曲牙土天牛幼虫的生长发育及其与寄主植物的关系

do i10. 3969 / j1 issn12095 - 1736. 20111041035曲牙土天牛幼虫的生长发育及其与寄主植物的关系乔海莉 1 , 陈君 1 , 徐常青 1 , 覃蓉敏 2 , 于晶 1 , 徐荣 1 , 李向明 2 , 程惠珍 1( 1. 中国医学科学院 北京协和医学院 药用植物研究所 ,北京 100193;2. 化州市绿色生命有限公司 , 广东 化州 525100 )摘 要 :为了探索化橘红主要蛀干害虫曲牙土天牛幼虫的生长发育及其与寄主植物之间的关系 ,提供综合治理该虫的理论依据 ,作者于田间利用化橘红 、白木香和短萼白花灰叶豆木段 ,分别饲养曲牙土天牛幼虫 ,分析该虫的生长发 育趋势 ,同时对幼虫的体长 、体重和前胸背板宽进行了比较研究 。结果显示 :曲牙土天牛在化橘红规范化种植基地12年发生 1代 ,以个体大而重的幼虫当年化蛹的概率较高 ,而个体小而轻的幼虫死亡率偏高 。该虫在 3 种寄主植物上都能完成生活史 ,以化橘红木段饲养的该虫幼虫虫体大小和体重增长率显著高于其它两种植物 。关键词 :曲牙土天牛 ;生长发育 ;寄主植物中图分类号 : Q969. 511. 4; S435. 672文献标识码 : A文章编号 : 2095 - 1736 ( 2011 ) 04 - 0035 - 03The larva l growth and developm en t of D o rys thenes hyd rop icusand its rela tion sh ip w ith host plan tsQ IAO H a i2li1 , CH EN J un1 , XU Chang2q ing1 , Q IN Rong2m in2 , YU J ing1 , XU Rong1 , L I X iang2m ing2 , CH EN G H u i2zhen1( 1. The In stitu te of M ed ic ina l P lan t D eve lopm en t, Ch inese A cadem y of M ed ica l Sciencesand Pek ing U n ion M ed ica l Co llege, B eijing 100193; 2. Huazhou Green L ife Co. L td, H uazhou 525100 , Ch ina)A b stra c t: To unde rstand the la rva l grow th and deve lopm en t of D orysthenes hyd ropicus and its re la tion sh ip w ith ho st p lan ts and to p ro2 vide ba sic info rm a tion fo r in tegra ted m anagem en t of the p e st, the effec ts of the length, we igh t and w id th of C itrus g rand is, A qu ila ria sinensis and Teph rosia cand ida on feed ing the p rono tum of la rvae of D. hyd ropicus we re stud ied. The re su lts showed tha t D. hyd ropicus wa s one gene ra tion in one2two yea rs in the C. g rand is Good A gricu ltu ra l P rac tice ba se. The p up a tion ra te of la rge and heavy la rvae and the dea th ra te of sm a ll and ligh t la rvae we re sign ifican tly h igh. D. hyd ropicus cou ld comp le te the ir life cyc le on a ll the th ree ho st p lan ts. The size and we igh t grow th ra te feed ing on C. g rand is we re sign ifican tly la rge r than tho se on A. sinensis and T. cand ida.Keyword s: D orysthenes hyd ropicus; grow th and deve lopm en t; ho st p lan ts化橘红为芸 香 科 植 物 化 州 柚 ( C itrus g rand isTo2m en to sa)或柚 ( C itrus g rand is ( L. ) O sbeck ) 的未成熟 或近成熟的干燥外层果皮 ,为中国传统道地药材 ,也是“十大广药 ”之一 , 具有散 寒 、利 气 、消痰 的 功 效 1 - 7 。 曲牙土天牛 (D orysthenes hyd ropicus)是近年来危害化橘 红最为严重的害虫之一 8 , 该虫主要以幼虫在土壤中啃食化橘红根部 ,由侧须根向主根茎方向取食韧皮部 ,最终 导 致 化 橘 红 根 茎 韧 皮 部 完 全 破 坏 , 地 上 部 枯死 9 - 11 ,受曲牙土天牛危害的化橘红死亡率达 100 % ,经济损失极大 。作者在化橘红种植基地调查发现 , 曲 牙土天牛的寄主范围很广 ,除了危害化橘红 ,还危害白木香 ( A qu ila ria sinensis ) 、短 萼 白 花 灰 叶 豆 ( Teph rosiacand ida ) 、檀 香 ( S an ta lum a lbum ) 、苏 木 ( Caesa lpin ia sappan L. ) 、杉 木 ( Cunn ingham ia lanceola ta ( L am b. )收稿日期 : 2010 - 09 - 15; 修回日期 : 2010 - 10 - 07基金项目 :国家科技部“十一五 ”科技支撑项目 ( 2006BA I09B04 )作者简介 :乔海莉 ( 1979 - ) ,女 ,博士 ,主要研究方向 :药用植物病虫害无公害防治 , E2m a il: qh l193314 sina. com;通讯作者 :陈 君 ,研究员 ,博士生导师 ,主要研究方向 :药用植物栽培与保护 , E2m a il: junzichen263. ne t。Hook) 、岗 松 ( B aeckea f ru tescens L. ) 、松 木 、蕨 类 等 植物 12 ,危害程度呈逐年加重之势 。目前关于曲牙土天 牛的研究相对较少 , 该虫与寄主植物之间关系的相关报道更是空白 。本文选择试验基地内的 3 种主栽植物 化橘红 、白木香和短萼白花灰叶豆的木段为饲料 ,研究 了曲牙土天牛幼虫的生长发育情况 , 及其与不同寄主植物之间的关系 , 以期为曲牙土天牛的综合治理和人 工替代饲料的研发提供理论依据 。1 材料与方法111 试验基地概况化橘红规范化种植基地 简称化橘红 GA P ( GoodA gricu ltu ra l P rac tice) 基地 位于广东省化州市北部的 平定镇天堂嶂 ,是化州市绿色生命有限公司于 2000 年建成的规模达 15000 亩的全球 最 大的 化 橘红 生 产基 地 。主要种植化橘红 , 间种白木香 、檀香 、苏木等名贵 木本药材 , 并于梯田间隔坡种植豆科绿肥植物短萼白花灰叶豆 (以下简称“灰叶豆 ”) 。基地植物种类多达70 多个科 , 200 多种 ,植被覆盖率达 7212 % 。112 试验材料11211 曲牙土天牛幼虫 采自化橘红种植基地的土壤中 , 体长为 310 cm 812 cm ,共 60 头 。11212 寄主植物 化橘红 、白木香和灰叶豆采自化橘红种植基地 ,选择同一生境地 内 的各 植 物 , 分 别截 取 长 度为 20 cm 30 cm 的木段 。取材时化橘红处于花蕾期 ,白木香为春 梢萌动期 ,灰叶豆为前一年砍伐后的干木材 。11213 饲养笼圆筒形塑料筐 ,上端直径 28 cm ,高 30 cm ,用细金属 丝网充满内壁 ,防止幼虫向外钻出饲养笼 。113 试验方法试验初期 ,分别测量 60 头健康曲牙土天牛幼虫的 体长 、体重和前胸背板宽 。根据体形大小 ,随机等分为3 组 ,每组 20 头幼虫 。将每组幼虫放入分别装有相同 重量的化橘红木段 、白木香木段和灰叶豆木段的饲养 笼中 。在化橘红种植基地的空旷处 , 将饲养笼按 z字形排列 ,埋入地下 , 开口处与地面相平 , 并用土填满网 笼 。每隔 30 d统计一次曲牙土天牛幼虫的体长 、体重和前胸背板宽 13 。对于已化蛹的幼虫下次不再调查 ,发现有死亡的幼虫带回室内鉴定死亡原因 , 并及时补 充更换 死 亡 天 牛 幼 虫 。试 验 时 间 为 2009 年 2 月 22日 6 月 22 日 。曲牙土天牛幼虫相关指标增长率 ( % ) = (末次调 查数值 - 首次调查数值 ) /首次调查数值 100 % 。2 结果与分析211 曲牙土天牛幼虫大小与其生长发育的关系 对饲养的曲牙土天牛幼虫进行连续 4 个月 的 观察 ,发现有 35 %的幼虫当年化蛹 , 而在试验结束时仍 以幼虫状态存在的幼虫占总幼虫数的 30 % ,其余幼虫 均已死亡 。通过对存活的曲牙土天牛幼虫在试验初期的体 长 、体重和前胸背板宽的比较 ,发现幼虫大小与其生长发育的进程密切相关 (表 1 ) 。当年化蛹的幼虫在试验 初期的体长 、体重和前胸背板宽均大于当年未化蛹的 幼虫 。以 平 均 体 长 大 于 5196 cm、前 胸 背 板 宽 大 于1142 cm、体重大于 7133 g的曲牙土天牛幼虫当年化蛹 的概率较大 ,而体型较小 、体重较轻的曲牙土天牛则多以幼虫状态继续存在 。表 1 当年化蛹与未化蛹的曲牙土天牛幼虫 体长 、体重和前胸背板宽Tab le1 The length, we igh t and w id th of p rono tum of la rvae of D. hyd ropicus体长 ( cm )前胸背板宽 ( cm )体重 ( g)幼虫类型范围平均值范围平均值范围平均值3188123127155196 01955109 11361101190151141142 0125 410910183 7133 21220199 0130 11038122 3178 2144当年化蛹当年未化蛹 P值010336 0101 白木香组 ( 18197 % ) 灰叶豆 组 ( 4155 % ) ; 幼 虫 体 重 增 长 率 以 化 橘 红 组 最 高 , 达63153 % ,而灰叶豆组表现为负增长趋势 ( - 11181 % ) 。3 讨论与结论311 本研究发现 ,曲牙土天牛幼虫的个体大小和体重 影响其化蛹进程 ,大约有 45 %的大而重的天牛幼虫于 春季化蛹 ,而体型较小 、体重较轻的个体则仍以幼虫状态存在 。由此证明曲牙土天牛在广东化州地区 1 2年发生 1 代 ,这也证实了覃蓉敏等人的推测 8 ,与樊南 祥等 14 报道曲牙土天牛为 2 年 1 代的结果相同 ,但与陈世骧等 15 所报道的曲牙土天牛为 1 年 1 代有出入 ,这可能是由于生长环境的变化 ,影响了昆虫的进化 ,进 而影响其生活代数 。312 曲牙土天牛幼虫的死亡率较高 , 分析其死亡原 因 ,均是受到生物和不利环境条件的影响 。其中天牛 幼虫在土壤中受绿僵菌和线虫侵染的概率较高 , 说明土壤中存在可对曲牙土天牛幼虫致病的绿僵菌和线虫 类群 。因此 ,筛选基地内土壤中致病力强的绿僵菌和昆虫病原线虫 ,并将其应用于曲牙土天牛的生物防治 ,是进一步需要研究的内容 ,将具有较好的应用前景 。313 研究结果表明 ,不同寄主植物饲养的曲牙土天牛 幼虫 ,均能顺利完成生活史 ,但其生长发育情况有明显 不同 。分析曲牙土天牛幼虫取食 3 种寄主植物后体长 、体重和前胸背板宽的变化 ,不难看出以化橘红木段 饲养的天牛幼虫虫体大小和体重增长率最高 , 白木香次之 , 由此说明曲牙土天牛对化橘红和白木香的寄主 适合度较高 , 这可能与其营养成分符合曲牙土天牛幼虫生长的营养需求有关 。同时也说明曲牙土天牛对化 橘红和白木香这两种名贵药材存在着很大的威胁性 , 应该引起人们的高度重视 。314 本研究选择了 3 种寄主植物的地上部木段作为 曲牙土天牛幼虫的饲料 , 由于取材量和难易程度等原因 ,木段的选择上存在不一致情况 ,其中灰叶豆木段选 用了干木材 , 这对试验结果会产生一定程度的影响 。曲牙土天牛幼虫是对植物的根部取食为害 , 研究结果 还发现该虫在不同植被根部的虫口密度不同 。尤以灰叶豆根部周围的曲牙土天牛虫口数量最多 ; 松树开垦 后残留的树桩下虫口密度也较高 ; 而蕨类植物及杂木图 2 不同饲养阶段曲牙土天牛幼虫累计死亡率F ig 2 The cum u la ted dea th ra te of D. hyd ropicus213 寄主植物对曲牙土天牛幼虫生长发育的影响3 种寄主植物饲养的曲牙土天牛幼虫 ,其体长 、前 胸背板宽和体重的变化存在显著不同 。以各寄主植物饲养的幼虫体长和前胸背板宽均随时间呈逐步增长趋 势 ,而以灰叶豆饲养的天牛幼虫体重有所下降 (表 2 表 4 ) 。表 2 3 种寄主植物对曲牙土天牛幼虫体长的影响Tab le 2 Effec ts of th ree ho st p lan ts on length of la rvae寄主植物2月 22日3月 21日4月 22日5月 21日6月 22日化橘红白木香 灰叶豆5117 1113 6133 1111 6146 1105 7110 0196 8124 11284160 1141 5159 1125 5129 1124 6120 1104 7140 11055175 1176 6158 2101 6123 1151 6145 1185 7153 1150表 33 种寄主植物对曲牙土天牛幼虫前胸背板宽的影响 Tab le 3 Effec ts of th ree ho st p lan ts on w id th of p rono tum of la rvae 寄主植物2月 22日3月 21日4月 22日5月 21日6月 22日1106 0123 1121 0130 1122 0126 1100 0115 1131 01180183 0129 0194 0126 0193 0119 0184 0116 0199 01181110 0141 1113 0136 1115 0131 0195 0137 1115 0138化橘红白木香 灰叶豆表 4 3 种寄主植物对曲牙土天牛幼虫体重的影响Tab le 4 Effects of th ree ho st p lan ts on we igh t of la rvae寄主植物2月 22日3月 21日4月 22日5月 21日6月 22日化橘红4102 2113 4185 2156 5130 2118 5175 2123 6157 2124白木香2152 1184 2184 1187 2196 1189 3137 1166 3170 2102灰叶豆5144 3136 5140 3123 5120 3103 5125 2199 4180 2150表 5 3 种寄主植物饲养曲牙土天牛幼虫的相关增长率 ( % )Tab le 5 Effec ts of th ree ho st p lan ts on grow th ra te of la rvae of D. hyd ropicus ( % ) 木 段体 长 ( cm )前胸背板宽 ( cm )体重 ( g)59157 016360187 112730187 113424121 011618197 01274155 010663153 019446158 1153- 11181 1166化橘红白木香 灰叶豆综合比较各寄主植物对曲牙土天牛幼虫生长发育的影响指标 ,均存在显著差异 (表 5 ) 。以化橘红木段 饲养的曲牙土天牛幼虫 ,其体长 、前胸背板宽和体重增长速度最快 ,其次为白木香木段饲养的天牛幼虫 。其 中幼 虫 体 长 增 长 率 由 高 到 低 依 次 为 : 白 木 香 组( 60187 % ) 化 橘 红 组 ( 59157 % ) 灰 叶 豆 组 8 桩根部周围的虫口密度相对较低。因此 , 曲牙土天牛幼虫在土壤中对不同植物根部取食后其生长发育情 况如何还有待于进一步研究 。(下转 42页 )高 ,但由于该样地距离池塘太近 ,草本植物覆盖率也较低 ,导致大型土壤动物没有丰富的食物源 ,所以使该生 境的土壤动物类群个体数较小 ,样方种数比例也小 。314 植被与土壤动物的关系 植被类型对大型土壤动物的个体密度和类群分布有一定影响 ,其中生境 C (草本 )的个体密度最低 ,但生 境 C (草本 )和生境 D (灌丛 ,草本 )的类群比乔木的多 。 结果表明 , 植被类型对大型土壤动物群落的结构特征有一定的影响 。研究结果表明 ,不同植被类型土壤下 ,土壤动物类群的相似性不一样 ,但相似性指数都很高 ,其中相似性最高为生境 D (灌丛 , 草本 ) 和生境 B (灌 丛 ) ,次之为生境 C (草本 )和生境 D (灌丛 ,草本 ) ,生境B (灌丛 ) 和生境 A (乔木 ) 最差 , 可以看出生境 D (灌 丛 ,草本 )和生境 B (灌丛 ) 的土壤动物关系密切 , 生境B (灌丛 )和生境 A (乔木 )的差异性较大 。 9 汤君友 , 赵 锐 , 王宗英. 岳西县来榜镇桑园土壤动物群落及其多样性研究 J . 生态学杂志 , 2002 , 21 ( 2 ) : 9 - 13. 10 傅必谦 , 陈 卫 , 董晓晖 , 等. 北京松山四种大型土壤动物群落组 成和结构 J . 生态学报 , 2002 , 22 ( 2 ) : 215 - 223. 11 葛宝明 , 程宏毅 , 郑 祥 , 等. 浙江金华不同城市绿地大型土壤动物群落结构与多样性 J . 生物多样性 , 2005 , 13 ( 3 ) : 197 - 203. 12 葛宝明 , 孔军苗 , 程宏毅 , 等. 不同利用方式土地秋季大型土壤动 物群落结构 J . 动物学研究 , 2005, 26 ( 3 ) : 272 - 278. 13 吴东辉 , 张 柏 , 陈 鹏. 长春市不同土地利用条件下大型土壤动 物群落结构 J . 动物学报 , 2006 , 52 ( 2) : 279 - 287. 14 刘 红 ,袁兴中. 曲阜孔林土壤动物多样性研究 J . 应用生态学报 ,1999 , 609 - 611. 15 梁文举 ,闻大中. 土壤生物及其对土壤生态学发展的影响 J . 应用 生态学报 , 2001 , 12 ( 1) : 137 - 140. 16 宋福春 , 李朝品. 安徽淮南八公山蠓科昆虫初次报道 (双翅目 : 蠓科 ) J . 医学动物防制 , 2006 , 22 ( 11) : 795 - 796. 17 尹文英 , 胡圣豪 , 沈韫芬 , 等. 中国土壤动物检索图鉴 M . 北京 :科 学出版社 , 1998. 18 张荣祖 , 王振中 , 廖崇惠 , 等. 土壤动物研究方法手册 M . 北京 :中国林业出版社 , 1998. 19 何晓群. 现代统计分析与运用 M . 北京 : 人民大学出版 社 , 1999,373 - 380 , 278. 20 马克平 ,刘玉明. 生物群落多样性的测度方法 I a多样性的测度方法(下 ) J . 生物多样性 , 1994 , 2 ( 4 ) : 231 - - 239. 21 罗益镇 ,崔景岳. 土壤昆虫学 M . 北京 : 农业出版社 , 1991 , 139 -161. 22 殷秀琴. 东北森林土壤动物研究 M . 长春 : 东北师范大学出版社 ,2001. 23 陈颖彪 ,殷秀琴. 凉水地区不同林型土壤动物群落研究 J . 上海师 范大学学报 (自然科学版 ) , 2000 , 29 ( 2 ) : 79 - 84. 24 葛宝明 , 孔军苗 , 程宏毅 , 等. 不同利用方式土地秋季大型土壤动物群落结构 J . 动物学研究 , 2005 , 26 ( 3 ) : 272 - 278. 25 吴东辉 , 胡 克. 大型土壤动物在鞍山市大孤山铁矿废弃地生态环 境恢复与 重 建 中 的 指 示 作 用 J . 吉 林 大 学 学 报 : 地 球 科 学 版 ,2003 , 33 ( 2 ) : 213 - 216. 26 傅必谦. 中国土壤动物群落学研究进展 J . 生物学通报 , 1996, 31 ( 12) : 8 - 9.参考文献 : 1 D e ta in s T, J im nez J J , Gio ia C, e t a l. 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