小菜蛾交配行为及能力的观察

小菜蛾交配行为及能力的观察
谭永安;祝树德;柏立新;肖留斌
【摘要】观察在室内条件下小菜蛾的交配行为和能力,为探明小菜蛾[ Plutella xylostella(L.)]在自然条件下的交配规律提供参考.结果表明:成虫羽化后当天即可进行交配,雄虫可以多次交配；全天有3个交配高峰值,分别为12:30、0:30及6:30,羽化后第1d,交配率较低,羽化后2-4d交配率较高(71.4％～76.0％)；成虫交配持续时间从50 min到125 min不等,交配持续时间与蛾龄紧密相关,蛾龄越大交配持续的时间越长,且差异显著；雌、雄蛾一生的交配能力受雌雄比影响显著,当雌雄比为2∶1时,雌、雄蛾交配次数和能力都最强,雄蛾交配次数为8.67,雌蛾接受的精包数为6个.%The mating capability and behavior of the DBM (diamondback moth) were investigated under laboratory conditions. Both males and females were able to mate at the first day after emergence, and males could copulate more than once in their lifetime. Three mating peaks were observed during one day, namely 12 : 30,0 : 30 and 6 : 30. The mating ratio at the first day was low and increased at 2-4 d(71.4% -76%). The duration of mating ranged from 50 to 125 min, which was positively correlated with the age of the DBM. The mating ability of female and male was mainly influenced by sex ratio. The female and male moths mating frequency and capacity were the strongest when the female to male ratio was 2:1, with the mating frequency of male moth being 8.67 and the sperm packet number of female moth received being six.
【期刊名称】《江苏农业学报》
【年(卷),期】2011(027)004
【总页数】4页(P746-749)
【关键词】小菜蛾;交配行为;交配能力
【作者】谭永安;祝树德;柏立新;肖留斌
【作者单位】扬州大学园艺与植物保护学院,江苏扬州225009;江苏省农业科学院植物保护研究所,江苏南京210014;扬州大学园艺与植物保护学院,江苏扬州225009;江苏省农业科学院植物保护研究所,江苏南京210014;江苏省农业科学院植物保护研究所,江苏南京210014
【正文语种】中文
【中图分类】S436.341.2+4
小菜蛾［Plutella xylostella(L.)］，属鳞翅目，菜蛾科，是一种世界性害虫，在热带和亚热带的南亚、东南亚及中国南部地区，近年来已成为十字花科蔬菜生产上的毁灭性害虫［1］。

1930年以前，很多地方小菜蛾被视为一种潜在害虫或次要害虫，仅在少数国家造成为害［2］。

20世纪60年代后，在亚洲的许多国家和地区小菜蛾已上升为主要害虫。

中国对小菜蛾的研究工作始于20世纪30～40年代［3-4］，当时小菜蛾的为害性并不引人注意，直到20世纪70年代，其发生和为害才开始出现上升的势头，特别是进入80年代中后期，随着南方出口蔬菜基地的增多，小菜蛾变得十分猖獗［5］。

小菜蛾的防治是对当今化学防治的巨大挑战。

小菜蛾的抗药性发展迅速，对各类杀虫剂均表现出很强的抗性［6-10］。

因此，为了克服施用化学农药给农业生态系
统所带来的一系列不良影响，实现农业的可持续发展，开展小菜蛾无公害防治迫在眉睫。

目前，在诸多的非化学农药防治途径中，应用性信息素防治小菜蛾已取得了很大的进展［11-14］，并有望于减少或取代化学杀虫剂的应用。

了解害虫的交配过程、掌握影响交配过程的因子及不同性比对害虫交配能力的影响是采用性信息素控制害虫的基础［15］。

国内外学者曾对鳞翅目某些昆虫的交配行为进行了观察［16-17］，但未见有关小菜蛾交配行为和能力方面的报道。

为了对小菜蛾性信息素的应用提供进一步的理论依据，我们在室内条件下对小菜蛾的交配行为及能力进行了较为系统的研究。

1 材料与方法
1.1 供试虫源
小菜蛾采自扬州郊外，在实验室连续繁殖30代。

用蛭石盘中发芽的油菜籽子叶饲喂孵化的小菜蛾幼虫，在恒温昆虫饲养室［(25.0±0.5)℃、相对湿度80%、每天光照时间12 h］内饲养，待幼虫老熟化蛹后，用指形管分管饲养，每管1头。

成虫羽化后，将其转移到850 ml的罐头瓶中配对饲养，罐头瓶顶端用吸水纸和沙网封口，内放打字蜡纸供成虫产卵和栖息用。

成虫用5%蜜糖水饲养并每天更换，饲养条件和幼虫相同。

1.2 试验设计
1.2.1 小菜蛾交配次数的测定将当日羽化的成虫配对(30对)置于罐头瓶内。

逐日观察其在每天24 h的交配行为，统计交配次数，观察从羽化当天一直延续到雌蛾或雄蛾有一方全部死亡为止，因此该试验从始至终用的都是原始交配的成虫。

白天在室内观察，晚间在红外灯下观察。

1.2.2 日龄对小菜蛾成虫交配的影响设羽化当晚的小菜蛾成虫日龄为1，羽化后2 d的成虫日龄为2，依次类推。

在雌、雄配对当晚，利用红外灯观察其交配行为，记录观察对数的总交配次数、交配起始和持续时间，直至雌蛾或雄蛾有一方全部死
亡为止，同时计算交配率，交配率=(总交配次数/观察对数)×100%。

1.2.3 雌雄比与成虫交配能力的关系为了明确成虫的交配能力以及雌雄比的变化对雌雄成虫交配能力的影响，设定了雌雄比为1∶1、2∶1、3∶1、4∶1和5∶1共5个处理。

雄蛾羽化后立即将其与相应数量的初始羽化的雌蛾放在一起，直至雌雄蛾全部死亡，容器同上。

观察并统计每处理雄蛾的交配次数，雄蛾的交配能力通过观察与其一起的雌蛾体内的精包数量来确定。

具体的方法是对死亡后的雌蛾立即进行解剖并检查体内的精包数量来完成。

试验结束后，分析、比较不同处理中雄蛾的交配能力、雌蛾的交配百分比以及交配次数等。

1.3 资料的统计分析
数据经方差分析差异显著后用Duncan's比较法进行比较。

统计程序为DPS2006版本。

2 结果
2.1 蛾龄对交配率的影响
小菜蛾羽化后当日即可进行交配，日龄显著影响其交配行为(表1)。

表1显示:1日龄交配率为43.3%;2～4日龄的交配率显著增加，达75%左右;5～6日龄的交配率有所下降，在55%左右;7日龄则显著下降，仅有38.4%。

日龄也对交配时间有显著影响，低日龄交配的时间短，随着日龄增加成虫交配的时间逐渐延长，而且差异显著(P＜0.05)，1日龄的平均交配时间为60.5 min，而7日龄的平均交配时间则为116.5 min，接近1日龄的2倍。

表1 小菜蛾日龄对其交配活动的影响Table 1 Effect of theage on mating activity of Plutella xylostella L.同一列数据后标有不同小写字母表示差异显著(P ＜0.05)。

日龄(d)观察对数交配次数交配率(%)交配持续时间(min)1 30 13 43.3 60.5±10.2b 2 28 20 71.4 72.3±9.1b 3 28 22 78.5 88.6±11.4ab 4 25 19 76.0 85.3±8.7a 5 18 10 55.5 90.3±11.8a 6 15 8 53.3 109.2±10.4b 13 5 38.4
116.5±9.6a 7
2.2 成虫交配活动的昼夜节律
成虫在羽化后即进行交配，不受光照的影响。

12∶30出现1个峰值，交配率为12.5%;下午交配率又逐渐降低，子夜前后交配率逐渐提高，并出现2个高峰值，主高峰值发生在凌晨0∶30，交配率为21.3%，次高峰值发生在6∶30，交配率为18.6%，在夜晚的两个高峰之间(2∶30～4∶30)有1个低谷，交配率仅为8.2%，随着黎明的到来，交配率又逐渐下降。

从全天来看，交配主要发生在12∶30、0∶30以及6∶30(图1)。

图1 小菜蛾交配活动的昼夜节律(n=85)Fig.1 Circadian rhythm of mating activities of Plutella xylostella L.(n=85)
2.3 雄虫的交配能力及其与雌雄比的关系
小菜蛾雄虫的交配能力为1～12次不等，平均为5.97次(n=150)。

但是，雄虫的交配能力受性比的影响很大(表2)，在雌雄比为1∶1时，雄虫的交配能力受到显著的抑制，平均交配次数仅为2.87次;在雌雄比增大情况下，雄虫的交配能力显著增强，平均交配次数都超过了5次。

统计分析结果表明，雌雄比为1∶1处理的雄虫交配能力显著低于其他处理的雄虫(P＜0.01)。

此外，在雌雄比为1∶1时，有7头雄虫(n=30)不能交配，在其余的4个处理中，雄虫都能正常交配。

表2 不同性比下小菜蛾雄蛾的交配能力Table 2 Mating capacity of the male with different sexual ratio to the female同一列数据后标有不同大写字母表示差异极显著(P＜0.01)。

性比(♀∶♂) 观察对数交配率(%)平均交配次数1 ∶1 30 76.7 2.87A 2 ∶1 30 100.0 8.67B 3 ∶1 30 100.0 6.27B 4 ∶1 30 100.0 6.83B 5 ∶1 30 100.0 5.23B
在去除了雌雄比为1∶1的处理后分析(图2)表明，不同交配次数的雄虫数有较大差异，雄虫一生的交配次数为2～13次，而以交配5～10次的雄虫数为多，占总
样本量的70.8%(n=120)。

图2 小菜蛾雄蛾一生的交配次数分布Fig.2 Distribution of mating number for male Plutella xylostella L.in its lifetime
2.4 雌蛾交配次数与雌雄比的关系
通过雌蛾体内的精包数量来确定雌蛾的交配次数。

图3显示:雌雄比为2∶1的处理单头雌蛾接受的最多精包数为6个，而在雌雄比为5∶1的处理中，单头雌蛾接受的最多精包数为4个，并且随着雌蛾比率的增加，未接受精包或只接受1个精包的雌蛾比例有增加的趋势，而接受3个和4个以上精包的雌蛾比例则有下降的趋势。

图3 不同性比时雌蛾交配次数的分布Fig.3 Distribution of mating number for female Plutella xylostella L.
3 讨论
本研究结果显示，小菜蛾的交配行为具有明显的时辰节律性。

羽化当日即可进行交配，并有可以多次交配的现象。

交配的时间全天出现3个高峰，分别为12∶30、0 ∶30以及6 ∶30。

羽化后第1 d，交配率较低;羽化后2～4 d则保持着较高的交配率;羽化后5～7 d时又显著下降，说明小菜蛾成虫的交配行为与其日龄有较大的关系。

在其他蛾类中，随雌蛾日龄的增加，其交配率下降的现象也很常见［17，18］。

另外，成虫的交配时间与蛾龄也有密切的关系，基本上表现为蛾龄越大交配的时间越长。

这些结果表明，随着蛾龄的增加，不利于小菜蛾交配的因素也在增加，可能与雄蛾体内精子产生的时间、数量及成虫所受影响物质的变化有关，还需进一步证实。

激烈的性内竞争，导致小菜蛾雌、雄虫获得的交配机会并不一致，这可能与个体之间日龄、营养状况和所处的环境条件有关。

综合来看，当雌雄比为2∶1时，雌虫和雄虫的交配次数和能力都最强。

雄蛾一生的交配能力最多可达18次，但是当雌
雄比为1∶1时，雄蛾的交配能力受到较大限制，平均为2.87次，而当1头雄蛾与多于2头的雌蛾在一起时，交配能力则成倍增加，平均为6.75次，表明雄蛾的交配能力受性比的影响较大。

但是，雄蛾并不是与所有的雌蛾进行交配，在雌雄比≥3∶1的情况下，并不是所有的雌蛾都接受雄虫的精包，表明雄蛾是选择其中一部分雌蛾进行多次交配，可能是为了把有限的资源投入到生殖力强的雌蛾中，同时也表明，多次交配对于雌蛾的产卵和卵子的受精是必需的。

关于雌虫多次交配的适应性意义许多学者进行了深入的研究并提出了许多假说［19］。

面对激烈的雄性竞争，小菜蛾雌虫必然要进行多次交配，通过多次交配可能提高雌虫的产卵量和卵孵化率，并且在多次交配格局中所扮演的角色以及所得收益的机制还需要更进一步研究。

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