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世界性害虫西花蓟马(Frankliniella occidentalis(Pergande)),对世界各地的蔬菜和花卉造成巨大的经济损失。温度是影响昆虫种群动态的主要环境因子,极端温度更会对昆虫的生存、繁殖造成很大的影响。 依据田间高温闷棚实际,设置试验处理如下:45℃高温条件下热激西花蓟马亲代成虫、2龄幼虫2h,经过24h的恢复期后再进行相同的处理。测定了极端高温45℃对西花蓟马死亡率、繁殖力、生命表参数、小分子物质(乙酰胆碱酯酶、海藻糖、山梨醇含量)以及体内4个Hsps(Hsp90、Hsp701、Hsp702和Hsp60)的表达模式的影响。 45℃高温热激西花蓟马不同虫态后,观察西花蓟马不同虫态的死亡情况并计算死亡率,比较西花蓟马不同虫态的耐热性。结果表明,西花蓟马的各个虫态的死亡率都已超过50%,1龄若虫死亡率达到95%,2龄若虫为78.64%,预蛹和蛹的死亡率最高,达到了100%,成虫的死亡率最低,为58.62%,显著低于其他虫态。 45℃高温热激西花蓟马成虫和2龄幼虫后,测定孤雌生殖和两性生殖模式下成虫寿命和繁殖力。结果表明,其亲代成虫寿命明显缩短,F1代的幼虫数量和成虫数量明显减少,F1代存活率降低且后代雌雄性比下降,但是热激处理成虫的寿命及繁殖力明显高于热激处理2龄幼虫后代的。总之,45℃高温热激对F1代影响较大,F2代种群有所恢复。 研究了45℃高温热激西花蓟马成虫和2龄幼虫后,对其F1代生命表参数的影响。结果表明,热激处理成虫后,其后代在紫甘蓝上未成熟期为11.74d,比对照11.86d发育快,而热处理幼虫后其后代未成熟期为12.36d,其后代发育减慢。热激处理成虫后,其后代的APOP(成虫产卵前期)、TPOP(总的产卵前期)显著延长,分别是3.70d、15.67d;热激西花蓟马幼虫和成虫后,其后代的每雌产卵量分别是81.76粒和70.59粒,比对照的149.14粒显著减少;热激幼虫和热激成虫后其后代的净增值率R0分别为39.62和31.77,均比对照(74.59)显著降低。对照种群的内禀增长率rm(0.1806 day-1)显著大于热激后成虫(0.1443 day-1)和幼虫(0.1551 day-1),但是热激成虫和幼虫的rm没有显著性差异。 研究了45℃高温热激西花蓟马成虫和2龄幼虫后,对其F1、F2代乙酰胆碱酯酶、海藻糖含量、山梨醇含量的影响。结果表明,西花蓟马亲代成虫和2龄幼虫体内的乙酰胆碱酯酶比活力明显升高,并且影响到F1代和F2代种群,另外,热激亲代成虫的乙酰胆碱酯酶比活力高于热激2龄幼虫;西花蓟马亲代成虫和2龄幼虫在45℃热激2h后其体内的海藻糖含量明显降低,并且影响到F1和F2代种群,另外热激亲代成虫的海藻糖含量低于热激2龄幼虫;西花蓟马亲代成虫和2龄幼虫在45℃热激2h后其体内的山梨醇含量明显升高,并且热激亲代成虫的山梨醇含量高于热激2龄幼虫。 利用 qRT-PCR,检测了45℃高温处理后西花蓟马幼虫、成虫体内4个Hsps(Hsp90、Hsp701、Hsp702和Hsp60)的表达模式。结果表明,热激处理后4个Hsps基因的表达量都明显上升,Hsp90的表达变化最为明显,成虫的表达量是对照种群的5.26倍。对于Hsp90和Hsp60来说,热激后成虫的表达量高于幼虫;而Hsp701和Hsp702,热激后幼虫的表达量高于成虫。本研究结果明确了45℃的极端高温不仅对西花蓟马亲代的生长发育、繁殖、生命表参数、生理生化及分子机制产生了明显的影响,而且子代(F1、F2)也受到了高温热激的影响。同时,研究结果表明西花蓟马对极端高温的应对与其体内的小分子物质(乙酰胆碱酯酶、海藻糖和山梨醇)的含量以及体内的热激蛋白基因有一定的相关性。本研究的结果将有助于对西花蓟马如何响应环境温度变化的深入理解以及为制定该害虫综合治理策略提供理论依据。