温度对稻虱缨小蜂(Anagrus nilaparvatae)及其体内共生菌的影响

摘要

本文采用人工气候培养箱模拟气候变暖,探究温度对连续世代稻虱缨小蜂Anagrus nilaparvatae(Pang et Wang)生态学、生物学特性及其体内共生菌菌群变化的影响,取得以下结果:
　　 一、温度对稻虱缨小蜂生态适应性的连续影响
　　 在22℃-34℃范围内,随着温度的升高稻虱缨小蜂的发育历期和寿命缩短,雌性比和羽化率下降；在28℃-34℃范围内,随着温度的升高稻虱缨小蜂的生殖力下降；且连续世代间有累积变化的趋势,尤其是在低温22℃和高温31℃-34℃条件下时,连续世代间的累积变化有显著性差异。值得注意的是在高温34℃条件下时,从第三代开始羽化率下降到30％,种群数量很难维持,该实验中34℃条件只饲养到第四代。
　　 二、温度对稻虱缨小蜂功能反应的持续影响
　　 在22℃-28℃范围内,稻虱缨小蜂对不同褐飞虱卵密度的搜索寄生能力增强,在28℃-34℃范围内对褐飞虱卵的搜索寄生能力减弱；在25℃-28℃范围内,连续世代间的稻虱缨小蜂对不同褐飞虱卵密度的搜索寄生能力没有差异也没有累积效应,而在22℃、31℃、34℃连续世代间的稻虱缨小蜂对不同褐飞虱卵密度的搜索寄生能力差异显著,随着世代数的增加搜索寄生能力累积减弱,说明低温和31℃以上高温对稻虱缨小蜂的搜索寄生能力影响显著。
　　 三、温度对稻虱缨小蜂体型大小的持续影响
　　 在22℃-28℃范围内,随着温度的升高稻虱缨小蜂雌雄成虫触角梗节和柄节两节长和鞭节顶部两节长有增长的趋势,且连续世代间随着世代数的增加也有增长的趋势。而稻虱缨小蜂雌雄成虫体长、后足胫节长和产卵管长随着温度的升高有缩短的趋势；在22℃-25℃范围内,连续世代间随着世代数的增加有增长的趋势,而在28℃-34℃范围内连续世代间随着世代数的增加有缩短的趋势。
　　 四、巢式PCR-DGGE分析缨小蜂体内Wilbachia的多样性
　　 采用引物315F/628R扩增Wolbachia16S rDNA基因片段,运用巢式PCR-DGGE可以灵敏、准确的检测缨小蜂体内Wolbachia的存在,并分析其多样性;运用PCR-DGGE分析wsp基因片段,可以快速、准确的对缨小蜂体内的Wolbachia进行种属鉴定和分型。通过分析表明稻虱缨小蜂体内的细菌主要是Acinetobacter sp.、Methylophilus sp.、Acidovorax sp.、Burkholderia sp.和Wolbachia sp.,样品TI、T2的稻虱缨小蜂中感染的Wolbachia属于A组的Mors亚组,样品P5的稻虱缨小蜂中感染的Wolbachia属于A组的Dro亚组。
　　 五、不同地理种群和不同生境缨小蜂体内细菌和Wolbachia的多样性
　　 亚洲不同地理种群缨小蜂体内细菌群落差异具有一定的纬度差异；基于wsp基因的检测结果表明菲律宾、越南和我国广西(G7)缨小蜂感染近似于A组Dro亚组的1种相同的Wolbachia,泰国和我国浙江缨小蜂除感染相同的Dro亚组Wolbachia外,还感染属于A组Mors亚组的1种Wolbachia；不同地理种群和不同生境缨小蜂体内细菌有明显的优势种属。
　　 六、温度对稻虱缨小蜂体内细菌和Wolbachia多样性的持续影响
　　 不同世代稻虱缨小蜂体内细菌群落结构差异显著,寄主的摄食行为和生理变化可能是重要影响因素,高温(31℃、34℃)对不同世代缨小蜂体内细菌群落有显著影响；基于16S rDNA基因的检测表明,低温(22℃、25℃、28℃)不影响稻虱缨小蜂体内Wolbachia群落结构,高温(31℃、34℃)引起稻虱缨小蜂体内Wolbachia群落结构显著变化;基于wsp基因的检测表明,高温(31℃、34℃)对继代缨小蜂体内Wolbachia有着持续影响。

目录

文摘

英文文摘

基金项目

致谢

前言

1 文献综述

1.1 气候变化对昆虫的影响

1.1.1 气候变暖导致昆虫地理分布扩大、越冬界限北移

1.1.2 气候变暖导致昆虫发生期提前

1.1.3 气候变暖导致昆虫与寄主植物及害虫.天敌同步性改变

1.1.4 气候变暖影响昆虫发育繁殖,导致昆虫种群数量发生变化

1.1.5 气候变化导致害虫迁移入侵风险增高、替代寄主和“绿色桥梁”引进的机会增大

1.1.6 气候变暖对昆虫产生影响的分子生物学、生态学和生理生化机制

1.2 稻虱缨小蜂的研究进展

1.2.1 稻虱缨小蜂的生物学特性

1.2.2 温度对稻虱缨小蜂的影响

1.2.3 水稻品种对稻虱缨小蜂的影响

1.2.4 稻虱缨小蜂与褐飞虱间的化学生态学

1.2.5 农药对稻虱缨小蜂的影响

1.2.6 稻虱缨小蜂的应用潜能

1.3 寄生蜂体内共生菌WOLBACHIA研究进展

1.3.1 寄生蜂体内共生菌Wolbachia的种类和分化

1.3.2 Wolbachia在寄生蜂中的传播方式

1.3.3 Wolbachia在寄生蜂体内的功能

1.3.4 温度对寄生蜂体内Wolbachia的影响

1.3.5 利用寄生蜂中的Wolbachia提高生物防控潜能

2 基本材料与方法

2.1 养虫设备

2.1.1 智能人工气候箱

2.1.2 养虫笼

2.1.3 养虫玻璃试管

2.1.4 吸虫管

2.2 供试材料

2.2.1 供试水稻

2.2.2 供试昆虫及种群的维持

2.3 实验仪器和试剂

2.3.1 主要实验仪器

2.3.2 主要实验试剂

2.4 软件操作系统

3 温度对稻虱缨小蜂生态适应性参数的连续影响

3.1 引言

3.2 材料与方法

3.2.1 越冬稻虱缨小蜂的采集

3.2.2 越冬稻虱缨小蜂的羽化时间和雌性比

3.2.3 越冬稻虱缨小蜂的寿命

3.2.4 供试水稻和昆虫的准备

3.2.5 稻虱缨小蜂幼虫期发育历期、羽化率和性比。

3.2.6 稻虱缨小蜂的成虫寿命

3.2.7 稻虱缨小蜂雌蜂寄生力

3.2.8 数据统计与分析

3.3 结果与分析

3.3.1 温度对越冬蜂成虫寿命的影响

3.3.2 温度对越冬稻虱缨小蜂雌性比的影响

3.3.3 温度对越冬稻虱缨小蜂羽化高峰和羽化时间的影响

3.3.4 稻虱缨小蜂在不同温度条件下的幼期发育历期

3.3.5 稻虱缨小蜂在不同温度条件下的雌性比

3.3.6 稻虱缨小蜂在不同温度条件下的成虫羽化率

3.3.7 稻虱缨小蜂在不同温度条件下的成虫寿命

3.3.8 稻虱缨小峰在不同温度条件下寄生力

3.4 讨论

4 温度对稻虱缨小蜂功能反应的持续影响

4.1 引言

4.2 材料与方法

4.2.1 寄主植物

4.2.2 供试昆虫

4.2.3 试验方法

4.2.4 功能反应计算

4.3 结果与分析

3.4 讨论

5 温度对稻虱缨小蜂个体大小的持续影响

5.1 引言

5.2 材料与方法

5.2.1 供试水稻和褐飞虱的准备

5.2.2 不同温度不同代别稻虱缨小蜂的饲养

5.2.3 稻虱缨小蜂个体大小测定

5.2.4 数据分析

5.3 结果与分析

5.4 讨论

6 应用巢式PCR-DGGE分析缨小蜂体内WOLBACHIA的多样性

6.1 引言

6.2 材料与方法

6.2.1 供试蜂种

6.2.2 基因组DNA提取

6.2.3 引物

6.2.4 巢式PCR-DGGE分析稻虱缨小蜂体内Wolbachia多样性的技术路线

6.2.5 PCR扩增方法

6.2.6 PCR产物的DGGE分析

6.2.7 DGGE条带的回收、克隆、测序、分析

6.3 结果与分析

6.3.1 缨小蜂总DNA的提取效果

6.3.2 缨小蜂体内细菌和Wolbachia多样性的DGGE分析结果

6.3.3 缨小蜂体内Wolbachia编码外膜蛋白基因(Wsp)的DGGE分析结果

6.4 讨论

7 不同地理种群和不同生境缨小蜂体内细菌和WOLBACHIA的多样性

7.1 引言

7.2 材料与方法

7.2.1 不同地理种群缨小蜂的采集

7.2.2 不同生境不同飞虱卵缨小蜂的采集

7.2.3 基因组DNA提取

7.2.4 巢式PCR-DGGE分析不同样品中细菌和Wolbachia的多样性

7.2.5 细菌群落结构差异的主成分分析

7.2.6 缨小蜂体内细菌的多样性指数(Shannon-Wiener index)

7.3 结果与分析

7.3.1 不同地理种群缨小蜂体内细菌群落结构与多样性

7.3.2 不同地理种群缨小蜂体内Wolbachia的多样性

7.3.3 不同生境缨小蜂体内细菌群落结构和多样性

7.3.4 不同生境缨小蜂体内Wolbachia的群落结构特征

7.4 讨论

8 温度对继代稻虱缨小蜂体内细菌和EVOLBACHIA多样性的影响

8.1 引言

8.2 材料与方法

8.2.1 不同温度不同代别稻虱缨小蜂的获得

8.2.2 基因组DNA提取

8.2.3 巢式PCR-DGGE分析不同样品中细菌和Wolbachia的多样性

8.2.4 细菌群落结构差异的主成分分析

8.3 结果与分析

8.3.1 温度对继代缨小蜂体内细菌群落结构和多样性的影响

8.3.2 温度对继代缨小蜂体内Wolbachia多样性的影响

8.4 讨论

9 总结与展望

参考文献(REFERENCES)

作者简历

攻读学位期间已发表和待发表的论文