日本沟卵蜂在饲养寄主和植物 - 植食性昆虫微宇宙中的条件化对其觅食行为的影响

【字体: 时间:2025年05月16日 来源:Biological Control 3.7

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  为探究替代寄主饲养及成虫条件化对寄生蜂觅食行为的影响,研究人员以日本沟卵蜂(Trissolcus japonicus)为对象,通过嗅觉仪和滞留 Arena 实验,发现其行为可塑性与饲养寄主及条件化相关,为生物防治应用提供了理论依据。

  在生物防治领域,如何让寄生蜂高效定位目标害虫一直是研究热点。随着入侵害虫如茶翅蝽(Halyomorpha halys)的泛滥,利用其专性寄生蜂日本沟卵蜂(Trissolcus japonicus)进行防控成为重要手段。但实际应用中面临一个关键问题:当需要提前大规模饲养寄生蜂时,使用替代寄主是否会影响其对目标害虫的觅食能力?传统方法依赖目标寄主饲养,成本高且难以应对突发虫害,而替代寄主的使用可能引发寄生蜂行为改变,导致防控效果不稳定。因此,明确替代寄主饲养和成虫条件化对日本沟卵蜂觅食行为的影响,成为提升生物防治效率和预控能力的关键。
为解决这一问题,来自意大利相关研究机构的研究人员开展了深入研究。他们以茶翅蝽及其替代寄主斑须蝽(Dolycoris baccarum)为饲养寄主,结合蚕豆(Vicia faba)植物构建的植食性昆虫微宇宙,通过一系列行为学实验,揭示了日本沟卵蜂在不同饲养条件和成虫接触环境后的行为变化规律。研究成果发表在《Biological Control》,为生物防治策略的优化提供了重要科学依据。

研究主要采用了嗅觉仪(Y-tube olfactometer)和滞留 Arena(arrestment arena)两种关键技术方法。嗅觉仪实验用于分析寄生蜂对不同微宇宙气味的远程趋向性,通过记录其在选择臂的停留时间判断吸引力;滞留 Arena 实验则聚焦近距离行为,观察寄生蜂对寄主成虫痕迹的停留时间,反映其搜索行为偏好。实验中使用的微宇宙包含持续受两种蝽取食的蚕豆植株,模拟自然环境中的三营养级系统,同时设置未接触蝽的清洁植株作为对照,确保结果的可靠性。

3.1 嗅觉仪实验结果


实验显示,在嗅觉仪测试中,取食茶翅蝽(H. halys)的日本沟卵蜂初羽化成虫(未经历成虫条件化)对茶翅蝽或斑须蝽微宇宙均无先天趋向性。然而,经过一周对应微宇宙条件化后,其对相同类型微宇宙表现出显著吸引,如茶翅蝽饲养的寄生蜂经茶翅蝽微宇宙条件化后,对茶翅蝽微宇宙的停留时间显著长于对照(P=0.004),而经斑须蝽微宇宙条件化则对斑须蝽微宇宙产生偏好(P=0.01)。对于斑须蝽饲养的寄生蜂,初羽化成虫表现出对斑须蝽微宇宙的先天吸引(P=0.01),但对茶翅蝽微宇宙无反应;有趣的是,无论经哪种微宇宙条件化,其最终均对茶翅蝽微宇宙产生积极响应(P<0.05),而对斑须蝽微宇宙的趋向性消失。

3.2 滞留 Arena 实验结果


滞留 Arena 实验表明,日本沟卵蜂对茶翅蝽成虫痕迹表现出普遍偏好。茶翅蝽饲养的寄生蜂在茶翅蝽痕迹区域的停留时间(127.71±21.43 秒)显著长于斑须蝽痕迹区(58.92±16.31 秒)和清洁区(50.85±14.54 秒);斑须蝽饲养的寄生蜂虽对斑须蝽痕迹有一定响应(161.72±26.54 秒),但对茶翅蝽痕迹的停留时间最长(255.07±26.01 秒),清洁区最短(63.73±19.25 秒)。这说明近距离范围内,茶翅蝽的成虫化学信号对寄生蜂具有更强的吸引力,且这种偏好不受饲养寄主的显著影响。

3.3 寄生蜂性别比例和寿命


性别比例分析显示,茶翅蝽饲养的寄生蜂雌性比例更高(89.3%±1.33),显著高于斑须蝽饲养组(73.3%±2.61,χ2=17.76,P<0.0001),但两者寿命无显著差异(COXPHM,P=0.14),表明替代寄主可能影响繁殖适合度,但不影响生存能力。

研究表明,日本沟卵蜂的觅食行为具有显著可塑性,其远程趋向性受成虫条件化和饲养寄主双重影响,而近距离对目标寄主的偏好则相对稳定。斑须蝽作为替代寄主可支持寄生蜂大规模饲养,且通过成虫阶段在目标寄主微宇宙中的条件化,能有效诱导其对茶翅蝽的定向能力。这一发现为预控型生物防治策略提供了关键依据 —— 在目标害虫尚未入侵时,可利用替代寄主提前建立寄生蜂种群,一旦监测到害虫,通过条件化处理使其快速适应目标环境,实现精准防控。此外,研究还揭示了寄生蜂行为可塑性的潜在机制,如敏感化或联想学习,为优化饲养和释放方案提供了理论方向。未来研究需进一步明确关键化学信号成分及学习记忆的分子基础,以提升生物防治的效率和靶向性。

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