论文部分内容阅读
玉米黄呆蓟马Anaphothrips obscurus(Müller)属于缨翅目Thysanoptera蓟马科Thripidae,广泛分布于世界温带地区,是禾本科作物及牧草上的重要害虫之一。其成虫和若虫吸食寄主植物汁液,造成叶片干枯、畸形,影响农作物产量。玉米黄呆蓟马为产雌孤雌生殖,具有翅多型现象。昆虫翅多型研究是当前昆虫表型可塑性研究的重要分支,研究玉米黄呆蓟马翅多型对于理解种群动态、翅的进化及适应性具有重要意义,同时为进一步深入揭示翅型分化的机理与制定害虫综合防治策略奠定良好的基础。 本文首先研究了温度对玉米黄呆蓟马存活、发育、繁殖及种群增长的影响,构建了依赖温度的模型。其次从形态学、发育及繁殖生物学、生理学角度系统比较了玉米黄呆蓟马长、短翅型个体之间的适合度差异,验证了长、短翅型飞行与繁殖之间的权衡关系(trade-off)。最后从环境因素和外源激素方面探究了该蓟马翅型分化的决定因素。主要研究结果如下: 1、实验室条件下比较了不同温度对玉米黄呆蓟马种群动态的影响。在15℃、20℃、25℃、30℃、32℃条件下该蓟马均能够完成发育。15℃孵化率最低,25℃最高,35℃没有卵孵化;发育速率随着温度的升高线性增长;完成从卵到成虫的发育所需要的发育起点温度和有效积温分别为10.6℃和200日度;成虫寿命随着温度的升高而降低,从15℃的64.87天降到32℃的16.41天;20℃单雌总产卵量最高,为162粒/头;30℃单雌每日产卵量最高,为7.83粒/天/头;构建了依赖温度的总繁殖力、特定年龄累积繁殖率及特定年龄存活率模型;在30℃和32℃条件下内禀增长率(0.239和0.250)显著高于其他温度。 2、不同翅型形态特征测量结果表明,长翅型比短翅型具有更大的中胸宽,头宽则相反,体长无差异;对不同翅型触角感器形态观察发现,玉米黄呆蓟马触角感器的类型、数量和分布均没有差异,但在锥形感器SB1长度以及B(o)hm氏鬃毛BB、刺形感器SCh1、SCh3、腔锥形感器SCo基部直径上长翅型大于短翅型;对不同翅型具翅胸节超微结构观察发现长翅型的飞行肌发育更加完全,功能性更强。 3、通过比较20℃及25℃条件下玉米黄呆蓟马不同翅型生活史特征发现,玉米黄呆蓟马长翅型的世代发育历期、产卵前期均显著长于短翅型;两型之间成虫寿命、存活率及总产卵量没有显著差异,然而短翅型的早期产卵量显著高于长翅型。 4、通过测定不同翅型在不同发育阶段能量物质含量发现,甘油三酯含量在蛹期与成虫的四个发育阶段不同,蛹期短翅型高于长翅型,而成虫不同发育阶段虽然长、短翅型之间没有差异,但长翅型均较高于短翅型;蛋白质含量在不同发育阶段呈现一致的规律,即短翅型高于长翅型;不同翅型在发育各个阶段糖原含量变化不定,蛹期没有差异,成虫早期(羽化第3天)短翅型高于长翅型,而成虫后期(羽化第5天、第7天)与早期相反。 5、通过改变非成虫阶段的非生物及生物因子探索其对玉米黄呆蓟马翅型分化的影响。结果表明:非成虫阶段的温度条件、寄主植物种类以及密度显著影响蓟马成虫长短翅型的比率,光周期对蓟马翅型分化则没有作用。低温(15℃)可以诱导短翅型的发育,而高温(30℃)、高密度条件(10头/瓶)可促进长翅型的发育。另外,密度转换试验结果表明若虫阶段较预蛹、蛹期对密度更加敏感。 6、通过外源激素(烯虫酯和20-羟基蜕皮激素)处理玉米黄呆蓟马非成虫阶段,探究激素对翅型分化的影响。结果表明:用不同浓度的烯虫酯点滴不同龄期玉米黄呆蓟马,一龄的1mg/mL,三龄的1mg/mL、100μg/mL激素处理后,在较高的密度条件下,成虫的短翅率显著高于对照,但总体短翅率低于30%。而以1mg/mL浓度的烯虫酯处理一龄若虫,单头饲养,成虫短翅率高于80%,但与对照没有显著差异。同时,无论是高密度不同浓度的20-羟基蜕皮激素处理不同龄期若虫,还是单头1mg/mL浓度20-羟基蜕皮激素处理一龄若虫,成虫的长翅率均与对照没有显著差异。 综上所述,温度可显著影响玉米黄呆蓟马的存活、发育、繁殖及种群增长,最适温度在25-30℃之间;通过形态学、生物学、生理学研究验证了玉米黄呆蓟马两型之间存在飞行和繁殖权衡;温度、寄主植物种类及种群密度可调控翅型分化,且外源激素无明显调控作用。然而,关于玉米黄呆蓟马翅型分化的生理及分子机制还有待进一步研究。