黑带食蚜蝇迁飞模式研究

来源 :中国农业科学院 | 被引量 : 1次 | 上传用户:xlj368
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食蚜蝇(双翅目:食蚜蝇总科)是世界范围内广泛分布的重要经济昆虫,大约1/3种类的幼虫捕食蚜虫等害虫。同时,其成虫大多具有访花的习性,是继蜜蜂之外的第二大类传粉昆虫。国外研究已表明多数食蚜蝇尤其是捕食性食蚜蝇具有远距离迁飞性,且迁飞对传粉和生防功能有重要的促进作用。本文以我国常见种类黑带食蚜蝇Episyrphus balteatus(De Geer)为研究对象,利用高空测报灯系统监测了渤海湾跨海迁飞种群动态并运用轨迹分析、碳、氢稳定性同位素示踪、花粉标记等多种技术手段和方法,研究了黑带食蚜蝇迁移路径、幼虫寄主来源、成虫蜜源植物、地理种群遗传多样性、遗传结构及种群历史动态等。主要研究结果如下:1、证实了黑带食蚜蝇在中国东部地区存在远距离迁飞活动并阐明了其跨海迁飞动态的年际性和季节性波动规律。2003-2018年,监测点高空诱虫灯上长期以来都有该物种的记录,其中2009年诱捕量最多,为5068头,2018年诱捕量最少,为365头;该物种跨海迁飞一般从4月底开始持续至10月,其中多在在5月下旬至6月和8月底至9月初会出现两个明显的迁飞高峰期,据此种群消长动态规律可分为春-夏季迁飞期(4-6月份)和秋季迁飞期(9-10月份)。2、利用轨迹模拟分析了黑带食蚜蝇两个迁飞时期虫源性质。春-夏季迁飞期的黑带食蚜蝇主要来自山东(61.6%)和江苏(11.7%)等华北地区,秋季迁飞期虫源地主要分布于辽宁(57.8%),内蒙古(11.8%)吉林(3.6%)等东北地区。3、两个迁飞期黑带食蚜蝇氢同位数值的显著差异证实了轨迹分析的理论模拟结果。春-夏季迁飞期虫体翅中的氢同位数值δD显著大于第二迁飞期虫体翅中的数值。不同年际间虫体δD具有相同的变化规律,均呈显著递减趋势,表明该物种春夏季由低纬度向高纬度迁飞,秋季由高纬度向低纬度回迁。4、应用碳同位素标记分析了不同迁飞时期黑带食蚜蝇幼虫的寄主来源,春夏季北迁个体全部来自C3植物,秋季回迁种群其幼虫来源于C3植物和C4植物,但C4植物比例在不断上升。5、鉴定明确了跨海迁飞黑带食蚜蝇携带花粉的种类,共计25科40属44种。不同迁飞期虫体花粉携带率和种类存在差异,且具有明显的季节性变化。春-夏季北迁种群携带的27种花粉中,蒲公英,臭椿,紫穗槐,藜,检出率大于72%;秋季南迁种群携带17种花粉,以菊科蒿属,野菊,三裂叶豚草为主,检出率达82.2%。6、基于花粉源植物分布区域,明确了的黑带食蚜蝇的迁飞路径。春-夏季迁飞种群检出的橙/柚,日本景天,乌桕,白饭树,大果卫矛等为华北和华南地区特有的蜜源植物花粉,而在秋季迁飞种群则发现了如野菊,荠苨等花粉源植物主要分布于东北地区。这些结果进一步证明了该物种季节性南北迁飞的模式。7、黑带食蚜蝇地理种群间遗传结构和遗传分化不明显,表明迁飞行为促进了基因交流。对黑带食蚜蝇16个地理种群的群体遗传多样性分析结果显示了高单倍型多样性和低核苷酸多样性迁飞昆虫的典型特征。基于各基因求得的黑带食蚜蝇种群间的遗传分化固定系数Fst,除普洱种群和新疆石河子种群外,其他地理种群间的遗传分化指数Fst都小于0.05。AMOVA分析结果表明,遗传变异主要来自种群内部。种群历史发生动态分析显示,核酸错配分布为单峰模式,Tajima’s D和Fu’s Fs中性检验值总体上均为显著负值(P<0.05),表明黑带食蚜蝇在过去较近的历史时期内经历种群扩张事件。综上所述,本文应用多种方法和手段,研究明确了黑带食蚜蝇在中国东部地区的季节性南北往返迁移模式。黑带食蚜蝇这种迁移策略表明其为中国自然生态系统中具有区域性生物防治和植物传粉功能的重要物种,同时,为深入明确食蚜蝇类昆虫的特殊生态作用和生物多样性保护工作提供了重要理论依据。
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