天牛的重要天敌——花绒寄甲的研究

【摘要】：花绒寄甲[Darstarcus helophoroides(Fairmaire)],又名花绒坚甲和花绒穴甲,是林木钻蛀性害虫天牛类昆虫的最重要天敌昆虫。近些年,作者主要在以下几方面进行了研究并取得了初步进展:1)通过野外调查与室内观察,研究了花绒寄甲在我国的分布范围、栖境特点,以及与其分布与适生性相关的温度、耐饥能力、寿命和繁殖习性等。在此基础上,研究了花绒寄甲成虫的行为学,包括日活动节律、趋光性、黑暗对成虫活动的影响、交配行为以及视觉在寻找寄主幼虫时的作用,并调查了花绒寄甲成虫的活动、飞翔能力。结果显示:花绒寄甲在我国是一个广布种,可以在我国大部分地区的天牛栖境中找到;成虫有极强的耐饥、渴能力;成虫一般可存活3年以上;在上午和黄昏后活动较为活跃;长时间的黑暗可打破其日活动节律;在夜晚进行交配,雌雄尾对尾成"一"字形;孵化后的1龄幼虫对寄主没有明显的选择性,可成功寄生多种鳞翅目、鞘翅目、膜翅目昆虫幼虫;成虫视觉对天牛幼虫与相似形状木块没有明显的选择性;在自然状态下,成虫可快速起飞,有较强的活动能力。2)对野生花绒寄甲种群和室内饲养种群的耐寒性进行了比较研究,并在冬季对其野外越冬栖境——树体内洞穴的温度进行了持续监测,比较了树体内外温度的差异。结果显示,采自秦皇岛地区的花绒寄甲野生种群的过冷却点平均为-23.9℃,最低可达到-27.3℃。经过长期室内饲养的种群的耐寒能力较差,平均过冷却点为-15.9℃,最低为-23.8℃。对提高饲养种群耐寒性品质提出了建议。在冬季,花绒寄甲野外栖息的树体内洞穴的温度略高于树体外的气温,能为花绒寄甲越冬成虫营造较好的微栖境。3)观察发现花绒寄甲成虫有聚集的习性,因此推测其体表含有引起个体间相互聚集的成份,通过溶剂提取和GC-MS分析,结果显示成虫体表所含的成份主要为一些长链烷烃和长链脂肪酸物质,这些化合物可能含有引起花绒寄甲个体之间聚集的活性成份。4)利用嗅觉仪,测定了三个不同的花绒寄甲种群在化学趋性方面的差异,包括采自吉林的寄生危害蒙古栎和辽东栎的栗山天牛的花绒寄甲种群("R"型),采自广州的寄生于危害马尾松的松褐天牛的花绒寄甲种群("A"型),采自陕西的寄生于光肩星天牛的花绒寄甲种群("G"型)。不同的花绒寄甲种群对同种天牛幼虫的虫粪表现出来的化学趋性不同,但都对原寄主的虫粪表现出强烈的选择趋性,说明在与寄主长期的协同进化中,花绒寄甲可能形成了不同的种群或"生物型"。同时通过不同种群对不同天牛种类的交叉寄生实验,证实了花绒寄甲在我国确实存在有不同的种群或"生物型",这为生物防治实践提供了理论指导。但在寄生某一种天牛时,有些种群之间表现出来的差异却不大。5)利用嗅觉仪,测定了采自吉林的原寄主为栗山天牛的花绒寄甲成虫("R"型)对栗山天牛幼虫、虫粪,以及来自寄主树蒙古栎的受害树皮、带有天牛幼虫虫道的木质部等的嗅觉反应。结果表明,花绒寄甲成虫主要受来自栗山天牛的幼虫排出的虫粪和带有幼虫虫道的木质部释放的气味所吸引。通过提取、分析天牛幼虫虫粪和带有天牛幼虫虫道木质部的挥发性成份,并应用人工合成的化合物对花绒寄甲成虫进行嗅觉生测,结果表明,人工合成的化合物R-(+)-Limonene能够引起成虫强烈的正趋向行为反应。因此,R-(+)-Limonene是与栗山天牛有关的利它素成分,能够引起"R"型花绒寄甲成虫的搜索寄主的行为反应。在有R-(+)-Limonene气味存在的条件下,"R"型花绒寄甲种群可以提高对非原寄主光肩星天牛幼虫的寄生率。6)研究了原寄主为光肩星天牛的花绒寄甲种群("G"型)搜寻不同寄主树上光肩星天牛的机制。采用化学生态学的手段,首先研究了天敌成虫对光肩星天牛危害不同寄主树时排出的虫粪的趋性差异,虫粪引诱性强弱依次为:小美旱杨≈新疆杨≈垂榆金丝柳≈垂柳复叶槭。由于采自复叶槭的虫粪引诱性最差,因此采用单选实验测试采自复叶槭的虫粪的引诱性,经重复实验,发现其不能引诱天敌成虫。来自垂柳的光肩星天牛虫粪则可以在单选实验中显著引诱天敌。采用SPME技术和动态顶空吸附法,定性、定量测试了这6类虫粪所含的挥发性成分,发现来源于复叶槭的光肩星天牛幼虫虫粪所含的倍半萜类化合物的种类和数量均较少,这可能是其引诱性差的原因。利用嗅觉仪测试了天敌成虫对不同化合物的趋性,结果显示(S)-(-)-limonene能够显著地引诱"G"型花绒寄甲成虫,因此可以确定(S)-(-)-1imonene是光肩星天牛释放的利它素物质。在此基础上,讨论了不同虫粪所含挥发性成分的种类、释放量与引诱天敌强弱之间的关系。由于光肩星天牛幼虫主要取食树体木质部,因此进一步分析了各寄主树种木质部的挥发性成分,对于各树种木质部的挥发性成分与虫粪引诱性之间的关系进行了分析讨论,发现a-pinene不同异构体释放率的关系可能与天敌的选择性相关。这一研究结果将为深入分析以天牛为对象的三级营养间的协同进化关系提供新的思路。7)采用嗅觉生测和触角电位技术,研究了采自山东曲阜、肥城地区的原寄主为锈色粒肩天牛的花绒寄甲种群("X"型)利用信息化学物质搜寻危害国槐上的锈色粒肩天牛(?)。(?)结果表明寄甲成虫对a-pinene和(+)-β-pinene有趋向作用(P0.001),其余单萜类对寄甲成虫没有引诱作用。8)在野外选择光肩星天牛危害柳树严重的林带,释放G型花绒寄甲进行了生物防治。连续的跟踪调查结果显示,在不采取任何其它防治手段的情况下,释放花绒寄甲成虫后在当年和第2、3年均无显著性的防治效果,但在第4年以后,生物防治的效果逐渐显现,天牛的危害降低。目前,进一步的验证实验仍在进行中。