两型东亚飞蝗飞行能力及其相关生理机制研究

摘要

本文针对群居型、散居型东亚飞蝗的飞行能力及其相关生理生化机制缺乏全面了解的现状,采用昆虫飞行自动记录、现代生理生化测试及电镜超微观察等技术和方法开展了相应研究,主要研究结果如下: 1.对群居型和散居型东亚飞蝗成虫连续飞行测试10h的结果表明:群居型东亚飞蝗具有较强的飞行能力,最远的累计飞行距离可达65km,累计飞行时间超过7h;不同日龄的成虫飞行能力有显著差异,以10日龄成虫的飞行能力最强.散居型成虫不具备远距离飞行的能力,各日龄成虫飞行能力均极显著低于群居型. 2.群、散两型东亚飞蝗不同日龄体内糖原和甘油酯含量存在较大差异,群居型甘油酯含量约为散居型的6～7倍.在飞行起始阶段消耗大量糖原,甘油酯在飞行中一直处于动用状态.散居型成虫体内5种与糖类、脂肪相关代谢酶活性均较低;群居型飞行过程中GAPDH与HOAD活性较高,比值接近于1,为糖类和脂类皆能利用的类型.群、散两型东亚飞蝗的飞行能力与能源物质代谢酶活性的高低存在一定的正相关关系. 3.采用HPLC对东亚飞蝗体内的保幼激素(JHⅢ)进行分离测定,其血淋巴中保幼激素的含量甚微,群居型和散居型4、5龄若虫的滴度在30ng/ml 以下;成虫羽化初低于20ng/ml,最大滴度为67.8ng/ml.两型雌、雄成虫体内保幼激素滴度随羽化后日龄增加而升高,10日龄达到高峰,然后随日龄增加而缓慢下降.7～20日龄散居型成虫保幼激素的含量均显著高于群居型. 4.应用电子显微镜对东亚飞蝗雌成虫背纵肌的观察结果表明:7日龄后其飞行肌具有1:3粗细丝比例,每根粗丝由六根细丝环绕排列成六角形结构;7日龄时群居型背纵肌线粒体占肌原纤维的比例达42.96﹪,而散居型的仅为22.45﹪,线粒体含量的差异可导致能量供应上的显著差别;东亚飞蝗背纵肌肌节长度为2.1～3.4μm,肌节长度越长,肌肉的收缩速度越慢,群居型7、10日龄成虫肌节长度小于散居型的.这些差异是群居型的飞行能力显著强于散居型的原因之一.

目录

文摘

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第一章引言

1.1昆虫迁飞研究的动态

1.2昆虫迁飞的生理生化机制

1.2.1昆虫飞行过程中能源物质及其动用

1.2.2能量代谢相关酶活性的研究

1.2.3昆虫飞行肌的结构与功能

1.2.4飞行行为的内分泌调控

1.3飞蝗型变研究进展

1.3.1飞蝗多型现象

1.3.2影响飞蝗型变的因素

1.4保幼激素的研究进展

1.5本项研究的目的意义

第二章东亚飞蝗飞翔能力测试

2.1前言

2.2材料与方法

2.2.1试验虫源

2.2.2飞行能力测试

2.2.3数据的统计分析

2.3结果与分析

2.3.1群居型飞行能力与成虫日龄的关系

2.3.2散居型不同日龄成虫的飞行能力及其与群居型的比较

2.4小结与讨论

2.4.1小结

2.4.2讨论

第三章东亚飞蝗飞行能源物质的利用

3.1前言

3.2材料与方法

3.2.1试验虫源

3.2.2糖原的测定

3.2.3甘油酯的测定

3.3结果与分析

3.3.1不同日龄虫体糖原含量的动态

3.3.2不同日龄虫体甘油酯含量的动态

3.3.3飞行过程对不同能源物质的消耗及动态

3.4小结与讨论

3.4.1小结

3.4.2讨论

第四章东亚飞蝗能量代谢相关酶的活性

4.1前言

4.2材料与方法

4.2.1实验昆虫及样品的收集

4.2.2酶活性及蛋白质含量的测定

4.2.3数据分析

4.3结果与分析

4.3.1酶动力学示意图

4.3.2静止状态各日龄酶活性动态

4.3.3飞行不同时间后相关酶活性的变化

4.3.4 3-磷酸甘油醛脱氢酶与3-羟辅酶A脱氢酶活性比值

4.4小结与讨论

4.4.1小结

4.4.2讨论

第五章东亚飞蝗飞行肌超微结构

5.1前言

5.2材料与方法

5.2.1实验昆虫及肌肉取样

5.2.2电镜观察

5.2.3电子显微镜照片分析

5.3结果与分析

5.3.1基本结构

5.3.2肌原纤维

5.3.3线粒体

5.3.4微气管

5.3.5细胞核

5.4小结与讨论

第六章东亚飞蝗保幼激素滴度的HPLC测定

6.1前言

6.2材料与方法

6.2.1供试昆虫

6.2.2保幼激素滴度的HPLC分析

6.3结果与分析

6.3.1东亚飞蝗保幼激素的HPLC分离条件

6.3.2两型东亚飞蝗不同时期保幼激素滴度的动态

6.4小结与讨论

6.4.1小结

6.4.2讨论

第七章结论与展望

1结论

1.1两型东亚飞蝗的飞行能力

1.2能源物质积累与动用及飞行相关代谢酶的活性

1.3东亚飞蝗飞行肌的超微结构

1.4东亚飞蝗体内保幼激素滴度的动态

2本项研究的创新点

3今后工作展望

参考文献

附录:电镜照片

致谢

作者简历