Reproductive response in mated females of Megalurothrips usitatus (Bagrall) (Thysanoptera: Thripidae) upon exposure to methyl salicylate odor

在网室大棚内种植豇豆（品种：纯丰长豇豆Vigna unguiculata），按常规栽培技术与措施进行管理，选取健康、幼嫩的豆荚作为普通大蓟马的饲养材料。

在海南大学海甸校区植物保护教学实验基地（20°03′38″ N，110°19′46″ E），采集豇豆花朵内的普通大蓟马成虫，于室内用幼嫩的豇豆豆荚饲养，适时更换食物。饲养条件为（26±1）℃、相对湿度（60±5）%、光周期L（光照时间）:D（黑暗时间）=14:10。当子代发育至2龄若虫时，用幼嫩豆荚在玻璃试管（12 mm×100 mm）中进行单头饲养。刚羽化的雌虫和雄虫配对饲养24 h后，挑选健康的、已交配的1日龄雌虫作为试虫。

Sigma公司出产的水杨酸甲酯（methyl salicylate，99%）和石蜡油。以石蜡油为溶剂^[35]，配制出不同浓度的MeSA溶液。

根据前期预备试验结果，参照Lu等^[28]的报道，本试验设置4个处理：对照组（CK，不含MeSA）、0.000 5 μL·L⁻¹ MeSA、0.001 μL·L⁻¹ MeSA和0.05 μL·L⁻¹ MeSA处理。在离心管（5 mL）管壁侧面的中央开1个透气孔（10 mm×20 mm），并用孔径为42.86 μm的尼龙网封孔，防止试虫逃逸。每支离心管内放置1段幼嫩豇豆豆荚，接入1头已交配雌虫后，用棉花塞紧管口。然后将10支离心管放到特制的试管架上，再将试管架移到玻璃密封罐（2 L）中。取0.2 mL不同浓度MeSA溶液，添加到离心管（1.5 mL）内的滤纸条（5 mm×10 mm）上，用作MeSA气味源。利用真空泵与活性炭净化密封罐内的空气10 min后，放置MeSA气味源，然后立即封罐。4个处理的罐内MeSA气味浓度分别为0（不含MeSA）、0.000 5、0.001和0.05 μL·L⁻¹。每24 h更换离心管中的豆荚和气味源，直至亲代雌虫死亡。每处理测试30头亲代雌虫（即30次重复）。将更换出来的豆荚放置到新的玻璃试管（12 mm×100 mm）中，在无MeSA气味条件下继续饲养，直至子代成虫羽化。供试亲代雌虫及其子代的饲养条件均设定为（26±1）℃、相对湿度 60%±5%、光周期L:D=14h:10h。观察和记录亲代雌虫存活状况、子代成虫的性别和数量，计算子代性比（即雄性占成虫比例）和日性比。

利用WPS Office 2016进行数据整理和绘图分析；采用SPSS v26.0软件进行单因素方差分析（ANOVA）和Duncan多重比较法。子代性比需经反正弦转换后再进行统计分析^[6,12,28]。

已交配普通大蓟马雌虫在不同浓度水杨酸甲酯（MeSA）气味胁迫下一生所产子代的性比见图1。对照组、0.000 5、0.001和0.05 μL·L^–1 MeSA处理的雄性比分别为0.40、0.39、0.33和0.42，彼此之间无显著差异，表明0.000 5～0.05 μL·L^–1 MeSA熏蒸处理普通大蓟马雌虫对其子代性别分配无明显影响。

Figure 1.  Offspring sex ratio in M. usitatus mated females exposed to MeSA odor

已交配普通大蓟马雌虫所产子代的日性比动态见图2。除了产卵第1天、第6天和第22天外，各处理的日性比之间差异不显著。0.05 μL·L^–1 MeSA处理在产卵第1天的性比偏雄，高达0.73，显著大于其他处理（P＜0.05）。在产卵第6天，0.0005 μL·L^–1 MeSA处理的性比最小，仅为0.15，与其他处理差异显著（P＜0.05）。当成虫产卵周期进入第22天，对照组的性比增长至0.99，与另外3个处理之间的差异均达到了显著水平（P＜0.05）。

Figure 2.  Daily variation in sex ratio of offspring produced by M. usitatus mated females exposed to MeSA odor

对照组的日性比变化趋势与3个MeSA处理基本相似。在亲代雌虫产卵周期的前半期，各处理的日性比均偏雌，唯一例外的是0.05 μL·L^–1 MeSA处理在产卵第1～2天的日性比为偏雄性比。随着产卵周期进入后半期，各处理的子代日性比逐渐增大，对照组、0.0005、0.001和0.05 μL·L^–1 MeSA处理日性比大于0.5的出现时间分别为产卵第19天、第21天、第22天和第18 天。当对照组、0.000 5、0.001和0.05 μL·L^–1 MeSA处理亲代雌虫产卵周期分别进入产卵第33天、第35天、第31天和第30天后，所产子代几乎全为雄性（即性比等于1.0）。

暴露于不同浓度MeSA气味的普通大蓟马雌虫所产子代的成虫数量见表1。

子代雄虫数量：对照组、0.000 5、0.001和0.05 μL·L^–1 MeSA处理的子代雄虫数量分别为100.73、75.93、50.17和111.80头·雌^–1，其中，0.001 μL·L^–1 MeSA处理与对照组和0.05 μL·L^–1 MeSA处理之间的差异都达到了显著水平（P＜0.05）。

子代雌虫数量：0.000 5和0.001 μL·L^–1 MeSA处理的子代雌虫数量较少，其值分别为103.63和102.30头·雌^–1，显著小于对照（136.03头·雌^–1）和0.05 μL·L^–1 MeSA处理（130.77头·雌^–1）（P＜0.05）。

子代成虫数量：子代成虫数量的情形与子代雌虫数量类似。0.0005和0.001 μL·L^–1 MeSA处理的子代成虫数量之间差异不显著，介于152.47～179.57头·雌^–1，与对照（236.77头·雌^–1）和0.05 μL·L^–1 MeSA 处理（242.57头·雌^–1）的子代成虫数量均有显著差异（P＜0.05），但0.05 μL·L^–1 MeSA处理与对照的差异没有达到显著水平。

由此可见，低浓度（0.000 5 μL·L^–1）和中浓度（0.001 μL·L^–1）MeSA熏蒸处理已交配普通大蓟马雌虫，能减少其子代雌虫和成虫的数量，中浓度MeSA气味对子代雄虫数也有抑制作用；而高浓度（0.05 μL·L^–1）MeSA气味对子代的雄虫数、雌虫数和成虫数都没有影响。

作为植物信号分子的水杨酸甲酯（MeSA）能影响某些昆虫的行为，在特定浓度范围内MeSA还对害虫具有熏杀活性^[36]。MeSA通过与章鱼胺受体结合来杀死昆虫，被认为是章鱼胺受体拮抗剂^[37]。Lu等^[28]曾报道，MeSA可熏杀玉米黄呆蓟马（Anaphothrips obscurus）成虫和若虫，对成虫24 h的LC₅₀为1.03 μL·L^–1。本试验所施用的MeSA浓度（0.0005～0.05 μL·L^–1）远小于此值，应为亚致死剂量。

采用0.000 5～0.05 μL·L^–1 MeSA熏蒸处理亲代雌虫对普通大蓟马子代性比没有显著影响。这与陈钰晴等^[15]的实验结果是一致的，她们发现给普通大蓟马雌虫饲喂章鱼胺后，其雌性子代数和子代成虫数显著减少，但子代性比却没有显著变化。同样地，Zheng等^[30]研究发现，MeSA（10 μmol·L^–1）也没能改变西花蓟马子代性比的大小，但是，他们的MeSA施用方法有所不同。植株喷施MeSA后，再用叶盘法饲养西花蓟马雌虫，所得结果主要反映了MeSA诱导的植物抗性对西花蓟马子代性比的影响。本研究采用的是熏蒸法，所评价的是MeSA气味对普通大蓟马子代性比的直接影响。

用 0.0005～0.05 μL·L^–1 MeSA熏蒸处理已交配普通大蓟马雌虫后，其日性比动态与对照基本相似。在产卵周期的前半期，子代日性比基本偏雌；随后，子代日性比逐渐增大；当产卵周期进入产卵第30～35天后，所产子代几乎全为雄性。这与其他蓟马的研究结果类似。据报道，西花蓟马^[38]和美洲棘蓟马（Echinothrips americanus）^[39]的子代性比也与亲代雌虫的年龄有关，在产卵期间的最后阶段所产子代的雄性比较高。很多寄生蜂也有类似的现象，子代雄性比随雌蜂年龄的增长而增加，其原因有多种，如精子逐渐消耗殆尽、精子的衰老、精子活力的下降、雌虫受精囊内精子释放能力的失控等^[40−42]。

MeSA熏蒸处理已交配普通大蓟马雌虫对繁殖力的影响与MeSA气味浓度有着密切的关系。当MeSA气味浓度较低（0.000 5～0.001 μL·L^–1）时，普通大蓟马繁殖力下降，而高浓度MeSA（0.05 μL·L^–1）气味展现出中性效果。通常，杀虫剂亚致死剂量对昆虫的影响呈现出双相剂量—效应（biphasic dose-response），即低剂量起刺激作用，而高剂量表现为抑制作用^[43−44]。例如，LC₁₀多杀菌素处理西花蓟马敏感品系雌虫能提高其繁殖力，LC₂₅多杀菌素则导致繁殖力下降^[45]。同样地，Morse和Zareh^[46]发现，4种化学杀虫剂在较高浓度条件下能抑制柑橘蓟马（Scirtothrips citri）的繁殖，而低浓度对其繁殖力没有影响。但是，在本研究中，MeSA气味对普通大蓟马繁殖力展现出了不一样的剂量—效应关系。这种“低剂量抑制、高剂量无作用”的内在机理尚不明了，有待进一步探究。推测，这可能跟蓟马对MeSA气味的趋性有一定的关系。Chermenskaya等^[22]曾利用嗅觉仪测定发现，低浓度MeSA气味对西花蓟马雌虫有明显的驱避作用，而高浓度MeSA对其趋向行为没有显著影响。因此，有必要在未来对普通大蓟马雌虫的趋化性与MeSA气味浓度的关系展开进一步研究。

在蓟马IPM实践中，环境友好、绿色防控对策广受重视与期待^[1,47]。有关挥发性化合物或植物精油对蓟马的影响已成为蓟马研究领域中的一个热点^[17,48−50]。MeSA气味对普通大蓟马繁殖的低浓度抑制效应给我们的启示是：为了全面了解某种挥发物对蓟马的影响，不能忽视挥发物亚致死浓度所起的作用。的确，挥发物或植物精油对蓟马等害虫可展示出多重亚致死效应（驱避、拒食、阻止产卵等）^[51−52]。因此，随着研究的深入，寻找到能使蓟马繁殖力大幅下降或性比高度偏雄的挥发物将会为蓟马的防控提供新的手段。

本研究利用成虫熏蒸法，评价了不同浓度水杨酸甲酯（MeSA）气味对已交配普通大蓟马繁殖能力和性别分配的直接影响。浓度为0.000 5～0.05 μL·L^–1的MeSA熏蒸处理亲代雌虫对该虫的性别分配没有干扰作用。3个MeSA气味处理的日性比动态与对照基本相似。低浓度气味（0.000 5 μL·L^–1 MeSA）和中浓度气味（0.001 μL·L^–1 MeSA）能显著降低其子代雌虫的数量，中浓度气味对子代雄虫的产生也展现出了显著的抑制作用。高浓度气味（0.05 μL·L^–1 MeSA）则对上述繁殖参数均没有显著影响。此结论对进一步拓展MeSA在普通大蓟马IPM实践中的潜在价值具有指导意义。