《Journal of Asia-Pacific Entomology》:“TWOSEX-MS analysis reveals ecological regulation of life cycle dynamics of the litchi stink bug,
Tessaratoma javanica (Thunberg) (Hemiptera: Tessaratomidae)”
编辑推荐:
摘要了解农业生态条件如何影响昆虫的生命周期特征,对于预测害虫动态及制定生态友好的害虫管理策略至关重要。本研究采用基于年龄阶段和两性数据的生命表分析方法,通过TWOSEX-MSChart工具,研究了在比哈尔邦的穆扎法尔普尔和贾坎德邦的兰契这两个不同农业生态区域中,荔枝臭虫 (Thu
摘要
了解农业生态条件如何影响昆虫的生命周期特征,对于预测害虫动态及制定生态友好的害虫管理策略至关重要。本研究采用基于年龄阶段和两性数据的生命表分析方法,通过TWOSEX-MSChart工具,研究了在比哈尔邦的穆扎法尔普尔和贾坎德邦的兰契这两个不同农业生态区域中,荔枝臭虫 (Thunberg)的生命周期参数。研究结果表明,这两个种群在发育时间、繁殖力及存活率方面存在显著差异。在穆扎法尔普尔,T. javanica种群的发育速度更快(83.81天),繁殖高峰出现得更早(77.96天);而兰契种群的发育则较慢(122.10天),繁殖期更长(109.00天),且每只雌虫的累积产卵量更高(133.13枚)。在兰契,繁殖价值、不同年龄阶段的繁殖力以及雌虫的繁殖力均较高且持续时间更长,这可能与当地特定的环境条件有关,也可能反映出发育时长及局部微气候因素的差异。这些发现支持了这样一种假设:农业生态条件会显著影响的生物性能及种群增长潜力。本研究有助于深入理解害虫在异质环境中的适应能力,为制定针对特定地区的综合害虫管理策略提供依据。
引言
荔枝臭虫 Drury(半翅目:Tessaratomidae科)是东南亚和中国南部地区荔枝Litchi chinensis Sonn和龙眼Dimocarpus longan Lour的重要害虫,它能危害21种植物(Banjade等人,2024年)。其其他寄主还包括柑橘、香蕉、橄榄、李子、梅子、桃子、欧洲梨以及石榴(Waite,2005年)。在印度,另一种臭虫 (Drury)(半翅目:Tessaratomidae科)也被视为一种极具破坏性的害虫,会对荔枝造成严重损害(Butani,1977年;Boopathi等人,2011年)。这种害虫的若虫和成虫都会啃食嫩枝、花朵和果实,吸取幼叶和嫩枝中的汁液,从而削弱植株的生长能力,往往会在植物生长的关键阶段导致花朵和果实掉落(Waite和Hwang,2002年;Li,2014年)。它更喜欢啃食带有花朵的较嫩组织,而非较老的树枝(Samal等人,2025年)。T. papillosa通常会使果实产量减少20–30%,在严重侵害时甚至可导致产量下降80–90%(CABI,2020年)。除了危害龙眼外,它还会传播龙眼扫帚病病毒,该病毒会导致扫帚病,对作物产量造成严重影响(Chen和Xu,2000年)。当面临威胁时,这种害虫会从气味腺体中分泌出大量具有刺激性且有毒的液体(Wu等人,2022年;Zhao等人,2012年)。这类分泌物会灼伤或使花朵变色,导致幼叶枯萎,还会在叶片和果实上形成褐色病斑,无论果实年龄大小都会受到影响(Hsu等人,2025年)。
2012年2月至3月期间,另一种荔枝臭虫在贾坎德邦的乔塔纳格普尔高原地区被发现,它对荔枝果实的危害极为严重,导致产量损失高达80%(Choudhary等人,2013年)。之后,这种害虫又在比哈尔邦东昌帕兰区的梅希西地区的达莫达普尔和米尔扎普尔村的荔枝园中被发现,且在荔枝生长季节逐渐扩散到周边果园(Kumar等人,2022年;Samal等人,2025年)。在东昌帕兰区的查基亚、马杜班和卡利亚恩普尔等周边地区,在荔枝的生长期也观察到了这种害虫的危害。在比哈尔邦,这种害虫的传播被认为与来自邻近的贾坎德邦的迁移有关,因为苦木属植物在贾坎德邦分布广泛,而该植物是这种害虫的自然寄主(Kumar等人,2022年)。除了主要的荔枝种植区外,T. javanica也在北阿坎德邦、恰蒂斯加尔邦、阿萨姆邦、特里普拉邦和米佐拉姆邦有被发现的记录(Samal等人,2026年)。此前关于和的研究主要集中在这两种害虫的生物学特性、监测方法、化学防治手段以及生物控制策略等方面(Zeng,2001年;Xu,2006年;Yao-chang,2005年;Meng等人,2017年;Liu等人,2022年;Khanal等人,2024年;Banjade等人,2024年;Kumari等人,2024年)。然而,关于在不同农业生态条件下的发育生物学和种群生态学方面的研究仍然有限。由于农业生态条件会影响昆虫的发育、存活和繁殖,因此了解这种害虫在不同地区的种群动态特征,对于制定可持续的管理策略十分重要。通过TWOSEX-MS Chart分析工具所应用的基于年龄阶段和两性数据的生命表理论,能够综合考虑不同发育阶段以及雌雄个体对种群增长的贡献,从而全面评估昆虫种群的动态变化。这一方法有助于估算一些重要的种群参数,如内在增长率、净繁殖率、有限增长率以及平均世代时间,这些参数对于了解不同环境条件下害虫的种群增长潜力具有重要意义。
本研究通过TWOSEX-MSChart分析工具,采用基于年龄阶段和两性数据的生命表分析方法,探讨了不同农业生态区域对生命周期动态及种群参数的影响。这种害虫最初在贾坎德邦的兰契地区被发现,随后扩散到了比哈尔邦的穆扎法尔普尔,而后者是印度重要的荔枝生产地之一。因此,选择这两个具有代表性的地区,旨在了解在不同农业生态条件下的种群动态特征及适应能力。研究者在野外笼养条件下培育种群,以研究其关键的发育和繁殖特性。尽管穆扎法尔普尔地区的荔枝产业日益重要,且近年来这种害虫的爆发情况较为严重,但关于其在不同农业生态区域内的种群生态学信息仍然十分有限。因此,本研究为了解的生物学特性和种群动态提供了新的见解,这些见解有望为害虫风险评估以及制定可持续的、针对特定地区的综合害虫管理策略提供帮助。
章节节选
田间条件下的生物学特性
为了解的生物学特性,研究者在比哈尔邦穆扎法尔普尔的ICAR–NRC荔枝研究中心,以及贾坎德邦兰契的ICAR东部地区研究综合中心——山区与高原地区农业系统研究中心,选择了沙希品种的荔枝作为试验对象,在田间条件下开展了笼养实验(前者坐标为北纬26°10′19″,东经85°45′04″;后者坐标为北纬23°17′07″,东经85°24′41″)。这两个地点都属于重要的荔枝种植区,且农业生态条件存在差异,非常适合开展此类研究
穆扎法尔普尔与兰契地区种群的生物学及繁殖参数差异
通过独立样本t检验分析发现,穆扎法尔普尔和兰契地区的种群在多个生物学参数上存在显著差异(见表1)。兰契种群的孵化期明显长于穆扎法尔普尔种群(分别为12.75天和7.38天,p值小于0.05)。在若虫阶段,第2、4和5龄若虫的发育时长存在显著差异,其中穆扎法尔普尔种群的第2龄若虫发育时长更长,
讨论
食草昆虫的种群动态参数和生命表参数往往会随着寄主物种或品种的不同而发生变化,因为寄主的特性会影响到昆虫的发育、存活和繁殖能力(Jafari等人,2023年)。因此,构建生命表对于推断种群生态学特征以及比较不同寄主的适宜性和抗性具有重要意义(Wan等人,2026年)。作为变温动物,昆虫的发育和生存表现很大程度上受温度影响,在适宜的温度条件下,它们的发育速度会加快
结论
兰契地区的种群具有繁殖开始时间较晚、繁殖期较长的特点,而穆扎法尔普尔种群的发育速度更快,繁殖高峰出现得更早,这些特征与现有研究结果一致,即温度和生态条件会影响昆虫的生命周期策略。兰契地区的环境可能更有利于昆虫延迟成熟,同时保持较高的繁殖力,从而使它们在更长的寿命期内获得更高的累积繁殖成功率。
CRediT作者贡献说明
Ipsita Samal:撰写——审阅与编辑,撰写——初稿,数据可视化,结果验证,方法设计,正式分析,数据整理,概念构建。Jaipal Singh Choudhary:撰写——初稿,数据可视化,方法设计,正式分析,数据整理,概念构建。Sunil Kumar:撰写——审阅与编辑,方法设计。Vinod Kumar:撰写——审阅与编辑,结果验证,方法设计。Ansh Raj:方法设计,正式分析。Amit Kumar:撰写——审阅与编辑,正式内容整理
未引用参考文献
Li,2014
Chi和Yang,2003
Chi等人,2020
Hu等人,2024
利益冲突声明
作者声明,他们不存在任何可能影响本研究结果的已知财务利益冲突或个人关系。
致谢
作者们衷心感谢印度比哈尔邦穆扎法尔普尔市穆沙哈里的ICAR国家荔枝研究中心,该机构在本研究的全过程中提供了必要的资金支持以及全方位的研究协助。
Ipsita Samal|Jaipal Singh Choudhary|Sunil Kumar|Vinod Kumar|Ansh Raj|Amit Kumar
印度比哈尔邦穆扎法尔普尔市穆沙哈里,ICAR国家荔枝研究中心,邮编842002