二化螟水稻和茭白种群越冬生物学及生理生态学比较研究

摘要

二化螟(Chilo suppressalis)是水稻和茭白上的重要害虫，存在着种下分化现象，即分化为水稻种群和茭白种群，但是仍然需要探寻两种群更多的差异特点，这对了解其种下分化机制及分析虫源性质具有重要的作用。二化螟以滞育幼虫在水稻和茭白田中越冬，滞育是其生活史的一个重要阶段。本文比较了两寄主田块二化螟越冬幼虫的生物学及生理学的差异，同时在室内比较了两寄主种群的滞育诱导光周期反应及抗寒力差异，主要研究结果如下：
　　 1.水稻和茭白田二化螟越冬幼虫生物学比较
　　 水稻(晚稻)田二化螟越冬幼虫的体重(14.3～149.5mg/头)小于茭白田(22.7～252.4mg/头)。两寄主田块二化螟的越冬存活率不同。寄生蜂是造成水稻田二化螟越冬死亡的主要因子，2009～2010年越冬幼虫的寄生率为14.25%～23.29%，2010～2011年为21.15%，而茭白田二化螟的寄生率2009～2010年仪为0.90%～6.55%，2010～2011年为2.28%。共发现5种寄生蜂，其中螟甲腹茧蜂Chelonus munakatae所占比例最高(30.00%～64.00%)，为优势种。在两寄主田块中，被寄生的个体主要为小个体(即体重较轻的个体)，在所有被寄生的个体中，水稻田中体重小于38.5mg的幼虫的比例在2010年1、2、3月分别为87.27%、91.23%、93.33%，2010年12月为93.50%，茭白田中体重小于70.5mg的幼虫的比例在2010年1、2、3月分别为100.00%、50.00%、86.67%，2010年12月为90.00%。水稻田二化螟越冬幼虫滞育解除后的蛹重及雌虫怀卵量都显著小于茭白田。水稻田越冬幼虫滞育解除后的平均雄蛹重为41.8mg，平均雌蛹重为55.3mg，雌虫平均怀卵量为223.7粒，而茭白田的平均雄蛹重为65.5mg，平均雌蛹重为98.5mg，雌虫平均怀卵量为341.8粒。两寄主田块越冬幼虫转入25℃和LD16:8h条件后，化蛹所需天数不同，表明两寄主田块幼虫滞育强度不同，其中2010年3月采集滞育幼虫转入室内后，茭白田越冬幼虫化蛹所需平均天数为17.1天，而水稻田为22.7天，表明茭白田越冬幼虫解除滞育的时间早于水稻田。2010年1、2和3月份，水稻田二化螟越冬幼虫的过冷却点和冰点均显著低于茭白田越冬幼虫，从1月到3月，水稻田越冬幼虫的过冷却点分别为-10.0℃、-9.4℃和-7.6℃，而茭白田为-7.2℃、-6.9℃和-6.7℃。两寄主田块越冬幼虫的含水量和甘油含量也存在一定的差异。
　　 2.二化螟水稻和茭白种群的滞育诱导和抗寒力比较
　　 25℃下，二化螟水稻种群取食水稻和茭白的滞育诱导临界光周期均在12h30min左右，说明水稻种群能适应茭白，其光周期反应的生理特性能正常表达。而取食水稻的茭白种群在长光照LD15:9h下的滞育率达100%，这说明茭白种群对水稻的适应力较弱，其对茭白的专化性比较强。不论取食水稻或是茭白，在各光周期条件下，二化螟茭白种群的滞育比例均比水稻种群高；且滞育比例基本达50%以上，没有明显的临界光周期值，而水稻种群的临界光周期为12h30min左右，这说明二化螟茭白种群和水稻种群的光周期反应已经发生分化。二化螟水稻种群和茭白种群取食同一寄主后相同龄期的滞育幼虫体重差异不大，如水稻种群和茭白种群分别取食水稻后的6龄幼虫体重分别为44.2mg和44.3mg。二化螟相同种群取食茭白后相同龄期的滞育幼虫体重总是大于其取食水稻的幼虫。多因素方差分析结果表明，寄主和幼虫龄期是决定二化螟幼虫体重的主要因子，而种群对二化螟幼虫体重的影响不大。二化螟水稻种群和茭白种群的4龄和6龄滞育幼虫的过冷却点、含水量和甘油含量都存在一定的差异，多因素方差分析结果表明，虽然寄主对二化螟两种群的过冷却点有一定影响，但是种群却是影响抗寒力(过冷却点、含水量和甘油含量)的主要因素。
　　 本研究结果表明，不同寄主田块二化螟越冬幼虫的生物学及生理学存在明显差异；室内测定发现，滞育诱导光周期反应及抗寒力主要受二化螟种群差异影响，而取食的寄主对幼虫体重具有显著影响。这些结果不仪明确了二化螟寄主种群的越冬生物学和生理学差异，而且为二化螟的种下分化提供了新的证据，对深入理解该虫的种下分化机制、分析其虫源性质具有一定理论意义及应用价值。

目录

文摘

英文文摘

第一章 文献综述

1 前言

2 关于同域物种形成的研究

3 二化螟种下分化研究进展

3.1 二化螟水稻和茭白种群的生物学

3.2 二化螟水稻和茭白种群的发生规律

3.3 二化螟水稻和茭白种群的交配行为

3.4 二化螟水稻和菱白种群的生理生态学

3.5 二化螟水稻和茭白种群的生理生化和分子差异

4 论文设计

4.1 研究目的与意义

4.2 研究内容

4.3 技术路线

第二章 水稻和茭白田二化螟越冬生物学比较

1 前言

2 材料与方法

2.1 试验昆虫

2.2 主要仪器

2.3 主要试剂

2.4 实验方法

2.5 数据处理

3 结果与分析

3.1 水稻和茭白田二化螟越冬幼虫的体重

3.2 水稻和茭白田二化螟越冬幼虫的化蛹率和寄生率

3.3 水稻和茭白田二化螟越冬幼虫的繁殖潜力

3.4 水稻和茭白田二化螟越冬幼虫的滞育强度

3.5 水稻和茭白田二化螟越冬幼虫的抗寒力

4 讨论

第三章 二化螟水稻和茭白种群的滞育诱导和抗寒力比较

1 前言

2 材料与方法

2.1 试验昆虫

2.2 主要仪器

2.3 主要试剂

2.4 实验方法

2.5 数据处理

3 结果与分析

3.1 二化螟水稻和茭白种群的光周期反应

3.2 二化螟水稻和茭白种群的体重差异

3.3 二化螟水稻和茭白种群的抗寒力

4 讨论

第四章 总结与展望

1 结论

2 创新点

3 展望

参考文献

附 录

致谢