亚洲玉米螟光周期诱导的滞育遗传及与温度和纬度相关的生活史特性研究

摘要

亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis Guenée(鳞翅目，螟蛾科)，是玉米上的重要害虫。在我国分布广泛，在短日照条件下以老熟幼虫进入越冬滞育。因此该虫是研究幼虫光周期诱导的滞育遗传和生活史特性的地理变异的一种理想模式生物。本文我们主要研究了幼虫滞育的遗传和与温度和纬度相关的生活史特性。结果如下：
　　1亚洲玉米螟光周期诱导的滞育遗传
　　亚洲玉米螟O.furnacalis光周期诱导的滞育显示了显著的地理变异。采自合肥市（HF）的亚热带种群在短光周期下进入滞育，然而采自乐东市（LD）的热带种群在相同的条件下几乎没有滞育反应。这两个种群杂交被用来研究滞育的遗传。HF种群显示了典型的长日照反应，在22℃，25℃和28℃的临界光周期分别为14.97h,14.60h和13.68h。LD种群在22和25℃下显示了微弱的光周期反应。杂交F1代也显示了长日照反应，且临界光周期显著短于HF种群。然而，LD× HF（雌×雄）的临界光周期显著长于HF×LD的临界光周期，这表明在滞育的诱导显示了性连锁遗传，父本对F1代的影响更大。与HF回交的处理的临界光周期高于与LD回交的处理。滞育的遗传是否符合加性模型，取决于饲养的光周期，滞育能力是通过不完全显性的方式遗传的。不同于滞育的诱导，正反交处理的滞育持续期受到的亲本的影响相同，这表明亚洲玉米螟滞育的发生和维持是由不同的机制控制的。
　　2亚洲玉米螟与温度和纬度相关的生活史特性的变异
　　在较大幅度的温度范围内调查了亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis热带乐东种群（LD），亚热带广州（GZ）和永修（YS）种群，温带廊坊（LF）种群生活史特性的地理变异。结果表明，所有种群的雌虫和雄虫的幼虫期、蛹期、幼虫期+蛹期均随着温度的升高而显著缩短，生长速率随着温度的升高而增大。在所有温度下雌幼虫期比雄幼虫期长，然而在所有温度下雄蛹期比雌蛹期长。除26℃ LD种群和32℃ GZ种群除外，总的发育时间（从孵化到羽化）在所有温度下雌虫均长于雄虫。蛹重显著受温度、种群和性别的影响，显示了显著的温度×种群×性别的交互作用，但温度对雄蛹重的影响与雌蛹重的影响有所不同。有趣的是，体重和饲养温度之间的关系没有遵循温度-体积法则，所有的种群在高温或中性的温度下获得了最高的蛹重和成虫重。同一温度下的所有种群的雌性蛹重和成虫重均显著大于雄性，显示了雌性偏向的性二型性。所有种群的性二型指数均随着温度的升高而增加，显示了反Rensch法则。温度、种群和性别对成虫重也有显著的影响。雄蛹在变形时的失重比显著高于雌蛹。不同种群之间的失重比也存在着显著差异。所有种群雌雄成虫寿命均随着温度的升高而显著缩短。在雌雄之间，所有温度下，所有的种群显示了一种雌性倾向的成虫寿命，雌虫的平均寿命显著长于雄虫。
　　总的发育时间并没有显示纬度变异，YX种群在20、22、24、26、28和30℃时具有最长的发育时间，但是32℃没有。总的发育时间在20和22℃时LF种群最短。生长速率并没有显示纬度变异。在20和24℃时LF种群的生长速率最高，而在26、28和30℃时生长速率最高的为GZ种群。不同种群间的蛹重存在着显著的差异。在20、22、24、26、28和30℃时GZ种群雌蛹重最重，然而LF种群雌蛹重则在24、26、28、30和32℃时最轻。GZ种群显示了最大程度的二型性而LF种群的二型性指数最低。在同一温度下不同种群的成虫寿命显著不同。温度×种群显著的交互作用表明种群间寿命的差异随着温度的不同而不同。
　　本实验所有有关生活史特性的结果表明生活史的模型随着温度和纬度而改变。因此，我们的结果强调了在做生活史试验时采用更多的种群并在更宽的环境条件的重要性。

目录

声明

第一章 综 述

1昆虫滞育

2滞育的地理变异

2.1滞育诱导的地理变异

2.2临界光周期的地理变异

2.3滞育强度的地理变异

3滞育遗传分析

4生活史相关的理论研究

4.1生活史理论

4.2可塑性理论

4.3发育时间与体型关系的理论

5生活史特性与适应性的关系

5.1成虫体型与适应性的关系

5.2发育时间与适应性的关系

5.3生长速率与适应性的关系

6温度对生活史特性的影响

6.1温度对发育时间的影响

6.2温度对体型的影响

6.3温度对生长速率的影响

6.4温度对成虫寿命的影响

7生活史特性的地理变异

7.1昆虫体重和体型大小的地理变异

7.2发育时间的地理变异

8性别对生活史特性的影响

8.1性别对昆虫体型的影响

8.2性别对发育时间的影响

8.3性别对寿命的影响

9研究内容和意义

第二章亚洲玉米螟光周期诱导的滞育遗传

1前言

2 材料和方法

2.1 供试虫源和饲养方法

2.2 自交和杂交

2.3 滞育解除

2.4 数据分析

3 结果与分析

3.1 两个种群及其F1代的光周期反应曲线

3.2 回交和F2的光周期反应曲线

3.3 滞育的遗传分析

3.4 幼虫滞育的持续期

4 讨论

第三章 亚洲玉米螟与温度和纬度相关的生活史特性的变异

1前言

2材料和方法

2.1供试虫源

2.2实验方法

2.3 统计方法

3 结果

3.1 成虫前生活史特性的比较

3.2 成虫生活史特性的比较

4讨论

参考文献

致谢

附录