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为探究果蝇寄生蜂间潜在互作及其对铃木氏果蝇(Drosophila suzukii)生物防治的影响,研究人员对P. vindemiae、T. drosophilae与G. kimorum等的互作展开研究。结果发现蛹寄生蜂偏好未寄生宿主,仅P. vindemiae能从多寄生宿主发育。该研究为生物防治提供重要依据。
在奇妙的昆虫世界里,寄生蜂作为生态系统的关键 “调节者”,对害虫种群数量起着至关重要的调控作用。然而,当多种寄生蜂共同盯上同一种害虫时,它们之间的 “战争” 便悄然打响,复杂的种间互作关系让局面变得扑朔迷离。铃木氏果蝇,这一源自东亚的 “水果杀手”,凭借其独特的锯齿状产卵器,能够在健康且成熟的水果上产卵,给全球水果产业带来了沉重打击。在北美和欧洲,尽管有不少捕食者和蛹寄生蜂试图遏制它的 “恶行”,但效果却不尽人意。于是,人们将目光投向了经典生物防治(CBC)策略,期望引入新的 “盟友” 来对抗铃木氏果蝇。
在众多候选者中,幼虫寄生蜂Ganaspis kimorum脱颖而出,被引入欧美地区。但它作为外来 “援军”,在新环境中可能会遭遇本土寄生蜂的 “挑战”。Pachycrepoideus vindemiae和Trichopria drosophilae这两种全球分布的蛹寄生蜂,就有可能影响G. kimorum的防治效果。此前的研究存在诸多不确定性,这使得深入探究它们之间的关系变得极为迫切。为了弄清楚这些寄生蜂之间的 “恩怨情仇”,来自美国加利福尼亚大学伯克利分校的研究人员开展了一系列研究,相关成果发表在《Biological Control》上,为生物防治铃木氏果蝇提供了宝贵的线索。
研究人员主要运用了以下关键技术方法:首先,精心培育了多种昆虫群体,包括两种果蝇(铃木氏果蝇和黑腹果蝇Drosophila melanogaster)、两种幼虫寄生蜂(G. kimorum和Leptopilina heterotoma)以及两种蛹寄生蜂(P. vindemiae和T. drosophilae) 。接着,严格筛选并准备了用于实验的宿主,选取特定发育阶段的果蝇蛹和寄生蜂幼虫。然后,通过无选择和选择实验,观察蛹寄生蜂对不同宿主的寄生和发育情况。最后,利用体视显微镜对多寄生的铃木氏果蝇蛹进行观察,记录寄生蜂的发育过程。
3.1 无选择实验中的寄生程度、寄生成功率和性别比例
研究人员通过无选择生物测定实验,评估P. vindemiae和T. drosophilae在不同宿主上的寄生和发育情况。结果显示,寄生程度受蛹寄生蜂种类和宿主类型的显著影响。P. vindemiae总体上寄生的宿主比T. drosophilae更多,且对不同宿主的选择相对不那么严格;而T. drosophilae更倾向于寄生健康的蛹。寄生成功率同样受蛹寄生蜂种类、宿主类型及其相互作用的影响。T. drosophilae仅能从初级宿主中成功羽化,P. vindemiae虽能从先前被寄生的蛹中羽化,但在健康宿主上的羽化率更高,且雌性后代比例也更高。
3.2 选择实验中的宿主偏好和性别比例
在选择实验中,研究人员探究蛹寄生蜂对未寄生和已寄生宿主蛹的偏好。结果表明,宿主种类和蛹寄生蜂与宿主的相互作用显著影响寄生程度,两种蛹寄生蜂都更喜欢未寄生的宿主蛹。此外,在后代性别比例方面,T. drosophilae在不同宿主上没有显著差异,P. vindemiae在不同宿主上虽有变化趋势,但差异不显著。
3.3 铃木氏果蝇多寄生蛹的体视显微镜观察
研究人员借助体视显微镜,观察P. vindemiae和T. drosophilae在含有G. kimorum三龄幼虫的铃木氏果蝇蛹中的寄生和发育情况。当面对这样的多寄生情况时,P. vindemiae新孵化的幼虫会先取食果蝇蛹,8 - 10 天后开始取食G. kimorum幼虫,最终有 54.3% 的蛹中P. vindemiae成功羽化,而G. kimorum从未在多寄生蛹中羽化。与之不同的是,T. drosophilae无法在多寄生蛹中完成发育,G. kimorum则能继续发育并从 84.6% 的蛹中羽化。
综合研究结果,蛹寄生蜂确实会对幼虫寄生蜂产生负面影响,尤其是通过多寄生的方式。这一发现对铃木氏果蝇的生物防治意义重大。它让我们明白,在制定生物防治方案时,必须充分考虑不同寄生蜂之间的种间互作。虽然目前还需要进一步探究P. vindemiae生理抑制的具体机制,但这项研究已经为我们敲响了警钟:在评估G. kimorum在欧美地区的定殖潜力时,深入了解现存和引入寄生蜂之间的相互作用至关重要。这也提示我们,在生物防治项目的早期阶段,对于整合主要蛹寄生蜂和幼虫寄生蜂的策略要谨慎考虑。例如,可以在早季释放T. drosophilae来减少越冬的铃木氏果蝇种群数量,同时避免释放P. vindemiae,以防止其对幼虫寄生蜂产生非目标影响,并确保生物防治的有效性。