温热带地区不同生物型棉蚜对夏寄主的适应性研究

摘要

棉蚜是农业、畜牧业最主要的世界性害虫之一。在适应不同地区，寄主及其他各种复杂的环境条件的过程中，棉蚜逐渐形成了极为复杂的生活史，寄主专化型和不同的生殖模型。它兼有孤雌生生殖和两性生殖，有研究说前者比后者有更强的进化优势。但是在热带地区生活终年营孤雌生殖的棉蚜是否有足够的进化动力？有自然状态下，寄主转换现象会不会发生？有无取食经验对于成蚜的寄主选择有着什么样的联系？到目前为止，这些问题还没有精确而全面的回答。
　　目前的研究表明棉蚜至少有两种寄主专化的生物型，一种在棉花上，一种在葫芦科作物上。为弄清两种寄主专化型棉蚜在寄主变化后的适应度的变化，作者进行了以下两个方面的研究:一是测定两种生物型棉蚜在不同作物上的适应能力、偏好性及种群增长率;二是测定有无取食经验的棉蚜在以上方面有无差异。根据成蚜有无取食经验及所在的寄主植物，分为C-WE（有取食经验的棉花种群）、C-NE（无取食经验的棉花种群）、M-WE（有取食经验的甜瓜种群）和M-NE（无取食经验的甜瓜种群）。结果如下:
　　在转换寄主后适应性试验中，棉花种群被转到甜瓜上时，成蚜寿命为39.83±2.88h(C-WE)，62.58±3.50h(C-NE)比转到原寄主棉花的成蚜寿命明显降低，而与转接后无食物的培养皿中的成蚜寿命无明显差异。甜瓜种群的成蚜被转到棉花植株时也有同样的表现。甜瓜种群寿命32±5.28h(M-WE)，46.93±2.47h(M-NE)比转到原寄主甜瓜上的寿命明显减少，而与无食物的蚜虫寿命明显差异。甜瓜种群比棉花种群有更长的存活时间，M-NE比M-WE有更长的存活时间，且他们之间均存在着明显差异。有无取食经验对棉花种群的雌成蚜存活时间则无影响。从生殖力来分析，转接到原寄主时，M-NE产蚜量最高（31.44±3.27），与M-WE产蚜量（26.33±2.99）有显著差异。而有无取食经验对棉花种群的产蚜量无影响。从棉花转接至甜瓜、从甜瓜转接至棉花与无食物时成蚜的产蚜量之间无明显差异。
　　在对两种寄主自然选择试验中，不管是棉花种群还是甜瓜种群，其对原寄主的选择都呈强选择性。有无取食经验对其影响不大。甜瓜种群对原寄主的选择性比棉花种群强。24h与48h后棉花种群对选择原寄主棉花的蚜虫比选择甜瓜的数量之间存在着明显差异，说明其有重新选择的现象。甜瓜种群24h即呈现对原寄主甜瓜的强选择性，48h仍有部分蚜虫从棉花转移到甜瓜，其选择棉花和甜瓜的数量之间皆有明显差异。M-WE比C-WE具备更高的产若蚜能力。M-NE选择甜瓜后若蚜增长速率比M-WE增长更快。
　　在嗅觉测定试验中，棉花种群和甜瓜种群都更倾向于选择原寄主。C-WE选择新寄主甜瓜的蚜虫数量更多。M-WE在对棉花和水对照进行选择时，对棉花的选择明显增多，且两者差异明显。M-NE在对棉花-水对照的选择中对水对照的选择更多。从蚜虫的选择速度上来分析，C-WE在对棉花-甜瓜进行选择时爬向棉花的时间(258.11±11.55s)比爬向甜瓜的时间（281.52±19.64s）更短。C-NE在对棉花-甜瓜，棉花-水对照，甜瓜-水对照进行选择时，其爬行时间上无显著差异。M-WE在对棉花-甜瓜进行选择时，选择棉花的时间（242.21±11.14s）比选择原寄主甜瓜用的时间（273.6±44.21s）少。M-NE在对棉花-水对照进行选择时，选择棉花的时间（366.43±53.04s）则明显要长一些，而更快地爬向清水（250.35±33.47s）;而在对甜瓜-水对照作选择时，则更快地爬向原寄主甜瓜（281.60±18.24s）。C-WE在对甜瓜-棉花进行选择时，爬向棉花及甜瓜的时间都要比M-WE需要的时间长;M-NE对于棉花-水对照进行选择时，选择棉花所用时间（366.43±53.04s）明显比C-NE所用时间(209.61±2.24s)长，两者之存在明显差异。
　　在对棉花及10种葫芦科作物的选择试验中，棉花种群的棉蚜对杂交葫芦、小西葫芦表现出强选择性及适应性，而对香瓜、黄瓜、西瓜及甜瓜均不选择;甜瓜种群对甜瓜、香瓜、南瓜、黄西葫芦、大西葫芦、杂交葫芦等均表现较强选择性，而对棉花及小西芦表现不选择。但是，甜瓜种群在小西葫芦上也能产若蚜并存活。从而证明小西葫芦是两种寄主型棉蚜的共同寄主，有可能成为两者相互转换的桥梁寄主。棉花种群的有翅雌成蚜24h后对杂交葫芦的选择性最强，其次为南瓜、棉花、黄西葫芦、小西葫芦、大西葫芦;最后为香瓜、黄瓜、西瓜、冬南瓜及甜瓜。甜瓜型棉蚜而在香瓜、西瓜上的种群增长率最高，与其他各寄主存在统计学意义上的明显差异;其次为甜瓜;再次为南瓜、小西葫芦、冬南瓜;再次为黄瓜、黄西葫芦、大西葫芦及杂交葫芦，在棉花上不能存活。

目录

声明

摘要

1．前言

1．1 棉蚜分布及寄主范围

1．2 蚜虫和寄主的关系

1．2．1 昆虫寄主专化性及研究进展

1．2．2 昆虫对寄主的选择利用

1．2．3 昆虫寄主转化研究进展

1．3 蚜虫生殖方式及生活史

1．3．1 蚜虫生殖方式的演变

1．3．2 蚜虫生活周期的分化

1．3．3 蚜虫孤雌生殖及其生态学意义

1．4 蚜虫多型性及其生物学意义

1．4．1 蚜虫的多型性

1．4．2 有翅蚜的生物学代价

1．5 本研究的目的及意义

2．材料和方法

2．1 试验材料

2．1．1 供试棉蚜

2．1．2 寄主植物

2．1．3 “Y”形管嗅觉测定仪

2．2 试验方法

2．2．1 两个种群的棉蚜转换寄主后适应力的观察(Host Adaptation-No-choice Test)

2．2．2 两个种群的有翅成蚜对棉花和甜瓜的选择(Host Adaptation-Choice Test)

2．2．3 两个种群的有翅成蚜“Y”形管嗅觉测定

2．2．4 两个种群对不同夏寄主葫芦科作物的选择

3．数据分析

4．结果分析

4．1 两个种群的棉蚜转换寄主后成蚜寿命及生殖力的观察

4．1．1 两个种群的棉蚜转换寄主后成蚜寿命的观察

4．1．2 两个种群的棉蚜转换寄主后成蚜生殖力的观察

4．2 两个种群的有翅成蚜对棉花和甜瓜的自然选择

4．2．1 有无取食经验的两个种群对棉花和甜瓜的选择

4．2．2 有无取食经验的两个种群选择棉花和甜瓜后的种群增长

4．3 两个种群的有翅成蚜“Y”形管嗅觉测定

4．3．1 两个种群的有翅成蚜对寄主的选择

4．3．2 两个种群对不同寄主选择时间的比较

4．3．3 有、无取食经历对成蚜寄主选择时间的影响

4．4 两个种群对不同夏寄主葫芦科作物的选择

4．4．1 棉花型棉蚜种群对不同寄主植物的选择性

4．4．2 棉花种群对不同夏寄主的适合度

4．4．3 甜瓜种群棉蚜对不同寄主的选择性

4．4．4 甜瓜种群棉蚜对不同寄主的适合度

5．讨论

5．1 本试验选择用有翅蚜做研究对象的意义

5．2 两个种群棉蚜转换寄主后的适应性分析

5．3 两个棉蚜种群的嗅觉反应和对寄主的选择性与其化学感受机制

5．4 两个种群对不同夏寄主葫芦科作物的选择

5．5 本研究对于监测和控制棉蚜的实践意义

6．总体结论

6．1 两个种群的棉蚜转换寄主后适应力的观察

6．2 两个种群的有翅成蚜对棉花和甜瓜的自然选择

6．3 两个种群的有翅成蚜“Y”形管嗅觉测定

6．4 两个种群对不同夏寄主葫芦科作物的选择

参考文献

致谢

攻读博士期间发表的论文