光肩星天牛產卵分泌物對刻槽微生境的影響

馬曉乾 ，范海娟 ，趙紅盈 ，宋小雙 ，鄧 勛，周 琦

（1.黑龍江省森林保護研究所，黑龍江 哈爾濱 150040；2.東北林業大學，黑龍江 哈爾濱 150040）

光肩星天牛產卵分泌物對刻槽微生境的影響

馬曉乾1，范海娟2，趙紅盈1，宋小雙1，鄧 勛1，周 琦1

（1.黑龍江省森林保護研究所，黑龍江 哈爾濱 150040；2.東北林業大學，黑龍江 哈爾濱 150040）

通過野外接蟲和人工模擬刻槽的方法，對光肩星天牛產卵分泌物對刻槽微生境的影響進行了分析研究。研究結果表明：有效刻槽微生境含水量，在0～7日齡期間均高于對照和人工模擬刻槽含水量，同時呈逐漸向對照含水量接近并趨向平穩，8～9日齡期間與對照含水量基本一致。有效刻槽微生境中pH值均高于人工模擬刻槽微生境和對照，并呈現一定的波動性。有效刻槽微生境中微生物數量變化，在0～4日齡期間有效刻槽微生境真菌數量低于對照，4日齡后逐漸與對照真菌數量接近， 5～9日齡期間兩者基本一致。有效刻槽微生境細菌數量在0～5日齡期間低于人工模擬刻槽和對照，5～6、6～9日齡期間分別呈和對照細菌數量接近和基本一致。

光肩星天牛；糖槭；產卵分泌物；刻槽微生境；有效刻槽

光肩星天牛AnoploPhora glabripennisMotschulsky屬天?？?，星天牛屬，是主要的蛀干害蟲之一。分布廣泛，在我國除海南、澳門、香港、臺灣外分布于全國各地。主要危害楊樹、柳樹、榆樹、糖槭等樹種，嚴重時受害的木質部被蛀空，導致樹干風折或整株枯死[1]。產卵分泌物是昆蟲在長期的進化過程中獲得的一種適應，其功能是伴隨昆蟲繁殖、防御和信息交流的需要而產生的，在昆蟲行為和化學生態方面起重要作用[2]?？滩畚⑸呈侵腹饧缧翘炫４瞥上x刻槽產卵所處刻槽、槽下周圍特定區域，是卵和初孵幼蟲生長發育的場所。光肩星天牛產卵分泌物是光肩星天牛雌成蟲產卵后封槽時分泌的一種透明膠狀粘液，起到保護卵和初孵幼蟲同時為其營造微生境的作用。

目前，對光肩星天牛生物學特性、防治、寄主揮發物、產卵刻槽微生境等方面有較多報道[3-6]，而關于光肩星天牛產卵過程中產卵分泌物的功能研究尚屬空白?？滩酆陀卯a卵分泌物封槽營造微生境是光肩星天牛產卵過程中保證子代能否繁殖成功的關鍵環節。本研究對光肩星天牛產卵分泌物對刻槽微生境中含水量、pH值、微生物數量的影響進行了研究，以期為揭示光肩星天牛產卵過程中產卵分泌物對卵和初孵幼蟲的保護機制、光肩星天牛產卵分泌物的功能及探索光肩星天牛新的防治途徑提供理論參考。

1 材料與方法

1.1 實驗材料的采集

于2010年6月末至7月末光肩星天牛交尾產卵時，在哈爾濱香坊區遠大生態公園林緣帶和哈平路綠化帶上，選擇3～10 cm糖槭枝條進行套籠接蟲，并采集3～5 cm糖槭枝條進行室內套籠實驗，每個套籠接雌雄成蟲各1頭。由于光肩星天牛雌成蟲多在下午和傍晚產卵，故于每天下午4點接蟲，接蟲后第二天凌晨7點將蟲取回室內飼養，第2 d再野外接蟲進行人工模擬刻槽、產卵刻槽實驗。光肩星天牛產卵期在哈爾濱主要在7月期間，卵的發育歷期10 d左右，按刻槽內卵日齡不同，分別采集0～9 d的10組刻槽微生境的樣本，以無刻槽處為對照。

1.2 刻槽微生境中含水量的測定

用尖刀挖取刻槽下及周圍1 cm處（刻槽微生境），分別稱取人工模擬刻槽、有效刻槽(光肩星天牛雌成蟲產卵刻槽分有效刻槽和空槽，有效刻槽即成功產卵并封槽的刻槽。)微生境的樣本及相同大小對照處鮮重后，置入烘箱80℃下烘干至恒重，測量干重。取每日齡人工模擬刻槽、有效刻槽微生境及對照各10個，按下列公式計算其含水量：

式(1)中：H、X、G分別代表刻槽微生境含水量、刻槽鮮重及刻槽干重。

1.3 刻槽微生境中pH值的測定

用尖刀挖取人工模擬刻槽、有效刻槽槽下及周圍1 cm處及相同大小對照，烘干，依次放入錐形瓶，分別加入25 mL去離子水。28℃150 r?min-1振蕩培養48 h后，取每日齡的人工模擬刻槽、有效刻槽處微生境的樣本及對照各10個，測其平pH值。

1.4 刻槽微生境中微生物數量的測定

在無菌條件下，用尖刀挖取同日人工模擬刻槽、有效刻槽槽下及周圍1 cm處及大小相同的對照各10個。用去離子水沖洗3次，切成直徑0.5 mm左右小粒，置入錐形瓶分別加入50 mL去離子水。28℃150 r?min-1振蕩培養0.5 h后，將菌液分別稀釋至10-5、10-6、10-7倍。置入滅菌均質器中8 000 r?min-11 min后，各提取0.1 mL涂布接菌到牛肉膏蛋白胨和馬鈴薯培養基上，置入人工培養箱，分別于37℃下2 d和38℃下4 d觀察并統計微生物數量（主要統計真菌和細菌數量）。

2 結果與分析

2.1 產卵分泌物對刻槽微生境含水量的影響

林木樹干或枝條的含水量主要隨環境因素的變化而變化，但同一樹干或枝條含水量的變化基本是一致的。同一枝條上采集的人工模擬刻槽、有效刻槽及對照含水量隨光肩星天牛卵發育日期的變化（如圖1）?？梢钥闯?，0～7日齡期間有效刻槽含水量高于對照和人工模擬刻槽含水量，呈逐漸向對照含水量接近并趨向平穩，8～9日齡期間基本接近對照含水量。在0～9日齡期間對照含水量比較平穩。人工模擬刻槽含水量0日齡時與對照含水量接近，后逐漸呈下降趨勢至7日齡時，趨向平穩，在8～9日齡期間呈平穩趨勢。對所得0～9日齡人工模擬刻槽、有效刻槽及對照含水量進行對比分析（如表1）。說明光肩星天牛產卵分泌物對刻槽微生境含水量影響比較顯著，但隨時間的增加，與對照含水量逐漸接近。

圖1 人工模擬刻槽、有效刻槽及對照含水量的日變化Fig. 1 The daily variations of water contents of artificial simulationof groove, effective gnawing nidus and control

表1 不同日齡人工模擬刻槽、有效刻槽及對照含水量比較?Table 1 The comparison on water contents of different day-age artificial simulation of gnawing nidus, effective gnawing nidus and control

2.2 產卵分泌物對刻槽微生境pH值的影響

人工模擬刻槽、有效刻槽及對照的pH值隨光肩星天牛卵日齡的變化（如圖2），可以看出：有效刻槽微生境pH值均高于人工模擬刻槽微生境及對照pH值，其原因是光肩星天牛雌成蟲產卵分泌物具有弱堿性，pH值為8～9[7]。同時有效刻槽微生境pH值在0～9日齡期間呈緩慢上升，這可能跟含水量在0～9日齡期間的逐漸減少有關。人工模擬刻槽微生境pH值基本呈平穩狀態略高于對照，在0、2、4、8、9日齡期間分別呈接近或相近。對照pH值在0～9日齡期間呈平穩狀態。對不同日齡光肩星天牛人工模擬刻槽、有效刻槽及對照pH值進行對比分析（如表2），表明光肩星天牛產卵分泌物對刻槽微生境pH值的影響比較顯著。

圖2 人工模擬刻槽、有效刻槽及對照pH值的日變化Fig. 2 The daily variations of pH of artificial simulation of gnawing nidus, effective gnawing nidus and control

2.3 產卵分泌物對刻槽微生境微生物數量的影響

寄主植物表皮微生物數量的變化與所處環境密切相關，如寄主植物所在立地條件、光照、溫濕度以及其它在寄主植物上活動的生物等。選擇野外接蟲實驗的立地條件相同，但不同光肩星天牛卵日齡下采集的刻槽微生境樣本受不同光照、溫濕度以及其它生物活動的影響，對照微生物數量波動比較大。人工模擬刻槽、有效刻槽微生境及對照微生物數量日變化，如圖3所示，其中Z1、Z2、Z3和X1、X2、X3分別代表有效刻槽、人工模擬刻槽和對照真菌數量及細菌數量。從圖3可以看出，0～4日齡期間有效刻槽微生境真菌數量低于對照，4日齡后逐漸與對照真菌數量接近，5～9日齡期間兩者基本一致。而人工模擬刻槽微生境與對照真菌數量在0日齡期間基本一致，隨后呈略高于對照真菌數量。有效刻槽微生境細菌數量在0～5日齡期間低于對照和人工模擬刻槽，5～6、6～9日齡期間分別呈和對照細菌數量接近和基本一致。而人工模擬刻槽微生境在0～2日齡期間與對照細菌數量基本一致，2日齡后至9日齡期間細菌數量高于對照。不同光肩星天牛卵日齡下對同一樹枝上人工模擬刻槽、有效刻槽及對照微生物數量進行統計，結果如表3。經過對比分析，光肩星天牛產卵分泌物對刻槽微生境微生物數量影響比較顯著，產卵分泌物對刻槽微生境微生物在0～5日齡期間有抑制作用。

表2 不同日齡光肩星天牛人工模擬刻槽、有效刻槽及對照pH值比較Table 2 The comparison on pH of different day-age artificial simulation of gnawing nidus, effective gnawing nidus and control

圖3 人工模擬刻槽、有效刻槽及對照微生物數量日變化Fig. 3 The daily variations of microorganisms number of artificial simulation of gnawing nidus, effective gnawing nidus and control

表3 不同日齡人工模擬刻槽、有效刻槽及對照微生物數量對比Table 3 The comparison on microorganisms number of different day age artificial simulation of gnawing nidus, effective gnawing nidus and control

3 討 論

昆蟲產卵分泌物主要的功能是營造卵和初孵幼蟲的微生境以及保護卵和初孵幼蟲在此微生境中生長發育。本文通過光肩星天牛產卵分泌物對刻槽微生境中含水量、pH值及微生物數量的影響的研究，探明了光肩星天牛產卵分泌物功能即對刻槽微生境的維持、保護卵和初孵幼蟲的正常生長發育。

光肩星天牛將卵產于刻槽中，卵和初孵幼蟲的生長發育所需要的溫度主要受氣溫因素影響，而卵和初孵幼蟲發育所需濕度及水分主要受刻槽微生境含水量影響。從對光肩星天牛產卵分泌物對微生境含水量的影響研究來看，產卵分泌物有對刻槽粘合和修復作用，有利于保持刻槽處與無刻槽處樹干或樹枝理化性質一致，阻止有效刻槽處水分的流失，也避免了外界水分的大量進入，保證了刻槽微生境中卵和初孵幼蟲的發育對濕度和水分的需求。

pH值是昆蟲產卵分泌物理化性質的主要表達，是昆蟲卵和初孵幼蟲在特定的理化性質環境中正常發育的先決條件。本文對光肩星天牛產卵分泌物對刻槽微生境中pH值影響研究證明，刻槽微生境呈弱堿性，并呈現出一定的波動性,這可能是由于微生境中含水量及其其它因素波動性變化引起的。不同pH值及其變化下刻槽微生境中含水量、微生物數量以及營養物質之間的關系，有待進一步深入研究。

昆蟲卵和初孵幼蟲微生境中微生物多樣性及數量與昆蟲子代成活率密切相關[8-9]。本文在研究光肩星天牛產卵分泌物對刻槽微生境中微生物數量的影響中發現，產卵分泌物對刻槽微生境中微生物數量0～5日齡期間表現出抑制作用，隨后呈和對照基本一致，是產卵分泌物中微生物、刻槽微生境中的微生物及環境因素之間互相影響的作用結果。由于經費及精力原因，本文未對光肩星天牛產卵分泌物及刻槽微生境中微生物多樣性、種類及其作用進行研究，同時光肩星天牛產卵分泌物中微生物、刻槽微生境中微生物及環境因素之間相互影響及共生關系[10-12]是需進一步研究的新課題。

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Effects of Anoplophora glabripennis oviposition secretion on gnawing nidus microhabitat

MA Xiao-qian1,FAN Hai-juan2,ZHAO Hong-ying1,SONG Xiao-shuang1, DENG Xun1, ZHOU Qi1
(1.Heilongjiang Forest Protection ?nstitute, Hrbin 150040, Heilongjiang, Сhina;2.Northeast Forestry University, Hrbin 150040, Heilongjiang, Сhina)

Through the methods of the wild experiment and artif i cial simulation of gnawing nidus, the effects ofAnoplophora glabripennisoviposition secretion on gnawing nidus microhabitat were analyzed. The results show that the effective gnawing nidus microhabitat moisture, in the period of 0 to 7-day-old, the effective gnawing nidus microhabitat were higher than the control and artif i cial simulation of gnawing nidus moisture content, at the same time was gradually close to the control moisture content, and was incline to be smooth; in the period of 8 to 9-day-old, that was consistent with controlled moisture content. The effective gnawing nidus microhabitat pH values were higher than those of artif i cial simulation of gnawing nidus microhabitats and control, and presented some volatility. The effective gnawing nidus microhabitat microorganisms changed, in the period of 0 to 4-day-old, the grooving microhabitat fungi number were lower than that of the control; after 4-day-old, that was gradually close to the control’s fungi number; 5 to 9-day-old, both were basically the same. The effective gnawing nidus microhabitat bacterial number in the period of 0 to 5-day-old was below the artif i cial simulation of gnawing nidus and control, from 5 to 6, 6 to 9-day-old, that was respectively close to and consistent the control bacterial quantity.

Anoplophora glabripennis；Acer saccharum；oviposition secretion；gnawing nidus microhabitat；effective gnawing nidus

S763

A

1673-923X (2012)05-0063-04

2011-12-12

黑龍江省青年科學基金項目(QС2009С64)

馬曉乾（1979-），男，寧夏人，碩士，助理研究員，從事森林病蟲害方面的研究工作；電話：15145102825；E-mail:369086324@qq.com

[本文編校：歐陽欽]