芝麻花益于天敌而非害虫的生态学机制研究

Most adult parasitoids feed on sugar resources food, using saccharides as an energy source food to cover their nutrition and that such feeding is critical to enhancing biological pest control. To date, some progresses on research and application of nectar resource plant have been made. For example, natural enemies populations were improved and pests’ destinies were suppressed when sesame planted in rice ecosystem. Meanwhile, laboratory tests indicated sesame flower improved the biological fitness of parasitoids, but not affect rice Lepidoptera pests. In order to clarify the ecological mechanism of sesame benefit natural enemies but not rice pests, sesame, Lepidoptera pests (Chilo suppressalis and Cnaphalocrocis medinalis) and parasitoids (Trichogramma chilonis, Apanteles ruficrus and Cotesia chilonis) were used and following experiments were conducted including detecting sugar contents in sesame nectar, the feeding behavior difference between Lepidoptera pests and natural enemies, gustatory response by pests and natural enemies to a range of nectar sugars and influence of nectar sugars on biological fitness of pests and natural enemies. The results could provide the theoretical basis for planting sesame in rice paddy to improve biological pest control and the technical supports for nectar plants screening, application and popularization.

大多数的寄生性天敌成虫需要取食蜜源食物以做为日常活动和维持新陈代谢的能量来源，因此寄生性天敌能否取食到蜜源食物是其能否发挥害虫控制的关键。目前我国在蜜源植物的研究和利用取得了一些进展，如在稻田系统中种植芝麻可以提高天敌数量，有效控制害虫种群。同时室内结果表明芝麻花可以提高寄生性天敌的生态适应性，但是对鳞翅目害虫没有作用。为探明芝麻花选择性益于天敌的生态学机制，本项目以芝麻花、鳞翅目害虫（二化螟和稻纵卷叶螟）和寄生蜂（螟黄赤眼蜂、二化螟盘绒茧蜂和螟蛉绒茧蜂）为材料，拟开展芝麻花花蜜糖成分测定、害虫及天敌对芝麻花取食的差异性、害虫及天敌对花蜜中常见糖的味觉反应、花蜜中常见糖对害虫及天敌生态适应性的影响等研究工作。研究结果将为稻田种植芝麻花提高生物控害效果提供理论基础，同时为蜜源植物的筛选、应用和推广提供技术保障。

大多数的寄生性天敌在成虫期主要通过取食碳水化合物来做为日常活动的能量来源，为天敌提供合适的蜜源可以增强其控害效果。然而鳞翅目害虫成虫也能通过取食蜜源来增强其生态适应性，因此在蜜源的选择上还要考虑生态风险。芝麻花已经被证实可以选择性益于天敌而非害虫，为了探明其生态学机制，为蜜源植物的筛选和蜜源的提供理论依据，我们开展了芝麻花花蜜糖成分的检测、天敌和害虫对芝麻花花蜜获取差能力和花蜜常见糖对天敌和害虫的影响的研究，还筛选了其它适合稻田的蜜源植物。结果显示芝麻花花蜜中的糖成分以蔗糖、果糖和葡萄糖为主，而这3种糖不仅能提高天敌包括稻螟赤眼蜂、螟黄赤眼蜂、二化螟绒茧蜂和稻纵卷叶绒茧蜂的生态适应性，也能提高害虫包括二化螟和稻纵卷叶螟的产卵量。对芝麻花花蜜获取能力上的研究发现，稻纵卷叶螟绒茧蜂易于取食到花蜜，而稻纵卷叶螟不能。因此，芝麻花选择性益于天敌而非害虫是通过害虫天敌对花蜜获取能力的差异性实现的。这为筛选蜜源植物提供理论依据，即选择富有蜜源且便于天敌获取而害虫难以获取的蜜源植物。根据这个标准，我们评估并筛选出潜在的可应用于稻田生态系统的蜜源植物酢浆草，其花蜜含量较高，可以显著提高寄生蜂的生态功能，同时酢浆草花仅在白天开放，不会作用于在傍晚和夜间活动的稻田鳞翅目成虫，生态风险较低。对花蜜种常见的12种糖的研究发现，害虫和天敌对糖的利用有很大的差异。害虫除了蔗糖、果糖和葡萄糖外，不能从其它糖中获益。而麦芽糖、半乳糖、松三糖和蜜二糖能够显著提高螟黄赤眼蜂的寿命和寄生能力；麦芽糖、海藻糖和蜜三糖均可以显著延长二化螟绒茧蜂的寿命；麦芽糖、海藻糖、甘露糖、半乳糖、蜜二糖和松三糖均可以显著延长稻纵卷叶螟绒茧蜂的寿命。因此，我们可以从中挑选选择性益于天敌害虫而非害虫的糖（如麦芽糖、海藻糖和松三糖）以喷洒或其它方式在稻田系统直接提供给天敌，以提高天敌的控害效果而不会产生促进害虫为害的风险。

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