柑橘大實蠅Bactrocera minax\\(Enderlein\\)屬雙翅目實蠅科,是柑橘類果樹上的重要害蟲[1-3].柑橘大實蠅成蟲羽化后需補充營養,性成熟后交配并產卵于柑橘果實內,造成蟲果未熟先黃或未熟先落[4].近年來,隨著柑橘產業發展,果品調運頻繁,柑橘大實蠅發生日趨嚴重,但目前生產實踐中尚缺乏有效的預測預報方法.
實蠅類成蟲具有補充營養的習性,攝取蛋白質供卵黃生成和卵巢發育[5].對橘小實蠅Bactroceradorsalis\\(Hendel\\)[6]、加 勒 比 按 實 蠅Anastrephasuspense\\(Loew\\)[7]及東澳番茄實蠅Bactrocera ca-cuminata\\(Hering\\)[8]的生殖發育研究表明,根據卵巢發育程度可判斷害蟲生理狀態,分析害蟲種群年齡結構,以及監測害蟲田間發生動態,為確定最佳防治適期提供理論依據.實蠅卵巢發育除受環境因素和自身生理狀態影響外,還與寄主植物有緊密聯系.
Fletcher等[9]的研究表明,外界環境條件\\(高溫和低濕\\)能抑制橄欖實蠅Dacus oleae\\(Gmelin\\)卵巢發育,而寄主果實能刺激雌成蟲卵巢發育.此外,卵巢發育還影響雌蟲覓食和產卵行為,如瓜實蠅Bac-trocera cucurbitae\\(Coquillett\\)成蟲在卵巢發育成熟前主要表現為搜尋食物和補充營養,卵巢成熟后開始搜尋寄主進行產卵繁殖[10].
通過解剖雌成蟲卵巢,確定卵巢發育進度,是害蟲種群監測中比較可靠的預測預報方法.實蠅類昆蟲的卵巢發育分級一般可通過卵巢的形態特征等參數來確定,如卵巢長度、卵巢寬度、卵泡長度和成熟卵量等[7,11],但目前尚無柑橘大實蠅卵巢發育分級的相關報道.研究柑橘大實蠅雌成蟲卵巢的發育進度,對柑橘大實蠅的預測預報和探索新的防控措施等均具有重要意義.卵巢發育分級可作為判斷柑橘大實蠅雌成蟲性是否成熟的指標,并可為柑橘大實蠅的預測預報提供科學依據.
1材料與方法
1.1供試昆蟲
柑橘大實蠅蛹采自湖北省宜昌市夷陵區柑橘園,2012年4月30日將采集回的蛹均勻置于細沙中待其羽化.將羽化后的柑橘大實蠅以雌雄性比1∶1飼養在養蟲籠中,用人工飼料進行飼養.飼養條件:光周期L/D=14/10h,相對濕度50% ~60%,溫度\\(25±1\\)℃.
1.2卵巢形態觀察
在尼康顯微鏡\\(Nikon SMZ-10,Japan\\)下解剖柑橘大實蠅羽化后1~45日齡雌成蟲,觀察并測量卵巢長度、卵巢寬度和卵泡長度3個形態特征,計算卵巢指數\\(卵巢長度×卵巢寬度\\),并用昆蟲針將卵巢挑開,在顯微鏡下統計卵巢內成熟卵量.
1.3數據處理
利用SPSS\\(16.0,USA\\)對柑橘大實蠅卵巢發育等 級 相 關 參 數 進 行 單 因 素 方 差 分 析,并 通 過Tukey′s HSD進行多重比較.通過SPSS 16.0對柑橘大實蠅各發育等級的卵巢長度、卵巢寬度、卵巢指數、卵泡長度及成熟卵量指標進行相關性測定和雙尾檢驗.
2結果與分析
2.1柑橘大實蠅卵巢發育特征
在室內條件下解剖并觀察柑橘大實蠅雌成蟲卵巢.觀察結果表明:
1~10日齡雌蟲卵巢較小,此時卵巢長度約等于卵巢寬度;10~18日齡卵巢終端卵泡內卵黃開始積累,卵巢長度比1~10日齡的長,卵巢寬度也較寬;18~23日齡卵巢指數和卵泡長度與之前日齡相差不大,但其形態特征更明顯,卵黃充滿整個終端卵泡體積的50%;23日齡卵巢內首次觀察到成熟卵粒,而30日齡卵巢內成熟卵量達到最多,此時卵巢長度、卵巢寬度、卵巢指數、卵泡長度和成熟卵量比之前有明顯變化;33日齡雌蟲產卵后卵巢內至少存在一個殘余的卵殼,隨著日齡增長,卵巢長度、卵巢寬度、卵巢指數、卵泡長度和成熟卵量呈下降趨勢\\(表1\\).
2.2卵巢發育分級
通過在顯微鏡下解剖柑橘大實蠅卵巢,觀察記錄卵巢長度、卵巢寬度、卵巢指數、卵泡長度及成熟卵量等指標,并根據卵巢長度和卵巢寬度指標的統計分析結果,可將柑橘大實蠅雌蟲卵巢發育劃分為5個等級,即Ⅰ級\\(卵巢發育初期\\)、Ⅱ級\\(卵黃沉積期\\)、Ⅲ級\\(成熟待產期\\)、Ⅳ級\\(產卵盛期\\)及Ⅴ級\\(產卵末期\\).
Ⅰ級為卵巢發育初期,包括1~10日齡雌成蟲卵巢,此時卵巢很小,呈乳白色絮狀,卵巢長度約等于卵巢寬度\\(圖1-A\\).卵巢長度與卵巢寬度呈正相關\\(r2=0.591\\),卵巢指數與卵巢長度\\(r2=0.846\\)及卵巢寬度\\(r2=0.918\\)都呈正相關.另外,卵泡長度與卵巢長度\\(r2=0.623\\)、卵巢寬度\\(r2=0.371\\)、卵巢指數\\(r2=0.510\\)分別呈顯著相關\\(表1\\).在卵巢發育初期\\(1~6日齡\\)幾乎觀察不到卵泡,但在卵黃形成晚期\\(7~10日齡\\)可以觀察到,卵泡長度為0.35~0.71mm.
Ⅱ級為卵黃沉積期,指10~18日齡雌成蟲的卵巢,此時終端卵泡內卵黃開始累積,卵巢比Ⅰ級大,即卵巢長度比Ⅰ級長,卵巢寬度也比Ⅰ級寬\\(圖1-B\\).卵巢長度與 卵巢寬度呈顯著正相關 \\(r2=0.673\\),卵泡長度與卵巢長度\\(r2=0.733\\)、卵巢寬度\\(r2=0.687\\)、卵巢指數\\(r2=0.809\\)分別呈正相關\\(表1\\).
Ⅲ級為成熟待產期,包括18~23日齡雌成蟲的卵巢,此時卵巢指數和卵泡長度與Ⅱ級相差不大,但所有形態特征比Ⅰ級、Ⅱ級更明顯,其內卵黃含量充滿整個終端卵泡體積的50%,這一特征使Ⅲ級與Ⅱ級更易區分\\(圖1-C\\).與Ⅱ級相比,卵巢長度和卵巢寬度\\(r2=0.849\\)呈更顯著正相關,其他指標彼此呈正相關\\(表1\\).因為這3個等級卵巢的成熟卵量均為0,所以Ⅰ級、Ⅱ級和Ⅲ級雌成蟲個體尚未性成熟.
Ⅳ級為產卵盛期,包括23~33日齡卵巢,在23日齡雌成蟲卵巢中首次觀察到白色成熟的卵粒,30日齡時成熟卵量最大\\(圖1-D\\).此等級所有指標都比 其 他 等 級 大,成 熟 卵 量 與 卵 巢 長 度 \\(r2=0.674\\)、卵 巢 寬 度 \\(r2=0.802\\)、卵 巢 指 數 \\(r2=0.815\\)分別呈顯著正相關,但與卵泡長度不呈正相關,且該等級卵泡長度與其他測量值不存在相關性\\(表1\\).（圖略）
Ⅴ級為產卵末期,包括33~45日齡卵巢,其特征是33日齡雌蟲產卵后卵巢內至少存在一個殘余的卵殼.與Ⅳ級相比,該等級柑橘大實蠅卵巢有很大變化,平均成熟卵量波動幅度很大,但整體上隨著日齡增長呈現下降趨勢.柑橘大實蠅其他形態特征也呈現相同的趨勢,如卵巢長度與卵巢指數等.觀察還表明,隨著日齡增長,柑橘大實蠅卵巢的發育不同步,特別是在Ⅴ級末期,與低日齡的柑橘大實蠅相比呈現不規則趨勢.
Ⅴ級柑橘大實蠅卵巢的各個形態指標之間呈顯著相關,如卵巢指數與卵巢長度\\(r2=0.937\\)、成熟卵量與卵巢長度 \\(r2=0.807\\)等\\(表1\\).
3討論
卵巢是實蠅生殖產卵的重要器官.根據卵巢形態特征可進行卵巢發育分級,從而掌握和判別卵巢發育進度,以開展相關研究和進行預測預報[12].本試驗通過顯微鏡觀察解剖柑橘大實蠅雌成蟲卵巢,統計卵巢長度、卵巢寬度、卵巢指數、卵泡長度和卵巢成熟卵量等指標,根據卵巢長度和卵巢寬度的差異,將柑橘大實蠅卵巢發育進度分為卵巢發育初期、卵黃沉積期、成熟待產期、產卵盛期、產卵末期5個等級.試驗結果表明,柑橘大實蠅卵巢長度先增長,卵巢寬度后增長,且前者增長速率顯著大于后者.卵巢長度與卵巢寬度可單獨作為卵巢性成熟與否的劃分標準,這與Kendra等[7]在對加勒比按實蠅Anastrepha suspense\\(Loew\\)進行研究得出的結果相同,即卵巢長度是區分其未性成熟和性成熟的最佳參數.在性成熟階段,根據4個特征的測量值,結合成熟卵量,可明確區分Ⅳ和Ⅴ級.根據文獻記載,卵巢長度、卵巢寬度和卵巢指數均可評估雌成蟲是否性成熟[13-15],運用這些指標能區分雌成蟲性是否成熟的個體.
Nation[13]和Aluja等[16]的研究結果表明,卵巢內成熟卵粒的存在是雌蟲性成熟的重要指標.本試驗在23日齡柑橘大實蠅雌性個體中首次發現成熟卵粒,隨后有成熟卵粒的柑橘大實蠅數目急劇增加,并在30日齡時達到最大值,之后絕大多數雌性個體卵巢內至少有1粒成熟卵.
柑橘大實蠅在羽化后,從性成熟到產卵過程中,其生理和行為特征會發生大幅變化.成蟲羽化后需要補充營養才能促進性成熟,首先表現為野外大量覓食行為,性成熟后轉換為成蟲交配和產卵行為.本試驗結果表明,雌蟲卵巢發育到Ⅳ級后,即從前期的覓食為主的行為轉換為求偶交配和產卵行為.雌成蟲生理年齡為23~33日齡時平均成熟卵量最大,之后成熟卵量有所波動.
Ⅴ級卵巢中,有33%的雌蟲卵巢中沒有成熟卵粒,這可能是因為有些雌蟲已完成產卵.柑橘大實蠅在羽化時尚未達到性成熟,需要在野外 覓 食,東 澳 番 茄 實 蠅Bactrocera cacuminata\\(Hering\\)和加勒比按實蠅需要近1個月的時間才達到性成熟[7,17],這與柑橘大實蠅常在羽化后約23d進入性成熟期的情況基本相同,但與張維等[18]的結論不一致,即柑橘大實蠅在蛹期已經完成卵巢發育.Webster等[19]和Drew[20]的研究表明,實蠅雌蟲需要蛋白飼料以確保卵的形成,且蛋白含量影響卵巢發育進度.
柑橘大實蠅卵巢發育等級的確定可作為判斷雌成蟲性是否成熟的指標,并為柑橘大實蠅的預測預報和探索新的防控措施提供科學依據.卵巢發育為Ⅰ級、Ⅱ級和Ⅲ級的柑橘大實蠅雌成蟲尚未達到性成熟,此時主要表現為覓食,在此階段可應用蛋白誘餌等誘劑對其進行誘殺[21];而Ⅳ級和Ⅴ級的雌成蟲已達到性成熟,覓食量大大減少,主要進行交配和產卵,此時可結合性信息素等誘殺成蟲,以達到最佳防治效果.
參考文獻
[1]DONG Y C,WANG Z J,ANTHONY R,et al.Pupal diapausedevelopment and termination is driven by low temperaturechilling in Bactrocera minax[J].J Pest Sci,2013,86:429-436.
[2] 王金濤,董永成,李宗鍇,等.昆蟲不育技術防治柑橘大實蠅研究概況[J].應用昆蟲學報,2013,50\\(3\\):848-852.
[3] 李宗鍇,周曉渭,楊鳳連,等.柑橘大實蠅成蟲口器掃描電鏡觀察[J].植物檢疫,2013,27\\(2\\):57-59.
[4] 李宗鍇,董永成,朱景全,等.柑橘大實蠅產卵器的結構及形態觀察[J].環境昆蟲學報,2014,36\\(1\\):78-82.
[5]HARWOOD J F,CHEN K,MULLER H G,et al.Effects of di-et and host access on fecundity and lifespan in two fruit fly spe-cies with different life-history patterns[J].Physiol Entomol,2013,38:81-88.
[6]CHOU M Y,MAU R F L,JANG E B,et al.Morphologicalfeatures of the ovaries during oogenesis of the Oriental fruitfly,Bactrocera dorsalis,in relation to the physiological state[J].J Insect Sci,2012\\(12\\):1-12.
[7]KENDRA P E,MONTGOMERY W S,EPSKY N D,et al.As-sessment of female reproductive status in Anastrepha suspensa\\(Diptera:Tephritidae\\)[J].Fla Entomol,2006,89\\(2\\):144-151.
[8]RAGHU S,HALCOOP P,Drew A I.Apodeme and ovarian de-velopment as predictors of physiological status in Bactroceracacuminata\\(Hering\\)\\(Diptera:Tephritidae\\)[J].Aust J En-tomol,2003,42:281-286.
[9]FLETCHER B S,PAPPAS S,KAPATOS E.Changes in theovaries of olive flies Dacus oleae\\(Gmelin\\)during the summer,and their relationship to temperature,humidity and fruit availa-bility[J].Ecol Entomol,1978\\(3\\):99-107.
[10]SIDERHURST M S,JANG E B.Cucumber volatile blend at-tractive to female melon fly,Bactrocera cucurbitae\\(Coquillett\\)[J].J Chem Ecol,2010,36\\(7\\):699-708.
[11]陳敏,陳鵬,葉輝,等.橘小實蠅卵巢形態結構及發育特征研究[J].環境昆蟲學報,2014,36\\(1\\):83-88.
