砂葉螨強。朱砂葉螨在月季和單基因抗蟲棉上的生殖力存在顯著性差異,與二斑葉螨相比,在月季上的適應(yīng)能力較弱?？偟膩碚f,2種葉螨在果樹和蔬菜上表現(xiàn)出明顯的優(yōu)勢,雖然二斑葉螨在茄子上歷期較長,但其產(chǎn)卵量顯著高于月季和轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲棉,因此在茄子上較容易大發(fā)生。而月季和單基因抗蟲棉并非是它們最適合的寄主,但這并不代表不能在這2種寄主上大發(fā)生。3種葉花粉的能源量本實驗中的5種寄主植物分屬于4個科,在25℃條件下,二斑葉螨的發(fā)育歷期只在轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲棉上較長達到11.61d,而在其他4種寄主上均為8～9d。據(jù)研究報道,棉葉中的一些次生代謝產(chǎn)物直接影響葉螨的取食、生長發(fā)育、產(chǎn)卵繁殖及存活。在研究酚類物質(zhì)對葉螨的取食反應(yīng)時,發(fā)現(xiàn)幾乎所有的酚類物質(zhì)均表現(xiàn)出對葉螨的排拒性。高濃度的兒茶酚基酚明顯地延遲二斑葉螨各螨態(tài)的發(fā)育時間。目前也有報道說在山東聊城地區(qū)轉(zhuǎn)基因抗蟲棉上棉白蜘蛛(二斑葉螨)危害加重,成為部分棉田的主災(zāi)種類。但國內(nèi)關(guān)于棉田內(nèi)二斑葉螨危害的報道還很少,而國外報道棉田內(nèi)危害的主要是二斑葉螨,不知是否與對該物種的鑒定尚有爭議有關(guān)。5種供試植物上二斑葉螨雌成螨前5d的產(chǎn)卵量有較明顯的差別,菜豆與桃樹上的最為接近,其次為茄子,接下來是月季和轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲棉。桃樹與月季同屬于薔薇科植物,二斑葉螨在其上產(chǎn)卵量的差別竟有10粒之多,具體原因還有待于進一步研究。同樣轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲棉上的二斑葉螨產(chǎn)卵量最少,具體原因還要繼續(xù)研究。從寄主選擇性大小的角度來劃分,大體順序是菜豆和桃樹、月季和茄子、單基因抗蟲棉。從寄主的比較中看出月季和單基因抗蟲棉上朱砂葉螨的歷期均較長,但因朱砂葉螨在轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲棉上的產(chǎn)卵量明顯高于月季上的,朱砂葉螨在月季上呈種群衰退趨勢,所以單基因抗蟲棉可能比月季更適合朱砂葉螨的生長。棉花上的歷期加長可能是和棉花的類黃酮素等次生代謝物、下表皮厚度、核酸含量或Bt基因有關(guān),但在有些報道中發(fā)現(xiàn)朱砂葉螨在Bt棉上危害有加深趨勢,這可能和Bt基因的存在導(dǎo)致天敵和食物競爭對手大量死亡的原因有關(guān),從而在Bt棉上有危害加深趨勢。綜合比較,朱砂葉螨在寄主的?；x擇上偏重的順序應(yīng)該是菜豆和茄子及桃樹、單基因抗蟲棉、月季。因此,從2種螨在不同寄主植物上的發(fā)育歷期來看,二斑葉螨的適宜寄主范圍為菜豆和桃樹,朱砂葉螨的適宜寄主范圍為菜豆和茄子;而從它們在各種寄主上的繁殖趨勢來看,菜豆和桃樹上二斑葉螨的產(chǎn)卵量大,適宜繁育;菜豆、茄子和桃樹上的朱砂葉螨產(chǎn)卵量大,種群易于擴大。2個種在寄主選擇性上確實存在差異。本次實驗均在人工養(yǎng)蟲室中進行,由于少了天敵和競爭螨類的脅迫,與自然情況下2種葉螨的危害情況可能會有所差異,所以本次實驗的結(jié)果對實際防治重點僅可作為參考。在以后的研究中,我們還可以嘗試用葉片選擇法和EPG技術(shù)對2種葉螨的寄主選擇性進行研究。也希望以后能有更好的方法運用于這個研究方向。實驗沒有設(shè)常規(guī)棉對照,主要是考慮到以往的許多研究表明,2種螨在常規(guī)棉上發(fā)育很好,而且能造成危害。另外二斑葉螨的生命史包括卵、幼螨、第1若螨、第2若螨和成