管氏肿腿蜂雌成蜂的护幼行为及其对子代适合度的影响

摘要

管氏肿腿蜂Scleroderma guani Xiao et Wu隶属于膜翅目Hymenoptera、肿腿蜂科Bethylidae、硬皮肿腿蜂属Scleroderma Latreille，是许多鞘翅目和鳞翅目昆虫的体外寄生蜂。该蜂繁殖速度快、繁殖率高、寄生能力强、寄主范围广，广泛用于天牛等林木蛀干害虫的生物防治中。目前，关于管氏肿腿蜂的生物学习性、人工繁育和野外释放技术等方面取得了一定进展，其行为学研究主要集中在寄主搜索、选择和利用等方面。但是，关于管氏肿腿蜂雌成蜂护幼行为的研究报道尚少。因此，本文以“管氏肿腿蜂-松墨天牛”为研究对象，研究管氏肿腿蜂雌成蜂护幼行为的具体表现及特征，以及该行为对其子代发育和存活等适合度的影响；同时，初探了影响雌成蜂护幼行为的化学主导因素，拟揭示管氏肿腿蜂护幼行为的生物学意义及其化学通讯机制，以丰富肿腿蜂科昆虫的行为生态学研究，并为管氏肿腿蜂规模化繁殖技术改进提供重要理论依据。
　　1、管氏肿腿蜂雌成蜂护幼行为的系统观察
　　为明确雌成蜂护幼行为的过程及特征，本实验采取室内饲养和摄像机连续录像等方法，观察了雌成蜂护幼行为的具体表现，并对比分析雌成蜂在其子代不同发育阶段中，典型护幼行为在时间和空间上的动态变化。
　　观察发现：
　　（1）雌成蜂护幼行为主要表现为：子代体表游走与触探、搬运子代幼虫、协助子代羽化、与子代雄蜂交配等一系列典型行为；
　　（2）雌成蜂在子代蜂体表游走与触探主要发生在幼虫期和茧蛹期。而在卵期，雌成蜂于子代体表上的护幼时间较短（1.448±0.984 min），大部分时间是在寄主体表游走与触探（409.245±19.478 min）；当子代蜂发育至幼虫期后，雌成蜂在子代蜂体表游走与触探的时间增加，到老熟幼虫期和吐丝幼虫期时均长达470 min以上，远高于在寄主和其它区域的活动时间（约100min）；
　　（3）搬运行为是雌成蜂护幼行为的重要行为过程，主要发生在老熟幼虫期、吐丝幼虫期和茧蛹期，但以老熟幼虫期最为集中，发生频次约达16.833±1.761次/600min，占总时间的17.027％，而在吐丝幼虫期和茧蛹期的搬运时间还不到总时间的0.1%；
　　（4）子代羽化时，有的母代蜂会咬破茧壳协助子代蜂羽化，发生频次为3.625±0.925次/600min，历时约12.952±4.050min；有的母代蜂还会与子代雄蜂交配，但交配频次较少（0.333±0.167次/600min）。
　　2、管氏肿腿蜂雌成蜂护幼行为对其子代发育的影响
　　以子代蜂发育全程均有母代蜂护幼作为对照，比较分析不同发育时期缺失母代蜂护幼后，子代适合度的变化，结果显示：卵期缺失母代蜂护幼时，低龄幼虫的平均发育历期明显延长，是对照的1.6倍；子代不同发育时期缺失母代蜂护幼后，老熟幼虫平均发育历期均会延长，比对照延长约0.885 d。此外，在卵期和幼虫期缺失母代蜂护幼不利于子代存活，如卵期缺失母代蜂护幼将使其发育至老熟幼虫和吐丝幼虫的存活率降低，分别为22.080±5.862%和17.430±4.550%，分别是对照的1/3和1/4。同时，在卵期、低龄幼虫期、高龄幼虫期和老熟幼虫期缺失母代蜂护幼时，其子代蜂感染球孢白僵菌Beauveria bassiana的比例均高于40%，尤其是低龄幼虫期缺失母代蜂后子代感染率高达65.680±3.503%，是全程均有母代蜂护幼的11倍。结果表明，管氏肿腿蜂母代蜂护幼行为有利于子代的生长发育，提高子代存活率并降低子代感病率，对管氏肿腿蜂种群的繁衍具有重要意义。
　　3、影响管氏肿腿蜂雌成蜂护幼行为的化学信息物质
　　通过GC-MS对母代蜂和不同发育时期子代蜂体表粗提液进行定性和定量分析。结果显示，从母代蜂与子代蜂体表粗提液中共鉴定出31种化合物，主要包括烃类、萜烯类、醇类、酸类和酯类五类物质。其中，十六醇仅存在于卵表面和低龄幼虫体表，含量为0.182±0.002ng/头和0.627±0.003ng/头；顺-十八碳烯酸存在于老熟幼虫、吐丝幼虫和茧蛹体表，含量分别为0.139±0.079ng/头、0.354±0.093ng/头、2.539±0.058ng/头；棕榈酸乙基酯仅存在于老熟幼虫体表，为2.640±0.020ng/头；十六酸为茧蛹体表特有物质（20.626±1.732ng/头）；子代雌成蜂体表的烷烃和烯烃的含量均高于其它虫态。而茧蛹体表的n-二十四醇-1和1-二十七醇含量均高于其它虫态，分别为644.688±120.981ng/头和3414.783±508.146ng/头。
　　利用选择性试验测定母代蜂对不同发育时期子代蜂实体、子代蜂体表粗提液及标准品化合物的行为反应。结果显示：雌成蜂对老熟幼虫和茧蛹粗提液的成功选择率较高（23.000±4.812%和35.500±6.304%），且停留时间较长（33.196±3.884min和45.169±9.567min）。此外，与对照相比，母代蜂会优先选择正二十三烷、正二十七烷、十六酸以及棕榈酸乙基酯四种化学物质。
　　通过非选择性试验验证了母代蜂搬运行为的特点及其对子代移动和存活的影响。结果显示，无雌成蜂搬运条件下，老熟幼虫虽能部分自行离开寄主，但在寄主周围成离散状态分布，且脱离寄主率较低，仅为37%左右；而有母代蜂搬运条件下，老熟幼虫脱离寄主残骸呈聚集式堆积，其脱离寄主率高达75%，且子代存活率达83%，是前者的2.115倍。
　　根据老熟幼虫体表主要化学信息物质的分析鉴定，选取10种主要物质的标准样品制作模拟老熟幼虫，以验证这些物质是否能引起母代蜂的搬运行为。结果显示，棕榈酸乙基酯、顺9-二十三烯和1-二十七醇均会使母代蜂表现出搬运行为。

目录

第一章 文献综述

1 社会性昆虫的护幼行为

2 半社会性昆虫的护幼行为

2.1 蜚蠊目

2.2 半翅目

2.3 鞘翅目

2.4 膜翅目

3 影响昆虫护幼行为的因素

3.1 食物

3.2 天敌

3.3 非生物因素

3.4 其他因素

4 昆虫亲代护幼行为的代价与收益

5 本研究的目的、意义

6 论文研究的技术路线

第2章管氏肿腿蜂雌成蜂护幼行为的系统观察

1 材料与方法

1.1 供试虫源

1.2 仪器和试剂

1.3 雌成蜂护幼行为过程的观察

1.4数据处理

2 结果与分析

2.1 雌成蜂的护幼行为过程及特点

2.2 雌成蜂典型护幼行为在时间上的动态变化

2.3 雌成蜂典型护幼行为在空间上的动态变化

3 小结与讨论

第3章 管氏肿腿蜂雌成蜂护幼行为对其子代发育的影响

1 材料与方法

1.1 供试虫源

1.2 仪器和试剂

1.3 不同护幼处理对子代蜂平均发育历期、存活率的影响

1.4 不同护幼处理对子代蜂性比和单雌体重的影响

1.5 不同护幼处理下子代蜂感染微生物的情况

1.6 数据处理

2 结果与分析

2.1 不同护幼处理对子代蜂平均发育历期和存活率的影响

2.2 不同护幼处理对子代性比和单雌重量的影响

2.3 不同护幼处理下子代蜂感染微生物的情况

3 小结与讨论

第4章 影响管氏肿腿蜂雌成蜂护幼行为的化学信息物质

1 母代蜂与不同发育时期子代蜂体表物质的定性与定量分析

1.1 材料与方法

1.2 结果与分析

2 生物测定

2.1 材料与方法

2.2 结果分析

3小结与讨论

全文结论和创新点

全文主要结论：

创新点：

参考文献

附录1:

附录2:

致谢