喙尾琵琶甲又名云南琵琶甲[1](Blaps ryncho-petera Fairmaire),属鞘翅目(Coleoptera)拟步甲科(Tenebrionidae)琵琶甲属(Blaps),俗称臭壳子虫、小黑虫等,为云南民间长期广泛用于治疗发烧、咳嗽、胃炎、心血管、类风湿、疔疮、肿痛等病痛的一种药用昆虫[2-3].喙尾琵琶甲成虫受到攻击时释放的防御液具有较强抗菌活性[4].喙尾琵琶甲甲醇和水提取物具有良好体外抗菌作用[5].琵琶甲粗提物可抑制HeLa细胞增殖,推测其可诱导HeLa细胞凋亡[6].施贵荣等[7]研究表明琵琶甲在一定剂量范围内对酒精性肝损伤有明显保护作用,但剂量过大时此保护作用减弱.段云庆等[8]将该虫用于治疗乳腺增生,疗效明显.国内对喙尾琵琶甲的研究主要集中在化学成分及其抗菌活性等药用价值的开发[9-11].而国外的研究主要集中在喙尾琵琶甲所属的琵琶甲族的其他昆虫[12-14],针对喙尾琵琶甲的相关研究尚未见报.
目前,该虫市场已呈现出供不应求态势.究其原因,一方面是随着喙尾琵琶甲药用价值的深入研究,民间对该虫的药用热情持续增长,市场需求逐年增加.赵敏[15]调查研究发现该虫生境多局限于居民房屋、牲畜圈舍,喜阴暗潮湿,幼虫栖息于疏松土壤,以谷糠、玉米面、面粉等为食,暂未发现野外分布.但随着人们生活和住房条件的改善,其生境却在逐年丧失;另一方面是该虫在卵的获取、孵化,幼虫前期养殖,特别是在化蛹方面存在诸多困难,暂未形成人工养殖体系,导致获取主要依靠人工捕捉,使得其数量与日剧减.
为维持喙尾琵琶甲种群数量,对其进行合理开发利用,人工养殖迫在眉睫,但是国内外针对其人工繁育方面的研究报道较少.昆虫产卵量是反映昆虫生殖力的一个重要指标,环境因素对其影响较大,为获得较多卵粒,需要提供适宜成虫产卵的环境条件.
为探究喙尾琵琶甲产卵量影响因素和产卵行为,本文从温度、基质含水量、基质颗粒大小、日产卵时间分布进行实验,以期为喙尾琵琶甲及该属昆虫的研究和人工繁殖育提供基础资料.
1材料和方法
1.1材料
1.1.1供试成虫及处理
供试喙尾琵琶甲从云南省红河州泸西县、蒙自县、弥勒县等地人工捕捉,带回实验室,在温度20℃、相对湿度75%的恒温恒湿培养箱中完全遮光饲养,每日喂以足量白菜、麦麸和少量白糖,用监控设备拍录其日常行为,观察一个月.挑选出活跃、体况相近的成虫,将雌雄各一只放入一个培养瓶内饲养,设置重复若干.每7d统计1次产卵量,连续统计2次,挑选出产卵量相近(单雌日平均产卵量±1粒)的成虫作为供试成虫.
1.1.2供试基质及处理
从四川农业大学教学科研园区猪场采集的腐殖土(有机质含量较多),经180 ℃、8h干燥处理后作为供试基质.
1.1.3主要试验器材
试验用塑料盆长×宽×高为60cm×40cm×11cm,塑料盘长×宽×高为15cm×10cm×3cm;恒温恒湿箱等均为国产.
1.2方法
1.2.1温度对产卵量的影响
将成虫雌雄各30只放入铺有1cm厚,30~40目基质颗粒大小的塑料盆内,其中基质含水量为15%,在相对湿度为75%的恒温恒湿培养箱遮光饲养,饲养温度分别设置为15、20、25和30 ℃共4个梯度,并设置室温(温度:18~26 ℃,湿度:60%~80%,无光 照,平 均 室 内 温 度21.8 ℃,平 均 湿 度70%)作对照.每个温度梯度设5个重复,每组均饲喂相同食物,每日13:00统计各组产卵数、成虫死亡数,并更换基质、补充相应供试成虫,持续30d.统计结束后,将虫置于温度20℃、相对湿度75%的恒温恒湿培养箱内遮光饲养7天待用.
1.2.2基质颗粒大小对产卵量的影响
在塑料盆中分别铺放基质颗粒大小为<40目、30~40目、20~30目、10~20目和不放基质共5组,每组5个重复,每个重复成虫雌雄各30只,其中基质厚度均为1cm、含水量均为15%,不放基质一组垫放与盆底等大小湿润的吸水纸.将5个组均置于温度20 ℃、相对湿度75%的恒温恒湿培养箱内遮光饲养,每日每组均饲喂与1.2.1相同的食物,并于每日13:00统计各组产卵数、成虫死亡数,并更换基质、补充成虫,持续30d.
1.2.3日产卵量时间分布
在塑料盆内放入厚1cm、30~40目大小、含水量为15%的基质,在基质上放置与塑料盆等大小的10目网筛.将成虫雌雄各30只放入塑料盆内放于室内黑暗环境饲养,每日饲喂相同食物,设置5个重复.于每日0、6、12、18点统计各时段产卵量并更换基质,持续7d.
1.2.4成虫对产卵基质含水量的选择
选取介于30~40目之间的腐殖土(颗粒大小0.380~0.550 mm),将 其 配 制 成 含 水 量 分 别 为5%、10%、15%、20%、25%、30%、35%的供试基质和不加水的对照组,分装到各个塑料盘中,基质厚度均为3cm.然后将各塑料盘按表1所示随机并使采食点间距相同的方式放入塑料盆中,设置5个重复.每个塑料盆中选放喙尾琵琶甲成虫雌雄各30只,放于室内遮光饲养,每日13:00统计每个塑料盘中产卵数,并更换相应含水量基质,连续统计7d.
1.3数据处理
采用单因素方差分析,比较不同含水量基质、温度、基质颗粒大小对喙尾琵琶甲产卵量的影响,并利用最小显着差数法(LSD)比较两样本间的差异程度,所有分析均使用SPSS 17.0软件 (SPSS Inc,USA)进行处理.
2结果与分析
2.1温度对产卵量的影响
30℃时,因成虫死亡较多(实验进行5d,雌、雄虫各死亡14、12只),实验数据未计入实验结果,说明30℃时不适宜成虫生存.其他不同温度条件下雌成虫平均日产卵量统计结果见表2,由表2可知:成虫在20 ℃饲养条件下平均 产卵量最高,达到4.790粒,其次依序是室温3.919粒、15℃2.151粒和25℃1.568粒.其中20℃条件下的产卵量极显着高于15℃和25℃条件下的产卵量,室温时的产卵量显着高于15 ℃、25 ℃时的产卵量,而20 ℃和室温间、15℃和25 ℃间产卵量差异不显着.尽管室温和20℃间产卵量差异不显着,但结合成虫产卵时间主要分布在夜间00:00-06:00,而雅安夜间温度普遍偏低(18℃左右),说明在5个试验温度条件下,20℃为成虫最适产卵温度,温度偏高时(25 ℃)对成虫产卵的影响要大于温度偏低(15 ℃)时.同时,结合日常饲养观察发现,当环境温度过高时,卵的表面易于滋生霉菌,严重影响卵的发育.
2.2基质颗粒大小对日产卵量的影响
不同基质颗粒大小条件下雌虫平均日产卵量分析结果见表3,由表3可见:雌虫平均日产卵量由高到低依序是>40目、30~40目、无基质、20~30目和10~20目,平均 产 卵 量 分 别 为2.525、2.412、1.519、1.418和1.266粒.基质颗粒>40目时的产卵量极显着高于基质颗粒为10~20目时的产卵量,显着高于20~30目和无基质时的产卵量,基质颗粒为30~40目时的产卵量显着高于20~30目和10~20目时的产卵量.从结果中可初步说明成虫喜好在颗粒较小的基质中产卵,颗粒较大的环境不利于成虫产卵,暗示较小的基质颗粒有利于卵的发育.
同时,结合日常对成虫产卵行为的观察发现,成虫产卵后往往喜欢用泥土将卵覆盖,结合成虫在无基质的环境中产卵数多于20~30目和10~20目颗粒大小基质中的产卵数,进一步说明较小颗粒的基质有利于成虫产卵,主要在于方便成虫产卵后用较小基质将卵掩藏,防止其天敌对卵的伤害,再者,较小颗粒的基质黏附于卵的表面,能有效提供卵后续发育所需湿度.
2.3日产卵时间分布
不同时间段产卵量分布见图1,由图1可知:成虫产卵主要集中在00:00-06:00,占日产卵量的73.48%,06:00-18:00占日产卵量的19.13%,说明雌虫产卵时间有极强的选择性.同时通过对成虫日常行为的监控录像分析发现该昆虫为夜出型昆虫,多于傍晚、夜间和清晨活动,这应该是昆虫系统发育中与生存环境统一的结果.
2.4成虫对产卵基质含水量的选择
成虫对产卵基质含水量的选择结果见表4,由表4可知:成虫多选择在含水量为10%~15%的基质中产卵,占总产卵量的68.49%,在含水量为0、5%、20%、25%的基质中的产卵量分别占总产卵量的6.51%、13.28%、10.16%、1.56%,而在含水量为30%及以上的基质上未见产卵.说明成虫产卵时对基质含水量有较强的选择偏好性,基质含水量过高或过低都不利于成虫的产卵,究其原因可能是基质中含水量过高或过低都不利于卵的发育,同时也间接说明成虫对产卵环境的湿度的敏感性较强,据此说明喙尾琵琶甲的生境和产卵习性保证了卵发育所需水分的正常供应.
3讨论
3.1温度和季节对产卵量的影响
冀焕红[16]根据产卵量多少将室温条件下年产卵量动态分为高峰期(2月底至11月初)和低谷期(11月初至2月底)2个阶段,进入高峰期时温度由低温逐渐升至20 ℃附近,产卵 高峰期平均温度(20.00±1.85)℃.赵敏等[1]对云南省15个地区26个县调查表明,喙尾琵琶甲分布密集区年平均气温13~19℃,气温变化温和,夏季温度偏低;零星分布区全年平均气温19~23℃.本研究也发现20℃时成虫产卵量最多,其次是室温和15℃,25℃时最低,当温度达到30℃时出现大量成虫死亡,结合前人研究结果我们认为:喙尾琵琶甲最适合在20℃左右产卵繁殖,成虫耐高温能力弱,温度偏高(25 ℃)对产卵量的影响大于温度偏低(15℃).
本研究中最适温度组成虫在20 ℃时的平均产卵量为4.790±0.557,而最适基质颗粒大小组成虫的平均产卵量仅为2.525±0.408,供试成虫一样,而产卵量出现如此大差异的原因可能是因为温度组试验在五月份进行,而基质颗粒大小组试验在7月份进行,两个试验组仅试验季节不同,而产卵量相差较大,并且在试验中发现7月份以后大量成虫产卵较少甚至停产,这一点与冀焕红等的研究结果不一致.本试验发现一年中7月份并非喙尾琵琶甲的产卵高峰,究其原因,可能与研究所在地域的温度差异不同有关,但需进一步研究.
3.2基质对成虫产卵的影响
冀焕红等[17]研究发现卵在产后4~6d需外界水分的供给,以顺利完成卵的代谢与发育,同时卵在发育过程中需要大量氧气的供给.赵敏等[1]对云南陆良和富民两处采样地的幼虫生境土壤进行含水量测定,含水量分别为7.39%~13.43%和8.14%~10.40%.本研究中发现成虫产卵主要集中在含水量为10%~15%的基质中,在较低含水量的基质中(5%)产卵量很少,在较高含水量的基质中(25%和30%)产卵量极少或未见产卵,究其原因可能是含水量较低的基质不能保证卵发育所需水分的供给,而含水量太高又会影响到氧气的供应.本研究与他们的研究结果大体一致.
本研究发现在较小颗粒基质(>30目)条件下成虫产卵数较多(>40目时为2.525粒,30~40目时为2.412粒),可能与卵更易与小颗粒基质黏附有关,小颗粒基质对卵可有效起到掩藏和保湿作用,同时观察发现成虫产卵时喜欢将腹部末端插入基质中,并在产卵后用基质将卵覆盖.但冀焕红[16]报道在使用细沙基质时,即使在产卵高峰期产卵量仍然偏低(<2.412粒),与本研究存在较大差异,究其原因可能与所用基质种类有关,与本研究所用腐殖土相比,细沙保水性能差、有机质含量少,说明基质类别对产卵量也存在较大影响.本研究发现成虫的产卵量在较大颗粒基质(<30目)条件下还要低于没有基质的,我们分析认为可能与大颗粒基质不仅不利于掩藏卵,而且容易使卵因受到大颗粒基质的压砸而引起机械损伤.
综上所述,温度20℃左右、基质颗粒大小>30目、基质含水量10%~15%等条件较适合喙尾琵琶甲成虫产卵,温度偏高(>25 ℃)或偏低(<15 ℃)、基质颗粒过大(<30目)或无基质均不利于成虫产卵.说明成虫产卵时对基质含水量选择偏好性较强,温度、基质对成虫产卵量影响较大.
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