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Sep 28, 2023

Synergismus einer Mischnahrung aus Myzus persicae und Ei von Ephestia kuehniella auf die Fitness des Raubtiers Nabis stenoferus

Wissenschaftliche Berichte Band 13,

Wissenschaftliche Berichte Band 13, Artikelnummer: 9075 (2023) Diesen Artikel zitieren

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Nabis stenoferus ist ein zoophytophages Raubtier, das im Grasland rund um landwirtschaftliche Felder lebt. Es handelt sich um ein mögliches biologisches Bekämpfungsmittel zur Verwendung durch Vermehrung oder Konservierung. Um eine geeignete Nahrungsquelle für die Massenaufzucht zu finden und die Biologie dieses Raubtiers besser zu verstehen, verglichen wir die Lebensgeschichte von N. stenoferus unter den drei verschiedenen Diäten: nur Blattläuse (Myzus persicae), nur Motteneier (Ephestia kuehniella) oder eine Mischkost aus Blattläusen und Motteneiern. Interessanterweise entwickelte sich N. stenoferus bis zum Erwachsenenstadium, wenn nur Blattläuse zur Verfügung gestellt wurden, es fehlte ihm jedoch die normale Fruchtbarkeit. Es gab einen signifikanten Synergismus der gemischten Ernährung auf die Fitness von N. stenoferus sowohl im unreifen als auch im erwachsenen Stadium, d. h. eine 13-prozentige Verkürzung der Nymphenentwicklungsperiode und eine 87,3-fache Steigerung der Fruchtbarkeit im Vergleich zur reinen Blattlaus-Diät. Darüber hinaus war die intrinsische Steigerungsrate bei der gemischten Ernährung signifikant höher (0,139) als bei nur Blattläusen (0,022) oder nur bei Motteneiern (0,097). Diese Ergebnisse zeigen, dass M. persicae allein kein vollständiges Futter für die Massenaufzucht von N. stenoferus ist, wohingegen diese Blattlaus in Kombination mit E. kuehniella-Eiern ein Ergänzungsfutter sein kann. Implikationen und Anwendungen dieser Erkenntnisse für die biologische Kontrolle werden diskutiert.

Das zoophytophage Raubtier Nabis stenoferus Hsiao (Hemiptera: Nabidae) ist ein natürlicher Feind von Beutetieren wie Blattläusen, Motten und Spinnmilben in Korea, Japan und China1,2,3. Nabis stenoferus kann auch bei einigen Kulturpflanzen, wie z. B. Chrysanthemen [Chrysanthemum spp.], ein Schädling sein. (Asterales: Asteraceae)] aufgrund seines zoophytophagen Habitus1. Im Allgemeinen lebt dieses Raubtier im Grasland rund um landwirtschaftliche Felder und wird hauptsächlich als Bestandteil der biologischen Vielfalt von Agrarökosystemen und nicht als Schädling oder Biokontrollmittel angesehen2,3,4. Allerdings hat N. stenoferus aufgrund seiner generalistischen Ernährungsgewohnheit und Anpassung an gemäßigte Regionen das Potenzial, ein neues biologisches Bekämpfungsmittel für den Einsatz in Vermehrungs- oder Erhaltungsprogrammen zu sein3,4. Generalistische Raubtiere können als biologische Bekämpfungsmittel besonders in Kulturpflanzen nützlich sein, in denen mehrere Schädlingsarten gleichzeitig vorkommen5. Außerdem ist ein Generalist möglicherweise besser in der Lage, bei geringer Schädlingsdichte zu überleben als ein Spezialist, da ihm alternative Nahrungsquellen zur Verfügung stehen5,6,7.

Eine effiziente Massenaufzucht natürlicher Feinde ist unerlässlich, wenn Wirkstoffe zur ergänzenden Biokontrolle eingesetzt werden sollen8. Für eine effiziente Massenaufzucht ist es entscheidend, geeignete Umgebungsbedingungen wie Temperatur und relative Luftfeuchtigkeit zu finden9,10,11, aber auch eine angemessene Ernährung ist ein entscheidender Faktor12,13. Das für die Massenaufzucht von Insekten verwendete Nahrungsmittel sollte kostengünstig, leicht zu beschaffen und sowohl für die Entwicklung der Art als auch für die Eiablage geeignet sein14.

Auch wenn ein bestimmtes Futter möglicherweise nicht Teil der natürlichen Ernährung des Insekts ist, können solche Futtermittel für die Aufzucht von Insekten verwendet werden, wenn sie ausreichend Nährstoffe liefern14. Eier von Vorratsmotten wie Ephestia kuehniella Zeller (Lepidoptera: Pyralidae) werden häufig für die Massenaufzucht generalistischer Raubtiere verwendet15,16. Diese Motte ist ein Schädling von gelagertem Getreide und kommt in Korea nicht vor, ihre gefrorenen Eier wurden jedoch zur Massenaufzucht von Raubinsekten nach Korea importiert17,18. Es kann jedoch argumentiert werden, dass Nahrungsmittel, die unter natürlichen Bedingungen Teil der Ernährung einer Art sind, wirksamer sein könnten als Nahrungsmittel, mit denen ein generalistischer Raubtier noch nie zu tun hatte19. Myzus persicae (Sulzer) (Hemiptera: Aphididae) ist ein häufiger landwirtschaftlicher Schädling in Nutzpflanzen der Familien Asteraceae, Brassicaceae, Cucurbitaceae und Solanaceae20,21,22,23. Diese Blattlaus kommt auf offenen Feldern in landwirtschaftlichen Gebieten in Korea, Japan und China vor und ihre Wirtspflanzen und Lebensräume überschneiden sich mit denen von N. stenoferus1,3,20. Außerdem wurde diese Blattlaus manchmal als Ergänzungsfutter für die Aufzucht generalistischer Raubtiere24 verwendet.

Mithilfe der Sterbetafelanalyse können die Populationsparameter von Insekten unter bestimmten Bedingungen berechnet werden. Unter den Parametern der Lebenstabelle ist die intrinsische Wachstumsrate ein umfassender und intuitiver Parameter, der das Populationspotenzial eines unter bestimmten Bedingungen gezüchteten Insekts beschreibt und aus Daten zur Entwicklungszeit, Fruchtbarkeit, Langlebigkeit, Geschlechterverhältnis und Überlebensrate berechnet werden kann25,26. Aus der Sterbetafelanalyse abgeleitete Bevölkerungsparameter können mithilfe der Bootstrap- oder Jackknife-Methode statistisch verglichen werden25,27. Daher ist die Lebenstabellenanalyse ein sehr effektives Instrument zum Vergleich der Fitness von Insekten unter verschiedenen Bedingungen. Eine Lebenstabellenanalyse von N. stenoferus wurde jedoch selten durchgeführt.

Unser Ziel in dieser Studie war es, eine geeignete Nahrung für die Massenaufzucht von N. stenoferus zu finden und seine Biologie besser zu verstehen. Wir verglichen seine Lebensverlaufsmerkmale mithilfe einer Sterbetabellenanalyse für Gruppen, die mit drei Diäten aufgezogen wurden: (1) nur Blattläuse (M. persicae), (2) nur Motteneier (E. kuehniella) und (3) eine gemischte Diät aus Blattläusen und Motteneier.

Es gab keine signifikanten Unterschiede zwischen den drei Behandlungen (nur Blattläuse, nur Eier oder beides) in den Entwicklungsperioden vom Ei bis zum 3. Nymphenstadium (Tabelle 1) (Ei, χ2 = 0,13, df = 2, P = 0,935; 1 Nymphe, χ2 = 3,70, df = 2, P = 0,157; ​​2. Nymphe, χ2 = 5,51, df = 2, P = 0,064; 3. Nymphe, χ2 = 4,53, df = 2, P = 0,104). Allerdings waren die Entwicklungsperioden des 4. und 5. Nymphenstadiums sowie die gesamte unreife Periode für Gruppen, die eine gemischte Ernährung erhielten, deutlich kürzer als bei der Ernährung nur mit Blattläusen oder Motteneiern (Tabelle 1) (4 Nymphe, χ2 = 17,78, df = 2, P < 0,001; 5. Nymphe, χ2 = 27,45, df = 2, P < 0,001; insgesamt unreif, χ2 = 31,50, df = 2, P < 0,001).

Es gab signifikante Unterschiede zwischen den Diätbehandlungen in den Lebensverlaufsmerkmalen erwachsener Weibchen von N. stenoferus (Tabelle 2). Der Zeitraum vor der Eiablage war in der Gruppe, die eine gemischte Ernährung erhielt, signifikant kürzer als in der Gruppe, die nur Blattläuse oder Motteneier erhielt (F = 16,11, df = 2, 17; P < 0,001). Die Eiablagezeiten variierten zwischen den Behandlungen zwischen 5,7 und 41,6 Tagen, jedoch ohne statistische Signifikanz (χ2 = 5,85, df = 2, P = 0,054). Der Zeitraum nach der Eiablage war in der Gruppe, die nur mit Blattläusen gefüttert wurde, signifikant länger als in der Gruppe, die nur mit Motteneiern gefüttert wurde (1,4 Tage) (χ2 = 7,50, df = 2, P = 0,024). Es gab keinen signifikanten Unterschied in der Lebenserwartung weiblicher Erwachsener zwischen den getesteten Diäten (F = 1,76, df = 2, 25; P = 0,193). Die Gesamtfruchtbarkeit pro Weibchen von Käfern, die mit der Mischnahrung (Blattläuse + Motteneier) gefüttert wurden, war signifikant höher als in Gruppen, die mit den anderen beiden Diäten gefüttert wurden (F = 14,75, df = 2, 25; P < 0,001).

Die altersspezifische Überlebensrate von N. stenoferus bei Nymphen, denen die reine Blattlaus-Diät verabreicht wurde, sank schneller als bei den Gruppen, denen die andere Diät verabreicht wurde (Abb. 1). Auch die Fruchtbarkeit war in der Gruppe, die nur mit Blattläusen gefüttert wurde, viel geringer (Abb. 1). Verschiedene Diätbehandlungen hatten einen signifikanten Einfluss auf die Populationsparameter von N. stenoferus (Tabelle 3). Die intrinsische Steigerungsrate und die endliche Steigerungsrate waren bei Insekten, die mit gemischter Nahrung gefüttert wurden, am höchsten, gefolgt von der Gruppe, die nur aus Motteneiern bestand, und der Gruppe, die nur aus Blattläusen bestand. Die Nettoreproduktionsrate war auch bei Insekten, die mit Mischfutter gefüttert wurden, am höchsten. Darüber hinaus war die Nettoreproduktionsrate in der Gruppe, die nur mit Blattläusen ernährt wurde, im Vergleich zu Insekten mit gemischter Nahrung relativ niedriger, unterschied sich jedoch nicht signifikant von der Gruppe, die nur mit Motteneiern gefüttert wurde. Es gab keine Signifikanz zwischen den Behandlungen in der mittleren Generationszeit.

Altersspezifische Überlebensraten- (lx) und Fruchtbarkeitskurven (mx) von Nabis stenoferus, gefüttert mit drei verschiedenen Diäten.

In dieser Studie fanden wir signifikante Auswirkungen verschiedener Nahrungsquellen auf die Lebensgeschichte von N. stenoferus. Motteneier allein lieferten ausreichend Nährstoffe sowohl für die Insektenentwicklung als auch für die Eiablage erwachsener N. stenoferus, aber die Verwendung der reinen Blattlausdiät führte zu sterilen oder nahezu sterilen erwachsenen Tieren. Die mittlere Fruchtbarkeit bei Insekten, die mit Mischfutter gezüchtet wurden, war 87-mal höher als bei Insekten, die nur mit Blattlausfutter gezüchtet wurden. Allerdings unterschied sich die Fruchtbarkeit der mit Motteneiern gezüchteten Käfer nicht wesentlich von der Gruppe, die nur mit Blattläusen gezüchtet wurde, was wahrscheinlich auf die sehr geringe Anzahl an eiablegenden Weibchen zurückzuführen ist. Darüber hinaus verringerte die ausschließliche Ernährung mit Blattläusen die Fitness von N. stenoferus im Erwachsenenalter, da sowohl die Zeitspanne vor als auch nach der Eiablage verlängert wurde. Es ist bekannt, dass Blattläuse für Raubtiere von geringer Qualität sind, was wahrscheinlich auf das Vorhandensein von Giftstoffen oder Fraßabschreckungsmitteln zurückzuführen ist24. In unserer Studie gab es jedoch keine negativen Auswirkungen einer reinen Blattlausdiät auf die Entwicklung des unreifen Stadiums von N. stenoferus, und wir vermuten daher, dass eine geringe Fruchtbarkeit bei Erwachsenen auf einen Nährstoffmangel bei den Blattläusen zurückzuführen sein könnte. nur Diät. Es ist bekannt, dass sowohl Protein- als auch Lipidbestandteile der Nahrung die Fruchtbarkeit von Insekten erheblich beeinflussen28,29,30. Proteine ​​und Lipide machen 51,0 bzw. 33,6 % der Trockenmasse von Ephestia-Eiern aus31. Im Gegensatz dazu haben Futtermittel, die nur Blattläuse enthalten, einen geringeren Lipidgehalt als Ephestia-Eier28,29,30. Unterschiedliche Ernährungsbedürfnisse für die Entwicklung im unreifen Stadium gegenüber der Fortpflanzung im Erwachsenenstadium sind allgemein bekannt32,33. Bei Raubmilben wurde häufig über unterschiedliche Nahrungsverwertungsmuster im unreifen und erwachsenen Stadium berichtet. Beispielsweise können unreife Stadien von Phytoseiulus persimilis Athias-Henriot (Acari: Phytoseiidae) Thripse fressen und die Entwicklung ihres Stadiums trotz einer geringeren Überlebensrate dieser Nahrung abschließen34. Es war jedoch bekannt, dass der erwachsene P. persimilis Thripse nur selten als Nahrung zu sich nimmt34. Daher könnte eine reine M. persicae-Diät für die Entwicklung von N. stenoferus-Nymphen geeignet sein, aber nicht für die Reifung erwachsener Tiere, was mit anderen Systemen vereinbar ist.

Es gab jedoch einen synergistischen Effekt der Nahrung von Blattlaus- und Motteneiern auf die Lebensgeschichte von N. stenoferus sowohl im unreifen als auch im adulten Stadium. Zahlreiche Studien haben über die Vorteile einer gemischten Ernährung für die Fitness von Insekten berichtet35,36,37. Das bemerkenswerte Ergebnis unserer Studie ist jedoch, dass die Nahrung, mit der N. stenoferus seine Nymphenentwicklung abschloss (aber unfruchtbare Erwachsene hervorbrachte), einen synergistischen Effekt hatte, wenn sie mit anderer Nahrung gemischt wurde. Toft et al.30, bei dem Ephestia-Eier und/oder Rhopalosiphum padi (L.)-Blattläuse als Futter für Orius majusculus Reuter (Hemiptera: Anthocoridae) verwendet wurden, fanden bei der Blattlaus-Nahrung eine geringere Fruchtbarkeit als bei der Ephestia-Eier-Nahrung. Im Gegensatz zu unserer Studie gab es jedoch bei einer gemischten Ernährung keinen synergistischen Effekt auf die Fruchtbarkeit von O. majusculus. Im Gegensatz dazu stellten wir fest, dass sich die Fruchtbarkeit von N. stenoferus, der mit einer Mischnahrung aus Blattläusen und Motteneiern gefüttert wurde, im Vergleich zur reinen Motteneiernährung mehr als verdoppelte. Auch die Entwicklungszeit im unreifen Stadium und die Präovipositionszeit von N. stenoferus waren bei Wanzen, die mit Mischfutter aufgezogen wurden, deutlich kürzer. Darüber hinaus führte die gemischte Ernährung zu Insekten mit einer höheren intrinsischen Wachstumsrate als die beiden anderen Behandlungen. Soweit wir wissen, ist dies der erste Befund, dass die Ernährung einen derart gegensätzlichen Einfluss auf die Entwicklung und Fortpflanzung von Hemiptera hat.

Zoophytophage Hemiptera-Raubtiere verbrauchen fakultativ Pflanzensaft, um Nährstoffe und Wasser zu erhalten, aber sie können ihren Lebenszyklus nur durch die Ernährung mit tierischen Beutetieren wie Insekten oder Milben abschließen, wie in dieser Studie für N. stenoferus gezeigt38,39,40,41,42. Einige zoophytophage Raubtiere können ihren Lebenszyklus jedoch abschließen, indem sie sich nur von Pflanzen ohne Beute ernähren. Beispielsweise kann Nesidiocoris tenuis (Reuter) (Hemiptera: Miridae) seine Population erfolgreich vergrößern, indem es sich nur von Sesampflanzen ernährt [Sesamum indicum L. (Lamiales: Pedaliaceae)]43, obwohl dies nicht möglich war, wenn es sich nur von Tomaten ernährte Pflanzen [Solanum lycopersicum L. (Solanales: Solanaceae)]44. Die Ephestia-Ei-Diät zeigte in Kombination mit einer Tomatenpflanze keine synergistischen Effekte auf die Fitness von N. tenuis39. Allerdings hatte die Ernährung mit Ephestia-Eiern in Kombination mit einer Sesampflanze synergistische Auswirkungen auf die Entwicklungsperioden und die Fruchtbarkeit von N. tenuis43, was zeigt, dass pflanzliche Komponenten aus einer geeigneten Wirtspflanze die Fitness zoophytophager Raubtiere positiv beeinflussen könnten45. In unserer Studie haben wir Chinakohl [Brassica rapa L. subsp. pekinensis (Brassicales: Brassicaceae)] überlässt N. stenoferus als Wasserquelle und Eiablagesubstrat. Chinakohl könnte die Populationsgröße von N. stenoferus ohne Beute möglicherweise nicht erhöhen, da die reine Blattlaus-Diät in unserer Studie keine gute Fitness für Erwachsene zeigte. Allerdings könnten die aus Chinakohl gewonnenen Nährstoffe in den Blattläusen umgewandelt und angereichert werden, und diese Nährstoffe könnten in einer gemischten Ernährung die Fitness von N. stenoferus verbessern. Somit könnte in unserer Studie M. persicae in einer Mischnahrung mit Eiern von E. kuehniella für N. stenoferus eine ähnliche Rolle gespielt haben wie eine Nützlingspflanze für N. tenuis im vorherigen Beispiel.

Auch wenn M. persicae allein keine vollständige Nahrungsquelle für N. stenoferus darstellt, könnte es ein Fehler sein, dieses Raubtier als unwirksames biologisches Bekämpfungsmittel gegen M. persicae oder andere Blattlausarten zu betrachten. Eine Diät, die die Fitness eines Raubtiers verbessert, führt nicht zwangsläufig zu einer stärkeren Präferenz für diese Diät im Vergleich zu anderen, selbst solchen mit an sich schlechteren Nährstoffprofilen30. In Toft et al.30 bevorzugte O. majusculus, wenn er nur mit Ephestia-Eiern oder mit einer gemischten Ernährung aus Eiern und Blattläusen aufgezogen wurde, immer noch die qualitativ minderwertigere Ernährung mit Blattläusen. Allerdings zeigte dieses Raubtier, wenn es nur mit Blattläusen gefüttert wurde, keine Präferenz zwischen Ephestia-Eiern und Blattläusen. Auch wenn eine Diät möglicherweise nicht in der Lage ist, alle Nährstoffe bereitzustellen, die ein Raubtier möglicherweise benötigt, kann das Raubtier die Nahrung dennoch zu sich nehmen, wenn die Nahrung über die essentiellen Nährstoffe wie Vitamine und Aminosäuren verfügt, um einem Nährstoffmangel vorzubeugen46. Im Gegensatz zu Laborbedingungen, bei denen die Art der Ernährung künstlich eingeschränkt wird, haben Raubtiere unter natürlichen Bedingungen die Möglichkeit, die Ressourcen gemischter Wirte effizient zu nutzen, um den besten Fitnessgewinn zu erzielen46. Die natürliche Beute von N. stenoferus sind bekanntermaßen Motteneier oder -larven, Spinnmilben und Blattläuse3; und N. stenoferus sollte seine Fitness maximieren, indem er gemischte Diäten in der Natur nutzt. In landwirtschaftlich genutzten Gebieten, insbesondere in Gewächshäusern, können die Ernährungsoptionen eines Raubtiers jedoch durch die Vereinfachung des Agrarökosystems eingeschränkt sein47,48. Bei räuberbasierten, ergänzenden biologischen Bekämpfungsprogrammen gegen Blattlausarten in Gewächshäusern könnte die zusätzliche Bereitstellung von Ephestia-Eiern die Bekämpfung verbessern49. Es könnte auch möglich sein, Chrysanthemen in Gewächshäusern als Bankerpflanzen für N. stenoferus zu pflanzen, da dieser Raubtier seinen Lebenszyklus allein auf Chrysanthemen abschließen kann1. Auf offenen Grasflächen, wo N. stenoferus ein einheimisches Raubtier ist2,3, wäre die Art jedoch für eine biologische Schutzbekämpfung geeignet50,51. Der Bau von Zufluchtsorten mit Chrysanthemenpflanzen kann geeigneter sein, dieses Raubtier zu stärken, als wahrscheinlich das Besprühen von Ephestia-Eiern mit Futter, das von anderen Antagonisten wie Ameisen zum Schutz vor Blattläusen genutzt werden kann52,53.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die allgemeine Fitness von N. stenoferus bei einer Ernährung mit E. kuehniella-Eiern höher war als bei einer Ernährung mit M. persicae, und eine gemischte Ernährung aus M. persicae- und E. kuehniella-Eiern hatte einen synergistischen Effekt auf die Fitness von N. kuehniella . stenoferus sowohl im unreifen als auch im adulten Stadium. Daher schlagen wir vor, dass M. persicae eine ergänzende Nahrungsquelle für die Massenaufzucht von N. stenoferus sein kann, wobei die Eier von E. kuehniella die primäre Nahrungsquelle sind. Möglicherweise sind weitere Studien zur Nährstoffzusammensetzung der Eier von E. kuehniella und von M. persicae erforderlich, um essentielle Nährstoffe zu identifizieren, die für die bessere Fitness von N. stenoferus verantwortlich sein könnten. Um ein effizientes Massenaufzuchtsystem für N. stenoferus zu etablieren, wären auch Studien zu den Auswirkungen von Umweltbedingungen wie Temperatur und Luftfeuchtigkeit auf N. stenoferus erforderlich. Da darüber hinaus die Verwendung von Ephestia-Eiern für die Massenzucht von N. stenoferus in bestimmten Regionen oder unter bestimmten Bedingungen teuer werden kann, sind möglicherweise zusätzliche Untersuchungen erforderlich, um die Machbarkeit der Verwendung relativ kostengünstiger Futtermittel wie Salzgarnelen-Eier zu untersuchen54.

Die Eier von E. kuehniella wurden zur Fütterung unserer Laborkolonie von N. stenoferus verwendet. Kombinationen aus Eiern von E. kuehniella und M. persicae (Nymphen und erwachsene Tiere gemischt) wurden auf ihre Eignung als Futter getestet. Sowohl Eier als auch Blattläuse wurden von der Osang Kinsect, Namyangju, Korea, gekauft. Die Eier von E. kuehniella wurden in den erhaltenen Flaschen eingefroren und bei Bedarf herausgenommen und verwendet. Sämlinge (ca. 10 cm Höhe) von Chinakohl (B. rapa subsp. pekinensis) wurden auf dem Markt in Andong, Korea, gekauft und in jeden Topf (10 cm × 9,7 cm; Durchmesser × Höhe) gepflanzt und bei 27 °C gehalten. 60–80 % relative Luftfeuchtigkeit und eine Photoperiode von 16:8 (L:D) h in einem Inkubator (DS-50CPL, Dasol Scientific Co., Ltd., Suwon, Korea), bis die Pflanzen 20 cm groß sind. Myzus persicae-Stadien wurden in einem Acrylkäfig (30 × 30 × 30 cm) auf drei Töpfen Chinakohl bei 27 °C, 60–80 % relativer Luftfeuchtigkeit und einer Photoperiode von 16:8 (L:D) h in einem Inkubator aufgezogen. Chinakohltöpfe wurden alle zwei bis drei Wochen ausgetauscht. Alle Methoden wurden gemäß den einschlägigen Richtlinien und Vorschriften der Republik Korea durchgeführt.

Nabis stenoferus wurde vom Gyeonggi-do Agricultural Research and Extension Service in Hwaseong, Korea, bezogen und die Käfer wurden einzeln vom Ei bis zum erwachsenen Tier in Petrischalen (35 mm × 10 mm; Durchmesser × Höhe; SPL Life Science, Pocheon, Korea) aufgezogen. bei 27 ℃, 60–80 % relativer Luftfeuchtigkeit und einer Photoperiode von 16:8 (L:D) h in einem Inkubator. Auf Pergamentpapier (1 × 1 cm) befestigte Eier von E. kuehniella wurden als Nahrung für die Aufzucht von N. stenoferus bereitgestellt und die Eierpapiere wurden täglich ausgetauscht. Ein Stück wassergesättigte Baumwolle (0,8 × 0,8 × 0,8 cm) wurde zur Wasserversorgung und als Eiablagesubstrat in die Aufzucht-Petrischalen gelegt. Als N. stenoferus-Individuen erwachsen wurden, wurde ein Raubtierpaar zur Paarung in der Petrischale gehalten.

Das Experiment zur Aufzuchtdiät wurde bei 27,9 ± 0,76 ℃, 50,1 ± 6,4 % relativer Luftfeuchtigkeit und einer Photoperiode von 16:8 (L:D) h in einem Inkubator durchgeführt. Für jede Lebensmittelbehandlung wurden zwanzig Individuen (als frisch gelegte Eier) von N. stenoferus verwendet. Um frisch gelegte N. stenoferus-Eier zu erhalten, wurden für jede Behandlung zehn erwachsene Weibchen nach dem Zufallsprinzip aus der Aufzuchtkolonie entnommen. Jedes Weibchen durfte 24 Stunden lang Eier auf wassergesättigter Baumwolle in einer Petrischale (35 mm × 10 mm; Durchmesser × Höhe) legen. Nach 24 Stunden wurden die Baumwollstücke jedes Weibchens in einer größeren Petrischale (90 mm × 15 mm; Durchmesser × Höhe; SPL Life Science) gesammelt und zum Ausbrüten der Eier aufbewahrt. Der Entwicklungszeitraum der Eier wurde aufgezeichnet.

Die neu geschlüpften Nymphen wurden zufällig ausgewählt und einzeln in experimentelle Petrischalen (50 mm × 15 mm; Durchmesser × Höhe; SPL Life Science) gelegt, die wassergesättigte Baumwolle und eine Chinakohlblattscheibe (50 mm Durchmesser) enthielten. Die Diäten wurden in Petrischalen als drei Behandlungen bereitgestellt: (1) nur Blattläuse, (2) nur Motteneier und (3) sowohl Blattläuse als auch Motteneier. Die Blattlauszahlen in jeder Petrischale mit Blattläusen betrugen täglich mindestens 40 Individuen. Der tägliche Vorrat an Blattläusen könnte für Nabis sp. ausreichend sein. um seinen Nahrungsbedarf zu decken (in einer früheren Studie wurden etwa 14,4 Blattläuse pro Tag verzehrt55), ohne dass ein Nahrungsmangel erkennbar war. Für Behandlungen mit Motteneiern lag in jeder Petrischale ein Pergamentpapier (1 × 1 cm2) mit mehreren hundert Eiern vor und wurde täglich ausgetauscht.

Als sich Nymphen zu erwachsenen Tieren häuteten, wurden einzelne Weibchen und Männchen gepaart und in neuen experimentellen Petrischalen gehalten. Wenn Weibchen aufgrund einer Diskrepanz in der Anzahl der gehäuteten Männchen nicht sofort gepaart werden konnten, verwendeten wir erwachsene Männchen aus der Aufzuchtkolonie. Im Erwachsenenstadium wurden laut Maia et al.25,26 nur die Lebensgeschichte von Weibchen beurteilt. Die Entwicklungszeiten jedes Lebensstadiums, die Lebenserwartung weiblicher Erwachsener und die tägliche Fruchtbarkeit wurden täglich beobachtet, bis alle Weibchen gestorben waren.

Die Daten aller während des Experiments verlorenen Personen wurden vor der Analyse verworfen. Weibchen, die keine Eier legten, wurden von der Berechnung der mittleren Eiablagedauer ausgeschlossen. Die Entwicklungsperioden für Nymphen sowie die Eiablage- und Postovipositionsperioden wurden aufgrund der nicht normalen Verteilung der Daten unter Verwendung des Kruskal-Wallis-Tests in PROC NPAR1WAY in SAS56 verglichen. Die Präovipositionsperioden sowie die Lebenserwartung und Fruchtbarkeit weiblicher Erwachsener wurden zwischen den Behandlungen durch Varianzanalyse unter Verwendung von PROC GLM in SAS56 verglichen.

Sterbetafelanalysen und Jackknife-Schätzungen von Populationsparametern wurden unter Verwendung des R-Programms57 unter Bezugnahme auf Maia et al.25,26 durchgeführt. Die altersspezifischen Überlebensraten (\({l}_{x}\)) und die Fruchtbarkeit (\({m}_{x})\) für jede Behandlung wurden mithilfe der folgenden Gleichungen berechnet:

Dabei ist \(SURV\) die Überlebensrate vom Ei bis zum erwachsenen Tier, \({NSF}_{x}\) die Anzahl der überlebenden Weibchen im Alter \(x\) und \(NF\) die Anfangszahl von Weibchen. \({NEGG}_{x}\) ist die mittlere Anzahl der im Alter \(x\) gelegten Eier und \(SR\) ist das Geschlechterverhältnis jeder Behandlungsgruppe. Die Populationsparameter wurden nach den folgenden Gleichungen berechnet25.

Die Nettoreproduktionsrate (\({R}_{0}\))

Die mittlere Generationszeit (\(T\))

Die intrinsische Steigerungsrate (\({r}_{m}\))

Die endliche Steigerungsrate (\(\lambda\))

Die Populationsparameter wie Nettoreproduktionsrate (\({R}_{0}\)), mittlere Generationszeit (\(T\)), intrinsische Wachstumsrate (\({r}_{m}\)) und die endliche Steigerungsrate (\(\lambda\)) wurden mit Tukeys studentisiertem Bereichstest nach Jackknife-Schätzung25 verglichen.

Die Daten, die die Ergebnisse dieser Studie stützen, sind öffentlich verfügbar unter https://doi.org/10.5281/zenodo.7614004.

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Diese Arbeit wurde mit Unterstützung des Cooperative Research Program for Agriculture Science & Technology Development (Projekt Nr. PJ015938072022) der Rural Development Administration, Republik Korea, durchgeführt.

Young-Gyun-Park

Aktuelle Adresse: Department of Entomology, Purdue University, West Lafayette, IN, USA

Souvic Sarker

Derzeitige Adresse: Department of Entomology, Rutgers, The State University of New Jersey, New Brunswick, NJ, USA

Abteilung für Pflanzenmedizin, Andong National University, Andong, Republik Korea

Young-Gyun-Park, Minhyeok Kwon, Souvic Sarker und Un Taek Lim

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YP und UTL haben den Haupttext des Manuskripts verfasst, und YP und UTL haben Abbildungen und Tabellen vorbereitet. YP führte eine Datenanalyse durch. MK und SS führten Experimente durch. Alle Autoren haben das Manuskript überprüft.

Korrespondenz mit Un Taek Lim.

Die Autoren geben an, dass keine Interessenkonflikte bestehen.

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Nachdrucke und Genehmigungen

Park, Yg., Kwon, M., Sarker, S. et al. Synergismus einer Mischnahrung aus Myzus persicae und Ei von Ephestia kuehniella auf die Fitness des Raubtiers Nabis stenoferus. Sci Rep 13, 9075 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-35363-6

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Eingegangen: 07. Februar 2023

Angenommen: 17. Mai 2023

Veröffentlicht: 05. Juni 2023

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-023-35363-6

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