草地螟生殖行为和能力及其在不同环境生理条件下的变异

摘要

草地螟LoxostegesticticalisL.(鳞翅目：螟蛾科)是我国北方农牧业生产的重大害虫，建国以来已经26年暴发成灾，给我国的农牧业生产造成了很大的经济损失。为了更好地揭示草地螟的发生危害规律，亦为改善和提高草地螟的预测预报和防治技术水平和减少其造成的灾害损失提供科学依据，本文针对国内外对草地螟生殖行为的研究及了解较少的现状，对草地螟的交配、产卵行为和能力，雌蛾性腺提取物及人工合成性信息素主要成分对雄蛾的引诱作用，温度、饥饿和飞行以及蛾重对成虫交配和产卵量的影响作用等进行了系统的研究，获得了一些新的结果，为阐明草地螟的生殖行为及相关影响因子提供了新的科学依据。所获的主要结果为：
　　 首次研究阐明了草地螟的交配行为及能力，揭示了温度、饥饿及飞行等因子对其交配行为和能力的影响作用。在室内(22±1℃、RH70％、光照L16:D8)对草地螟交配行为进行研究的结果表明，成虫交配从4日龄开始，9日龄达到高峰。每日的交配主要发生在晚上熄灯后4～8h，交配高峰出现在最后2h。雌雄成虫都能进行多次交配，交配次数1～6次不等，平均为2.4次。其中以交配2次的比例最高(32.4％),1次的次之(29.4％)，之后的比例便随交配次数的增加而下降。成虫交配持续时间从21～148min不等(n=145)，平均为58.7min。其中以交配持续时间50～70min的个体最多(42.1％,n=145),30～50min的次之(36.6％)，小于30min的比例(2.8％)最少。成虫交配持续时间随蛾龄的增加而延长(Y=1.3488x+45.429；r=0.22,P=0.008,n=145)；温度(14、18、22、26、30、34℃)对成虫交配率具有显著的影响，其中在22℃和26℃时的交配率最高，分别为96％和92％。而在14、18、30、34℃条件下的交配率分别仅有47.6％、65.2％、68.1％和31.8％。表明成虫交配率在温度超出22～26℃时就会明显下降。此外，温度对每天开始交配时间、高峰时间以及交配持续时间也有明显的影响：如从14到34℃开始交配的时间平均推迟了78min，交配高峰期则推迟了93min，而交配持续时间则从84.5min减少到34.7min，表明每天成虫开始交配的时间及交配高峰会随温度的升高而推迟，而交配持续时间则随温度的升高而缩短。最后，温度对草地螟的日交配率、交配次数和天数也有显著的影响。其中以22℃和26℃的日交配率最高、交配次数及交配天数最多。当温度超出这些范围时，这些参数就会显著减少。另外，对持续饥饿1、3和5天后再给以补充营养的成虫，对飞行12小时后1、3、5、7日龄的成虫以及飞行过6、12、18和24小时的1日龄成虫的交配率和交配次数进行研究的结果均表明，这些处理对成虫的交配率和交配次数均无显著影响。
　　 研究阐明了成虫的产卵行为及能力的同时，揭示了温度、饥饿、成虫体重以及飞行等因子对成虫产卵能力及寿命的影响作用。在22±1℃、RH70％、光照L16:D8的条件下对成虫产卵量进行研究的结果表明，成虫的产卵高峰一般为第二天，高峰过后产卵量急剧下降，产卵量主要集中在开始产卵的头4天；在14、18、22、26、30和34℃条件下对成虫产卵及寿命进行研究的结果为，成虫产卵前期和历期随温度的升高显著缩短。22℃和26℃条件下的产卵量最高，产卵期最长，产卵高峰明显，当温度高于或低于这个范围时，各项指标均明显下降。成虫的寿命与温度呈负相关(r=-0.99)，即随温度的升高而减少；此外，雌蛾体重与总产卵量和峰日产卵量为正相关，相关系数分别为0.78和0.67。饥饿对成虫的产卵前期具有显著影响，其中羽化后持续饥饿1和3天的成虫产卵前期显著短于对照的。饥饿5天的成虫产卵前期显著长于饥饿1天和3天的，但与对照差异不显著。饥饿对草地螟产卵高峰日出现时间随饥饿时间的延长推迟，但对成虫产卵量、峰日产卵量及寿命等均无显著影响；对飞行过12h的1、3、5、7日龄成虫的产卵前期和产卵量进行研究的结果表明，1和7日龄飞行的产卵前期显著长于对照的，但3和5日龄的产卵前期与对照的差异不显著，而飞行过的成虫产卵量与对照的差异不显著。另外，1日龄成虫飞行6h的产卵前期与对照的没有显著差异，而飞行12、18和24h的成虫产卵前期显著长于对照和飞行6h的。此外，随着飞行强度的增加，一日龄成虫产卵量均随飞行强度的增加而减少，但差异都不显著。
　　 研究阐明了雌蛾蛾性信息素腺体的形态特征。应用不同日龄雌蛾性腺提取物及人工合成性信息素组分对雄蛾的引诱作用进行了研究。主要的结果为：应用扫描电镜研究明确了草地螟雌蛾性信息素腺体位于第8～9节间膜腹面，其表面分布着许多刺状刚毛体；应用1～11日龄处女雌蛾腺体粗提物在风洞对6日龄雄蛾的行为反应进行测试的结果表明，1和3日龄雌蛾腺体提取物对雄蛾的引诱活性不高，产生求偶反应和到达性信息素源的比例小于15％和10％,5日龄后的腺体提取物引诱活性明显升高，到达性信息素诱芯的比例超过30％；通过室内外相结合的方法对加拿大报道的草地螟人工合成性信息素组分对6日龄雄蛾在风洞中的测试结果表明，无论是单一组分还是混合组分，其对雄蛾的引诱作用均低于处女雌蛾性腺提取物的，到达性信息素源的比例均不到20％。另外，应用这些组分制成的诱芯在田间均诱不到雄蛾，表明北美报道的草地螟性信息素组分对我国草地螟的种群没有引诱作用。

目录

文摘

英文文摘

1 前言

1.1 草地螟的研究进展

1.1.1 草地螟的发生与危害

1.1.2 草地螟的生物学特性

1.1.3 草地螟的迁飞

1.1.4 草地螟的预测预报

1.1.5 主要环境因子对草地螟发生危害规律影响

1.2 昆虫性信息素的应用研究

1.2.1 昆虫性信息素的概念

1.2.2 预测预报

1.2.3 害虫防治

1.2.4 草地螟性信息素应用研究

1.3 研究目的和意义

2 材料与方法

2.1 供试虫源及饲养方法

2.2 草地螟交配、产卵行为观察

2.3 影响因子研究的试验方法

2.3.1 温度处理

2.3.2 成虫体重测定

2.3.3 饥饿处理

2.3.4 吊飞处理

2.4 草地螟人工合成性信息素成分生测方法

2.4.1 性腺电镜扫描

2.4.2 雌蛾性腺粗提物诱芯

2.4.3 人工合成性信息素诱芯

2.4.4 风洞装置和雄蛾反应标准

2.4.5 田间生测

2.5 相关参数确定与统计方法

3 结果与分析

3.1 草地螟的交配行为及其主要影响因子研究

3.1.1 交配行为及节律

3.1.2 温度对交配的影响

3.1.3 饥饿胁迫对交配的影响

3.1.4 飞行对交配的影响

3.2 草地螟的产卵行为及其主要影响因子研究

3.2.1 产卵行为及节律

3.2.2 温度对产卵和寿命的影响

3.2.3 成虫体重与产卵量的关系

3.2.4 饥饿胁迫对成虫产卵的影响

3.2.5 飞行对产卵的影响

3.3 草地螟性信息素对雄蛾的引诱作用

3.3.1 雌蛾性腺的形态特征

3.3.2 雄蛾对雌蛾性腺提取物的行为反应

3.3.3 雄蛾对人工合成信息素的行为反应

3.3.4 人工合成性信息素的田间测试

4 小结与讨论

4.1 草地螟的交配行为及其主要影响因子研究

4.2 草地螟的产卵行为及其主要影响因子研究

4.2.1 温度对产卵和寿命的影响

4.2.2 成虫体重与产卵量的关系

4.2.3 饥饿胁迫对成虫产卵的影响

4.2.4 飞行对产卵的影响

4.3 草地螟性信息素对雄蛾的引诱作用

4.4 取得进展与不足

参考文献

致谢