椰甲截脉姬小蜂耐热性生物学、生理学基础初步研究

摘要

椰甲截脉姬小蜂Asecodes hispinarum Bou(c)ek是重大外来入侵生物椰心叶甲Brontispa longissima(Gestro)的专性幼虫寄生蜂,先后被成功引进越南、马尔代夫、泰国、柬埔寨、中国等国家,对椰心叶甲产生了良好的控制作用。本文在前人基础上,进一步从生物学、生态学及生理学方面较为系统地对椰甲截脉姬小蜂耐热性机理进行了初步研究,现将主要结果总结如下:
　　 1.椰甲截脉姬小蜂耐热性生物学
　　 1.1热胁迫对椰甲截脉姬小蜂存活的影响
　　 椰甲截脉姬小蜂幼虫和蛹在30℃、33℃、36℃、39℃和42℃条件下分别暴露8 h,成虫暴露2 h,结果表明:处理时间相同条件下,椰甲截脉姬小蜂幼虫、蛹和成虫的存活率均随着温度的上升而降低,其中幼虫在42℃下暴露8 h后,不能成活,蛹的存活率为36.67％。
　　 椰甲截脉姬小蜂幼虫和蛹在39℃条件下分别处理2 h、4 h、8 h、12 h和16 h,成虫处理1 h、2 h、3 h、4 h和5 h,结果表明:同一处理温度条件下,椰甲截脉姬小蜂幼虫、蛹和成虫的存活率均随着处理时间的延长而降低,幼虫和蛹在39℃下分别暴露16 h后,存活率分别为33.33％和56.67％,成虫在39℃下暴露5 h后,成活率仅为2.67％。对幼虫和蛹的存活率和处理温度或持续时间进行方程拟合时发现,两两关系均符合直线回归,在处理时间为8 h时,幼虫的致死中温度为36.78℃,蛹为40.32℃,在处理温度为39℃时,幼虫的致死中时间L50为10.41 h,蛹为19.34 h。
　　 不同高温对椰甲截脉姬小蜂成蜂的寿命有着显著的影响,雌蜂和雄蜂的寿命随着温度的升高而缩短,且雌蜂的寿命长于雄蜂寿命。其中在42℃条件下,雄蜂的寿命仅为3.53 h。
　　 相同的处理条件下,雌成虫的成活率明显高于雄成虫,对成虫存活率和处理温度或持续时间进行方程拟合时发现,两两关系均符合直线回归。在处理时间为2 h时,雌成虫的致死中温度L50高于雄成虫,两者相差1.08℃。在处理温度为39℃时,雌成虫的致死中时间L50为3.10 h,与致死90％时间L90均高于雄成虫,两者分别相差0.4 h和0.67h。
　　 1.2热胁迫对椰甲截脉姬小蜂生长发育和繁殖的影响
　　 椰甲截脉姬小蜂卵、幼虫和蛹在30℃、33℃、36℃、39℃和42℃条件下分别暴露8 h,结果表明:随着温度的升高,椰甲截脉姬小蜂的发育历期逐渐加长,蛹经42℃高温处理8 h时,发育历期已经显著延长到20.46 d。羽化率和每寄主出蜂数也有随着温度的不断升高而逐渐下降的趋势,卵和幼虫在42℃下分别处理8 h时,其每寄主出蜂数为0,蛹处理的每寄主出蜂数已经下降到34.83头,差异显著。另外,高温对其雌性比例也有显著影响,卵和幼虫在39℃下处理8 h时,雌性比例显著上升,蛹在33.39℃内处N8 h,其雌性比例与对照相比差异不显著,但在42℃时,雌性比例上升到94.31％。
　　 椰甲截脉姬小蜂成虫在30℃、33℃、36℃、39℃和42℃条件下分别暴露2 h,结果表明:随着处理温度的升高,其后代的发育历期逐渐延长,42℃处理2 h,后代的发育历期与对照相比延长了2.29 d。寄生率和后代的羽化率在36-42℃范围内,都随着处理温度的升高而显著下降,对其后代羽化率和处理温度进行方程拟合时发现,两两关系均符合直线回归。39℃以上的高温还会显著影响到该蜂的后代每寄主出蜂数和雌性比例,主要表现为后代每寄主出蜂数减少和雌性比例降低,42℃处理2 h后,雌虫的比例下降到75.31％。
　　 椰甲截脉姬小蜂卵、幼虫和蛹在39℃条件下分别处理2 h、4 h、8 h、12 h和16 h,结果表明:随着处理时间的不断加长,发育历期显著延长,处理时间为16 h时,卵已停止生长发育,幼虫处理过的发育历期与对照相比延长了3.28 d,蛹处理过的发育历期为19.59 d。每寄主出蜂数和羽化率也有随着处理时间的不断延长而逐渐下降的趋势,差异显著。卵在39℃处理时间为16 h时,每寄主出蜂数为0,幼虫和蛹处理16 h时,每寄主出蜂数分别由对照的79.96头下降到30.83头和45.59头,羽化率也分别下降到47.50％和58.49％。卵和幼虫处理8 h时,雌性比例开始显著上升,其中处理时间为12 h时,卵和幼虫处理过的雌性比例分别控制在94.90％和94.42％,蛹处理不同时间后,雌性比例略有上升,但差异不显著。
　　 椰甲截脉姬小蜂成虫在39℃条件下分别处理1 h、2 h、3 h、4 h和5 h,结果表明:随着处理时间的加长,后代的发育历期都有不同程度的延长趋势,处理时间为5 h,后代的发育历期与对照相比延长了2.46 d。另外,后代的每寄主出蜂数和羽化率也都随着处理时间的延长而逐渐减少,处理时间为5 h时,后代的每寄主出蜂数与对照相比减少了54.6头,后代的羽化率仅为37.5％。长时间的高温处理还会影响到该蜂成虫的寄生率和后代的雌性比例,主要表现为寄生率减少和雌性比例降低,39℃处理时间为5 h时,寄生率仅为8.82％。
　　 椰甲截脉姬小蜂卵、幼虫、蛹经高温处理后的实验种群参数表明:内禀增长率(rm)的大小顺序为26℃>30℃>33℃>36℃>39℃>42℃,42℃处理卵和幼虫的净生殖力(R0)为零,椰甲截脉姬小蜂实验种群不具有效的生殖能力。椰甲截脉姬小蜂各个虫态经高温处理后的种群的内禀增长率(rm)随着温度的升高,下降的趋势有着明显的差异,卵的下降趋势较快,其次幼虫,蛹比较平缓,不同发育阶段椰甲截脉姬小蜂对高温的敏感性存在显著差异,耐热性高低顺序为:蛹>幼虫>卵。
　　 2.椰甲截脉姬小蜂耐热性生理学
　　 采用分光光度法测定椰甲截脉姬小蜂幼虫、蛹和成虫在30℃-42℃处理过程中体内保护酶活性的变化。椰甲截脉姬小蜂幼虫和蛹经不同高温处理8 h后,结果表明,高温处理组与对照组的CAT活性比值先升后降,并且高温处理组活性高于同期对照组,在39℃高温处理时,酶活比值达最大,高温处理组酶活分别是同期对照组的2.28倍和2.07倍。成虫经不同高温处理2 h后,酶活比值在33℃处理时急剧上升,而在36℃时,酶活比值最大。
　　 椰甲截脉姬小蜂幼虫、蛹和成虫体内SOD酶活比值在36℃最大,高于36℃则SOD活性受抑制。
　　 椰甲截脉姬小蜂幼虫、蛹和成虫经不同高温处理后,体内POD活性具有明显的差异。幼虫和蛹在33℃高温处理8h时,POD活性受到抑制,随着温度的升高,酶活比值有所增大,其中,幼虫在36℃,蛹在39℃高温处理时,酶活比值分别达到最大,高温处理组酶活分别是同期对照组的1.92倍和1.6倍。成虫经不同高温处理2 h后,酶活比值在33℃处理时有所下降,温度升高到36℃后,酶活比值开始增大。

目录

文摘

英文文摘

1 引言

1.1 昆虫耐热性研究概况

1.1.1 高温对昆虫的影响

1.1.2 昆虫耐热性的研究方法

1.2 昆虫体内保护酶活性研究

1.3 椰甲截脉姬小蜂的研究概况

1.4 研究的目的与意义

2 材料与方法

2.1 试验材料

2.1.1 供试虫源

2.1.2 仪器设备

2.1.3 试剂药品

2.2 试验方法

2.2.1 实验种群的建立和饲养条件

2.2.2 高温处理方法

2.2.3 热胁迫对椰甲截脉姬小蜂存活的影响

2.2.4 高温对椰甲截脉姬小蜂成蜂寿命的影响

2.2.5 热胁迫对椰甲截脉姬小蜂生长发育和繁殖的影响

2.2.6 椰甲截脉姬小蜂保护酶活性测定

2.3 数据统计

2.3.1 生命表参数计算

2.3.2 统计方法

2.3.3 酶数据处理

3 结果与分析

3.1 椰甲截脉姬小蜂耐热性生物学

3.1.1 热胁迫对椰甲截脉姬小蜂存活的影响

3.1.2 高温对椰甲截脉姬小蜂成蜂寿命的影响

3.1.3 热胁迫对椰甲截脉姬小蜂生长发育和繁殖的影响

3.2 椰甲截脉姬小蜂耐热性生理学

3.2.1 高温对椰甲截脉姬小蜂体内过氧化氢酶(CAT)活性的影响

3.2.2 高温对椰甲截脉姬小蜂体内超氧化物岐化酶(SOD)活性的影响

3.2.3 高温对椰甲截脉姬小蜂体内过氧化物酶(POD)活性的影响

4 讨论与结论

4.1 椰甲截脉姬小蜂耐热性生物学

4.1.1 热胁迫对椰甲截脉姬小蜂存活的影响

4.1.2 热胁迫对椰甲截脉姬小蜂生长发育和繁殖的影响

4.2 椰甲截脉姬小蜂耐热性生理学

4.3 本研究独创及新颖之处

4.4 全文总结

4.5 有待进一步研究和解决的问题

参考文献

致谢