CN104255669A - 红肩瓢虫滞育诱导方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种红肩瓢虫滞育诱导方法，该方法包括以下步骤：1）确定红肩瓢虫滞育调控的敏感虫态为初羽化成虫，选取该虫态的红肩瓢虫作为滞育诱导对象；2）将步骤1）中选取的红肩瓢虫置于滞育诱导环境下，通过调控每天光照时长、温度、总诱导时长三者的组合，使红肩瓢虫进入滞育状态；所述每天光照时长采用光周期（8～10）L:（16～14）D，温度为13～15℃，持续诱导时间≥192h。本发明通过操控环境因子，结合必要的处理措施，实现对优良捕食性天敌昆虫——红肩瓢虫发育开始时间的精准控制，滞育率可以达到95%左右，为红肩瓢虫的周年大规模生产提供技术保障。

Description

红肩瓢虫滞育诱导方法

技术领域

本发明涉及一种红肩瓢虫滞育诱导方法，通过该方法可以使得红肩瓢虫成虫发育缓慢，进入滞育阶段，推迟产卵时间。

背景技术

我国每年因农业病虫害导致的作物产量损失为10-15％，实现农业病虫害科学治理，对于保障国家粮食安全战略实施、促进农业丰产具有重要的经济、社会效益。蚜虫是农业生产第一大害虫，全球每年因蚜虫造成的损失将近50亿美元，当前主要是依赖于化学杀虫剂防治蚜类危害。

在防治农业害虫过程中，如果一味依赖于化学农药，将会带来一系列生态、环境、食品安全等方面的负面问题。由于化学农药的长期使用，一些害虫已产生很强的抗药性，多种害虫的天敌大量被杀灭，致使一些害虫猖獗危害。此外，化学农药会污染水体、大气和土壤，并通过食物链富集到人体，危害人群健康。利用生物技术来防控病虫害，就能有效地避免上述缺点，因而具有广阔的发展前途。其中利用天敌昆虫就是有效的生物防治手段之一。

当前国内外天敌昆虫产业化的一个瓶颈问题是：天敌昆虫扩繁周期较长，存活期较短，产品出厂时间很难与害虫发生期一致，往往导致天敌在害虫发生前就已死亡，或害虫发生时没有天敌产品可用。故此，调控天敌昆虫产品的发育进度具有重要的现实意义。实现对天敌昆虫产品发育进度的调控，恰好可以利用昆虫本身固有的遗传性能——滞育。

红肩瓢虫Leis dimidiata(Fabricius)属于鞘翅目瓢甲科，源于古北区，如今在世界大部地区均有分布，在我国主要分布于北京、吉林、辽宁、内蒙古、河北、山东、河南、四川、宁夏、云南和西藏等地，可取食农作物及果树上的多种蚜虫(荆英等,2002)。宗良炳等(1988)研究发现红肩瓢虫最喜欢捕食棉蚜Aphis gossypii Glover，但对各种麦蚜、高梁蚜、大豆蚜Aphiscraccivora Koch、洋槐蚜Aphis robiniae Macchiati等多种蚜虫也捕食。瓢虫一般情况下喜食蚜虫，但红肩瓢虫在蚜虫缺乏时，也取食叶螨(王允华等,1984)。红肩瓢虫作为蚜虫的优势天敌之一，其种群数量大，繁殖速度快，研究其捕食功能反应旨在科学评价天敌控制作用，为更好地利用天敌资源提供科学依据。

近年来，红肩瓢虫在许多国家被相继开发和应用，并取得了显著的生态效益和经济效益，在蚜虫的生物防治中发挥了不可替代的防控作用。但在实际生产应用中，常存在扩繁周期短，产品不能长期贮存及不能适时应用、成虫滞育而影响扩繁效率等问题，成为制约红肩瓢虫规模化生产应用的技术瓶颈。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种红肩瓢虫滞育诱导方法，通过操控环境因子，如每天光照时长、温度等，结合必要的处理措施，实现对优良捕食性天敌昆虫——红肩瓢虫发育开始时间的精准控制。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

红肩瓢虫滞育诱导方法，该方法包括以下步骤：

1)确定红肩瓢虫滞育调控的敏感虫态为初羽化成虫，选取该虫态的红肩瓢虫作为滞育诱导对象；

2)将步骤1)中选取的红肩瓢虫置于滞育诱导环境下，通过调控每天光照时长、温度、总诱导时长三者的组合，使红肩瓢虫进入滞育状态；所述每天光照时长采用光周期(8～10)L:(16～14)D，温度为13～15℃，持续诱导时间≥192h。这里的192h是指8天。

进一步，所述步骤2)中每天光照时长为8hr/d，温度为13℃，总诱导时长为192h。

进一步，所述步骤2)中还要对滞育诱导环境的湿度进行调控，相对湿度为70±10％。

进一步，所述步骤2)中持续诱导时间为240h或288h。

进一步，所述步骤1)中初羽化成虫为初羽化12小时以内的成虫。

进一步，所述滞育诱导在人工气候箱内进行。

进一步，在选取滞育诱导对象之前，对红肩瓢虫的四龄幼虫、老熟幼虫和蛹期均实施短光照处理，每天光照时长为8～10hr/d。

采用上述技术特征的红肩瓢虫滞育诱导方法具有以下优点：

本发明针对红肩瓢虫Leis dimidiata(Fabricius)这种优良的捕食性天敌昆虫，开展了利用光周期、温周期等因子调控该虫发育进度的发明研究，针对滞育诱导进行了系统研究，实现了对红肩瓢虫发育进度的精准调控。以滞育状态进行贮存的红肩瓢虫，其产品货架期从未滞育的30天延长到300天，滞育解除后的红肩瓢虫生命活力如产卵力、产卵量、产卵持续时间、寿命等均有不同程度的提高。利用这一技术，可实现周年生产红肩瓢虫，将其产品通过滞育技术进行储存，为蚜类害虫的生物防治提供了天敌产品，丰富了生物防治手段，提高了农业害虫的科学治理水平。

开展红肩瓢虫的滞育调控技术研究，不仅能在生产实践中促进红肩瓢虫的大规模扩繁，延长其产品货架期及在田间的防控作用时间，也有助于掌握天敌昆虫的发育特点与发生动态，提高害虫防治效率，还有助于加深对天敌昆虫发育机制的认识，探索昆虫对环境的适应机制及进化途径。

附图说明

图1是滞育红肩瓢虫雌虫的卵巢显微图片；

图2是滞育红肩瓢虫雌虫的卵巢小管显微图片；

图3是非滞育红肩瓢虫雌虫的卵巢显微图片；

图4是非滞育红肩瓢虫雌虫的卵巢小管显微图片。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达到预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图和较佳实施例，对本发明的结构、工作流程详细说明如下。

本发明是申请人在大量实验的基础上，耗费5年时间培育、验证所取得的技术成果。

1、时间成本：从2010年至今，历时5年。

2、经济成本：

(1)设备：先后购置人工气候箱7台(宁波江南500C型)，支出经费1.5*7＝11.2万元；

(2)试剂：购置保持试虫种群必须的种子、液体肥料、蛭石、草炭、进行滞育诱导测试的必要化学试剂，累计经费1.5万元/年*5年＝7.5万元；

(3)人工：除了发明人参加工作外，尚雇佣临时工2人，1200元/月*10个月*5年＝6万元；

(4)场地：除了利用发明人单位的实验室外，尚租用试验温室、网室，年费用1万元，累计经费5万元；

(5)耗材：养虫架、养虫笼、温湿度监测仪、光周期监测仪、定时开关、遮阳网等试验耗材，累计1.5万元/年*5年＝7.5万元；

(6)水电：每年约0.8万元*5年＝4万元。

综合上述，本想发明投入经费累计41.2万元。

针对本发明红肩瓢虫滞育诱导方法的确定，申请人做了以下实验，本发明的各个步骤均可以从以下实验中得到验证。

一、调控敏感虫态的确定

红肩瓢虫是完全变态类捕食性天敌昆虫，发育过程中共有卵、幼虫、蛹和成虫这四个虫态(即发育阶段)，每个虫态的发育特点大相径庭，如卵、蛹不食不动；幼虫只能在蚜虫寄主体内取食，活动能力很差；成虫则具翅膀，可以灵活飞翔。究竟对哪个虫态的红肩瓢虫进行滞育调控更有效、更简便，需要开展一系列的深入研究。

经田间调查并结合室内筛选实验，发现红肩瓢虫感受滞育信号的敏感虫期为初羽化成虫，确定了以此阶段作为滞育诱导的敏感虫态，开展发育调控。

实验1：调控敏感时机筛选试验

在15℃下，将红肩瓢虫的不同发育阶段按不同组合分别给予长光照(14hr/d)和短光照(8hr/d)处理后，结果表明：在成虫之前的不同发育阶段，无论进行怎样的短光照处理，绝大多数羽化成虫均能正常产卵，不发生滞育；而成虫期和所有发育阶段均置于短光照条件下时，大部分雌虫则不能产卵，进入滞育状态。

表1红肩瓢虫不同发育阶段感受长光照(L：14L∶10D)和短光照(S：8L∶16D)的滞育率(15℃)

注：(L：14L∶10D)是指24小时中光照14小时，(S：8L∶16D)是指24小时中光照8小时。

研究表明，红肩瓢虫的成虫羽化是其滞育的关键敏感虫期，而且只有成虫处在短光照条件下，成虫才能进入滞育；四龄幼虫、老熟幼虫和蛹期的短光照经历对成虫的滞育发生亦有一定的促进作用。

如图1、图2所示为滞育红肩瓢虫雌虫的卵巢和卵巢小管；图3、图4所示为非滞育雌虫的卵巢和卵巢小管。从图1、图2可以看出，滞育红肩瓢虫雌虫的卵巢和卵巢仍然处于未发育阶段。

二、滞育诱导的环境因子组合

通过调控光周期(即：每天光照时长)和温度，可实现红肩瓢虫的滞育诱导。筛选试验结果表明红肩瓢虫成虫在温光组合条件为温度13℃、光周期L8:D16、诱导持续192h(即：总诱导时长)，可诱导红肩瓢虫种群超过90％的个体进入滞育状态。

实验2：滞育诱导试验

1.材料与方法：

1.1供试虫源及饲养方法

红肩瓢虫采自中国农业科学院廊坊试验基地麦田，经室内饲养形成稳定世代后为供试虫源。卵、蛹和成虫饲养条件为温度24±1℃、相对湿度70±10％、光周期L16:D8；幼虫于养虫笼内饲喂，条件为温度22℃-26℃、相对湿度为50％-75％、光周期为L:D＝16:8。食料为大豆蚜。

1.2光周期、温度的滞育诱导效应

设两因素各4水平的重复性试验，于人工气候箱(宁波江南RZX500C型)内进行，4个光周期水平分别是L14:D10、L12:D12、L10:D14和L8:D16，5个温度水平分别是24℃、21℃、18℃、15℃和13℃；相对湿度70±10％。将初羽化(12小时内)的成虫雌雄配对后饲于置有折叠纸片的塑料杯(直径7cm，高10cm)中，杯口罩以纱布以防试虫逃逸。每处理重复3次，共处理成虫45对。逐日观察并更换饲料及纸片，记录雌虫产卵前期及产卵个体数，直至试验结束。

1.3滞育诱导时长的影响

在前述1.1和1.2试验结果的基础上，确定适宜的温度、光周期，于人工气候箱(宁波江南RZX500C型)内进行，分别对红肩瓢虫进行48、94、144、192、240、288h的持续诱导；相对湿度70±10％。将初羽化(12小时内)的成虫雌雄配对后饲于置有折叠纸片的塑料杯(直径7cm，高10cm)中，杯口罩以纱布以防试虫逃逸。每处理重复3次，共处理成虫45对。逐日观察并更换饲料及纸片，记录雌虫产卵前期及产卵个体数，直至试验结束。

2.结果与分析：

2.1光周期对滞育诱导的影响

不同光周期条件下红肩瓢虫成虫的滞育率如表2所示，在一定温度条件下，相同温度条件下，成虫滞育率总体上随光照时间的缩短而逐渐升高，不同光周期条件下成虫的滞育率之间存在显著差异。

表2温度和光周期对红肩瓢虫滞育诱导的影响

注：表中数据是平均值±标准误，同列不同字母表示Tukey’s HSD检验差异显著(P<0.05)。

在温度大于18℃时，各光照下没有出现滞育个体；随着温度继续下降，光照时长缩短至8h时出现滞育个体；当温度继续下降至15℃时，从表2可以看出，成虫的滞育率随光照时长的缩短而逐渐增加，从14h的7.1％增至8h的61.5％，增加了7.7倍。当温度进一步下降至13℃时，各光照时长下成虫的滞育率都比较高，总的趋势依然随光照时长的缩短而增加，在光照时长为10h、8h时，成虫滞育率分别为91.7％、93.8％。因此在对红肩瓢虫产品进行诱导贮存的实际操作时，可采用8h-10h的光照时长处理，可诱导红肩瓢虫进入滞育。

2.2温度对滞育诱导的影响

实验结果(表2)表明，温度对成虫滞育诱导也具有显著影响，成虫滞育率随温度的下降而显著升高(P<0.05)，高温(21℃和24℃)下均无滞育个体出现；随温度降低至18℃时开始出现滞育个体，但滞育率非常低，仅为2.5％(8L∶16D)；温度降低至15℃时，滞育率为61.5％，比18℃同一光周期的滞育率增加了23.6倍；温度进一步下降为13℃时，滞育率达到93.8％，绝大多数个体进入滞育状态。

其他光周期条件(14L∶10D、12L∶12D和10L∶14D)下，滞育率也随温度降低而上升。此外，温度对成虫滞育诱导的临界光周期也起到明显的调节作用。15℃时成虫滞育诱导的临界光照时长在8～10hr/d之间。

综上说明了低温处理可诱导红肩瓢虫进入滞育，而高温抑制了滞育发生，促进瓢虫的正常发育。在短光照13℃、15℃条件下，红肩瓢虫的滞育率为61.5％、93.8％，滞育率较高，生产上可以采用。

2.3温度和光周期的交互作用

13℃和15℃时，光周期和温度对成虫滞育诱导的双因素方差分析表明，光周期(F＝8.420，df＝3，P<0.05)和温度(F＝204.978，df＝1，P<0.05)均对红肩瓢虫滞育率有显著影响，而且光周期和温度的交互作用显著(F＝2.408，df＝3，P<0.05)。在光周期不变时，成虫滞育率随温度降低而上升，温度越低滞育率变化越明显。而只有在一定温度范围内，光周期对滞育才有显著影响。由此表明，在红肩瓢虫滞育诱导效应中，温度是主效因子，起决定性作用；光周期是伴随因子，起辅助性作用。正是由于光周期和温度的这种相互协同作用，综合调控红肩瓢虫进入滞育。

2.4诱导时间的影响

在前两个试验的基础上，确定了13℃、L8:D16的诱导组合，分别进行不同时长的诱导试验，结果表明(如表3)，持续诱导192h后，红肩瓢虫的滞育率可达93.58％，继续维持诱导条件，滞育率可小幅度增长。考虑到经济成本的因素，生产中的建议组合是温度13℃、光周期L8:D16、持续诱导192h。

表3诱导时长对红肩瓢虫滞育诱导的影响(13℃、L8:D16)

注：表中数据是平均值±标准误，同列不同字母表示Tukey’s HSD检验差异显著(P<0.05)。

利用红肩瓢虫防治蚜虫，通过自然界中的生物控制作用，能持续控制蚜虫危害，将蚜虫密度维持在经济危害水平之下，结合应急性的化学紧急处理措施，可以从根本上遏制蚜类害虫的危害，这对于周年扩繁天敌昆虫意义极其重要。

三、滞育后生物学评价试验(实验3)

1.材料与方法

1.1供试虫源及饲养方法：如前

1.2试验方法：在温光组合条件为温度13℃、光周期L8:D16、诱导持续192h，使红肩瓢虫进入滞育态后，贮存150d后供试。对滞育态的个体，施以温度24℃、光周期14L:10D、持续处理72h的处理，使其完全解除滞育。对照组：光周期L16:D8、温度24℃、相对湿度70±10％条件下饲养的初羽化(12小时内)的成虫作为对照。处理100头雌虫，3次重复。分别统计其雄虫寿命、雌虫寿命、雌虫产卵前期、产卵持续期、30天内的总产卵量、卵孵化率，评价滞育后生物学指标。

1.3数据分析：利用SAS V8统计软件中的ANOVA进行方差分析，差异显著性检验采用Duncan’s新复级差法。

2结果与分析

2.1体滞育后生物学特性评价

一般情况下，滞育经历对昆虫的生活史参数具有显著影响，为提高种群的生命力，滞育个体需要付出一定的代价，反映在滞育后成虫的生殖力、寿命等生物学特性上。

经历过滞育的红肩瓢虫成虫，雌虫和雄虫的寿命略有延长，滞育后的雌虫产卵前期略有延长，产卵持续期显著增加，30日内雌虫的总产卵量显著升高，卵的孵化率上升。

上述实验说明，经过滞育后的红肩瓢虫其生命活力、生物防治潜能都得到了提升，滞育经历对生防产品是有利的。

表4不同光周期下红肩瓢虫滞育后成虫的生活史参数(24℃)

注：成虫滞育诱导处理方法为13℃条件下初羽化成虫经光周期L8:D16、持续诱导192h。CK表示温光组合24℃、L16:D8下饲养的成虫处理，表中数据是平均值±标准误，数据后小写字母表示差异显著(p<0.05)。

上面所述只是为了说明本发明，应该理解为本发明并不局限于以上实施例，符合本发明思想的各种变通形式均在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.红肩瓢虫滞育诱导方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1）确定红肩瓢虫滞育调控的敏感虫态为初羽化成虫，选取该虫态的红肩瓢虫作为滞育诱导对象；

2）将步骤1）中选取的红肩瓢虫置于滞育诱导环境下，通过调控每天光照时长、温度、总诱导时长三者的组合，使红肩瓢虫进入滞育状态；所述每天光照时长采用光周期（8～10）L: （16～14）D，温度为13～15℃，持续诱导时间≥192h。

2.如权利要求1所述的诱导方法，其特征在于，所述步骤2）中每天光照时长为8hr/d，温度为13℃，总诱导时长为192h。

3.如权利要求1所述的诱导方法，其特征在于，所述步骤2）中还要对滞育诱导环境的湿度进行调控，相对湿度为70±10%。

4.如权利要求1所述的诱导方法，其特征在于，所述步骤2）中持续诱导时间为240h或288h。

5.如权利要求1所述的诱导方法，其特征在于，所述步骤1）中初羽化成虫为初羽化12小时以内的成虫。

6.如权利要求1所述的诱导方法，其特征在于，所述滞育诱导在人工气候箱内进行。

7.如权利要求1所述的诱导方法，其特征在于，在选取滞育诱导对象之前，对红肩瓢虫的四龄幼虫、老熟幼虫和蛹期均实施短光照处理，每天光照时长为8～10hr/d。