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为解决叶螨(Tetranychus ludeni)和西花蓟马(Frankliniella intonsa)等害虫防治难题,研究人员开展了猎物种类、宿主植物和捕食者性别对东亚小花蝽(Orius strigicollis)功能反应影响的研究。结果表明其呈 II 型功能反应,相关因素影响捕食效率,为 IPM 策略提供依据。
在农业生产的大舞台上,叶螨和西花蓟马可谓是臭名昭著的 “破坏分子”。它们身形小巧,却凭借着强大的繁殖能力和多样的生存策略,在全球范围内对各类农作物发起猛烈攻击。叶螨不仅会直接啃食植物叶片,还能传播如豆花叶病毒等,让农作物备受折磨;西花蓟马也毫不逊色,其取食和产卵行为严重损害作物,同时还是番茄斑萎病毒和菊花茎坏死病毒的传播 “帮凶”。传统的农药防治手段不仅没能有效控制它们,反而引发了环境污染和害虫抗药性等一系列问题,使得寻找绿色、高效的防治方法迫在眉睫。
在这样的困境下,来自中国台湾地区的研究人员挺身而出,他们来自台湾中兴大学昆虫学系等机构,聚焦东亚小花蝽,试图挖掘它在害虫生物防治中的巨大潜力。东亚小花蝽作为一种商业化的生物防治 “利器”,在捕食害虫方面展现出了一定的实力。但要想让它在实际应用中发挥最大效能,就必须搞清楚猎物种类、宿主植物和捕食者性别等因素对其捕食效率的影响。研究成果发表在了《Scientific Reports》上。
研究人员在此次研究中运用了多种关键技术方法。他们精心饲养叶螨、西花蓟马和东亚小花蝽,模拟自然环境为实验提供稳定的实验对象。通过设置不同的实验组合,进行功能反应试验,观察记录小花蝽的捕食情况。借助显微镜和特定软件测量植物叶片的毛状体长度和密度,利用视频跟踪结合编程计算节肢动物的移动速度。在数据分析阶段,采用多项式逻辑回归、Akaike 信息准则(AIC)等模型筛选方法,确定小花蝽的功能反应类型;运用 Pearson 相关系数和主成分分析(PCA)挖掘各因素间的关系。
东亚小花蝽的功能反应类型
研究人员设置了四个处理组,探究捕食者性别、宿主植物和猎物种类对东亚小花蝽捕食的影响。通过多项式逻辑回归分析发现,其在所有处理中均呈现 II 型功能反应,且 II 型模型的 AIC 值低于 III 型模型,这表明在不同条件下,小花蝽的捕食行为都符合 II 型功能反应的特征。
宿主植物对功能反应的影响
研究人员以茄子和菜豆作为宿主植物进行对比试验。在实验过程中,为两组雌性小花蝽提供相同密度的猎物。结果显示,在猎物密度为 150 - 250 时,取食茄子叶片上叶螨的小花蝽,其功能反应曲线斜率比取食菜豆叶片上叶螨的小花蝽更陡峭。在猎物密度为 150 和 250 时,小花蝽在茄子叶片上的最大日捕食量显著高于菜豆叶片。进一步研究发现,茄子叶片上的毛状体更长、更密集,使得叶螨移动速度减慢,而小花蝽在茄子叶片上的攻击率更高、处理时间更短,模拟的最大攻击率也表明小花蝽在茄子叶片上的捕食能力更强。通过 Pearson 相关分析和 PCA 可知,叶螨速度与处理时间正相关,与攻击率负相关;毛状体长度和密度与叶螨速度负相关,这意味着毛状体通过影响叶螨移动,间接提升了小花蝽的捕食效率。
猎物种类对功能反应的影响
研究人员选择叶螨若螨和西花蓟马 2 龄幼虫作为猎物,观察小花蝽的捕食情况。结果表明,小花蝽捕食叶螨时,攻击率系数更高,处理时间更短,模拟的T/Th值也更短,说明其对叶螨的捕食效率更高。对捕食者和猎物的速度、体型测量后发现,猎物的体型大小和移动速度对小花蝽的攻击率和处理时间有显著影响。PCA 分析显示,猎物速度和体型与攻击率呈负相关,较大且移动速度快的西花蓟马会降低小花蝽的捕食效率。
捕食者性别对功能反应的影响
研究人员对比了雄性和雌性东亚小花蝽对叶螨的捕食能力。实验中为雌雄小花蝽提供相同密度的叶螨,结果发现,在高猎物密度下,雌性小花蝽功能反应曲线斜率更陡,最大捕食量也显著高于雄性。在菜豆叶片上,雌性小花蝽的攻击率更高,处理时间更短,模拟的T/Th值更高。而雌雄小花蝽在移动速度和体型上并无显著差异,这表明其他未知因素可能是导致雌雄功能反应差异的原因,不过雌性在捕食方面确实更具优势。
研究结论表明,猎物种类、宿主植物和捕食者性别对东亚小花蝽的功能反应有着显著影响。东亚小花蝽在面对不同猎物和宿主植物时,捕食效率会发生变化,且雌性小花蝽的捕食能力更强。这一研究为生物防治和综合害虫管理(IPM)策略提供了关键依据。在实际应用中,农民可以根据这些结论,选择更有利于小花蝽发挥作用的作物品种,合理搭配捕食者的性别比例,从而提高害虫防治效果,减少化学农药的使用,实现农业的绿色可持续发展。但研究也存在一定局限性,如实验环境与自然环境存在差异,未来还需要更多的田间试验来进一步验证这些结论。不过,此次研究已经为害虫生物防治领域开辟了新的思路,为后续研究指明了方向 。