揭示Ganaspis kimorum越冬策略:温度介导滞育对铃木氏果蝇生物防治的优化意义

【字体: 时间:2025年05月23日 来源:Biological Control 3.7

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  本研究针对铃木氏果蝇(Drosophila suzukii)生物防治剂Ganaspis kimorum的越冬适应机制,通过瑞士和意大利北部7个气候差异站点的田间实验,首次证实其滞育(diapause)由温度介导并发生于宿主早期蛹内的L1幼虫阶段,揭示9°C发育阈值和329±6度日(DD)的发育需求,为优化田间释放策略提供关键数据。

  

随着全球气候变暖与物种入侵加剧,铃木氏果蝇(Drosophila suzukii)因其特殊的产卵器结构和快速扩散能力,已成为危害浆果作物的世界性害虫。传统化学防治面临抗药性挑战,而源自东亚的寄生蜂Ganaspis kimorum因其高度宿主特异性被选为经典生物防治剂。然而,该天敌在引入地区的越冬能力与滞育机制尚不明确,直接影响其田间定殖效果。

瑞士CABI研究所与意大利特伦托大学等机构合作,在《Biological Control》发表研究,通过多站点田间实验结合实验室分析,首次系统解析了G. kimorum的越冬生物学特性。研究团队在2021-2024年间,于瑞士(德尔émont、Cadenazzo)和意大利北部(Faedo等5站点)设置差异海拔的实验点,利用HOBO?温湿度记录仪监测自然环境参数,通过时序暴露实验结合解剖学观察,明确了滞育诱导的温度窗口期;采用度日模型(DD)和单正弦计算方法,量化发育热力学参数;并通过生存率统计与生殖力测定评估越冬适应性。

2.1 昆虫种群
实验采用东京种群G. kimorum,在标准化条件下(16:8 L:D,22±2°C)繁育;D. suzukii宿主来自本地种群。

2.2 实验1
2021年瑞士站点通过时序暴露证实:9月下旬后暴露的个体成功滞育,而8月暴露组直接发育为成虫。解剖显示滞育发生在宿主早期蛹内的L1幼虫阶段,越冬存活率仅见于德尔émont站点(3头成虫)。

2.3 实验2
2023年意大利5站点实验揭示:早期暴露(9月27日-10月)在FAE和SMA站点获得最高存活率(17.6%-0.4%)。63天和112天采样解剖证实L1幼虫在早期蛹内的存活优势(94% vs 82%),且极端低温(<0°C)和高温(>30°C)天数显著降低存活率(P<0.05)。

3.1 温度响应机制
敏感性分析确定滞育后发育下限温度(TL)为9°C,需329±6度日完成发育。比较非滞育场景(TL=7°C)显示,滞育显著减少19.6%的DD需求(P<0.05),证实发育停滞策略。

3.2 适应性代价
越冬后雄性寿命缩短29%(P<0.05),但雌性生殖力未受影响,40%越冬雌蜂可成功寄生宿主,与对照组(20%)相比展现竞争优势。

这项研究首次阐明G. kimorum通过温度介导的L1幼虫滞育策略适应冬季环境,其发育热力学参数(9°C TL,329 DD)与宿主D. suzukii的春季物候高度同步。尽管极端气候事件会降低存活率,但雌蜂保持生殖优势的特性保障了其生物防治效能。该成果为预测寄生蜂田间种群动态、优化释放时空策略提供了量化依据,对完善入侵物种综合治理体系具有重要实践价值。多站点实验设计首次验证了该天敌在欧洲不同气候区的适应潜力,为后续区域性应用方案的制定奠定了科学基础。

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