粘虫是一种典型的密度依赖性变型的重大农业害虫,近年来对全国展开的危害调查发现群居型黑化幼虫已成为成灾种群典型的预警信息,且黑化粘虫对天敌入侵和病原物侵染的抵抗力也明显增强。因此,本实验在系统研究粘虫密度依赖性黑化与防御能力的基础上,测定其血淋巴相关免疫指标的变化,探明群居型与散居型粘虫免疫反应的差异,进一步研究神经递质多巴胺(DA)和5羟色胺(5-HT)对幼虫防御能力和免疫指标的影响。最后,综合分析侵染后幸存幼虫发育而来的成虫飞行和生殖行为的变化。为阐明粘虫密度依赖性防御反应机理与调节机制,解析田间黑化粘虫的成灾机制以及指导生物防治提供理论和实验依据。主要研究结果如下:研究明确了群居型和散居型粘虫免疫反应的差异。结果显示,群居型和散居型幼虫体液免疫指标和细胞免疫指标差异明显,总体上群居型均高于散居型;且绿僵菌侵染后,群居型和散居型幼虫免疫指标也产生相应的变化。群居型粘虫在绿僵菌侵染后6h,较对照相比蛋白含量显著升高,而散居型则明显降低;同时群居型粘虫酚氧化酶活性侵染后增强显著;溶菌酶活性的分析结果表明,群居型粘虫血淋巴中溶菌酶活性在侵染初期6h显著升高,而散居型粘虫在48h明显升高;对抗菌活性的研究发现,绿僵菌侵染后群居型和散居型粘虫抗菌活力48h前变化均不明显,而在72h时则出现相反的变化;群居型粘虫在侵染后6h、24h血细胞总数显著升高,而散居型粘虫在48h时才明显升高。进一步对免疫血细胞的比率分析发现,群居型粘虫在侵染后的6h、24h、72h浆血胞所占比率显著增加;而散居型粘虫中,则只在侵染后24h,浆血胞和粒血胞比率提高显著。这些结果表明群居型粘虫可能有一个更活跃的免疫系统,在免疫的激活与免疫能量的维持上有更大的优势,体现在主要免疫指标的升高,免疫应答的维持上。研究明确了群居型和散居型幼虫免疫反应的神经调节。群居型和散居型幼虫体内神经激素含量差异明显,总体上群居型DA含量高于散居型,而5-HT含量相异;绿僵菌侵染后,群居型DA和5-HT含量总体上呈升高趋势,而散居型DA含量也呈升高趋势,但5-HT呈先升高后下降趋势;进一步对群居型粘虫注射神经递质DA、5-HT后发现,群居型粘虫各免疫因子对神经递质生物胺有不同的时间响应动态。注射神经递质DA、5-HT后,群居型粘虫PO活性、抗菌活力在整体水平上均显著高于对照组,而蛋白含量和溶菌酶活力在注射后虽然也有上升,但总体上较对照组相比并无显著性差异。同时,注射神经递质DA、5-HT后对群居型粘虫防御能力也有一定的影响,注射DA后显著提高幼虫存活率,而注射5-HT幼虫存活率变化不显著。其原因是注射DA后体液免疫指标增加更加明显。神经递质DA、5-HT在粘虫免疫应答的激活和维持上起着关键作用,从而调控粘虫相关免疫反应的变化。研究明确了幼虫防御反应后幸存个体飞行和生殖的变化。研究结果发现,绿僵菌侵染对粘虫的飞行能力具有显著的影响,群居型和散居型粘虫幸存个体发育而来的成虫飞行能力均有增强,但群居型粘虫飞行能力的提升更加明显,飞行时间和距离均显著高于对照。而散居型和群居型粘虫成虫的生殖和寿命在侵染后并没有显著变化。这些结果表明绿僵菌侵染对粘虫的飞行能力比生殖能力可能具有更显著的影响,其飞行能力的增强也许是粘虫逃避不良环境的一种适应性行为对策。群居型和散居型粘虫行为方式、免疫能力的不同,从而在免疫后行为和发育方向上产生区别。