基于碳稳定同位素技术的亚洲玉米螟寄主来源研究

摘要

亚洲玉米螟[Ostrinia furnacalis(Guenée)]是我国玉米上最主要的害虫，对我国玉米安全生产构成了极大威胁。亚洲玉米螟寄主植物来源分布广泛，不同寄主植物对亚洲玉米螟种群动态有重要影响，明确亚洲玉米螟幼虫时期的食物来源及其C3与C4寄主植物的种群比例，以确定非玉米寄主植物在转基因抗虫玉米靶标害虫抗性治理中的庇护所功能，并为亚洲玉米螟的综合治理提供科学依据。
　　为解决上述问题本文开展以下试验，第一，室内利用不同寄主植物将亚洲玉米螟初孵幼虫饲养至成虫羽化，利用稳定性碳同位素技术探究其对亚洲玉米螟体内碳稳定性同位素数值的影响，第二，自2015-2017年连续3年在西北灌溉玉米产区、黄淮海夏播玉米产区、北方春播玉米产区等7个省份14个地区进行亚洲玉米螟成虫种群发生动态监测;第三，应用稳定性碳同位素技术分析不同地理种群亚洲玉米螟C3与C4寄主植物来源情况。主要研究结果如下
　　亚洲玉米螟翅的稳定性碳同位素数值（δ13C值）高于其幼虫时期摄食的寄主植物的δ13C值，且能准确反映亚洲玉米螟幼虫时期取食的寄主植物的光合作用类型(C3/C4)，亚洲玉米螟成虫时期的食物类型对亚洲玉米螟体内δ13C值无影响。
　　西北灌溉玉米产区（新疆新市区、察布查尔县、疏勒县）亚洲玉米螟一年发生3代，黄淮海夏播玉米产区（山东汶上县、章丘区，河南原阳县、安阳县）亚洲玉米螟一年发生3代，北方春播玉米产区（内蒙古喀喇沁旗，吉林公主岭市、洮南市、敦化市，辽宁昌图县、瓦房店市，黑龙江双城区）亚洲玉米螟一年发生1～2代。
　　2015年不同地区越冬代、第一代和第二代亚洲玉米螟C3寄主植物来源比例平均分别为748％、729％和021％，西北灌溉玉米产区、北方春播玉米产区和黄淮海夏播玉米产区的越冬代成虫其幼虫以C3寄主植物为食物的比例为0～25％，第一代C3寄主植物来源比例为0～1250％，其中，辽宁昌图县越冬代与第一代C3寄主植物来源比例最高分别为2923％和5125％，山东汶上县第二代全部来自于C4植物，2015年不同地理种群越冬代（第一代）的C3寄主来源比例之间差异显著(P＜0001)，昌图县、原阳县两地显著高于其他地区，原阳县、察布查尔县、公主岭市、洮南市等地越冬代C3寄主植物来源比例显著而于第一代(P＜005)，汶上县、昌图县第一代C3植物来源比例显著高于其他世代(P＜0001)。
　　2016年不同地区越冬代、第一代和第二代亚洲玉米螟C3寄主植物来源比例平均分别为506％、452％和191％,2016年西北灌溉玉米产区，北方春播玉米产区和黄淮海夏播玉米产区越冬代C3寄主植物来源比例为0～2525％，第一代以C3植物作为庇护所的亚洲玉米螟数量比例为0～1398％，黄淮海夏播玉米产区第二代C3寄主来源比例为0～3％，2016年不同地理种群越冬代（第一代）C3寄主来源比例之间差异显著(P＜0001，P=0007)，疏勒县、察布查尔县、原阳县三地C3植物来源比例高于其他地区，黄淮海夏玉米产区第二代亚洲玉米螟C3寄主来源比例差异不显著(P=0079);疏勒县、原阳县两地越冬代C3寄主来源高于其他世代(P=0006，P＜005)，内蒙古喀喇沁旗、山东章丘区两地第一代C3植物比例显著高于其他世代(P=0001，P＜005)。
　　2017年不同地区越冬代、第一代和第二代亚洲玉米螟C3寄主植物来源比例平均分别为705％、385％和624％，2017年西北灌溉玉米产区越冬代C3寄主植物来源比例为0～556％，第一代C3寄主植物来源的比例为560％和576％，北方春播玉米产区越冬代亚洲玉米螟寄主植物来源比例为048～472％，第一代寄主植物来源的比例为0～266％，2017年不同地理种群越冬代（第一代）C3寄主来源比例之间差异显著(P＜0001，P＜0001)，河南原阳县、山东汶上县两地C3寄主植物来源比例高于其他地区，吉林公主岭市、河南原阳县、辽宁瓦房店市三地越冬代C3寄主来源高于其他世代(P=0017，P＜0001，P=0014)，新疆新市区第一代C3植物比例显著高于其他世代(P=0008)。

目录

声明

摘要

英文缩略表

第一章 引言

1．1 亚洲玉米螟为害及其生物学特性

1．2 亚洲玉米螟寄主植物

1．3 转基因作物应用及抗性治理策略

1．4 稳定性同位素概述

1．5 稳定性同位素技术研究昆虫寄主植物来源

1．6 研究目的与意义

第二章 寄主植物对亚洲玉米螟体内δ13C值的影响

2．1 材料与方法

2．1．3 稳定性碳同位素(δ13C值)测定

2．2 结果与分析

2．2．1 不同寄主植物与其饲养的亚洲玉米螟翅的δ13C值

2．2．2 亚洲玉米螟成虫期吸收不同营养成分对其δ13C值的影响

2．3 讨论

第三章 不同玉米产区亚洲玉米螟种群发生动态

3．1 材料与方法

3．1．2 数据分析

3．2 结果与分析

3．2．1 西北灌溉玉米产区亚洲玉米螟成虫种群发生动态

3．2．2 北方春播玉米区亚洲玉米螟种群发生动态

3．2．3 黄淮海夏播玉米区亚洲玉米螟种群发生动态

3．3 讨论

第四章 稳定性碳同位素技术研究不同玉米产区亚洲玉米螟寄主植物来源

4．1 材料与方法

4．1．2 稳定性碳同位素613C值的测定方法

4．1．3 数据分析

4．2 结果与分析

4．2．1 2015年亚洲玉米螟不同世代寄主植物来源分析

4．2．2 2016年亚洲玉米螟不同世代寄主植物来源分析

4．2．3 2017年亚洲玉米螟不同世代寄主植物来源分析

4．2．4 不同地理种群亚洲玉米螟寄主植物来源比较

4．2．5 不同世代亚洲玉米螟寄主植物来源比较

4．2．6 不同年份亚洲玉米螟寄主植物来源比较

4．2．7 不同地区亚洲玉米螟成虫翅稳定性碳同位素值分布

4．3 讨论

4．3．1 不同玉米产区作物种植结构

4．3．2 亚洲玉米螟寄主植物来源与种植结构关系的探讨

第五章 全文总结

参考文献

致谢

作者简历