舞毒蛾对环境因子及Pb胁迫的响应机制

摘要

铅污染，在我国分布面积广、程度深，随着社会发展，重金属铅不断加剧，严重威胁人类的生产和生活质量。舞毒蛾（Lymantira dispar），属鳞翅目毒蛾科，分布广，食性杂，是一种具有很大危害性的林木食叶部害虫。在重金属污染环境下，林木的不同种类、不同部位，会不同程度地富集重金属，因而影响食物链上相应的每一种生物。在这种情况下，舞毒蛾的生长发育及其解毒生理将如何响应？另外，相关报道舞毒蛾在不同的环境下（温度、湿度、光照强度），其发生趋势不同，但这些尚未见系统报道。本实验在不同温度、光照强度、湿度条件下，以及在不同铅含量胁迫下，采用人工饲料室内饲养舞毒蛾，观察其发育历期、化蛹率、羽化率等信息，揭示不同环境因子对舞毒蛾生长发育和体内解毒酶所酸酯酶(CarE)和谷胱甘肽(GSTs)活性的影响。为探明舞毒蛾在不同环境条件下的发生趋势提供依据。主要研究结果如下:
　　1、不同温度对舞毒蛾生长发育的影响。共设置20℃、23℃、26℃、29℃、32℃、35℃等6个温度处理组，每组5个卵块，3个重复。舞毒蛾卵孵化率:在23-32℃条件下都可达到88％以上，分别为88.9％、92.08％、96.07％和96.07％，在20℃、35℃下仅为38.9％和72.7％。幼虫的存活率:在26℃、29℃下较高，分别为91.09％、91.68％，与其他温度组具有显著差异(P＜0.05)，在23℃、32℃环境下，幼虫存活率分别为79.27％、81.19％，而在20℃、35℃环境下幼虫存活率较低，为50.88％、49.76％，与其他各组具有显著差异（P＜0.05）。幼虫化蛹率:在26℃、29℃下较高，分别为92.08％和96.07％，在20℃和35℃条件下化蛹率较低，分别为38.9％、56.16％。舞毒蛾羽化率，在26℃、29℃较高，分别为91.92％和91.97％。在20℃和35℃羽化率较低，分别为51.66％和55.31％;舞毒蛾产卵量:在26℃、29℃下较高，分别达到1080.5粒/头和1119.5粒/头，在20℃和35℃时较低，仅为165.16粒/头和363.06粒/头。26℃和29℃两组，存活率、化蛹率和羽化率较高，两组差异不显著（P＞0.05），但与其他处理组具有显著性差异（P＜0.05）。各温度组之间，孵化率和产卵量存在显著差异（P＜0.05），且随着温度升高而增加，29℃的条件下，孵化率和产卵量数值最高。说明26-29℃为舞毒蛾存活、化蛹、羽化的最佳温度;孵化和产卵的受温度影响较大，29℃为最佳温度。
　　2、不同光照强度对影响舞毒蛾的生长发育。设置100％、50％、25％等3个光照强度处理组，每组5个卵块，3个重复。舞毒蛾卵的孵化率在100％光照强度处理组为89.95％，显著高于其他两组。100％光照强度处理组幼虫的存活率最高，达到89.55％，而50％光照强度处理组存活率为79.32％，25％处理组存活率为76.78％，100％光照强度处理组与其他两组具有显著性差异（P＜0.05）。舞毒蛾化蛹率在100％光照强度处理组化蛹率最大，达到86.03％，而50％和25％光照强度处理组化蛹率仅为66.49％、66.25％;舞毒蛾羽化率在100％光照强度处理组达到最高，为90.33％，而50％和25％光照强度处理组羽化率为81.48％、82.44％;舞毒蛾在100％、50％、25％光照强度处理组产卵量差异不大，分别为1014粒/头、1001.33粒/头和1078粒/头。100％光照强度处理组孵化率、存活率、化蛹率、羽化率均较高，与其他两组具有显著性差异（P＜0.05），且50％与25％两组间差异不显著(P＞0.05)，但各个光照强度处理组之间产卵量差异不显著（P＞0.05）。说明光照强度对舞毒蛾孵化、存活、化蛹和羽化影响较大，但对产卵量影响不大。
　　3、不同湿度影响对舞毒蛾的生长发育的影响。共设置40％、50％、60％、70％、80％、90％等6个处理组，每组3个重复，每个重复5个卵块。舞毒蛾卵的孵化率:在湿度为60％、70％、80％、90％时较高，均达到90％以上，孵化率分别为92.85％、92.16％、92.82％、90.74％;湿度在50％时，孵化率为80.6％，而在湿度达到40％时，孵化率仅为45.91％，与其他各组具有显著性差异（P＜0.05）。幼虫的存活率:湿度在70％、80％、90％时较高，存活率依次为92.56％、92.56％、90.47％，湿度在50％、60％时幼虫存活率为85.89％、89.16％，而湿度在40％时存活率最低，仅为67.64％，统计分析表明湿度在70％、80％、90％与其他三组具有显著性差异（P＜0.05）。舞毒蛾化蛹率，在湿度为60％、70％、80％、90％时较高，分别为88.88％、92.6％、92.39％、91.31％，40％、50％处理组，化蛹率较低，分别为75.61％和76.95％。湿度为60％-90％之间舞毒蛾羽化率较高，羽化率均达到90％以上，分别为91.21％、92.37％、93.16％和91.15％，湿度在40％、50％时羽化率较低，分别为66.22％和69.99％。湿度为70％-90％环境下，舞毒蛾的产卵量较高，产卵量均在1000粒/头以上，分别为1040粒/头、1053.66粒/头、1258.3粒/头，湿度为40％时，产卵量最低，为437.33粒/头。湿度为70％、80％、90％三组，孵化率、存活率、化蛹率和羽化率显著高于低湿度组（P＜0.05），产卵量随着湿度增加而增加，各组数据间差异显著（P＜0.05），说明高湿度有利于舞毒蛾孵化、发育、化蛹、羽化和产卵。
　　4、不同铅含量对舞毒蛾的生长发育的影响和解毒响应
　　在舞毒蛾人工饲料中加入3种不同含量的铅，即铅含量分别33mg/kg、43mg/kg、48mg/kg，各组分别标记为Pb低、Pb中、Pb高，对照组为CK，不含Pb，每组3个重复，每个重复500头幼虫，温度(25±1)℃，相对湿度(70±1)％，光周期(16L:8D)。记录幼虫发育过程相关数据，从而研究铅对舞毒蛾生长发育和体内解毒酶的影响。
　　1)铅胁迫对影响舞毒蛾的生长发育影响。在Pb低、Pb中、Pb高处理组，舞毒蛾幼虫发育历期延长，分别是对照组发育历期的137％、189％和255％;蛹发育历期延长，分别是对照组发育历期的110％、172％和203％;成虫寿命缩短，依次为对照组的70.79％、43，87％和39.06％。幼虫死亡率升高，依次是对照组的216％、309％和344％;蛹死亡率增加，分别是对照组死亡率的126％、514％和617％;幼虫化蛹率降低，分别对照组的75.86％、50.78％和46.81％;羽化率降低，依次是对照组的77.89％、50.3％和48.17％;雌雄比增加，依次是对照组120％、142％和148％。舞毒蛾幼虫、蛹发育历期、死亡率和雌雄比都随着铅含量增加而延长、增加，而化蛹率、羽化率、成虫寿命都降低。幼虫寿命、幼虫死亡率和羽化率，各组差异显著(P＜0.05)，但蛹发育历期、蛹和成虫寿命，P低组与对照组差异不显著(P＞0.05)，Pb中、Pb高与Pb低和对照组存在显著性差异(P＜0.05)。化蛹率和羽化率各组与CK差异显著(P＜0.05)。说明重金属Pb胁迫对舞毒蛾生长发育有显著影响。
　　2)舞毒蛾解毒响应。在Pb胁迫下舞毒蛾解毒酶活性都发生了波动性变化。CarE活性发生变化，3龄幼虫体内，Pb低、Pb中、Pb高处理组酶活性，分别是对照组127％、87.87％、81.81％;4龄幼虫，Pb低，Pb中、Pb高处理组酶活性分别是对照组123％、90.32％、83.87％。舞毒蛾GSTs活性，3龄期幼虫中，Pb低、Pb中、Pb高处理组舞毒蛾酶活性分别是对照组的127％、90.9％、84.8％;4龄期幼虫中，Pb低、Pb中、Pb高处理组舞毒蛾酶活性分别是对照组的110％、90.32％、90％。3、4龄幼虫，对照组与各处理组中CarE和GSTs活性差异显著(P＜0.05)。说明舞毒蛾幼虫体内解毒酶CarE和GSTs在受到低浓度Pb胁迫时，活性增强，对摄入体内的Pb进行解毒，在高浓度Pb胁迫下，超出其解毒阈值，CarE和GSTs的活性下降，解毒能力受到抑制。

目录

摘要

1 绪论

1．1 舞毒蛾研究现状

1．1．1 舞毒蛾的分布与危害

1．1．2 舞毒蛾防止技术的研究现状

1．2 重金属铅污染的来源及对生物的危害

1．2．1 重金属铅污染的来源

1．2．2 重金属铅对生物的危害

1．3 重金属胁迫下害虫的发生趋势

1．3．1 重金属对昆虫生长发育的影响

1．3．2 重金属对昆虫体内酶系统和蛋白的影响研究

1．4 研究目的与意义

1．4．1 研究目的

1．4．2 研究意义

2 不同条件下舞毒蛾生长发育的研究

2．1 材料与方法

2．1．1 供试昆虫

2．1．2 主要仪器和饲料

2．1．3 不同条件下对舞毒蛾生长发育的影响试验

2．1．4 数据处理

2．2 结果分析

2．2．1 不同温度对舞毒蛾生长发育影响的试验

2．2．2 不同光照对舞毒蛾生长发育影响的试验

2．2．3 不同湿度对舞毒蛾生长发育影响的试验

2．3 本章小结

2．3．1 不同温度对舞毒蛾生长发育的影响

2．3．2 不同光照强度对舞毒蛾生长发育的影响

2．3．3 不同湿度对舞毒蛾生长发育的影响

3 不同铅浓度胁迫下舞毒蛾生长发育和解毒酶活性

3．1 材料与方法

3．1．1 供试昆虫

3．1．2 主要仪器和试剂

3．1．3 供试昆虫处理

3．1．4 酶活性测定

3．1．5 数据处理

3．2 结果与分析

3．2．1 不同铅浓度对舞毒蛾生长发育的影响

3．2．2 不同铅浓度对解毒酶活性的影响

3．3 本章小结

3．3．1 不同铅浓度对舞毒蛾生长发育的影响

3．3．2 不同铅浓度对对解毒酶活性的影响

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢

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