学习行为对管氏肿腿蜂寄主搜索和利用的影响

The ectoparasitoid, Sclerodermus guani xiao et Wu (Hymenoptera: Bethylidae) is of particular interest to researchers in China, primarily for its wide use in biological control of Monochamus alternatus (Coleoptera: Cerambycidae), the most important vector of the pinewood nematode, Bursaphelenchus xylophilus Steiner et Buhrer in Japan and China. We employed the effects of prior experience (pre-imaginal and imaginal experiences) on the parasitoid host foraging and subsequent sex allocation in the host-parasite interactions. In addition, we also investigated available chemical cues from hosts and host plant when S. harmandi was searching to conceal hosts. Then we attempted find its potential mechanism of chemical ecoloy in the Cerambycidae-Bethylidae system. We hypothesize that S. harmandi can adaptively integrate foraging preference with adult performance (fecundity and longevity) and offspring performance (survival and sex ratio) depending on those recent experiences. Our aim was to evaluate the host-selection adaptabilities of S. harmandi with respect to effects of those experiences on feeding and oviposition preferences by females S. harmandi and performance by adults and offspring, especially offspring sex ratio. Moreover, we attempt to demonstrate that the prior experience would be conducive to improve potential effectiveness of S. harmandi as a biological control agent can be further improved.

管氏肿腿蜂Sclerodermus guani xiao et Wu (Hymenoptera: Bethylidae) 是一种广谱性寄生蜂，寄主种类广泛，尤其对于隐蔽性害虫具有良好的防治作用。与寄主协同进化过程中形成了强大的搜索寄主能力和学习能力。本项目将围绕管氏肿腿蜂搜索和利用寄主的学习潜能来探索管氏肿腿蜂的行为可塑性。利用行为生物学、化学生态学、昆虫生理生化等技术，重点研究：1)管氏肿腿蜂学习行为对其搜索寄主及其微生境的影响及其化学生态机制；2)管氏肿腿蜂学习行为对其子代适合度的调节机制。阐明管氏肿腿蜂应对不同寄主及其微生境的搜索策略和适应性机制，利用寄生蜂-寄主-寄主植物三级营养关系研究模式来揭示广谱性寄生蜂应对隐蔽性寄主及其微生境的行为、生理适应性,利用学习行为改善和促进生物防治。

管氏肿腿蜂Scleroderma guani Xiao et Wu (Xiao et Wu, 1983)（Hymenoptera: Bethylidae）是一种广谱性寄生蜂，寄主种类广泛，尤其对于隐蔽性害虫具有良好的防治作用。与寄主协同进化过程中形成了强大的搜索寄主能力和学习能力。本研究揭示了管氏肿腿蜂搜索和利用寄主及其微生境的学习潜能，验证了这些行为过程中重要的化学通讯信息，逐步明确了管氏肿腿蜂对隐蔽性寄主的搜索策略和化学生态机制；同时，还验证了管氏肿腿蜂学习行为对其亲代和子代适合度的影响。主要研究结果：1）成虫前经历和成虫后经历均会影响管氏肿腿蜂的取食和产卵行为，而且成虫前发育寄主的经历和成虫优先产卵经历还能影响子代适合度的变化，尤其是雌成蜂优先产卵经历可以调节子代的性比分配；2）管氏肿腿蜂寄主选择嗜好的形成不是由遗传因素决定的，而是随个体发育过程中寄生经历的改变而变化。3）学习行为有利于雌成蜂对寄主及其微栖境的搜索、定位和利用，这与来自寄主及其微栖境的化学信息物质密切相关。研究发现管氏肿腿蜂对来源于松墨天牛幼虫为害木段和健康植株木段的挥发物有显著正趋向，且停留时间较长，但对机械损伤的木段和去除幼虫受害木段的挥发物无显著趋向。而且，均对松墨天牛幼虫体、取食韧皮部和木质部所排泄新鲜粪屑的挥发物有显著趋向；其次，松墨天牛蛹室、幼虫蛀屑、幼虫-蛀屑复合体，以及马尾松树皮下混合蛀屑浸提物对管氏肿腿蜂也有明显吸引作用。同样，在GC-EAD实验中，管氏肿腿蜂对4种单萜和3种氧化单萜类物质：(+)-α-蒎烯，(-)-β-蒎烯，(+)-莰烯，(+)-3-蒈烯；D(+)-樟脑、(+)-葑酮和(-)-葑酮有显著电生理反应。此外，未交配雄虫的触角对2-己醇等12种醇有显著的电生理反应。4）管氏肿腿蜂的学习行为还与其护幼行为有重要联系。