宿主更换对寄生蜂Habrobracon hebetor种群更新能力及跨代适应性的影响

《Journal of Stored Products Research》:Effects of host switching on population rejuvenation and transgenerational fitness in the parasitoid wasp Habrobracon hebetor

【字体: 时间:2025年12月05日 来源:Journal of Stored Products Research 2.8

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  宿主转换策略通过打破寄生蜂H. hebetor对单一宿主E. elutella的适应性,显著提升其寄生效率( paralyzed hosts: 175.89±8.602)、繁殖力及雌蜂寿命,其中以P. interpunctella为替代宿主效果最优,并产生跨代遗传优势。该研究为实验室规模化繁育提供优化方案,增强生物防治效能。

  
姚 黄 | 文 金涛 | 田 春林 | 李 安 | 杨 徐 | 李 国伟 | 江 思清 | 毛 一 | 杨 毛发
贵州烟草公司贵阳分公司,中国贵州省贵阳市 550005

摘要

宿主转换是一种用于恢复寄生天敌种群活力的策略,对于维持其害虫控制效果至关重要。本研究评估了长期在Ephestia elutella上饲养的Habrobracon hebetor将其宿主转换为Plodia interpunctellaCorcyra cephalonica连续五代后的影响。评估重点关注这种寄生蜂对原始宿主E. elutella的寄生能力,以及这种变化对亲代和第一代后代的影响。结果表明,宿主转换显著增加了H. hebetorE. elutella上的宿主麻痹数量、寄生数量和亲代繁殖力。P. interpunctella作为替代宿主的组别表现出最高的寄生数量和繁殖力,并且雌蜂的寿命显著延长。后代实验显示,P. interpunctella替代宿主组的幼虫发育期缩短,蛹化率和成虫羽化率较高。该组后代的麻痹效果、寄生能力和繁殖力也显著优于对照组和C. cephalonica>替代宿主组,表明宿主转换带来的适应性优势可以跨代传递。总体而言,P. interpunctella是恢复H. hebetor种群活力的最佳替代宿主,可能通过营养或生理机制增强了其寄生性能和寿命。本研究为在实验室条件下大规模饲养H. hebetor提供了理论和实践指导,具有提高生物控制效果的应用价值。

引言

寄生蜂Habrobracon hebetor(膜翅目:茧蜂科)是一种全球分布的自然敌,通过寄生鳞翅目昆虫幼虫在生物控制中发挥重要作用(Hohmann等,2001;Trematerra等,2017;Ou等,2023)。该物种具有广泛的宿主范围、强大的宿主搜索能力以及较短的世代周期,非常适合在实验室中进行大规模饲养,使其成为管理田间作物和储存产品害虫的有效手段(Jervis和Kidd,1986;Ou等,2021;Liu等,2022;Huang等,2025)。在储存环境中,H. hebetor是控制Ephestia elutella、Plodia interpunctella和Corcyra cephalonica等关键害虫的有效生物控制剂(Zhang等,2017;Huang等,2024;Yue等,2025)。
在连续的实验室大规模饲养过程中,如果长期使用单一宿主种类,寄生蜂种群往往会逐渐衰退(Akedan等,2008;Chen,2011)。这种衰退通常表现为成虫寿命缩短、寄生效率降低、后代繁殖力下降以及性别比例失衡,从而严重限制了其在田间的长期应用效果和害虫控制能力(Lou等,2005;Huang等,2022;Dai,2024)。这种下降可能是由于长期单一营养来源导致的遗传多样性减少或生理适应性丧失(Lou等,2005)。因此,寻找有效的种群恢复策略对于维持和增强这些自然敌的害虫控制能力至关重要。
在恢复种群活力的技术中,宿主转换被认为能够有效恢复和提升寄生蜂的活力和寄生能力(Liu,2010;Xie,2020)。其原理是宿主转换打破了寄生蜂对原始宿主的适应性。通过创造新的营养和生理挑战,宿主转换可以激活潜在的适应性反应,从而改善其生活史特征(Guo,2018;Chen等,2021)。例如,Chen等(2021)发现宿主转换显著影响了Cnaphalocrocis medinalis的发育时间和繁殖参数。其他寄生蜂如Aphidius gifuensis也观察到了类似的调节效应(Peng,2024)。然而,宿主转换的结果因寄生蜂种类、替代宿主和转换代数而异(Li等,2007;Chen等,2022)。迄今为止,关于宿主转换对H. hebetor>亲代和后代适应性的系统评估仍然有限,尤其是以E. elutella作为目标害虫的情况下。
本研究使用了一支长期仅在E. elutella上饲养的H. hebetor种群,并引入P. interpunctella和C. cephalonica作为替代宿主。研究目的在于评估:(1)连续五代宿主转换后H. hebetor在E. elutella上的寄生能力(麻痹宿主数量、寄生宿主数量和繁殖力)和雌蜂寿命的变化;(2)宿主转换对后代亲代和第一代发育时间、特定发育阶段的存活率以及适应性指标的影响。研究结果为理解宿主转换如何恢复H. hebetor种群提供了理论基础,并为优化大规模饲养方案提供了实践指导,从而提高对E. elutella的生物控制效果。

部分内容摘录

昆虫来源和饲养

Ephestia elutella幼虫采集自贵州省贵阳市贵阳烟草营销中心的烟草仓库。Plodia interpunctella幼虫来自贵州省贵阳市贵州大学的储存核桃。Corcyra cephalonica则从山东省济南市山东省农业科学院引入。所有宿主昆虫都在人工饲料条件下连续饲养多代,环境控制温度为28°C ± 1°C。

宿主转换后H. hebetor寄生E. elutella幼虫的亲代适应性

宿主转换后,H. hebetor寄生E. elutella幼虫的亲代适应性参数发生了显著变化(表1)。与仅在E. elutella上饲养的对照组相比,转换为P. interpunctella和C. cephalonica的组别在宿主麻痹数量、寄生数量和繁殖力方面表现出不同变化。具体而言,C. cephalonica替代宿主组的宿主麻痹数量最多(175.89 ± 8.602),显著高于P. interpunctella替代宿主组。

讨论

本研究系统评估了宿主转换对寄生蜂H. hebetor在其原始宿主E. elutella上寄生时亲代和后代适应性的影响。经过连续五代宿主转换后,H. hebetor的寄生能力、发育表现和寿命均发生了显著变化。值得注意的是,这些变化在后代中仍然存在,其中P. interpunctella>作为替代宿主表现出最佳效果。

CRediT作者贡献声明

姚 黄:撰写 – 审稿与编辑,撰写 – 初稿,方法学设计,数据管理,概念构建。文 金涛:软件使用,方法学设计,实验设计,数据分析。田 春林:撰写 – 审稿与编辑,指导,概念构建。李 安:数据管理。杨 徐:指导,方法学设计。李 国伟:数据可视化,验证。江 思清:验证,数据分析。毛 一:方法学设计。杨 毛发:撰写 – 审稿与编辑,指导,资源协调,方法学设计。

数据声明

本研究的数据可向第一作者姚 黄索取。

资金来源

本工作得到了贵州烟草公司贵阳分公司科学技术项目(项目编号:2023520100200244)以及遵义市科学技术局遵义师范学院联合开展的科学技术项目(项目编号:Zunshi Ke He HZ 2023年第157号)的支持。

利益冲突声明

作者声明不存在利益冲突。
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