龟纹瓢虫的光色趋性及复眼结构基础

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龟纹瓢虫Propylaea japonica(Thunberg)是大田、蔬菜、果树、林地等生境的捕食性天敌优势种,是蚜虫、粉虱等害虫的自然控制因子,生防价值较大,应用前景广阔。近年来诱虫灯、粘虫板等光色诱集技术迅速发展,其对天敌、中性昆虫等的影响及程度如何尚不清楚。基于此,本文利用行为学、电镜等方法系统研究了龟纹瓢虫光色趋性、对紫外的敏感光强、复眼显超微结构在不同光刺激时长和不同紫外光强度下的变化,以期揭示其光色趋性的决定因素及其结构基础,为研发绿色、高效、简便、靶标性强且生物、生态安全的新型昆虫监测和害虫防控光源、色板提供科学依据和理论指导。主要结果如下:1.龟纹瓢虫的波长行为反应365nm-655nm波谱范围内,龟纹瓢虫雌、雄单性种群和混合种群(雌雄性比1:1)均明显偏好365nm、465nm和525nm,其中对紫外365nm的选择率均最高(25%以上),465nm和525nm次之,选择率亦均达14%以上,性别对该波长行为反应无显著影响。以光强度为100lux的400-655nm波段的6个LED灯为对照,比较了混合种群在紫外3个光强度(10、100、300lux)的行为反应。发现随光强度增强,其选择率逐渐上升,依次为17.14%、25.39%、35.24%,且在100lux以上时均显著高于对照。说明光强度对其趋光行为有一定的影响,但波长是决定其趋光行为的决定因子。2.龟纹瓢虫的光强行为反应选定龟纹瓢虫最偏好的紫外365nm,1-5000lux光强度范围内,龟纹瓢虫雌、雄单性种群和混合种群显著偏好1000-5000lux高光强区,选择率均最高,依次为70.14%、69.88%、52.44%。10-100lux 弱光强区次之,选择率依次为 14.45%、11.05%、34.69%在10-100lux区间内,混合种群显著高于单性种群。在1000-5000lux区间内相反。表明性别对其光强行为反应具有显著影响。3.龟纹瓢虫的颜色行为反应及其田间验证龟纹瓢虫对黄、绿、橙色具有明显偏好,黄色的选择率依次为混合种群(46.08%)>雌性种群(40.86%)>雄性种群(37.24%),绿色的选择率依次为雄性种群(26.55%)>雌雄混合种群(19.60%)>雌性种群(18.29%),橙色的选择率依次雌性种群(16.83)>混合种群(16.54%)>雄性种群(15.13%)。田间与室内研究结论一致,黄板诱集的数量要显著高于其他颜色,选择率为57.48%。表明龟纹瓢虫对黄色有明显趋性,且性别对其颜色行为反应有显著影响。4.龟纹瓢虫的亮度行为反应龟纹瓢虫对暗黄色和黄绿色有明显偏好。暗黄色的选择率依次为混合种群(21.32%)>雌性种群(15.27%)>雄性种群(13.92%),黄绿色的选择率依次为雄性种群(17.41%)>雌性种群(13.57%)>混合种群(13.04%)。对浅黄色的趋性最低,选择率依次为雌性种群(4.88%)>雄性种群(5.19%)>混合种群(5.05%)。表明性别影响着其对不同亮度黄的趋性。5.刺激时长和不同光强度紫外刺激下龟纹瓢虫小眼的显超微结构龟纹瓢虫雌性成虫的小眼长度要高于雄性,平均长度分别为432.40±3.59 μ m、355.16±5.21μm。在光刺激时长和不同光强度紫外刺激下,小眼主要发生两方面的变化:晶锥的伸缩和开闭及远心端色素颗粒的移动。在暗适应和5、30min光刺激下,晶锥逐渐伸长、晶锥近心端宽度和视杆与晶锥连接处角度都逐渐变小。黑暗状态下远心端中央视杆无色素颗粒填充,随着光刺激时间的增加,远心端中央视杆周围的色素颗粒数量越多。在黑暗,1、10、100、1000、5000lux紫外光刺激下,晶锥逐渐伸长、近心端宽度和视杆与晶锥连接处角度都逐渐缩小。在黑暗状态下远心端中央视杆周围无色素颗粒填充,随着紫外光强度的增加,色素颗粒数量逐渐增加,且在1000、5000lux的刺激下,远心端色素颗粒将晶锥与中央视杆分隔。表明其在逐步向高光强移动时小眼能够通过晶锥的开闭及中央视杆色素颗粒的纵向移动、数量的逐步增加来调节光通量来适应光强的变化。因此其趋光行为与内部结构变化存在着密不可分的关系。以上结果表明其龟纹瓢虫偏好紫外的高光强区间,且光强度和性别影响其波长行为;显著偏好黄色且对暗黄和黄绿色有明显的偏好,田间和室内结果一致;随着刺激时长的增加和逐渐趋向高光强紫外时,其复眼会通过晶锥的伸缩和开闭及中央视杆色素颗粒的移动来适应光环境的变化。试验结果为解释灯光及色板杀伤天敌提供一定的理论数据指导,为研究靶标精准的诱虫灯及色板提供技术支持。
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