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蛹期薜荔榕小蜂的人工气候箱培养-上海博迅医疗生物仪器股份有限公司

[导读]薜荔瘦果具有食用价值,但其结实依赖薜荔榕小蜂传粉。本研究利用上海博迅医疗生物仪器股份有限公司人工气候箱培养蛹期薜荔榕小蜂,以期在蜂源缺失的季节为开花薜荔输送传粉蜂。研究结果表明:28℃条件下小蜂的发育时长为27 d,比同期自然条件下的小蜂发育时长缩短53 d,雌蜂平均出飞率为51.90%,雄蜂出飞时将果瓣合并,

薜荔瘦果具有食用价值,但其结实依赖薜荔榕小蜂传粉。本研究利用人工气候箱培养蛹期薜荔榕小蜂,以期在蜂源缺失的季节为开花薜荔输送传粉蜂。研究结果表明:28℃条件下小蜂的发育时长为27 d,比同期自然条件下的小蜂发育时长缩短53 d,雌蜂平均出飞率为51.90%,雄蜂出飞时将果瓣合并,可提高24.27%的雌蜂出飞率,果瓣内层的小蜂出飞率极显著高于外层。在28℃培养的小蜂羽化时的虫瘿含水率为16.78%,极显著低于野生对照组(51.63%, P < 0.01),虫瘿脱水硬化增加了小蜂破壳出飞的难度。雌蜂有自主破壳出飞的能力,但出飞率仅15.11%,极显著低于野生对照组(86.22%, P < 0.01),表明雄蜂在虫瘿壳上开掘的交配孔有助于雌蜂出飞。人工培养的小蜂寿命为8.7 d,与野生携粉出飞的小蜂寿命相比,存在极显著差异(10.8 d, P = 0.002),但与野生不携粉小蜂之间无明显差异(9.0 d, P = 0.416),表明花粉可能对延长小蜂寿命有重要作用。研究结果为榕-蜂共生体系的生态修复提供参考依据。

薜荔Ficus pumila L. var. pumila属荨麻目Urticales桑科Moraceae榕属Ficus常绿攀援藤本植物,广泛分布于我国长江以南各个省区,是热带和亚热带植物生态系统的关键树种(张秀实和吴征镒, 1998)。薜荔食用部分富含果胶、蛋白质、维生素及矿质元素等养分(吴文珊和方玉霖, 1999),是开发低脂低热保健饮品的首选资源且具有广阔的开发利用前景(陆春等, 2007; 秦爱文等, 2016),但薜荔结实依赖膜翅目Hymenoptera榕小蜂科Agaonidae的薜荔榕小蜂Wiebesia pumilae (Hill) Wiebes,没有榕小蜂造访的薜荔花序必将凋落,而薜荔榕小蜂也依赖薜荔雄花序的瘿花做为繁育后代的场所,一方消亡将导致另一方的绝灭,二者之间为互惠共生关系(马炜梁等, 1997)。薜荔雌、雄株一年产生1~3次花序,不同植株、植株所处生境和地理位置以及年气候条件均影响植株产生花序的批次(何坤耀, 1991; 陈勇等, 2002),只有当雌、雄花序的雌花期与雄花序的小蜂出飞期一致时,雌株才能结实,小蜂才能完成繁殖(Harrison, 2003; Cook and Rasplus, 2003; 张媛等, 2016),但野生状态下,时常出现小蜂出飞期滞后于花序雌花期的现象,从而导致大量落果。本研究利用人工气候箱对蛹期薜荔榕小蜂进行培养,探究温度对小蜂发育和出飞率的影响,以期缩短小蜂的发育时长,为蜂源缺失的榕树花序提供人工培养的雌蜂,维持榕-蜂共生体系的稳定,并为植食性寄生蜂的培养提供技术参考。
1 材料与方法
薜荔榕小蜂为薜荔的传粉小蜂,样品采集于福州闽侯镇(119°12′E, 26°01′N)。
1.1 野生薜荔榕小蜂及虫瘿发育观测
2019年8月初,对新生长的薜荔雄花序进行标记,并选取其中的90个用100目的尼龙网袋(20 cm × 20 cm)罩住以阻止小蜂进入薜荔果实干扰实验,每天观察花序发育状态,8月31日隐头花序的苞口开始松动,果内散发出芳香气味,表明花序小花开放进入雌花期,于是打开网袋,每果放入15头小蜂产卵,以小蜂进入榕果产卵的时间为准,翌日统计每果进蜂数,共获得产卵薜荔雄果88个。此后,每7天随机采摘3个已被产卵的的雄果,用密封袋装好带回实验室,将其纵向剖开,随机取30个虫瘿在立体显微镜下解剖,用解剖针将虫瘿划开并取出小蜂,置于载玻片上,使用显微镜观察并记录小蜂发育过程中的形态变化及虫瘿表皮层、保护层、内皮层的形态变化,监测榕小蜂发育期,并对以下数据进行统计:
(1)小蜂发育成熟度X¯¯¯nX¯n:将榕小蜂发育分为6个阶段:预蛹、初期蛹、中期蛹、成熟蛹、羽化成虫(虫瘿内),出飞成虫。为了能够更加直观地在图表中反映出其发育程度,分别用1~6依次为各发育阶段赋值,则发育成熟度为实验小蜂的各发育阶段的平均值(每隔7天测定一次);
(2)虫瘿壳含水率的测定:每隔14天测定一次,将剔除榕小蜂后的虫瘿壳(最后一次测定是收集榕小蜂羽化离开虫瘿后第1天上午10时的虫瘿壳)立即置于2 mL指形管内,防止水分流失,每管10个虫瘿,共三组,使用分析天平称量,记录烘干前虫瘿壳重量,随后置于80℃烘箱内烘干至恒重后,记录虫瘿烘干后重量。虫瘿含水率% =(烘干前虫瘿壳重量-烘干后虫瘿壳重量)/ 烘干前虫瘿壳重量×100%;
(3)羽化期榕小蜂陆续离开虫瘿,出飞5 d后,统计:
雌(雄)蜂出飞率 = 雌(雄)蜂出飞数 / 雌(雄)蜂总数×100%;
雌(雄)蜂未出飞率 = 雌(雄)蜂未出飞数 / 雌(雄)蜂总数×100%;
总出飞率 =(雌蜂出飞数+雄蜂出飞数)/ 虫瘿总数×100%;
(4)雌蜂寿命:在榕小蜂出飞的第1天上午,用120目的绢纱网袋分别收集野生未携粉出飞的雌蜂(去除果内雄蕊)与携粉出飞的雌蜂。在直径9 cm的培养皿中放置1张无菌滤纸,在滤纸上分散滴加2%无菌水配制的蜂蜜液100 μL,用毛笔将小蜂放入培养皿中,并用封口膜密封,根据薜荔榕小蜂最佳贮藏条件(戴志聪等, 2010),将其置于10℃恒温箱中。分别在8点、16点和24点对小蜂进行观察,记录死亡数量与活性。每个培养皿60有小蜂,重复6次。雌蜂的平均寿命=∑Li/N∑Li/N,LiLi为第i头雌蜂寿命,NN为雌蜂总数。
利用Excel 2016和SPSS 21软件进行实验数据分析,利用单因素方差分析(one-way ANOVA)实验数据的差异显著性,以P值检验。
1.2 蛹期薜荔榕小蜂的人工气候箱培养
2019年11月11日,镜检表明薜荔榕小蜂已发育至预蛹期,采集携蜂榕果50个带回实验室,用5% NaClO溶液对薜荔榕果进行30 min浸泡后,用75%酒精擦拭,并立即用刀片纵切将其均分为4瓣,随机抽取一部分虫瘿镜检,进一步确认果内薜荔榕小蜂的发育状态(剔除小蜂发育非预蛹期的薜荔果)。分别选取15个果(60瓣)将其编号后,平铺在26℃

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