北美东部铁杉球蚜三种同域天敌的同步收集与饲养技术创新及其生物防治意义

《Journal of Insect Science》：Methods for collecting and rearing three sympatric biocontrol agents of Adelges tsugae (Hemiptera: Adelgidae) in eastern North America

本刊推荐：为应对入侵物种铁杉球蚜（Adelges tsugae）对北美东部铁杉林的严重威胁，研究人员针对其三种专性天敌（银蝇Leucotaraxis argenticollis、L. piniperda及甲虫Laricobius nigrinus）开发了一套复合饲养策略。通过年度野外收集与实验室驯化相结合，实现了天敌的大规模同步生产，解决了传统人工饲养中猎物供给、物候同步等难题。该研究为森林害虫的可持续治理提供了高效技术路径，显著提升了生物防治剂的供给能力与遗传多样性保障。

　　

全球森林健康正面临严峻挑战，入侵昆虫的扩散是导致森林衰退的重要原因之一。在北美，东部铁杉（Tsuga canadensis）和卡罗莱纳铁杉（Tsuga caroliniana）因外来害虫铁杉球蚜（Adelges tsugae, HWA）的侵袭而大面积死亡。铁杉作为生态系统中的基石物种，其消失会引发土壤性质改变、生物多样性下降等连锁反应。化学防治虽短期有效，但成本高且难以在景观尺度持续应用；林业措施如间伐虽能改善树木健康，却缺乏大范围实施的可行性。因此，经典生物防治（CBC）成为长期控制HWA的关键策略。

在HWA的原生地北美西部，三种专性天敌——银蝇Leucotaraxis argenticollis、Leucotaraxis piniperda（双翅目：蚜蝇科）及甲虫Laricobius nigrinus（鞘翅目：毛唇草甲科）能有效抑制HWA种群。然而，将这些天敌引入东部后，其规模化供给面临巨大挑战：实验室长期饲养易导致近交衰退，而野外收集又受限于猎物资源的波动性。为突破这一瓶颈，康奈尔大学研究团队开发了一套创新的“复合饲养”方法，通过年度野外收集与实验室驯化相结合，同步量产三种天敌，为HWA的生物防治提供了可持续的解决方案。

关键技术方法

研究团队于2018–2025年每年在北美西部HWA原生地收集受害铁杉枝条，通过标准化包装与运输至康奈尔大学昆虫生物防护设施。枝条被置于定制丙烯酸笼中，利用天敌的生物学特性（如银蝇的正趋光性、L. nigrinus老熟幼虫的坠落行为）进行每日收集。银蝇成虫经种类鉴定后短期贮存并用于野外释放；L. nigrinus预蛹则置于泥炭-沙混合基质中经历夏季滞育，在控温控光条件下完成发育，秋季羽化为成虫后释放。该方法通过调节温室温度模拟物候变化，使天敌释放与HWA发育阶段同步。

研究结果

天敌收集趋势与物种相关性

2018–2025年共收集银蝇141,875头、L. nigrinus预蛹108,880头。数据分析显示，银蝇两种类数量呈显著正相关（rho=0.324, P=0.015），且L. nigrinus预蛹数量分别与Le. argenticollis（rho=0.479, P≤0.001）和Le. piniperda（rho=0.394, P=0.003）正相关，表明三类天敌可被同步高效收集。

银蝇的季节性发生规律

银蝇成虫发生量随收集月份变化（F_6,292=2.485, P=0.02），3–5月为发生高峰。

Le. argenticollis的发生量受收集月份影响显著（F_4,101=8.29, P≤0.001），而Le. piniperda无显著差异（F_4,99=0.49, P=0.75），这与两者越冬策略（蛹期vs幼虫期）差异相关。

Laricobius nigrinus的收集与饲养存活率

L. nigrinus预蛹数量在3月达到峰值，1–5月均有发生（H_4,221=23.795, P≤0.001）。

3–4月收集的预蛹成虫转化率最高（66%–67%），2月最低（24%），可能与幼虫发育阶段及运输应激相关。通过优化幼虫筛选、饲养卫生和湿度管理，L. nigrinus累计存活率从2020年的38%提升至2024年的70%。

讨论与结论

复合饲养策略成功解决了HWA天敌规模化供给的三大难题：一是通过年度野外收集维持遗传多样性，避免实验室近交衰退；二是利用银蝇物候分層特性（Le. argenticollis双峰发生、Le. piniperda单峰发生）实现精准收集；三是通过调控环境条件同步天敌与HWA发育周期。该策略显著降低了对本地铁杉资源的依赖，尤其适用于Leucotaraxis等难以实验室长期饲养的物种。未来需进一步解析西部种群群落动态，优化银蝇靶向收集效率。本研究为入侵昆虫的生物防治提供了可推广的技术范式，通过多重天敌的协同释放，有望实现HWA种群的长期稳定控制，守护北美东部铁杉林生态安全。