柑橘大实蝇Bactrocera minax(Enderlein)属双翅目实蝇科,是柑橘类果树上的重要害虫[1-3].柑橘大实蝇成虫羽化后需补充营养,性成熟后交配并产卵于柑橘果实内,造成虫果未熟先黄或未熟先落[4].近年来,随着柑橘产业发展,果品调运频繁,柑橘大实蝇发生日趋严重,但目前生产实践中尚缺乏有效的预测预报方法.
实蝇类成虫具有补充营养的习性,摄取蛋白质供卵黄生成和卵巢发育[5].对橘小实蝇Bactroceradorsalis(Hendel)[6]、加 勒 比 按 实 蝇Anastrephasuspense(Loew)[7]及东澳番茄实蝇Bactrocera ca-cuminata(Hering)[8]的生殖发育研究表明,根据卵巢发育程度可判断害虫生理状态,分析害虫种群年龄结构,以及监测害虫田间发生动态,为确定最佳防治适期提供理论依据.实蝇卵巢发育除受环境因素和自身生理状态影响外,还与寄主植物有紧密联系.
Fletcher等[9]的研究表明,外界环境条件(高温和低湿)能抑制橄榄实蝇Dacus oleae(Gmelin)卵巢发育,而寄主果实能刺激雌成虫卵巢发育.此外,卵巢发育还影响雌虫觅食和产卵行为,如瓜实蝇Bac-trocera cucurbitae(Coquillett)成虫在卵巢发育成熟前主要表现为搜寻食物和补充营养,卵巢成熟后开始搜寻寄主进行产卵繁殖[10].
通过解剖雌成虫卵巢,确定卵巢发育进度,是害虫种群监测中比较可靠的预测预报方法.实蝇类昆虫的卵巢发育分级一般可通过卵巢的形态特征等参数来确定,如卵巢长度、卵巢宽度、卵泡长度和成熟卵量等[7,11],但目前尚无柑橘大实蝇卵巢发育分级的相关报道.研究柑橘大实蝇雌成虫卵巢的发育进度,对柑橘大实蝇的预测预报和探索新的防控措施等均具有重要意义.卵巢发育分级可作为判断柑橘大实蝇雌成虫性是否成熟的指标,并可为柑橘大实蝇的预测预报提供科学依据.
1材料与方法
1.1供试昆虫
柑橘大实蝇蛹采自湖北省宜昌市夷陵区柑橘园,2012年4月30日将采集回的蛹均匀置于细沙中待其羽化.将羽化后的柑橘大实蝇以雌雄性比1∶1饲养在养虫笼中,用人工饲料进行饲养.饲养条件:光周期L/D=14/10h,相对湿度50% ~60%,温度(25±1)℃.
1.2卵巢形态观察
在尼康显微镜(Nikon SMZ-10,Japan)下解剖柑橘大实蝇羽化后1~45日龄雌成虫,观察并测量卵巢长度、卵巢宽度和卵泡长度3个形态特征,计算卵巢指数(卵巢长度×卵巢宽度),并用昆虫针将卵巢挑开,在显微镜下统计卵巢内成熟卵量.
1.3数据处理
利用SPSS(16.0,USA)对柑橘大实蝇卵巢发育等 级 相 关 参 数 进 行 单 因 素 方 差 分 析,并 通 过Tukey′s HSD进行多重比较.通过SPSS 16.0对柑橘大实蝇各发育等级的卵巢长度、卵巢宽度、卵巢指数、卵泡长度及成熟卵量指标进行相关性测定和双尾检验.
2结果与分析
2.1柑橘大实蝇卵巢发育特征
在室内条件下解剖并观察柑橘大实蝇雌成虫卵巢.观察结果表明:
1~10日龄雌虫卵巢较小,此时卵巢长度约等于卵巢宽度;10~18日龄卵巢终端卵泡内卵黄开始积累,卵巢长度比1~10日龄的长,卵巢宽度也较宽;18~23日龄卵巢指数和卵泡长度与之前日龄相差不大,但其形态特征更明显,卵黄充满整个终端卵泡体积的50%;23日龄卵巢内首次观察到成熟卵粒,而30日龄卵巢内成熟卵量达到最多,此时卵巢长度、卵巢宽度、卵巢指数、卵泡长度和成熟卵量比之前有明显变化;33日龄雌虫产卵后卵巢内至少存在一个残余的卵壳,随着日龄增长,卵巢长度、卵巢宽度、卵巢指数、卵泡长度和成熟卵量呈下降趋势(表1).
2.2卵巢发育分级
通过在显微镜下解剖柑橘大实蝇卵巢,观察记录卵巢长度、卵巢宽度、卵巢指数、卵泡长度及成熟卵量等指标,并根据卵巢长度和卵巢宽度指标的统计分析结果,可将柑橘大实蝇雌虫卵巢发育划分为5个等级,即Ⅰ级(卵巢发育初期)、Ⅱ级(卵黄沉积期)、Ⅲ级(成熟待产期)、Ⅳ级(产卵盛期)及Ⅴ级(产卵末期).
Ⅰ级为卵巢发育初期,包括1~10日龄雌成虫卵巢,此时卵巢很小,呈乳白色絮状,卵巢长度约等于卵巢宽度(图1-A).卵巢长度与卵巢宽度呈正相关(r2=0.591),卵巢指数与卵巢长度(r2=0.846)及卵巢宽度(r2=0.918)都呈正相关.另外,卵泡长度与卵巢长度(r2=0.623)、卵巢宽度(r2=0.371)、卵巢指数(r2=0.510)分别呈显着相关(表1).在卵巢发育初期(1~6日龄)几乎观察不到卵泡,但在卵黄形成晚期(7~10日龄)可以观察到,卵泡长度为0.35~0.71mm.
Ⅱ级为卵黄沉积期,指10~18日龄雌成虫的卵巢,此时终端卵泡内卵黄开始累积,卵巢比Ⅰ级大,即卵巢长度比Ⅰ级长,卵巢宽度也比Ⅰ级宽(图1-B).卵巢长度与 卵巢宽度呈显着正相关 (r2=0.673),卵泡长度与卵巢长度(r2=0.733)、卵巢宽度(r2=0.687)、卵巢指数(r2=0.809)分别呈正相关(表1).
Ⅲ级为成熟待产期,包括18~23日龄雌成虫的卵巢,此时卵巢指数和卵泡长度与Ⅱ级相差不大,但所有形态特征比Ⅰ级、Ⅱ级更明显,其内卵黄含量充满整个终端卵泡体积的50%,这一特征使Ⅲ级与Ⅱ级更易区分(图1-C).与Ⅱ级相比,卵巢长度和卵巢宽度(r2=0.849)呈更显着正相关,其他指标彼此呈正相关(表1).因为这3个等级卵巢的成熟卵量均为0,所以Ⅰ级、Ⅱ级和Ⅲ级雌成虫个体尚未性成熟.
Ⅳ级为产卵盛期,包括23~33日龄卵巢,在23日龄雌成虫卵巢中首次观察到白色成熟的卵粒,30日龄时成熟卵量最大(图1-D).此等级所有指标都比 其 他 等 级 大,成 熟 卵 量 与 卵 巢 长 度 (r2=0.674)、卵 巢 宽 度 (r2=0.802)、卵 巢 指 数 (r2=0.815)分别呈显着正相关,但与卵泡长度不呈正相关,且该等级卵泡长度与其他测量值不存在相关性(表1).（图略）
Ⅴ级为产卵末期,包括33~45日龄卵巢,其特征是33日龄雌虫产卵后卵巢内至少存在一个残余的卵壳.与Ⅳ级相比,该等级柑橘大实蝇卵巢有很大变化,平均成熟卵量波动幅度很大,但整体上随着日龄增长呈现下降趋势.柑橘大实蝇其他形态特征也呈现相同的趋势,如卵巢长度与卵巢指数等.观察还表明,随着日龄增长,柑橘大实蝇卵巢的发育不同步,特别是在Ⅴ级末期,与低日龄的柑橘大实蝇相比呈现不规则趋势.
Ⅴ级柑橘大实蝇卵巢的各个形态指标之间呈显着相关,如卵巢指数与卵巢长度(r2=0.937)、成熟卵量与卵巢长度 (r2=0.807)等(表1).
3讨论
卵巢是实蝇生殖产卵的重要器官.根据卵巢形态特征可进行卵巢发育分级,从而掌握和判别卵巢发育进度,以开展相关研究和进行预测预报[12].本试验通过显微镜观察解剖柑橘大实蝇雌成虫卵巢,统计卵巢长度、卵巢宽度、卵巢指数、卵泡长度和卵巢成熟卵量等指标,根据卵巢长度和卵巢宽度的差异,将柑橘大实蝇卵巢发育进度分为卵巢发育初期、卵黄沉积期、成熟待产期、产卵盛期、产卵末期5个等级.试验结果表明,柑橘大实蝇卵巢长度先增长,卵巢宽度后增长,且前者增长速率显着大于后者.卵巢长度与卵巢宽度可单独作为卵巢性成熟与否的划分标准,这与Kendra等[7]在对加勒比按实蝇Anastrepha suspense(Loew)进行研究得出的结果相同,即卵巢长度是区分其未性成熟和性成熟的最佳参数.在性成熟阶段,根据4个特征的测量值,结合成熟卵量,可明确区分Ⅳ和Ⅴ级.根据文献记载,卵巢长度、卵巢宽度和卵巢指数均可评估雌成虫是否性成熟[13-15],运用这些指标能区分雌成虫性是否成熟的个体.
Nation[13]和Aluja等[16]的研究结果表明,卵巢内成熟卵粒的存在是雌虫性成熟的重要指标.本试验在23日龄柑橘大实蝇雌性个体中首次发现成熟卵粒,随后有成熟卵粒的柑橘大实蝇数目急剧增加,并在30日龄时达到最大值,之后绝大多数雌性个体卵巢内至少有1粒成熟卵.
柑橘大实蝇在羽化后,从性成熟到产卵过程中,其生理和行为特征会发生大幅变化.成虫羽化后需要补充营养才能促进性成熟,首先表现为野外大量觅食行为,性成熟后转换为成虫交配和产卵行为.本试验结果表明,雌虫卵巢发育到Ⅳ级后,即从前期的觅食为主的行为转换为求偶交配和产卵行为.雌成虫生理年龄为23~33日龄时平均成熟卵量最大,之后成熟卵量有所波动.
Ⅴ级卵巢中,有33%的雌虫卵巢中没有成熟卵粒,这可能是因为有些雌虫已完成产卵.柑橘大实蝇在羽化时尚未达到性成熟,需要在野外 觅 食,东 澳 番 茄 实 蝇Bactrocera cacuminata(Hering)和加勒比按实蝇需要近1个月的时间才达到性成熟[7,17],这与柑橘大实蝇常在羽化后约23d进入性成熟期的情况基本相同,但与张维等[18]的结论不一致,即柑橘大实蝇在蛹期已经完成卵巢发育.Webster等[19]和Drew[20]的研究表明,实蝇雌虫需要蛋白饲料以确保卵的形成,且蛋白含量影响卵巢发育进度.
柑橘大实蝇卵巢发育等级的确定可作为判断雌成虫性是否成熟的指标,并为柑橘大实蝇的预测预报和探索新的防控措施提供科学依据.卵巢发育为Ⅰ级、Ⅱ级和Ⅲ级的柑橘大实蝇雌成虫尚未达到性成熟,此时主要表现为觅食,在此阶段可应用蛋白诱饵等诱剂对其进行诱杀[21];而Ⅳ级和Ⅴ级的雌成虫已达到性成熟,觅食量大大减少,主要进行交配和产卵,此时可结合性信息素等诱杀成虫,以达到最佳防治效果.
参考文献
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