叉角厉蝽滞育诱导及其滞育特征研究

摘要

滞育是昆虫应对极端环境因子的一种重要生存策略，了解诱导昆虫滞育的外部环境条件，对于害虫的防控以及天敌的应用均有重要的科学意义与实际应用价值。本文以我国华南地区农林作物上重要捕食性天敌叉角厉蝽为研究对象，综合运用昆虫生态学、行为学、生理生化的原理与技术，开展其滞育机制的研究。着重研究了光周期与温度、以及波动高温对叉角厉蝽滞育的诱导，滞育虫态及诱导滞育敏感虫态的确定，以及滞育诱导、维持、解除过程中生理代谢变化及相关的行为习性。研究结果在理论上有助于解析叉角厉蝽的季节性适应模式和机制，在应用上可以通过有目的地诱导或解除滞育，为室内大量繁殖贮存天敌产品以及田间应用提供技术支撑。论文的主要结果如下：
　　1.叉角厉蝽滞育的诱导
　　光周期（温度均为26±0.5℃）对叉角厉蝽的生长发育与繁殖力均有一定的影响，尤其是若虫期经短光照周期（8L:16D）处理，能明显延长若虫的发育历期以及产卵前期，同时导致雌成虫产卵量下降。但从光周期对叉角厉蝽诱导滞育情况来看，不管是在短光照周期（8L:16D），中间光照周期（12L:12D），还是长光照周期（16L:8D），叉角厉蝽均能正常完成世代发育，且雌成虫所产的后代也能正常孵化。另外，对叉角厉蝽高龄若虫以及初羽化的成虫进行跳转光周期处理，叉角厉蝽也均能正常发育、繁衍后代，没表现出明显的滞育特征。
　　但通过高温诱导实验得出，不同虫态叉角厉蝽对高温的适应性存在显著差异。卵和低龄若虫（一龄若虫和二龄若虫）难以抵御高温，不能发育至成虫；而高龄若虫（四龄若虫和五龄若虫）对高温有一定的适应能力，其中又以五龄若虫的耐高温能力最强。五龄若虫接受高温诱导后产下发育历期显著延长的滞育卵，并且滞育卵在宏观形态和微观结构上与非滞育卵存在显著差别。滞育卵发育缓慢，产下的23-24 h后出现“黑圈”，解除滞育后的第4d出现“眼点”，“眼点”出现之后，发育开始加速，并在滞育解除的13 d孵化。非滞育卵发育迅速，卵产下后1-2 h内就出现“黑圈”，第4d就出现“眼点”，第8d开始孵化。叉角厉蝽滞育卵和非滞育卵在外壳显微结构的差别主要体现在呼吸-精孔突上。滞育卵的呼吸-精孔突仰卧，开口大，壁薄，内中空成腔。非滞育卵呼吸-精孔突直立，开口小，壁厚实，内部通道细小缢缩。
　　进一步研究高温对叉角厉蝽滞育的诱导得出高温处理能够诱导叉角厉蝽五龄若虫以及初羽化的成虫产下滞育卵，其中以五龄若虫接受高温处理所产滞育卵的比例最高，是滞育诱导的敏感虫态。而从成虫才开始接受高温处理的，所产滞育卵的比例与其接受高温处理时的年龄有关，接受高温处理越早所产滞育卵的比例越高。诱导叉角厉蝽产下滞育卵的临界温度组合为34:32℃（光照期温度34℃，暗期温度为32℃），低于这个温度的处理组中仅有少量的滞育卵出现。而诱导叉角厉蝽滞育的最佳温度组合为35:33℃。温度大于35:33℃的时候，叉角厉蝽产下的滞育卵比例逐渐下降，对叉角厉蝽滞育诱导作用减弱。
　　2.叉角厉蝽卵滞育的维持与解除
　　滞育卵高温处理能起到维持其滞育状态的作用，在一定时间范围内（如不超过12 d），高温处理时间越长，越有利于滞育卵的滞育维持，抑制滞育解除的发生。滞育卵在35：33℃分别放置1 d、3 d、6 d、9 d和12 d后，其滞育维持期都超过12 d，尤其是放置了6 d、9 d、12 d的，滞育维持期都超过20 d，明显长于对照组非滞育卵的发育历期（5~9 d）。高温放置时间的长短影响滞育卵和非滞育卵的孵化率，并且滞育卵孵化率还与放置的高温的相对高低有关，长时间较高的高温（36:34℃，35:33℃，34:32℃）处理降低滞育卵孵化率，但较低高温（32:30℃，30:28℃）处理对滞育卵孵化率没有影响。说明高温一方面有利于滞育的维持，而另一方面也会降低滞育卵的生存适合度。
　　3.叉角厉蝽滞育后代的生存适合度
　　滞育后发育个体若虫期发育速率比非滞育个体快，产卵前期短，取食量增多，并且单头产卵量高于非滞育个体。但滞育后发育个体在若虫存活率、羽化率方面与非滞育个体相比不显著。
　　4.叉角厉蝽滞育诱导过程中产卵位置与滞育卵的生存适合度
　　高温处理影响五龄若虫以及其羽化后成虫的行为和产卵位置的选择。受高温诱导影响，五龄若虫及其羽化后成虫分散栖息于植物上，活动能力减弱，并且雌成虫倾向于把卵集中产在植株叶片上。卵的滞育率与卵的位置关系不大，但卵的位置可以影响滞育卵的存活率。木框以及网壁上滞育卵不能孵化或者孵化量极少，而植株叶片上滞育卵孵化率达到了70%以上。说明了高温诱导的叉角厉蝽的行为及其产卵位置变化有利于滞育卵的存活。
　　5.叉角厉蝽滞育诱导、维持及解除过程中的生理代谢特征
　　高温诱导影响叉角厉蝽体内海藻糖含量以及海藻糖酶活性。受高温诱导后，未产卵的叉角厉蝽体内海藻糖含量随着叉角厉蝽成熟度的提高而上升，常温饲养的叉角厉蝽体内海藻糖含量随着叉角厉蝽成熟度的提高而下降。海藻糖酶的活性也与叉角厉蝽成熟度有关，接受高温诱导后，叉角厉蝽体内海藻糖酶的活性维持在较高的水平，接近产卵时活性开始下降，产下卵后又开始上升。
　　滞育卵和非滞育卵的DNA含量在各个时期都差别不大，都随着卵的发育，两者DNA含量逐步升高。滞育卵RNA含量在滞育期间维持在较低的水平，解除滞育后，RNA含量开始上升。
　　在滞育卵滞育期，山梨醇含量都处于较高的水平，滞育解除后，山梨醇含量先升后下降。非滞育卵山梨醇含量水平都比同时期的滞育卵的低。滞育卵在滞育期，山梨醇脱氢酶活性始终维持在较低的水平。滞育解除后，山梨醇脱氢酶活性上升，并且维持在较高的水平。

目录

声明

1 前言

1.1 昆虫滞育的诱导因子

1.2 昆虫滞育的虫态

1.3 昆虫滞育的类型

1.4 昆虫滞育综合症

1.5 昆虫滞育的解除与滞育后发育

1.6 昆虫滞育的地理变异

1.7 滞育与生物防治

1.8 叉角厉蝽研究进展

1.9 本论文研究的主要内容和意义

2 叉角厉蝽滞育的诱导

2.1 材料与方法

2.2 结果与分析

2.3 小结

3 叉角厉蝽卵滞育的维持与解除

3.1 材料与方法

3.2 结果与分析

3.3小结

4 叉角厉蝽滞育后代的生存适合度

4.1 材料与方法

4.2 结果与分析

4.3 小结

5 叉角厉蝽滞育诱导过程中产卵位置与滞育卵的生存适合度

5.1 材料与方法

5.2 结果与分析

5.3 小结

6 叉角厉蝽滞育诱导、维持及解除过程中的生理代谢特征

6.1 材料与方法

6.2 结果与分析

6.3 小结

7 结论与讨论

7.1 光周期和高温对叉角厉蝽滞育诱导的作用

7.2 高温对叉角厉蝽卵滞育维持与解除解除的影响

7.3 叉角厉蝽的滞育后代的生存适合度

7.4 叉角厉蝽滞育诱导期产卵位置与滞育卵生存适合度的关系

7.5 叉角厉蝽滞育卵滞育诱导、维持和解除过程中生理代谢变化

致谢

参考文献

附录: 硕士研究生期间发表的学术论文