多异瓢虫滞育调控的温光周期效应研究

摘要

滞育是昆虫在遭受逆境胁迫时停止发育，在特定环境信号刺激下继续发育的可遗传的生物学特性，调控天敌昆虫的滞育，不仅可实现天敌昆虫发育进度的人工控制、延长产品货架期及其田间控害时间、提高天敌的抗逆性和繁殖力等，还可深入探索其季节性生物学理论研究，完善害虫综合治理策略。多异瓢虫因其取食寄主范围宽、食量大、分布广、持续控害时间长，而成为害虫生物防治时可利用的重要天敌之一，国内外学者对其生物学、生态学特征等开展了诸多研究，目前未见对其滞育诱导及滞育机理的报道。本文以多异瓢虫为研究对象，通过测试温度和光周期等环境因子组合下的多异瓢虫成虫滞育表现，探索其滞育调控的温光周期效应。通过田间种群消长及越冬调查，总结自然条件下多异瓢虫越冬滞育规律;同时在室内开展了系列测试，包括滞育判定、滞育敏感阶段确定、温度和光周期对滞育诱导、滞育持续及滞育解除的影响研究，综合分析温度和光周期在多异瓢虫滞育中的效能，为深化多异瓢虫滞育理论研究，促进其大规模繁殖、储存、释放利用提供理论参考和技术支撑。主要结论如下:
　　1.多异瓢虫成虫越冬及田间种群数量动态:调查了北京、河北廊坊等地多异瓢虫成虫在麦田、棉田和玉米田的分布、数量变化、成虫越冬时间、越冬存活率等，发现多异瓢虫成虫种群数量受季节、作物种类等因素的影响，不同季节在麦田、棉田、玉米田的分布数量各不相同，但无论在麦田、棉田还是玉米田，成虫种群数量变化趋势一致，皆是先升后降，在某一时期达到最高峰，麦田、棉田、玉米田成虫数量高峰期分别在7月中旬、8月中旬和8月下旬。初产卵成虫和初羽化成虫终止产卵的时长存在显著差异，初产卵成虫约需15d才能停止产卵，而初羽化成虫只需3d既可停止产卵。该瓢虫以成虫越冬，越冬存活率为35.6％。
　　2.多异瓢虫滞育状态确定:研究了温度对多异瓢虫产卵前期的影响，总结了滞育与非滞育雌虫解剖形态学差异。在长光照14L∶10D条件下，温度对多异瓢虫雌虫发育进度存在显著影响，高温可加速卵巢发育，缩短产卵前期，低温则相反。形态解剖发现，滞育与非滞育成虫卵巢差异显著，滞育雌虫卵巢透明，卵巢小管透明几乎未发育，与初羽化雌虫相似;而非滞育雌虫卵巢内沉积大量卵黄，卵巢小管有明显分节，有成熟卵粒。综合测试表明，将13℃下40d内未产卵、15℃下30d内未产卵、18℃下20天未产卵或21℃和24℃下15d内未产卵的雌虫视为滞育个体较合理。
　　3.多异瓢虫滞育诱导的敏感虫态:在15℃条件下，对多异瓢虫卵、1～4龄各龄幼虫、预蛹、蛹及初羽化成虫阶段施以长光照（14L∶10D，以L表示）和短光照(8L∶16D，以S表示)处理组合，发现成虫羽化初期是其滞育诱导的敏感时段，只有此阶段施以特定温、光刺激，成虫才可进入滞育。
　　4.温度和光周期对多异瓢虫滞育诱导的影响:温度、光周期及二者交互作用均对多异瓢虫成虫滞育诱导有显著影响。高温（21℃和24℃）可显著加速雌虫卵巢发育速度，成虫滞育率为0;温度为18℃、15℃和13℃时，成虫出现滞育个体，滞育率随温度的降低而显著升高，雌虫卵巢发育减缓。18℃时，仅短光照处理出现滞育个体;15℃时，滞育率随光周期缩短而增加，当光周期为8L∶16D时，滞育率达到61.5％;13℃时各光周期诱导的滞育率均超过50.0％，随光照时长不同而略有波动，在光周期为8L∶16D时，滞育率最高，达到89.8％。研究结果说明，温度是多异瓢虫滞育的主导因子，光周期起辅助作用;低温加短光照处理促使其进入滞育态。
　　5.温度和光周期对多异瓢虫滞育维持的影响:温度和光周期对多异瓢虫滞育持续时间均存有影响。相同温度不同光周期下雌虫滞育持续时间差异显著，滞育持续时间随光周期缩短先延长后降低，光周期为8L∶16D时滞育持续时间为99.05d，光周期为10L∶14D时滞育持续时间升为141.90d，当光周期为12L∶12D时，滞育持续时间为67.27d。说明光周期对多异瓢虫成虫滞育表现出数量反应特征。同一光照下，不同温度滞育持续时间差异极显著，滞育诱导的温度能调节滞育发育的速度，从而影响滞育持续期。在短光照8L∶16D条件下，温度15℃滞育持续时间为99.05d，而当温度下降至13℃时，则均值延长至290.4d。这说明低温对滞育诱导强度更大更深。
　　6.温度和光周期对多异瓢虫滞育解除的影响:在光周期8L∶16D时，温度对多异瓢虫产卵前期差异显著。高温加快滞育解除速度，滞育解除时间缩短。在24℃下，光周期对滞育个体解除滞育时间没有显著影响，解除时间总体上在3.5-4.5d之间波动。试验说明温度对多异瓢虫滞育解除起决定性作用。

目录

声明

摘要

第1章 文献综述

1．1 环境因素对昆虫滞育诱导的影响

1．1．1 光周期对昆虫滞育的诱导

1．1．2 温度对昆虫滞育诱导的影响

1．1．3 食料对昆虫滞育的诱导

1．1．4 湿度

1．2 昆虫滞育期间的生理生化研究

1．2．1 水的代谢

1．2．2 碳水化合物的代谢

1．2．3 脂肪及脂肪酸代谢

1．2．4 蛋白质、氨基酸及核酸的代谢

1．3 昆虫滞育的激素调节

1．3．1 卵滞育

1．3．2 幼虫滞育

1．3．3 蛹滞育

1．3．4 成虫滞育

1．4 昆虫滞育的分子生物学研究

1．4．1 滞育激素分子

1．4．2 滞育激素基因分子结构与功能

1．4．3 滞育激素基因的定位

1．5 多异瓢虫的研究进展

1．5．1 多异瓢虫的形态特征

1．5．2 成虫鞘翅色斑类型

1．5．3 多异瓢虫的生活史

1．5．4 交配与产卵

1．5．5 食物搜索行为

1．5．6 食性和捕食行为

1．5．7 多异瓢虫的耐饥能力和自残行为

1．5．8 多异瓢虫越冬及出蛰

1．5．9 多异瓢虫对杀虫剂的敏感性

1．6 多异瓢虫的应用研究

1．6．1 人工饲养

1．6．2 贮藏

1．7 本学位论文的研究内容、意义和技术路线

1．7．1 研究内容及意义

1．7．2 主要技术路线

第2章 多异瓢虫成虫越冬及田间种群数量动态

2．1 材料与方法

2．1．1 多异瓢虫田间越冬调查

2．1．2 多异瓢虫田间种群数量的消长规律调查

2．2 结果与分析

2．2．1 多异瓢虫田间越冬调查

2．2．2 多异瓢虫田间种群数量的消长规律

2．3 讨论

第3章 多异瓢虫滞育状态确定

3．1 材料与方法

3．1．1 供试虫源与饲养方法

3．1．2 温度对多异瓢虫产卵发生的影响

3．1．3 成虫的解剖观察

3．1．4 数据分析

3．2 结果与分析

3．2．1 温度对多异瓢虫产卵前期的影响

3．2．2 滞育雌虫与非滞育雌虫的解剖形态学差异

3．3 讨论

第4章 温度和光周期对多异瓢虫滞育诱导的影响及滞育的敏感虫态

4．1 材料与方法

4．1．1 虫源与饲养方法

4．1．2 滞育敏感虫态测定

4．1．3 光周期、温度的滞育诱导效应

4．1．4 数据统计分析

4．2 结果与分析

4．2．1 成虫滞育的敏感虫态

4．2．2 光周期对滞育诱导的影响

4．2．3 温度对滞育诱导的影响

4．2．4 温度和光周期的交互作用

4．3 讨论

第5章 温度和光周期对多异瓢虫滞育维持的影响

5．1 材料与方法

5．1．1 供试虫源及饲养方法

5．1．2 光周期、温度对滞育持续时间的影响

5．1．3 数据分析

5．2 结果与分析

5．2．1 光周期对成虫滞育持续时间的影响

5．2．2 温度对滞育持续时间的调控作用

5．3 讨论

第6章 温度和光周期对多异瓢虫滞育解除的影响

6．1 材料与方法

6．1．1 材料来源

6．1．2 温度对多异瓢虫成虫滞育解除的影响

6．1．3 数据分析

6．2 结果与分析

6．2．1 温度对多异瓢虫滞育解除的影响

6．2．2 光周期对滞育解除的影响

6．3 讨论

全文结论及创新点

参考文献

致谢

攻读硕士期间发表的学术论文目录