环境胁迫条件下桔小实蝇生物学研究

摘要

桔小实蝇Bactrocera dorsalis(Hendel)是一种分布广泛，对热带、亚热带果蔬业造成严重危害的害虫，包括我国在内的多个国家和地区将其列为检疫对象，以严防其传入。本文结合有害生物风险评估和检验检疫中的实际问题，从逆境生物学的角度出发，选择了桔小实蝇在传入、定殖、扩散、发生为害、监测防控等过程中可能遭遇到的一些环境胁迫因子，研究了桔小实蝇在环境胁迫条件下的耐受能力、存活情况及生殖能力等生物学、生态学特性。主要研究结果如下： 1.从高温检疫处理的角度出发，研究了桔小实蝇三龄幼虫在高温胁迫下的反应。结果表明，不同的高温处理及其暴露时间不仅影响桔小实蝇死亡的发生时间，还引起桔小实蝇幼虫化蛹过程中的形态变异和羽化时间的推迟。46℃/≥30min和48℃/≥15 min的热处理使得大部分的桔小实蝇在处理后立即死亡(即死亡发生在幼虫期)，而43℃/40-60 min，46℃/10-25 min和48℃/5-10 min的热处理则使大部分桔小实蝇在蛹期死亡。在同一高温处理下，由急性死亡率计算所得到的致死时间要长于由延迟死亡率计算得到的致死时间。高温处理后存活的桔小实蝇幼虫在化蛹过程中形成四种不同形态的蛹，即正常形态蛹、花生状畸形蛹、酒瓶状畸形蛹和幼虫状畸形蛹。正常形态蛹的数量在高温下均与处理时间呈线性负相关关系。幼虫受到热伤害的程度越高，产生幼虫状畸形蛹的比例越高。在高温条件下，桔小实蝇的平均羽化时间随处理时间的延长先增加后降低，且最大值分别出现在40 min(43℃)、15 min(46℃)和10 min(48℃)。 2.不同发育时期的桔小实蝇在干燥胁迫(0％RH)和饱和湿度(100％RH)胁迫下的反应明显不同。在干燥胁迫下，桔小实蝇三龄老熟幼虫和1日龄蛹的致死时间(LT99)分别为0.46d和1.44d；5日龄蛹和9日龄蛹的羽化完全不受干燥胁迫的影响。老熟幼虫在干燥胁迫下的失水率随胁迫时间呈二次曲线上升，且在干燥胁迫初始阶段里水分损失量最多，占体内总含水量的22.5％；其失水率与死亡率之间呈“S”型曲线关系，当幼虫失水率达到29.1％，36.7％和43.0％时，其相应的死亡率分别为50％，90％和99％。在饱和湿度胁迫下，桔小实蝇三龄幼虫、1日龄蛹、5日龄蛹、9日龄蛹的致死时间LT99分别为3.06d、1.91d、7.53d和5.80d；桔小实蝇羽化的起始时间和羽化高峰随胁迫时间的延长而推后；平均羽化时间与饱和湿度胁迫时间之间呈线性正相关关系。 3.在饥渴胁迫的研究中发现，桔小实蝇雌雄虫之间的饥渴耐受能力基本没有差异，环境温度是影响桔小实蝇饥渴耐受能力的主要因素。温度越高，桔小实蝇在饥渴胁迫条件下的存活时间越短。在高温环境下(35℃)，水对于延长成虫的寿命有显著作用，而在适温环境下(25℃)，食物对于延长成虫寿命的作用较明显。不同日龄的成虫在同一饥渴胁迫处理方式下的存活时间不同，且在各温度下、同一饥渴胁迫处理中具有较长存活时间的成虫日龄不同。 4.营养胁迫对桔小实蝇的生殖能力和寿命具有十分明显的影响。一直供给高质量食物(富含营养物质)的桔小实蝇成虫，具有最多的产卵量、最短的产卵前期、较短的寿命，最大日产卵量的出现时间最早、水平最高；只供给碳水化合物的成虫，生殖能力最低，寿命较短。在有碳水化合物维持生存期间，获得高质量食物的天数越多，桔小实蝇的产卵总量越多，最大日产卵量的出现时间越早，存活率越低。雌虫早期取食高质量食物的频度决定了其产卵前期的长短，频度越高，产卵前期越短。高质量食物的循环间断获得引发桔小实蝇雌虫卵量出现循环变化，一个卵量循环周期内的高峰往往在摄取高质量食物后的2-4天内到达。桔小实蝇对营养物质的摄取经历和雌虫年龄，均是影响其老龄期生殖能力的重要因素。 5.寄主缺乏导致桔小实蝇雌虫的产卵总量下降，卵量的减少程度与寄主缺乏模式(何时缺乏)和寄主缺乏水平(缺乏的总天数)有关。同一寄主缺乏水平下，连续较长时间的寄主缺乏模式对桔小实蝇产卵总量的影响大于短时间间断性的寄主缺乏模式；同一寄主缺乏模式下，寄主缺乏天数多的处理对桔小实蝇产卵总量的影响大于寄主缺乏天数少的处理。无论是寄主短期缺乏还是长期缺乏，桔小实蝇均会在给与寄主的当天产下大量的卵。间断循环供给寄主使得桔小实蝇卵量随寄主的循环周期而呈周期性变化，且每个周期内的变化趋势相似。寄主缺乏时，桔小实蝇具有卵倾销行为，且在多时段寄主缺乏模式下的卵倾销量比单一时段寄主缺乏模式下的低。寄主缺乏使得桔小实蝇雌虫的寿命有所延长。 6.桔小实蝇交配延迟显著影响其雌虫的生殖能力和寿命。随着雌虫交配时间的延迟，其产卵总量呈指数下降，死亡率呈线性下降，雌虫产卵高峰出现时间推迟，且峰值降低。桔小实蝇雌虫老龄期(51-65日龄)的总卵量随交配时间的延迟呈“S”型变化，雌虫交配时间越晚，其老龄期的产卵量越多。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章前言

1.1桔小实蝇的研究概况

1.2环境胁迫对昆虫的影响

1.3本论文的研究目的及意义

第二章桔小实蝇幼虫在高温胁迫下的反应

2.1引言

2.2材料和方法

2.3结果与分析

2.3.1急性死亡率与延迟死亡率

2.3.2蛹形态分析

2.3.3成虫羽化情况

2.4讨论

第三章桔小实蝇在湿度胁迫下的反应

3.1引言

3.2材料和方法

3.3结果与分析

3.3.1沙子含水量对桔小实蝇羽化率及羽化时间的影响

3.3.2桔小实蝇幼虫和蛹体内含水量

3.3.3桔小实蝇在湿度胁迫下的耐受能力及羽化时间

3.4讨论

第四章饥渴胁迫对桔小实蝇成虫平均存活时间的影响

4.1引言

4.2材料和方法

4.3结果与分析

4.3.1 15℃下不同饥渴胁迫处理组的桔小实蝇成虫存活情况

4.3.2 25℃下不同饥渴胁迫处理组的桔小实蝇成虫存活情况

4.3.3 35℃下不同饥渴胁迫处理组的桔小实蝇成虫存活情况

4.4讨论

第五章营养胁迫对桔小实蝇生殖和寿命的影响

5.1引言

5.2材料和方法

5.3结果与分析

5.3.1营养胁迫对桔小实蝇平均每雌产卵总量的影响

5.3.2营养胁迫对桔小实蝇雌虫存活率的影响

5.3.3营养胁迫对桔小实蝇产卵前期和日产卵量的影响

5.4讨论

第六章寄主胁迫对桔小实蝇生殖的影响

6.1引言

6.2材料和方法

6.3结果与分析

6.3.1寄主缺乏对桔小实蝇平均每雌产卵总量的影响

6.3.2寄主缺乏对桔小实蝇雌虫死亡率的影响

6.3.3寄主缺乏对桔小实蝇雌虫日产卵量的影响

6.3.4对照组死亡雌虫与处理组死亡雌虫的卵巢比较

6.4讨论

第七章交配延迟对桔小实蝇生殖和寿命的影响

7.1引言

7.2材料和方法

7.3结果与分析

7.3.1交配延迟对桔小实蝇雌虫产卵总量的影响

7.3.2交配延迟对桔小实蝇雌虫死亡率的影响

7.3.3交配延迟对桔小实蝇雌虫日产卵量的影响

7.3.4交配延迟对桔小实蝇雌虫老龄期(51-65日龄)产卵量的影响

7.4讨论

结束语

参考文献

附录 在学期间发表(或待发表)的论文

致谢