蚂蚁照护与科特迪瓦可可园中可可肿枝病毒介壳虫媒介寄生率降低的关联研究

《Biological Control》:Ant attendance is associated with lower parasitism of Cocoa Swollen Shoot Virus mealybug vectors in cacao plantations of C?te d’Ivoire

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年10月27日 来源:Biological Control 4.0

编辑推荐:

  蚂蚁照护与可可肿枝病毒(Cocoa Swollen Shoot Virus, CSSV)介壳虫媒介寄生率降低相关。研究人员在科特迪瓦可可种植园中开展研究,发现蚂蚁照护与关键CSSV介壳虫媒介的较低寄生率相关。其中,Formicococcus njalensis

  
蚂蚁照护与可可肿枝病毒(Cocoa Swollen Shoot Virus, CSSV)介壳虫媒介寄生率降低相关。研究人员在科特迪瓦可可种植园中开展研究,发现蚂蚁照护与关键CSSV介壳虫媒介的较低寄生率相关。其中,Formicococcus njalensis(Laing)在Crematogaster属蚂蚁照护下的寄生率最低。Planococcus属物种(Pl. citri/kenyae/minor复合群)的寄生率高于Fo. njalensis。瘿蚊(Gall midges,双翅目:瘿蚊科Cecidomyiidae)在捕食者中占主导地位,其出现频率随蚂蚁照护的变化不大。研究人员提出,需要进行蚂蚁排除实验(ant-exclusion experiments)来检验蚂蚁对CSSV媒介生物防治效果的影响。

论文解读

一、研究背景与意义

在自然生态系统中,蚂蚁与半翅目昆虫(如蚜虫、粉虱和介壳虫)之间的互惠共生关系(trophobiosis)受到广泛关注。蚂蚁取食半翅目昆虫分泌的富含碳水化合物的蜜露,作为回报为后者提供抵御天敌和不利非生物条件的保护。这种互惠关系往往加剧半翅目害虫的为害程度,因为植食性半翅目昆虫不仅消耗寄主资源,还充当多种植物病原体的传播媒介。
在西非可可种植园中,这一互惠关系尤为令人担忧,因为涉及多种可作为可可肿枝病毒(CSSV)传播媒介的介壳虫(半翅目:粉蚧科Pseudococcidae)。CSSV属于花椰菜花叶病毒科(Caulimoviridae)的杆状DNA病毒(Badnavirus),可导致严重的经济损失。CSSV病害(CSSVD)引起严重的生理症状和树木快速衰退,感染后第一年即出现显著减产。近期在科特迪瓦的调查显示,17种介壳虫可能作为病毒媒介,并与可可农业生态系统中的54种蚂蚁存在关联。其中,Formicococcus njalensis(Laing)和Planococcus citri(Risso)是西非分布最广的CSSVD传播媒介。
尽管早在20世纪50年代就开展了生物防治尝试,引入跳小蜂科(Encyrtidae)寄生蜂如Anagyrus pseudococci(Girault)、A. kivuensis Compere和Leptomastix dactylopii Howard,但这些天敌迄今未能有效调控介壳虫种群以阻止CSSVD在西非的扩散。一个常见的解释是蚂蚁的保护效应,但这一假说尚未经过严格检验。本研究旨在评估蚂蚁照护与CSSV介壳虫媒介天敌调控之间的关联,探究特定介壳虫-蚂蚁组合是否与天敌调控减弱相关,为制定可持续的生物防治策略提供科学依据。

二、研究设计与主要技术方法

研究人员在科特迪瓦全国可可生产区的15个样点开展研究,该样点网络隶属于Cocoa4Future项目。介壳虫和照护蚂蚁的采样在每样点5个种植园进行,共75个种植园;每个种植园沿之字形样带系统检查100棵可可树。天敌评估则在11个样点的110个种植园中进行,采用两种互补方法:采集表面覆盖至少三分之一介壳虫菌落的三颗可可荚果置于改良PET瓶中,以及用驼毛刷从树上采集10个介壳虫菌落转入干燥收集管。共采集1,430个介壳虫菌落。活体菌落运回实验室在室温下饲养观察20天,每5天检查一次羽化昆虫。物种鉴定结合形态学与分子方法,扩增线粒体COI区域片段(介壳虫385 bp,蚂蚁和天敌418 bp),经Illumina MiSeq高通量测序并与NCBI数据库比对。数据分析采用层次贝叶斯二项广义线性混合模型(GLMMs),以种植园嵌套于样点的随机截距,使用rstanarm包的stan_glmer函数,以Savage–Dickey密度比计算贝叶斯因子(BF)评估差异证据强度。

三、主要研究结果

3.1 介壳虫物种丰度及与蚂蚁的关联频率

Formicococcus njalensis和Planococcus citri/kenyae/minor复合群占采样菌落的47.7%和29.6%,两者合计近80%。蚂蚁照护概率在物种间差异显著:Fo. njalensis(观察比例0.93)、Dysmicoccus neobrevipes(0.88)和Pl. citri/kenyae/minor复合群(0.70)的多数菌落被蚂蚁照护(BF10 > 1000),而Ferrisia dasylirii(0.06)、Fe. virgata(0.11)和Pseudococcus longispinus(0.11)极少被照护。据此将介壳虫分为频繁被照护、约半数菌落被照护和极少被照护三类。

3.2 蚂蚁物种丰度及与介壳虫的关联

照护蚂蚁以Pheidole、Camponotus和Crematogaster三个属为主,合计占90%以上。Pheidole megacephala最丰富(26.5%),Camponotus acvapimensis(13.7%)和Crematogaster africana(8.8%)次之。卡方检验显示介壳虫与蚂蚁属间的关联显著不成比例(χ2 = 566,df = 18,p < 0.0001):Fo. njalensis与Cr. africana及其他Crematogaster和Pheidole物种(除Ph. megacephala外)的关联频率高于预期,而与Camponotus属的关联低于预期;Pl. citri/kenyae/minor复合群则与Ph. megacephala的关联频率偏高。

3.3 天敌相对丰度及与介壳虫的关联

寄生蜂群落以4种跳小蜂为主:Aenasius abengouroui(22.2%)、Leptomastix dactylopii(24.0%)、Coccidoctonus pseudococci(16.4%)和Anagyrus kivuensis(14.1%)。捕食者中瘿蚊(Cecidomyiidae)占绝对优势(87.3%),瓢虫(coccinellids)占5.5%。卡方检验显示Fo. njalensis与Ae. abengouroui关联频率最高,而Pl. citri/kenyae/minor复合群与An. kivuensis、Co. pseudococci和L. dactylopii的关联更频繁。

3.4 优势介壳虫物种寄生率与蚂蚁照护的关系

Fo. njalensis的寄生率总体较低,无蚂蚁菌落约12%(95% CrI:6–22%)。被Cr. africana(约2%;BF10 = 44)和其他Crematogaster物种(约1%;BF10 = 293)照护的菌落寄生率显著低于无蚂蚁菌落,且两种先验尺度下均获支持。其他蚂蚁类群的证据不明确。Pl. citri/kenyae/minor复合群的寄生率较高(无蚂蚁菌落约20%,95% CrI:13–30%),且各蚂蚁类群照护菌落与无蚂蚁菌落之间无显著差异。

3.5 捕食性瘿蚊出现与蚂蚁照护的关系

在Fo. njalensis菌落中,被非Cr. africana的Crematogaster物种照护的菌落瘿蚊出现频率(约7%)显著低于无蚂蚁菌落(约28%;BF10 = 4.2)。其他蚂蚁类群的证据不明确。在Pl. citri/kenyae/minor菌落中,各蚂蚁类群照护菌落与无蚂蚁菌落之间的瘿蚊出现频率无显著差异。

四、讨论与结论

讨论部分指出,Fo. njalensis与Crematogaster蚂蚁(尤其是Cr. africana)的近乎专性互惠关系可能涉及更强烈的照护和保护行为,从而更有效地干扰寄生蜂。Pl. citri/kenyae/minor复合群与蚂蚁的兼性关联则对寄生蜂的干扰较弱。Fo. njalensis的低寄生率还可能与菌落常位于隐蔽部位、寄生蜂群落单一(仅Ae. abengouroui强关联)、重寄生、农药施用及饲养周期限制等因素有关。研究局限性包括:蚂蚁照护仅在采样时记录一次、种植园特征(如荫蔽度、树龄)可能同时影响蚂蚁群落和寄生蜂活动、Pl. citri/kenyae/minor复合群作为单一分类单元分析可能掩盖种间差异。
研究结论:蚂蚁照护与CSSV媒介介壳虫的较低寄生率相关,但这种关联具有物种特异性,仅见于被Crematogaster(尤其是Cr. africana)照护的Fo. njalensis菌落。相比之下,Pl. citri/kenyae/minor复合群的寄生率较高且不随蚂蚁照护显著变化,瘿蚊(优势捕食者)的出现频率也随蚂蚁照护变化不大。由于未操纵蚂蚁照护,这些模式不能确立因果关系。研究人员强调,需要进行蚂蚁排除或糖液供给等实验性研究,以检验减少蚂蚁照护(特别是Crematogaster)是否能提高Fo. njalensis的寄生率并限制介壳虫种群增长,从而为基于昆虫群落调控的CSSV农业生态管理策略提供依据。
相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 搜索
  • 国际
  • 国内
  • 人物
  • 产业
  • 热点
  • 科普

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号