光肩星天牛(Anoplophora glabripennis)(鞘翅目:天牛科)在美国南卡罗来纳州普通园圃与自然野外环境中产卵及早期存活

《Environmental Entomology》:Oviposition and early survival of Anoplophora glabripennis (Coleoptera: Cerambycidae) in common garden and natural field environments in South Carolina

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月05日 来源:Environmental Entomology 1.8

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  光肩星天牛(Anoplophora glabripennis Motschulsky)(鞘翅目:天牛科)是一种入侵性蛀木甲虫,在北美主要危害红枫(Acer rubrum L.)(无患子目:无患子科)。寄主树受害的首发迹象为产卵坑(oviposition pit

  
光肩星天牛(Anoplophora glabripennis Motschulsky)(鞘翅目:天牛科)是一种入侵性蛀木甲虫,在北美主要危害红枫(Acer rubrum L.)(无患子目:无患子科)。寄主树受害的首发迹象为产卵坑(oviposition pits),表明雌虫曾尝试将卵产于韧皮部;然而产卵坑的存在并不总保证卵或幼虫存在与存活,关于甲虫产卵相对成功率的认识仍有限。为更好地理解光肩星天牛产卵与早期幼虫存活,研究人员在普通园圃环境中接种红枫,通过每日观察与破坏性采伐分析产卵坑占据率、卵活力及早期幼虫存活,并与周边自然侵染寄主树的田间材料比较产卵成功与存活模式;同时检查田间材料产卵坑以探索寄主特征与产卵成功的潜在关联。结果支持先前发现:个体间繁殖力高度可变;产卵坑最常见于中等直径(6–15 cm)且具纹理树皮的寄主;产卵坑常仅被啃咬而不产卵。普通园圃环境中产卵坑占据率、卵活力与早期幼虫存活均显著低于自然侵染田间材料。理解产卵与早期存活及寄主特征如何影响繁殖力,有助于改进检测并更高效配置入侵物种管理资源。
《Environmental Entomology》刊发的该研究针对光肩星天牛(Anoplophora glabripennis)(鞘翅目:天牛科)这一经实木包装材料多次引入北美、欧洲的中国及朝鲜半岛源入侵性多噬蛀木害虫,聚焦其在美国南卡罗来纳州(检疫区位于查尔斯顿附近,气候为湿润亚热带,植物耐寒区8b–9a,是北美最暖分布区)主要寄主红枫(Acer rubrum)上的繁殖生物学空白。此前多数产卵与繁殖力数据来自实验室虫杆(bolts)或温室盆栽研究,且依赖人工饲料饲养的种群,田间生长活树的自然系统评估缺失;而监管端以产卵坑作为诊断侵染依据,若不了解“啃坑≠产卵≠孵出≠幼虫存活”的级联折扣,将高估危害与误配根除资源。为此,研究人员设置普通园圃接种实验并与自然田间侵染材料对照,量化产卵坑占据率、卵活力、早期幼虫存活,并检验寄主直径、树皮纹理、坑周植被与产卵成功的关系。
关键技术方法如下:普通园圃组于2024年4月在斯托诺保护区(Stono Preserve)栽植19株7.6 cm DBH红枫(Built to Last?栽培种),干基至低枝包覆钢丝网笼,放入自检疫区伐倒木羽化获得的配对成虫(雌雄各一,雄死后雌续监),每日标记新产卵坑(月/日油漆编号)并记录成虫生死,雌性死后4周伐树剥皮凿检每坑占据/卵/孵化/幼虫状态;田间组为2024年6月25日至7月15日、2025年6月26日至9月3日自检疫区收集的自然侵染红枫枝干段,同法破坏性解剖,并测坑长/宽、着生直径、树皮平滑或纹理(具 fissure/ridge/plate/scale)、2 cm内地衣/苔藓/藤本/洁净。统计用Welch t检验比直径、二项广义线性模型(binomial GLM)拟直径对占据率影响、Yates校正Pearson卡方验树皮与地衣关联、卡方验园圃vs田间三指标差异,R 4.4.2(tidyverse/ggplot2/dplyr/lme4)完成。
研究结果按原小节浓缩如下。
普通园圃环境中的光肩星天牛产卵与早期存活:19株共462坑(雌均24±4.1坑,范围1–54),雌日均啃0.99±0.13坑、产0.49±0.10卵;坑占据率55%,上半球65%含卵、下半球34%(P<0.0001,Φ=0.2970);6株(#4–10)零占据虽啃31坑;255枚卵证据中55%孵化(141),孵化幼虫44%存活(62)。雄死前/后雌坑占据率不降反升(β=0.226±0.022,t=10.28),说明单次交配可维持产卵;6只伤残雌(缺触角/腿)伤后均寿8.2±3.5天仅啃3空坑,3只逃逸雌啃53坑全含卵,提示肢体完整性与选址自由影响表观繁殖力。
自然野外环境中的光肩星天牛产卵与早期存活:田间939坑(2024年632、2025年307),占据率79%(2024)与91%(2025);占据卵孵化率82%(2024)/60%(2025);2024年83%初孵幼虫活至采样,2025年占据坑100%出活幼虫。坑面积均0.5±0.01 cm2(0.08–1.43),长≤2.54 cm、宽≤1.9 cm。75%坑位于6–15 cm直径段;占据坑均径12.6±0.2 cm、空坑12.0±0.4 cm,Welch t=?1.76(P>0.05),二项GLM示直径翻倍占据优势比增约34%(β=0.43±0.22,z=1.92,P=0.055)。纹理树皮771坑远多于平滑131坑,但纹理/平滑占据率无年际差异(2024 χ2=0.42,2025 χ2=0.66,合并χ2=1.29,均P>0.05);地衣邻近395坑(43%)、洁净500坑(55%),地衣与否不显著(合并χ2=1.56,P>0.05),但2025洁净邻比(62%)高于2024(40%)。
普通园圃与自然野外环境比较:占据率χ2=68.7、卵存活χ2=57.8、早幼存活χ2=80.8(均P<0.0001,n分别1097/756/549),田间全面更高;效应弱(Φ=?0.2507/?0.1246/?0.2897),说明环境仅解释小部分变异,个体与寄主微生境选择权重更大。
讨论部分总结:研究人员指出天牛科种内个体繁殖力变异性高,本种源种群一致仍见差异,或系个体适合度、体型、单雄约束(雌天然多配)、伤残(雄攻击致雌缺肢触角,嗅觉定位受损)所致;直径偏好与中间径级(6–15 cm)优势呼应加拿大与南卡前期结论,树皮纹理多选因啃咬能耗低而非占据率提升,平滑树皮假说得数量支持但非质量支持;园圃低成功率的四类解释被并列提出——栽培种抗性/适口性差异、捕获与笼养应激、红火蚁(Solenopsis invicta)经产卵孔捕食卵幼虫(类比Aromia bungii等被蚁捕食文献)、雌虫丧失“母知最佳”式寄主段选择自由;温度亦偏题,查尔斯顿均温较实验室最适23.5 °C高逾3 °C,或压低繁殖力。作者强调本研究为南卡种群首例活树田间繁殖力数据,可嵌入ALBRisk模型改进检测与根除决策。
研究结论翻译浓缩:光肩星天牛个体间繁殖力高度可变,产卵坑集中于6–15 cm直径与纹理树皮但常空啃不产卵;普通园圃活树接种下的产卵坑占据率、卵活力与早期幼虫存活均显著低于自然田间侵染红枫,表明寄主栽培背景、雌虫选址自由与蚂蚁捕食等因子共同造成实验室/园圃外推偏差;树皮纹理与地衣附着不影响坑内占据率,直径仅边际正向。理解产卵至早幼存活的级联折扣及寄主特征过滤机制,能校正以产卵坑计数的疫情评估,提升入侵蛀木甲虫检测灵敏度与管理资源效率。
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