大猿叶虫不同地理种群杂交后代生物学与滞育特性的研究

摘要

大猿叶虫Colaphellus bowringi Baly，属鞘翅目Coleoptera，叶甲科Chrysomelidae，无缘叶甲属Colaphellus，是一种重要的食叶性害虫，危害十字花科蔬菜植物，在国内分布广泛，主要危害白菜Brassica chinensis、萝卜Raphanus sativus等等。本实验供试的大猿叶虫虫源分别采自哈尔滨(45°8′N，126°6′E，简称HB种群)、山东泰安(36°2′N，117°1′E，简称TA种群)、修水(29°1′N，114°4′E，简称XS种群)和龙南(24°9′N，114°8′E,简称LN种群)。HB种群一年发生1代，发生为害出现在夏季，以成虫越冬。该种群滞育诱导完全受温度控制，与光周期无关。当温度≤28℃，成虫全部进入滞育，在温度为30℃时，非滞育个体仅有少数。TA种群一年主要发生2代，春季和秋季各1代，发生为害出现在春秋两季，以成虫越夏和越冬。该种群滞育诱导也受温度控制，与光周期无关。当温度≤25℃，成虫全部进入滞育，温度高于25℃时，有少数个体发育。XS种群和LN种群一年可发生4代，春季1代，以成虫越夏，秋季可繁殖3代，以成虫越冬。这两个地理种群有明显的光周期反应，属于短日照型昆虫，短日照能够诱导发育个体，长日照能够诱导滞育个体。然而，这两个地理种群的光周期反应高度取决于温度。XS种群在温度≤20℃时，无论光周期如何，成虫都进入滞育，只有在温度高于20℃时，才能产生非滞育的个体。LN种群则在温度≤18℃时，无论光周期如何，成虫均进入滞育，只有在温度高于18℃时，才能产生非滞育的个体。
　　 本论文以大猿叶虫哈尔滨种群、山东种群、修水种群、龙南种群为材料，研究了不同地理种群杂交后的生物学特性和后代滞育诱导的光周期反应及滞育的解除。
　　 1.大猿叶虫山东泰安种群与修水种群杂交后的生物学特性
　　 在22℃、光周期LD12∶12条件下，观察了大猿叶虫XS种群和TA种群及其杂交种群的产卵量、寿命及在25℃、28℃和30℃下诱导的滞育成虫的体重及其滞育的解除。结果表明，XS种群单雌平均总产卵量、前十天总产卵量及每天平均产卵量均显著高于TA和杂交种群。TA种群单雌平均总产卵量高于杂交种群，但没有显著差异。♀XS×♂TA杂交种群单雌平均总产卵量高于♀TA×♂XS杂交种群。XS自交种群雌虫寿命显著高于TA自交种群及其杂交种群，但雄虫寿命没有显著差异。XS种群雌雄体重都显著大于TA种群的体重，其杂交后代的体重则介于XS种群和TA种群的体重之间，♀XS×♂TA后代的体重均大于♀TA×♂XS后代的体重，这说明母本对子代影响要大于父本。TA种群、XS种群及杂交后代种群的雌雄体重均随温度的升高而减小。滞育解除实验表明，XS种群、TA种群、♀XS×♂TA及♀TA×♂XS杂交种群的滞育个体的滞育解除少部分在2009年秋季出土繁殖，大部分都在2010年春季出土繁殖;♀XS×♂TA杂交种群后代的滞育个体在秋春季出土繁殖的数量基本与XS种群相似;♀TA×♂XS杂交种群后代的滞育解除率则类似于TA种群。
　　 2.大猿叶虫哈尔滨种群和泰安种群杂交后的生物学特性
　　 在22℃、光周期LD12∶12条件下，观察了大猿叶虫TA种群和HB种群及其杂交种群的产卵量、寿命及在25℃、28℃和30℃下诱导的滞育成虫的体重及其滞育的解除。结果表明，大猿叶虫♀TA×♂HB、♀HB×♂TA杂交种群总产卵量显著低于TA自交种群和HB自交种群。♀TA×♂HB杂交种群的雌雄虫寿命比♀HB×♂TA杂交种群雌雄虫寿命短。♀TA×♂HB与♀HB×♂TA杂交种群体重均介于TA与HB自交种群之间;♀TA×♂HB均高于♀HB×♂TA杂交种群体重，这仍说明母性遗传作用更大。TA种群、HB种群、♀TA×♂HB与♀HB×♂TA杂交种群的体重均随温度的升高而减小。♀TA×♂HB与♀HB×♂TA杂交种群孵化率要高于TA和HB自交种群，但差异不显著。滞育解除表明，TA种群、♀TA×♂HB与♀HB×♂TA杂交种群秋季出土繁殖数量明显都少于春季，哈尔滨越冬种群第二年全部出土繁殖。
　　 3.大猿叶虫不同地理种群杂交后滞育诱导的光周期反应
　　 在25℃、28℃条件下，分别观察了大猿叶虫XS种群与TA种群杂交及TA种群与HB种群杂交的滞育诱导的光周期反应。结果表明，♀XS×♂TA杂交种群显示了明显的短日照型光周期反应，类似XS种群。而♀TA×♂XS杂交种群没有明显的光周期反应，类似TA种群。这一结果提示杂交种群光周期反应受母性遗传控制。在25℃、28℃条件下，TA种群和HB种群无光周期反应，滞育率在各种光周期下均很高，而♀HB×♂TA杂交种群显示了短日照型的光周期反应，在短日照下的滞育率明显低于双亲。两个高滞育的种群杂交产生低滞育后代的现象是罕见的，有待进一步证实。
　　 4.大猿叶虫哈尔滨种群与龙南种群的杂交后的生物学特性
　　 在22℃、光周期LD12∶12条件下，观察了大猿叶虫LN种群和HB种群及其杂交种群的产卵量、寿命及在25和28℃下诱导的滞育成虫的体重。结果表明，杂交种群♀LN×♂HB和♀HB×♂LN的平均每雌总产卵量均明显低于LN种群和HB种群。♀LN×♂HB杂交种群卵孵化率接近LN种群，♀HB×♂LN杂交种群孵化率类似于HB种群，处理间没有显著差异。♀LN×♂HB杂交种群雌虫寿命类似于LN种群，♀HB×♂LN杂交种群雌虫寿命类似于HB种群。杂交种群♀LN×♂HB和♀H B×♂LN的体重均介于双亲之间，表明体重的遗传是由多基因控制的。杂交种群♀LN×♂HB的体重显著高于♀HB×♂LN杂交种群，说明母性在体重遗传上发挥更大的作用。

目录

声明

摘要

第一章 综述

1．1 前言

1．2 昆虫繁殖力的地理变异

1．3 昆虫体重及体型大小的地理变异

1．4 滞育遗传研究

1．4．1 多基因控制滞育

1．4．2 孟德尔遗传性

1．5 研究内容及意义

第二章 大猿叶虫修水种群和泰安种群杂交后代的生物学特性

2．1 前言

2．2 材料与方法

2．2．1 供试虫源

2．2．2 试验方法

2．2．3 数据处理

2．3 结果与分析

2．3．1 产卵量及寿命

2．3．2 大猿叶虫不同地理种群体重的比较

2．3．3 温度对大猿叶虫体重的影响

2．3．4 滞育解除

2．4 讨论

第三章 大猿叶虫哈尔滨种群和泰安种群杂交后代的生物学特性

3．1 前言

3．2 材料与方法

3．2．1 供试虫源

3．2．2 试验方法

3．2．3 数据处理

3．3 结果与分析

3．3．1 产卵量动态

3．3．2 日平均产卵量

3．3．3 总产卵量

3．3．4 寿命

3．3．5 不同地理种群大猿叶虫体重的比较

3．3．6 温度对大猿叶虫体重的影响

3．3．7 孵化率

3．3．8 滞育解除

3．4 讨论

第四章 大猿叶虫不同地理种群杂交后代滞育诱导的光周期反应

4．1．前言

4．2 材料与方法

4．2．1 供试虫源

4．2．2 试验方法

4．2．3 滞育判断

4．2．4 数据处理

4．3 结果与分析

4．3．1 大猿叶虫泰安与修水种群杂交后滞育诱导的光周期反应

4．3．2 大猿叶虫泰安与哈尔滨种群杂交后滞育诱导的光周期反应

4．4 讨论

第五章 大猿叶虫哈尔滨种群与龙南种群杂交后的生物学特性

5．1 前言

5．2 材料与方法

5．2．1 供试虫源

5．2．2 实验方法

5．2．3 数据处理

5．3 结果与分析

5．3．1 哈尔滨种群(HB)和龙南种群(LN)的正反杂交产卵量

5．3．2 正反杂交孵化率

5．3．3 正反杂交寿命

5．3．4 大猿叶虫不同地理种群杂交体重的比较

5．4 讨论

第六章 结论

参考文献

致谢

附录