CN108522435A - 一种检测寄生蜂寄生能力的装置及寄生能力评价方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于生物技术领域，具体涉及一种检测寄生蜂寄生能力的装置及寄生能力评价方法。一种检测寄生蜂寄生能力的装置，包括：组合连接的寄生蜂箱体和寄主箱体；所述寄生蜂箱体顶部设有通风孔和饲料孔；所述寄主箱体，与所述寄生蜂箱体相匹配，寄主箱体至少有一面面板上通风，寄主箱体顶板可拆卸。本发明提供了检测寄生蜂寄生能力的装置，该装置为组合式，便于组装、拆卸，结构简单、制作成本低、便于操作；且适用于多种寄生蜂寄生能力和效果的检测，适用性强。利用该装置提供了寄生蜂寄生能力评价方法，该方法可快速、准确的测试寄生蜂的寄生能力，为寄生蜂控害效果的发挥提供依据和技术保障，攻克了繁蜂质量监控和检测难的技术问题。

Description

一种检测寄生蜂寄生能力的装置及寄生能力评价方法

技术领域

本发明属于生物技术领域，具体涉及一种检测寄生蜂寄生能力的装置及寄生能力评价方法。

背景技术

寄生蜂占昆虫种类的20%～25%，是地球上最丰富和最进化的动物类群。寄生蜂是许多农林害虫的天敌，是保障农作物安全生产的主力军。利用寄生蜂防治害虫的绿色防控措施业已成为农林害虫防治的重要组成部分。很多重要的天敌昆虫在西方发达国家已实现生产的规模化和商品化，仅荷兰的 KOPPERT 公司生产的天敌昆虫商品已占据欧洲大部分市场，广泛应用于农田、果园、温室及园艺作物。与之相比，在天敌寄生蜂利用方面，我国仅赤眼蜂Trichogramma spp.、周氏啮小蜂Chouioia cunea、管氏肿腿蜂Scleroderma guani、丽蚜小蜂Encarsia formosa、烟蚜茧蜂Aphidius gifuensis和中红侧沟茧蜂Microplitis mediator的繁育技术形成规模。

大规模人工繁育寄生蜂，并将其释放到田间用以控制害虫的发生，是进行生物防治的最有效措施之一。但是，一直以来，寄生蜂的田间应用存在着许多技术难题。其中，最值得引起注意的是，繁蜂质量的监控和检测。以下原因会严重影响寄生蜂的寄生能力和控害效果：一、室内长期多代的扩繁，必然会导致种群的退化，如蜂体变小，活动扩散能力减弱，进而影响寄生蜂对寄主昆虫的搜索和定位；二、在寄生蜂的商品化生产中，为延长寄生蜂的货架期，多采用低温贮藏方法，而长期低温贮藏可能会导致寄生蜂卵的重吸收或卵巢管的萎缩、退化，最终导致寄生蜂寄生能力的完全丧失；三、即便寄生蜂雌成蜂不能产卵，但还是会对寄主昆虫表现出非常积极的搜索、定位和寄生行为，而此时的寄生行为是毫无意义和价值的，因而毫无控害效果可言。

以上种种不利影响均会严重制约寄生蜂控害效果的发挥。为此，在人工室内繁蜂后，特别是在释放于田间应用前，要求我们必须对繁育的寄生蜂的寄生能力做出客观评价，这是保证寄生蜂生防效果必不可少的环节，也是能否将繁育的寄生蜂投入实际应用的关键之所在。

目前，常规的寄生蜂寄生效果检测方法主要有三种。一是解剖法，即通过对被寄生寄主体内寄生蜂胚胎或幼虫的识别来计算寄生率。该方法费时、费力，要求较高的专业知识背景；二是饲养法，从寄生，直至寄生蜂幼虫吐丝结茧化蛹或羽化为成蜂，通过育出蜂茧或羽化成蜂才能确定寄生成功。该方法准确度高，但同样费工、费力，且周期较长；三是分子鉴定法。从样品收集，DNA提取，到电泳分析等一系列的操作过程，最终需要PCR仪完成特异扩增条带的检测和序列分析。该方法相对费用较高，且对人员的操作要求较高，因而实用性受到限制。

为克服上述缺陷，中国专利申请公告号CN107182950A（一种寄生蜂寄生率测定装置和测定方法）公开了一种寄生蜂寄生率测定装置和测定方法，提供了一种被寄生后的寄主转移和更换简单方便、且成本低的寄生蜂寄生率测定装置和测定方法。该发明的寄生率测定装置，因寄生蜂和寄主昆虫放置在同一容器内，不便于寄生蜂和寄主的饲养以及生存环境的清理，不易管理和控制，同时，检测寄生蜂寄生率的方法是饲养法，测试周期较长，耗时、耗力，更重要的是，现有的检测装置无法全面、有效评价寄生蜂的寄生能力。因此，对于现有技术仍有进一步改进的必要性。

发明内容

为了克服现有技术中存在的问题，本发明提供了一种可拆卸、组装式的检测寄生蜂寄生能力的装置以及利用该装置建立的快速评价寄生蜂寄生能力的方法，从而为相关害虫的生物防治奠定基础。

为实现上述目的，本发明的技术方案如下：

一种检测寄生蜂寄生能力的装置，该装置包括：组合连接的寄生蜂箱体和寄主箱体；

所述寄生蜂箱体，用于寄生蜂的繁殖饲养，可采用圆柱形、圆台、长方形或正方形等箱体结构；寄生蜂箱体底板可拆卸，从而便于与寄主箱体连接；寄生蜂箱体顶部设有通风孔和饲料孔，其中通风孔一方面用于确保寄生蜂箱体的通风，另一方面，寄生蜂可由通风孔导入寄生蜂箱体用于培养；饲料孔用于向寄生蜂箱体内投喂寄生蜂所需饲料；

针对棉铃虫齿唇姬蜂（Campoletis chlorideae）的饲喂而言，饲料孔内可设置为吸水性的柱状材料，例如设置为由棉花制备而成的棉条，投喂饲料时，从饲料孔内投入质量浓度为10%的蜂蜜水，然后由棉条吸附后即可满足棉铃虫齿唇姬蜂补充营养的需要；

所述寄主箱体，用于寄生蜂产卵后寄主的饲喂，可采用与寄生蜂箱体配套的圆柱形、圆台、长方形或正方形等箱体结构，寄主箱体至少有一面面板上设有通风孔，以确保箱体内寄主昆虫生长过程中的氧气需求；寄主箱体顶板可拆卸，从而便于与寄生蜂箱体连接。

所述寄生蜂箱体和寄主箱体，连接时，可采用卡扣方式、螺旋螺纹旋接、搭接或嵌入组合等方式进行连接，但需要注意的是，应确保连接的稳固可靠，以防止寄生蜂或寄主昆虫逃逸。

所述寄生蜂箱体和寄主箱体，具体可采用透明材料制备而成，优选的，采用聚乙烯材料制备而成，从而便于观察箱体内寄生蜂或被寄生寄主的生长发育情况。

优选情况下，寄生蜂箱体和寄主箱体，亦可采用网状材料制备而成，从而确保较好通风性能；但需要注意的是，需确保网眼密度适当，以避免昆虫逃逸，同时不影响寄生蜂和寄主的活动。

所述检测寄生蜂寄生能力的装置，具体规格方面：寄生蜂箱体采用圆柱形结构，直径15～20 cm，高20～30 cm；寄主箱体采用圆台结构，上端直径15～20 cm，下端直径10～15cm，高20～30 cm。

利用所述检测寄生蜂寄生能力检测装置的寄生蜂寄生能力评价方法，以评价棉铃虫齿唇姬蜂（Campoletis chlorideae）在黏虫（Mythimna separata）上的寄生能力为例，该方法具体包括如下步骤：

（1）分别在寄生蜂箱体内饲喂棉铃虫齿唇姬蜂和在寄主箱体内饲喂黏虫，具体而言：

在寄生蜂箱体内，以10%质量浓度的蜂蜜水作为饲料饲喂羽化当天的雌蜂和雄蜂，任其自由交配1~3d（优选交配2d）；

以个体数量计，雌蜂:雄蜂=1:1~2；环境条件要求为：温度25±2℃，相对湿度60%~70%，光周期14L：10D。

在寄主箱体内，投入饲料和1～3龄黏虫幼虫（优选2龄幼虫）适量，饲喂2～4h左右以适应环境，饲喂时环境条件要求为：温度25±2℃，相对湿度60%~70%，光周期14L：10D。

（2）寄生蜂对寄主进行寄生，具体而言：

将寄生蜂箱体与寄主箱体进行连接，同时确保寄生蜂箱体内棉铃虫齿唇姬蜂可以进入寄主箱体内，然后由雌蜂对寄主自由搜索、定位和寄生，寄生1~4h左右；

寄生操作时，优选于上午8~10时（优选9时）开始，因此时蜂的活动能力强，产卵寄生行为活跃；

以个体数量计，雌蜂:黏虫=1:10~60（优选为1:40）；

实际操作中，为更为准确评价寄生蜂寄生能力，可单只寄生蜂单独进行评价；

（3）对寄生能力进行评价，具体而言：

待步骤（2）中寄生行为结束后，将寄生蜂箱体与寄主箱体分离，对寄主箱体内黏虫继续培养0.5~1h左右，并进行观察判定黏虫是否被寄生；

观察判定方法如下：黏虫被寄生后，若其体壁下出现明显的黑色长椭圆形物体，即可判断其被寄生；其主要原因是：棉铃虫齿唇姬蜂蜂卵在寄主黏虫体内发育约10 min左右后，体色就由乳白色变为黑色，此体色的变化在黏虫体壁下清晰可辨。

据此，可判断寄生蜂是否产卵寄生，并在单位时间内计算该蜂的产卵速率，以及总的产卵量，从而判定棉铃虫齿唇姬蜂的寄生能力。

进一步地，可将待测试评价的寄生蜂按照上述步骤（2）、步骤（3）重复法连续寄生2~3d；以更加准确评价其寄生能力的有无及大小；可重复寄生原因是：棉铃虫齿唇姬蜂产卵节律性很强，因此重复寄生可更加准确评价其寄生能力。

一般而言，若寄生蜂产卵量在每天20粒卵/ 2 h以上时，即可视为寄生能力正常的优良蜂。

进一步地，依据单头寄主（黏虫）中蜂卵数量的多少，还可判断寄生蜂是否存在过寄生行为。

棉铃虫齿唇姬蜂Campoletis chlorideae，属膜翅目Hymenoptera，姬蜂科Ichneumonidae，世界范围分布。在我国广泛分布于黄河流域和长江流域，包括河南、河北、辽宁、陕西、山东、山西、安徽、湖北、湖南、江苏、江西、四川、浙江、云南等地。棉铃虫齿唇姬蜂能寄生为害小麦、玉米、棉花、烟草、番茄和辣椒等粮食、经济及蔬菜作物的近30种鳞翅目害虫，包括棉铃虫Helicoverpa armigera、烟青虫H. assulta、黏虫Mythimna separata、斜纹夜蛾Spodoptera litura、小地老虎Agrotis ypsilon、甘蓝夜蛾Mamestra brassicae和甜菜夜蛾Spodoptera exigua等，自然控制效果明显，特别对重大经济害虫棉铃虫的寄生率最高可达80%以上。棉铃虫齿唇姬蜂对多种农作物害虫的控制作用明显，具有重要的利用价值，因此开展该蜂寄生能力评价对于该蜂的应用具有十分重要的意义。

本申请所提供的检测寄生蜂寄生能力的装置，实际使用时，可将寄生蜂和寄主分别饲养，需要检测时，将容器组合起来使用，使接蜂、移虫操作极为便利，因而可适用于多种寄生蜂寄生能力和效果的检测。

需要强调的是，本申请中评价寄生蜂寄生能力时，主要改进点之一在于采用了黏虫作为寄主，其主要原因是：黏虫已实现人工饲料的饲养，能确保试虫的标准化、规模化，不需要像其他昆虫饲喂时需耗时费力地栽培种植寄主植物，因而以黏虫作为寄主更加便捷；另一方面，棉铃虫有严重的自残习性，因而使得相关评价结果难以真实反应寄生蜂的寄生能力，而黏虫自残习性弱，被寄生后黏虫无需像棉铃虫那样单头饲养，极大地降低了人力、物力，并可更为准确的评价寄生蜂的寄生能力。

总体而言，和现有技术相比，本发明的有益效果是：1.本发明提供了检测寄生蜂寄生能力的检测装置，该装置为组合式，便于组装、拆卸，接蜂、移虫操作极为便利，装置结构简单、制作成本低、便于操作。可检测多种寄生蜂的寄生能力，适用范围广；2.利用该装置，本发明提供了以黏虫作为寄主，对寄生蜂的质量即寄生能力包括生殖力、搜索能力、控害效果，做到准确快速的评估与检测，以充分保证寄生蜂对靶标害虫的控害效果；3.本发明提供了鉴定繁蜂质量的标准，即寄生蜂产卵量在每天20粒卵/ 2 h以上时，可视为寄生能力优良的寄生蜂。

附图说明

图1为实施例中被寄生的黏虫形态图；

图2为实施例所述检测寄生蜂寄生能力装置的结构示意图；

图中：1、寄生蜂箱体，2、寄主箱体，3、通风孔，4、饲料孔，5、通风管，6、饲料管，7、棉条。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明进行进一步说明，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

需要说明的是，下述实施例中所采用黏虫，是一种常见昆虫，可由田间直接采集获得，亦可采用人工饲料饲喂培养；此处寄生蜂以棉铃虫齿唇姬蜂为例。

实施例1

如图2示，一种检测寄生蜂寄生能力的装置，该装置包括：组合连接的寄生蜂箱体1和寄主箱体2；所述寄生蜂箱体1为圆柱形，用于棉铃虫齿唇姬蜂的繁殖饲养；寄生蜂箱体1底板可拆卸，从而便于与寄主箱体2连接；寄生蜂箱体1顶部设有通风孔3和饲料孔4，其中通风孔3一方面用于确保寄生蜂箱体的通风，另一方面，棉铃虫齿唇姬蜂可由通风孔3导入寄生蜂箱体1用于培养；饲料孔4用于向寄生蜂箱体1内投喂棉铃虫齿唇姬蜂所需饲料；所述寄主箱体2为圆台，用于棉铃虫齿唇姬蜂产卵后黏虫的饲喂，寄主箱体2至少有一面面板上设有通风孔，以确保箱体内黏虫生长过程中的氧气需求；寄主箱体2顶板可拆卸，从而便于与寄生蜂箱体1连接。

通风孔3和饲料孔4可分别穿设有通风管5和饲料管6，通风管5上可采用带若干小孔的旋盖将通风孔3盖住，以免棉铃虫齿唇姬蜂逃逸；饲料管6内固定有竖直向下延伸的棉条7，投喂饲料时，从饲料孔4内投入蜂蜜水，然后由棉条7吸附后即可满足棉铃虫齿唇姬蜂补充营养的需要。所述寄生蜂箱体1和寄主箱体2采用嵌入方式连接，连接时，确保连接的稳固可靠，以防止棉铃虫齿唇姬蜂或黏虫逃逸，寄生蜂箱体1和寄主箱体2的材质均为聚乙烯塑料。

利用所述检测寄生蜂寄生能力的装置来评价棉铃虫齿唇姬蜂（Campoletis chlorideae）在黏虫（Mythimna separata）上的寄生能力，该方法具体包括如下步骤：

（1）分别在寄生蜂箱体1内饲喂棉铃虫齿唇姬蜂和在寄主箱体2内饲喂黏虫，具体而言：

在寄生蜂箱体1内，以10%质量浓度的蜂蜜水饲喂已初羽化的雌蜂和雄蜂各1头，任其交配2d，或预先在养蜂盒内将初羽化的雌蜂与雄蜂按1:1的比例配对交配2d后，取出供试雌蜂1头移入寄生蜂箱体1内；在寄主箱体2内，投入饲料和2龄黏虫幼虫40头，饲喂3h左右以适应环境。寄生蜂箱体1和寄主箱体2的环境条件要求为：温度25±2℃，相对湿度60%～70%，光周期14L：10D，光照强度1000～1500Lx。

（2）寄生蜂对寄主进行寄生，具体而言：

将寄生蜂箱体1与寄主箱体2进行连接，同时确保寄生蜂箱体1内寄生蜂可以进入寄主箱体2内，然后由雌蜂对寄主自由寄生，寄生2h左右，寄生操作于上午9时开始；

（3）对寄生能力进行评价，具体而言：

待步骤（2）中寄生行为结束后，将寄生蜂箱体1与寄主箱体2分离，对寄主箱体2内黏虫继续培养0.5h左右，体式解剖镜下镜检，以判定黏虫是否被寄生，并在单位时间内计算该蜂的产卵速率，以及总的产卵量，从而判定寄生蜂的寄生能力。

被寄生的黏虫形态如图1所示,图中黑色部位为寄生在黏虫体内的棉铃虫齿唇姬蜂蜂卵。

可将待测试评价的棉铃虫齿唇姬蜂按照上述步骤（2）、步骤（3）重复法连续寄生3d，以更加准确评价其寄生能力的有无及大小。

同时，依据单头黏虫中蜂卵数量的多少，还可判断寄生蜂是否存在过寄生行为。

实施例2

以评价棉铃虫齿唇姬蜂（Campoletis chlorideae）在黏虫（Mythimna separata）上的寄生能力为例，利用实施例1所设计寄生蜂寄生能力检测装置，发明人进行了进一步评价。具体过程简要介绍如下。寄生蜂箱体为图2中1所示，寄主箱体为图2中2所示。

与实施例1评价寄生蜂寄生能力方法相比，本实施例调整如下：

步骤（1）寄生蜂箱体中有雌蜂1头，雄蜂1头，自由交配2d，在寄主箱体内，投入3龄黏虫幼虫10头，饲喂2h左右以适应环境；步骤（2）寄生时间为1h，寄生操作时，于上午8时开始；步骤（3）将寄生蜂箱体与寄主箱体分离后，对寄主箱体内黏虫继续培养1h左右；将棉铃虫齿唇姬蜂按照上述步骤（2）、步骤（3）重复法连续寄生2d。

实施例3

寄生蜂箱体为图2中1所示，寄主箱体为图2中2所示。

与实施例1评价方法相比，本实施例调整如下：

步骤（1）寄生蜂箱体中有雌蜂5头，雄蜂10头，自由交配1d，然后取1头雌蜂放于寄生蜂箱体内；在寄主箱体内，投入1龄黏虫幼虫60头，饲喂4h左右以适应环境；步骤（2）寄生时间为4h，寄生操作时，于上午10时开始；步骤（3）将寄生蜂箱体与寄主箱体分离后，对寄主箱体内黏虫继续培养1h左右；将棉铃虫齿唇姬蜂按照上述步骤（2）、步骤（3）重复法连续寄生3d。

雌蜂与雄蜂使用比例、自由交配时间等条件以实施例1的条件为准，考察蜂（棉铃虫齿唇姬蜂）虫（黏虫）比例接入、寄生时间对棉铃虫齿唇姬蜂寄生能力的影响。采用上述评价方法连续寄生3d，重复20次，在体视解剖镜下，先透过寄主体壁观察是否有黑色蜂卵，以此作为识别已产卵寄生的依据，进一步解剖所有供试的寄主，计算平均产卵量，结果见表1。

表1 棉铃虫齿唇姬蜂寄生黏虫的平均产卵量

寄生时间（h）	蜂、虫比例	平均产卵量（个）
			1	1:10	11.6±1.9
	1:15	13.4±2.3
				1:20	15.9±2.7
2	1:15	15.3±2.4
				1:20	18.2±2.6
	1:40	25.8±2.9
			4	1:20	19.3±3.2
	1:40	28.7±3.1
				1:60	36.3±3.6

由表1可以看出，寄生时间为2h、蜂虫比为1:40时，棉铃虫齿唇姬蜂平均产卵量为25.8。从时间分配和黏虫用量以及产卵数考虑，寄生时间为2h、蜂虫比为1:40时为最优条件，据此得出，在每天测试的寄生时间内，平均产20粒卵/ 2 h以上即可视为寄生能力正常的优良蜂。此外，随寄生时间的延长，棉铃虫齿唇姬蜂的寄生产卵量增加。但因该蜂具有一定的辨别寄主是否被寄生的能力，能防止过寄生行为的发生，因此，必需提供给该蜂充足的寄主，以使其最大可能地将卵巢中孕育成熟的蜂卵产在寄主昆虫体内，方能准确判断该蜂的产卵寄生能力和寄生效果。蜂虫比1:40和寄生时间2h就能最优化地实现此目的。根据研究，寄生时间过短，则因寄生蜂对寄主的搜索、定位即学习行为耗费了一定的时间，从而影响其产卵寄生能力的准确评价；而寄生时间过长，一方面要提供相对多的寄主昆虫，会加大饲养成本和接虫的工作量；另一方面则因寄主的爬行、扩散导致供试昆虫从寄主箱体中爬出至寄生蜂箱体中，导致后续镜检时，耗费更多的时间。

由此，我们得出在每天测试的寄生时间内，平均产20粒卵/ 2 h以上即可视为寄生能力正常的优良蜂。

利用本发明的装置和方法，专业技术员每人每天可处理500头雌蜂，能对抽样后预释放田间的寄生蜂的质量即寄生能力包括生殖力、搜索能力、控害效果，做到快速的评估与检测，对寄生蜂寄生能力进行快速准确评价，以充分保证释放的寄生蜂对靶标害虫的控害效果。

Claims (10)

1.一种检测寄生蜂寄生能力的装置，其特征在于，包括：组合连接的寄生蜂箱体和寄主箱体；所述寄生蜂箱体底板可拆卸，寄生蜂箱体顶部设有通风孔和饲料孔；所述寄主箱体与所述寄生蜂箱体相匹配，寄主箱体至少有一面面板上设有通风孔，寄主箱体顶板可拆卸。

2.根据权利要求1所述检测寄生蜂寄生能力的装置，其特征在于，饲料孔内设有吸水性柱状材料。

3.根据权利要求2所述检测寄生蜂寄生能力的装置，其特征在于，所述吸水性柱状材料为棉条，棉条上设有蜂蜜水，蜂蜜水的质量浓度为10%。

4.根据权利要求1所述检测寄生蜂寄生能力的装置，其特征在于，寄生蜂箱体和寄主箱体组合连接的方式为卡扣连接、螺旋螺纹旋接、搭接或嵌入组合中的一种。

5.根据权利要求1所述检测寄生蜂寄生能力的装置，其特征在于，寄生蜂箱体和寄主箱体的材质是透明塑料。

6.一种寄生蜂寄生能力评价方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）分别在寄生蜂箱体内饲喂寄生蜂和在寄主箱体内饲喂黏虫：在寄生蜂箱体内，以蜂蜜水作为饲料饲喂羽化的雌蜂和雄蜂，任其自由交配；在寄主箱体内，将饲料和适量1～3龄黏虫幼虫投入寄主箱体内饲喂一段时间以适应环境；

（2）寄生蜂对寄主进行寄生：将寄生蜂箱体与寄主箱体组装连接，同时确保寄生蜂箱体内寄生蜂可以进入寄主箱体内，然后由雌蜂对寄主黏虫自由搜索、定位和寄生；

（3）对寄生能力进行评价：待步骤（2）中寄生行为结束后，将寄生蜂箱体与寄主箱体分离，对寄主箱体内黏虫继续培养一段时间，观察判定黏虫是否被寄生。

7.根据权利要求6所述寄生蜂寄生能力评价方法，其特征在于，所述寄生蜂箱体和寄主箱体内的环境温度为25±2℃，相对湿度为60%~70%。

8.根据权利要求6所述寄生蜂寄生能力评价方法，其特征在于，步骤（1）中的黏虫为2龄幼虫，雌蜂:雄蜂=1:1~2。

9.根据权利要求6所述寄生蜂寄生能力评价方法，其特征在于，步骤（2）中寄生蜂寄生时间为1~4h，产卵寄生行为于上午8~10时进行。

10.根据权利要求6所述寄生蜂寄生能力评价方法，其特征在于，步骤（2）中以数量计，雌蜂:黏虫=1:10~60。