首次发现一种双斑长跗萤叶甲寄生蜂——冈田长柄茧蜂.pdf

40(1)229-234 中国生物防治学报 Chinese Journal of Biological Control 2024 年 2 月 收稿日期：2022-11-05 基金项目：国家现代农业产业技术体系（CARS-02）作者简介：何灿，硕士研究生，E-mail：；*通信作者，副研究员，E-mail：。DOI:10.16409/ki.2095-039x.2022.11.023 首次发现一种双斑长跗萤叶甲寄生蜂冈田长柄茧蜂 何 灿，王振营，张永军，张天涛*（中国农业科学院植物保护研究所/植物病虫害生物学国家重点实验室，北京 100193）摘要：近年来，双斑长跗萤叶甲数量逐年上升，其分布广泛，寄主多样，危害严重，成为玉米、大豆等作物上的重要害虫。笔者于 2022 年 79 月在吉林公主岭田间采集双斑长跗萤叶甲成虫时，在其体内发现了一种寄生蜂。通过形态学及分子生物学鉴定为冈田长柄茧蜂 Streblocera(Eutanycerus)okadai Watanabe（茧蜂科 Braconidae 长柄茧蜂属 Streblocera 亮角茧蜂亚属 Eutanycerus），基于 CO I 基因的分子进化树结果显示与长柄茧蜂属寄生蜂聚为一类。截至目前，国内外未有双斑长跗萤叶甲寄生性天敌报道。本研究填补了双斑长跗萤叶甲寄生蜂生防资源的空白，也为该害虫的生物防治提供了新策略。关 键 词：寄生蜂；冈田长柄茧蜂；双斑长跗萤叶甲；形态特征 中图分类号：S476.3 文献标识码：A 文章编号：1005-9261(2024)01-0238-05 First Report of a Parasitic Wasp Streblocera okadai Parasitizing Monolepta hieroglyphica HE Can,WANG Zhenying,ZHANG Yongjun,ZHANG Tiantao*(State Key Laboratory for Biology of Plant Diseases and Insect Pests/Institute of Plant Protection,Chinese Academy of Agricultural Sciences,Beijing 100193,China)Abstract:In recent years,Monolepta hieroglyphica has increased in population size year after year,becoming an essential pest on corn,soybeans,and other crops due to its wide distribution,diverse hosts,and severe damage.From July to September in 2022,a parasitic wasp parasitizing M.hieroglyphica adults in the fields of Gongzhuling,Jilin province was collected.It was identified by morphology and molecular method as Streblocera(Eutanycerus)okadai Watanabe of Braconidae.Based on CO I genes,the wasp species was phylogenetically clustered with the genus Streblocera.This is the first report of parasitic enemies of M.hieroglyphica,which may provide a new strategy for the biological control of this pest.Key words:parasitic wasp;Streblocera okadai;Monolepta hieroglyphica;morphological characteristics 随着转基因抗虫作物的商业化推广，鳞翅目类靶标害虫将得到有效控制，而鞘翅目等其他次要害虫很有可能上升为主要害虫，应引起足够重视。其中，双斑长跗萤叶甲 Monolepta hieroglyphica 已逐渐上升为玉米、棉花、大豆等作物的重要害虫。双斑长跗萤叶甲属鞘翅目、叶甲总科、萤叶甲亚科、长跗萤叶甲属，又称双斑萤叶甲。双斑长跗萤叶甲广泛分布于我国多个省份，南起台湾、北至黑龙江1，寄主高达 218 种2。双斑长跗萤叶甲主要取食作物叶片、叶肉及其他幼嫩部位。该虫取食玉米叶片时，会造成叶片干枯并皱缩变硬；取食雄穗花药时，使花粉量减少，授粉能力下降；取食玉米花丝时，影响授粉，形成缺粒、空杆，穗粒数、百粒重降低3-5。取食大豆新发叶片时，上下表皮形成不规则斑块、缺刻孔洞，严重时仅剩叶；230 中 国 生 物 防 治 学 报 第 40 卷 取食大豆花瓣时，导致荚数减少，空荚率上升，大豆产量下降6,7。取食棉花叶肉，形成网脉，又或取食棉花花蕾、花冠，造成花蕊外露，影响授粉，产量下降8。此外，双斑长跗萤叶甲繁殖能力强，每雌单头产卵量可高达 589 粒9。为害期长，由于其成虫具有趋嫩取食及短距离迁飞特性，从始发期到盛末期，随着各种作物的生长选择幼嫩寄主，会在各种寄主上不断迁移为害10。现有的防治手段中，生物防治作为治理有害生物可持续发展的一个关键环节，以其生态、经济、社会效益显著，备受推崇。目前，关于双斑长跗萤叶甲寄生蜂的资源调查尚无报道，本研究在田间采集双斑长跗萤叶甲成虫进行室内饲养的过程中发现了一种双斑长跗萤叶甲成虫寄生蜂，并结合形态学和分子生物学方法鉴定出其种类。该发现丰富了双斑长跗萤叶甲的天敌种类，也为该害虫的田间绿色防控提供了新思路。1 材料与方法 1.1 试虫的采集与饲养 自 2022 年 7 月 28 日至 2022 年 9 月 18 日在吉林省公主岭市的大豆田、玉米田中采集双斑长跗萤叶甲成虫，将采集到的成虫全部带回实验室养虫笼中饲养，饲喂新鲜甜玉米籽粒，每日更换玉米籽粒，保证养虫笼干净整洁，并记录试虫变化。室内饲养条件：温度（251），相对湿度 70%80%，光周期 16L:8D。1.2 寄生蜂形态观察 取羽化后的一部分雌、雄寄生蜂成虫分别保存在装有 95%无水乙醇的 1.5 mL 离心管中备用，另一部分使用超景深三维系统 vhx-2000 对其外部形态进行拍照，并进行形态学观察。1.3 寄生蜂分子鉴定 分别选取 5 头寄生蜂幼虫和成虫于 1.5 mL 离心管中，参考 DNA 提取试剂盒（天漠生物，北京）说明书提取基因组 DNA。利用 CO I 基因的通用扩增引物 LCO1490/HCO2198 进行 PCR 扩增，反应程序：94 预变性 3 min 后开始 33 个循环：94 变性 15 s，56 退火 15 s，72 延伸 5 min，最后再 72 延伸 5 min。产物使用 1%琼脂糖凝胶电泳检测，并切胶回收后测序，测序由上海生工北京测序部完成，并将获得的测序结果提交到 NCBI 上用 Blast 工具进行比对。1.4 系统发育树构建 在 NCBI 上下载其他 20 种昆虫 CO I 基因的序列，用 ClustalW 进行多序列比对，并用 MEGA X 软件对进化树模型进行测试，结果显示最佳模型为 General Time Reversible model（GTR）Gamma Distributed With Invariant Sites（GI），采用最大释然法（Maximum Likelihood）构建发育树，Boot strap 值设置为1000。1.5 寄生率调查 2022 年 9 月 2 日在吉林省公主岭市玉米田（433137 N，1244927 E）中随机采集双斑长跗萤叶甲雌、雄成虫各 100 头，带回实验室后进行解剖，记录解剖出的寄生蜂幼虫的数量并用体视显微镜对双斑长跗萤叶甲的被寄生形态拍照。寄生率（被寄生虫数/试虫总数）100%。2 结果与分析 2.1 寄生蜂的形态学鉴定 对羽化的寄生蜂成虫进行形态学鉴定，属于膜翅目 Hymenoptera、茧蜂科 Braconidae、长柄茧蜂属Streblocera，触角 1922 节，鞭节膝状且第 6 鞭节具钩状突，第 7 鞭节处曲折，第 8 鞭节至触角端部之长明显长于柄节之长，柄节稍短近基部具一小齿，确定其为冈田长柄茧蜂 Streblocera(Eutanycerus)okadai(Watanabe,1942)，具体形态特征参考中国动物志昆虫纲第 37 卷11。冈田长柄茧蜂雌、雄成虫易分辨，雌蜂触角柄节较长呈膝状弯曲且近基部具小齿（图 1A），腹部末 第 1 期 何灿等：首次发现一种双斑长跗萤叶甲寄生蜂冈田长柄茧蜂 231 端产卵器外露（图 1B、C），而雄蜂触角柄节较短且基部小齿不明显或消失（图 1D），腹部末端无产卵器（图 1E、F）；老熟冈田长柄茧蜂幼虫常爬至湿棉球或滤纸下方等隐蔽处结茧并附着其上，若茧脱离附着体，发育后期常羽化困难，茧及茧内发育后期形态见图 1 I。A：雌虫触角 Female antennae；B：雌虫腹面观 Female,ventral view；C：雌虫侧面观 Female,lateral view；D：雄虫触角 Male antennae；E：雄虫腹面观 Male,ventral view；F：雄虫侧面观 Male,lateral view；G：翅 Wings；H：雄虫背面观 Male,dorsal view；I：茧及茧内形态 Cocoon,and the morphology of the wasp in the cocoon；J：蜂幼虫从双斑长跗萤叶甲雄成虫腹部钻出 The larva emerged from the abdomen of male Monolepta hieroglyphica adult；K：蜂幼虫从双斑长跗萤叶甲雌成虫腹部钻出 The larva got out from the abdomen of female Monolepta hieroglyphica adult；L：从双斑长跗萤叶甲腹部解剖出的冈田长柄茧蜂幼虫 Dissect the larva of Streblocera okadai from Monolepta hieroglyphica abdomen 图 1 冈田长柄茧蜂形态特征观察 Fig.1 Morphological characteristics observation of Streblocera okadai 2.2 寄生蜂的分子鉴定 将测序获得的冈田长柄茧蜂的 CO I 基因序列用 Blast 工具进行比对，结果发现与长柄茧蜂属多个种类CO I 基因序列一致性最高，能够确定该物种属于长柄茧蜂属，结合形态特征进一步确定该物种为冈田长柄232 中 国 生 物 防 治 学 报 第 40 卷 茧蜂。通过与 20 种其他昆虫构建系统发育树，结果发现冈田长柄茧蜂与长柄茧蜂属 Streblocera major 聚为一类，表明他们之间亲缘关系最近，但冈田长柄茧蜂与蜜蜂科、姬蜂科、蚜小蜂科和赤眼蜂科等有较大程度的分化，亲缘关系相对较远（图 2）。图 2 冈田长柄茧蜂与其他 21 种昆虫 CO I 基因系统发育树 Fig.2 Phylogenetic tree of CO I genes between Streblocera okadai and other 21 insects 2.3 双斑长跗萤叶甲和寄生蜂生物学观察 观察发现，冈田长柄茧蜂寄生于双斑长跗萤叶甲成虫，冈田长柄茧蜂在确定寄生个体后，雌蜂常表现出触角柄节与梗节连接处膝状弯曲与头部呈M形,尾随在双斑长跗萤叶甲之后，雌蜂触角会对双斑长跗萤叶甲做出试探行为，时机合适时，雌蜂触角柄节与梗节会迅速环钳住双斑长跗萤叶甲背部，与此同时，冈田长柄茧蜂尾针快速向双斑长跗萤叶甲腹部刺去，尾针从刺入到拔出的整个过程不超过1 秒。此外，田间采集的双斑长跗萤叶甲成虫在饲养过程中死亡率较高，对死亡后虫体依旧饱满柔软的虫体进行解剖，发现部分虫体腹内有寄生蜂幼虫存在。冈田长柄茧蜂为单寄生，即一只成虫体内只有一头寄生蜂。在通常情况下，被寄生的双斑长跗萤叶甲会在体内寄生蜂幼虫发育成熟后停止取食，找寻隐蔽处等待蜂幼虫从其体内钻出结茧；寄主濒死之际，相对成熟的幼虫也会选择从寄主体内爬出自行寻找隐蔽处。被寄生的双斑长跗萤叶甲腹部膨大，有时可因幼虫在其体内扭动而引起腹部变形，随着幼虫在寄主体内发育，寄主腹部颜色逐渐变浅。此外，在对双斑长跗萤叶甲雌虫进行产卵情况观察时发现，被寄生的双斑长跗萤叶甲常不再产卵或产卵量低。2.4 寄生率调查 解剖结果显示，冈田长柄茧蜂对雌虫寄生率为 19%，对雄虫寄生率为 20%。3 讨论 近年来，受栽培耕作制度变化、作物品种更迭以及全球变暖的影响，我国各地区作物上双斑长跗萤叶甲的发生为害逐年加重，现有化学防治手段虽见效快却存在农药残留、引起害虫抗药性、造成环境污染等弊端；生物防治作为绿色可持续的防控治理方案，应引起重视并深入研究。田间采集的双斑长跗萤叶甲成虫在饲养过程中死亡率较高，被寄生的双斑长跗萤叶甲常不再产卵或产卵量低，推测原因可能是幼虫寄生在双斑长跗萤叶甲体内消耗寄主营养导致，又或者是寄生蜂的毒液对寄主组织损伤造成死亡。据报道，菜蛾盘绒茧蜂 Cotesia plutellae 对小菜蛾幼虫精子的发生有抑制作用12、第 1 期 何灿等：首次发现一种双斑长跗萤叶甲寄生蜂冈田长柄茧蜂 233 白蛾周氏啮小蜂 Chouioia cunea 和腰带长体茧蜂 Macrocentrus cingulum 对寄主血细胞的包裹作用均具有明显抑制作用13,14、浅黄恩蚜小蜂 Encarsia sophia GiraultDodd 对烟粉虱的物质代谢有调节作用15等；而冈田长柄茧蜂对寄主生殖及寄生性去势的影响需要进一步研究。Maeto 等16发现冈田长柄茧蜂可寄生豆二条萤叶甲 Medythia nigrobilineata(Motschulsky)，在豆田豆二条萤叶甲与双斑长跗萤叶甲生态位相近，冈田长柄茧蜂对寄主栖境定位及寄主定位能力尚无报道，其是否可以寄生生态位相近的其他叶甲也未可知。在相关领域研究报道中，草地贪夜蛾卵、斜纹夜蛾卵、甜菜夜蛾卵对台湾甲腹茧蜂均有较显著的引诱作用，而健康玉米叶对该蜂引诱作用最强17；朱红毛斑蛾 Phauda flammans Walker 取食榕树后产生的挥发物对其天敌花胸姬蜂具有较强引诱作用18；红颈常室茧蜂Peristenus spretus Chen&van Achterberg 主要利用绿盲蝽若虫为害后寄主植物挥发物定位寄主19。推测寄主植物如大豆、玉米、棉花等被取食后的挥发物对冈田长柄茧蜂可能存在引诱作用。豆二条萤叶甲也可被叶甲宽鞘茧蜂 Centistes medythiae Maeto&Nagai 寄生11，这提示田间存在其他双斑长跗萤叶甲寄生蜂的可能。Nagai20的试验中，冈田长柄茧蜂对豆二条萤叶甲 M.nigrobilineata(Motschulsky)的平均寄生死亡率为 11%，这与冈田长柄茧蜂对双斑长跗萤叶甲寄生率 19%20%存在一定差异，推测差异的主要原因是 Nagai20在试验中统计了两种寄生蜂的寄生率，选择收集老熟幼虫饲养至其羽化再鉴别物种计数，此过程中存在一定误差，蜂幼虫在发育不成熟时遇上寄主死亡无法从寄主体内钻出，若饲养过程中幼虫未能正常化茧或茧未能正常羽化则鉴定出的蜂总数比实际值小，寄生率也较解剖计算的值低。而更为精准详细的冈田长柄茧蜂对于双斑长跗萤叶甲的寄生率、寄生高峰期、寄生高发地等还需要进一步的研究。当冈田长柄茧蜂寄生于双斑长跗萤叶甲成虫时，能够控制或减少其产卵量，可有效压低虫源基数，该寄生行为的发现填补了双斑长跗萤叶甲寄生蜂生防资源的空白，也为相关害虫的生物防治提供了新的思路。致谢：特别感谢中国林业科学院曹亮明博士和福建农林大学陈家骅教授在寄生蜂标本鉴定中给予的帮助。参 考 文 献 1 王晓鸣,王振营.中国玉米病虫草害图鉴M.北京:中国农业出版社,2018,279-281.2 高宇,徐伟,史树森,等.双斑长跗萤叶甲寄主植物名录J.湖北农业科学,2017,56(5):865-869.3 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