曲脉姬蟋翅型分化的影响因素及其飞行与繁殖的营养权衡

摘要

环境的异质性和生活史特征之间能量分配的生理权衡导致了昆虫在飞行策略上的分化，许多种类的昆虫出现了飞行能力的退化，也就是所谓的翅多型或翅二型现象。曲脉姬蟋Modic ogryllus confirmatus(Walker1859)具有明显的翅二型现象。长翅型个体与短翅型个体在形态特征（前后翅长度、头幅、体重）上有明显的差异。
　　 研究表明外界环境的变化会影响昆虫的翅型分化比例。为了探究环境是如何影响曲脉姬蟋的翅型分化这一问题，本文就光周期、温度、密度对曲脉姬蟋的翅型分化进行了研究。结果表明:无论恒定光周期还是变化光周期对曲脉姬蟋的翅型分化均无影响，正常范围内的温度变化(25℃、30℃)对其翅型分化亦无显著影响，而35℃的极高温则显著降低了曲脉姬蟋的长翅率，说明其翅型分化并不是对季节变化的适应，但高温环境的胁迫可能会引起短翅化。另外，密度对曲脉姬蟋的翅型分化亦无显著影响。
　　 为了探究遗传是否对曲脉姬蟋子代翅型有影响，且其遗传机制如何？本研究分别对长翅型个体和短翅型个体进行了三代筛选，结果表明:往短翅型方向选拔使雌、雄虫的短翅率都明显上升，而往长翅型方向选拔时，雌、雄虫的短翅率均维持在极低水平;不同亲本组合的后代间的长翅率有差异，说明曲脉姬蟋的翅型分化受遗传的影响，且为多基因控制。
　　 在具有翅多型现象的昆虫中，长翅型个体具有发达的飞行肌以及有利于扩散的飞行能力，而短翅型个体具有极高的繁殖力，在这二者间就形成了飞行与繁殖之间的权衡(trade-off)。为了探究曲脉姬蟋长短翅型间是否存在飞行与繁殖权衡而进行了研究。结果表明短翅型雌虫的产卵前期明显短于长翅型雌虫的产卵前期，而且在羽化后20天内短翅型雌虫的产卵量显著高于长翅型雌虫的产卵量。在羽化当日分别称量长短翅雌虫的飞行肌，结果表明:长翅型雌虫的飞行肌明显重于短翅型雌虫的飞行肌。说明曲脉姬蟋雌虫存在飞行与繁殖权衡。羽化当日分别称量长短翅雄虫的精巢、附腺、飞行肌重量，结果表明长短翅雄虫精巢重量及附腺重量均无明显差异，而长翅型雄虫飞行肌明显重于短翅型雄虫飞行肌。说明曲脉姬蟋雄虫不存在飞行与繁殖权衡。
　　 为了探究曲脉姬蟋长翅型成虫与短翅型成虫的生理指标，而分别调查了长翅型成虫与短翅型成虫7天内的食物消耗量、体重变化值、食物消化率与食物同化率。结果表明:短翅型雌虫的食物消耗量、体重增加值与食物同化率都显著高于长翅型雌虫;短翅型雄虫的食物同化率显著高于长翅型雄虫。说明长翅型成虫与短翅型成虫对食物的利用及能量的分配有差异。
　　 在自然界昆虫并非完全处于食物充足的环境中，为了探究在食物受限时曲脉姬蟋的飞行与繁殖模式，而设置了100％、50％、25％、0％的营养条件，结果表明:随着食物供给量的减少，短翅雌虫卵巢重呈减轻的趋势，长翅雌虫飞行肌重呈减轻的趋势;长、短翅雄虫精巢重都未发生明显变化，长、短翅雄虫附腺重都呈减轻趋势，长翅型雄虫飞行肌重呈减轻趋势。说明长翅型成虫与短翅型成虫的各组织、器官的发育受食物的影响，但营养条件并没有改变其飞行与繁殖的权衡。

目录

封面

声明

摘要

第一章 文献综述

1 翅多型现象概况

2 环境因素对翅型分化的影响

2．1 光周期对昆虫翅多型的影响

2．2 温度对昆虫翅多型的影响

2．3 营养和种群密度条件对昆虫翅多型的影响

3 翅多型现象的遗传基础

3．1 遗传机制

3．2 遗传的变异性及其保守机制

4 翅二型成虫飞行与繁殖发育间的生理权衡

5 脱翅对生理权衡的影响

6 营养条件对生理权衡的影响

7 国内研究现状

8 曲脉姬蟋的生物学特性

8．1 曲脉姬蟋的形态特征

8．2 曲脉姬蟋的生物学习性

9 课题来源及研究目的、意义

第二章 遗传和环境因素对曲脉姬蟋翅型分化的影响

1 材料与方法

1．1 供试虫源及饲养方法

1．2 光周期对曲脉姬蟋翅型分化的影响

1．3 温度对曲脉姬蟋翅型分化的影响

1．4 密度对曲脉姬蟋翅型分化的影响

1．5 遗传因子对曲脉姬蟋翅型分化的影响

2 结果与分析

2．1 光周期对曲脉姬蟋翅型分化的影响

2．2 温度对曲脉姬蟋翅型分化的影响

2．3 密度对曲脉姬蟋翅型分化的影响

2．4 遗传对曲脉姬蟋翅型分化的影响

3 讨论

第三章 长、短翅成虫的营养系数

1 材料与方法

1．1 供试虫源及饲养方法

1．2 长、短翅成虫大小测量

1．3 飞行与繁殖权衡的调查

1．4 长、短翅成虫的营养指标

2 结果与分析

2．1 长、短翅型雌雄成虫形态比较

2．2 长、短翅雌虫飞行肌和卵巢发育程度比较

2．3 长、短翅雄虫飞行肌、精巢和附腺发育程度比较

2．4 长、短翅型雌虫产卵前期和羽化早期产卵量比较

2．5 长、短翅型雌雄成虫的营养指标

3 讨论

第四章 营养条件对曲脉姬蟋飞行与繁殖发育权衡的影响

1 材料与方法

1．1 供试虫源及饲养方法

1．2 实验方法

2 结果与分析

2．1 营养条件对曲脉姬蟋雌虫飞行肌和卵巢发育的影响

2．2 营养条件对曲脉姬蟋雄虫飞行肌、精巢和附腺发育的影响

3 讨论

第五章 结论

参考文献

附录

致谢