桔小实蝇Bactrocera dorsalis（Hendel）,隶属实蝇科Tephritidae,果实蝇属Bactrocera,广泛分布于热带和亚热带地区,可危害柑橘、番石榴、芒果等250余种具有重要经济价值的瓜果,是位居实蝇类昆虫首位的重要果蔬虫害。长距离迁移扩散是桔小实蝇实现区域性扩张,形成大范围危害的重要原因,也是桔小实蝇有别于其它实蝇的重要特征。本研究旨在实验室可控条件下,确证桔小实蝇自主飞行能力,探索影响桔小实蝇飞行活动的生理机制,为阐释桔小实蝇大范围区域性分布成因提供新思路新线索。本研究利用昆虫飞行自动记录分析系统,采用昆虫解剖学、生理学和分子生物学等技术方法,揭示了桔小实蝇日活动规律,确证了桔小实蝇自身飞行能力,分析了桔小实蝇飞行肌解剖学特征,研究了桔小实蝇卵巢发育规律,明晰了桔小实蝇飞行肌保幼激素分泌特征,探讨了桔小实蝇飞行蛋白flightin表达,分别辨析了飞行肌结构特征、卵巢发育、飞行肌保幼激素分泌及飞行蛋白flightin相对表达与桔小实蝇飞行能力的内在关联,现将主要研究结果与结论汇总如下。1.基于实验测试确证了桔小实蝇具有较强的飞行能力,经13 h吊飞实验揭示,15日龄雌、雄成虫一次飞行可持续时间分别为1.30h和1.18 h,一次性最远距离分别为3.57 km和2.96km、平均飞行速度分别为0.98 m/s和0.95 m/s。揭示桔小实蝇飞行能力与其生长日龄、食物营养和性别密切相关,在本研究条件下,桔小实蝇15日龄成虫飞行能力最强,5日龄和25日龄的飞行能力最弱;取食酵母糖水的桔小实蝇飞行能力显著强于取食清水和糖水;桔小实蝇雌成虫飞行能力显著大于雄成虫。发现桔小实蝇可经营养补充多次飞行,从而极大延长了飞行距离和飞行时间,雌、雄成虫在6 d连续吊飞期间,桔小实蝇经营养补充后累计多次飞行可持续时间分别为4.21 h和3.74 h、最远飞行距离分别为5.74 km和5.24 km、平均飞行速度1.10 m/s和1.21 m/s。确证桔小实蝇飞行活动呈现明显的日节律,一天中呈现两个飞行时段,分别为07:00至15:00和17:00至21:00,认为桔小实蝇飞行活动受光照影响。综合上述研究认为,桔小实蝇具有较强自主飞行能力,该研究结果为阐释桔小实蝇长距离迁移扩散成因提供了重要飞行生物学数据。2.研究揭示,桔小实蝇飞行肌肌细胞由肌原纤维组成,肌原纤维具有明暗相间的带状结构,相邻暗带之间构成肌节,且肌原纤维之间充满大量线粒体;桔小实蝇肌原纤维具有独特的空间构型,每根粗肌丝由六根细肌丝以等距离环绕排列成六角形结构,粗细丝比例为1:3;桔小实蝇飞行肌重量、肌原纤维直径、肌节长度和线粒体含量与成虫生长日龄紧密相关;桔小实蝇雌、雄成虫飞行能力与飞行肌肌原纤维直径和线粒体含量均呈显著正相关（P<0.01）,与肌节长度呈显著负相关（P<0.01）。研究表明,桔小实蝇飞行肌组成及结构体现出较强飞行能力昆虫的飞行肌特征,该飞行肌特征是桔小实蝇具有较强自主飞行能力的组织结构学基础,解释了桔小实蝇具有较强飞行能力的重要原因。3.对桔小实蝇卵巢发育特征及其与飞行肌发育、飞行能力关联性研究表明,桔小实蝇雌虫具两组卵巢,每组含28个卵巢管;卵巢发育经历着生长、成熟及消解的过程,根据其发育进程可以分为发育初期（Ⅰ级）、卵黄沉积期（Ⅱ级）、成熟待产期（Ⅲ级）、产卵盛期（Ⅳ级）和产卵末期（Ⅴ级）等5个发育等级;卵黄蛋白含量与卵巢发育具有同步性特征,于卵巢发育成熟期达到最高,随卵巢的消解而下降;桔小实蝇雌成虫飞行能力与卵黄蛋白含量呈显著正相关（P<0.01）。研究揭示,卵巢发育、飞行肌发育以及飞行能力之间具有相互促进作用,飞行肌发育与生殖系统发育同步进行。当卵巢发育为Ⅲ级时,飞行能力最强,飞行肌微结构对于飞行能力的支持最好。其具体表现为,桔小实蝇飞行时间最长、飞行距离最远、平均飞行速度最快,飞行肌肌原纤维直径最大、肌节最短和飞行肌线粒体含量最高。本研究表明,桔小实蝇不具有“卵子发生与飞行共轭”特征,从生殖生物学上确认桔小实蝇不属于长距离迁飞性昆虫类群。4.对飞行肌保幼激素浓度测定及其与卵巢发育、飞行能力关联性研究表明,桔小实蝇飞行肌保幼激素滴度与其生长日龄和性别紧密相关,在成虫生长完全成熟时（15日龄）最高,而在羽化初期（5日龄）与成虫生活末期（25日龄）最低;雌成虫飞行肌保幼激素滴度高于雄成虫。桔小实蝇飞行肌保幼激素分泌与生殖系统发育同步进行,飞行肌保幼激素滴度在卵巢发育至Ⅲ级时最高,而在卵巢发育初期和末期时最低。研究揭示,桔小实蝇雌、雄成虫飞行肌保幼激素滴度与飞行能力呈显著正相关（P<0.01）。本研究阐明了飞行肌保幼激素与桔小实蝇飞行能力的调控机理,从代谢生理层面上阐释了桔小实蝇生理过程对其飞行活动的调控影响。5.基于生物信息学,将桔小实蝇飞行蛋白flightin相对表达量与飞行能力、飞行肌微结构进行了关联性分析。结果表明,桔小实蝇与双翅目实蝇科昆虫之间的亲缘关系较近,与同一科的瓜实蝇和油橄榄实蝇聚类在一起。桔小实蝇flightin相对表达量因虫态而异,在卵期表达量最低,在蛹期表达量最高,为卵期的8.7倍。同时,桔小实蝇flightin相对表达量与其成虫生长日龄和性别紧密相关。在成虫生长完全成熟时,即15日龄时,flightin相对表达量最高,羽化初期5日龄和成虫生活末期25日龄的成虫flightin相对表达量最低。雌成虫flightin相对表达量高于雄成虫。桔小实蝇flightin相对表达量与其飞行活动和飞行肌肌纤维微构成具有关联性。雌、雄成虫flightin相对表达量与飞行时间、飞行距离和平均飞行速度均呈显著正相关（P<0.01）,与肌原纤维直径和飞行肌线粒体含量均呈显著正相关（P<0.01）,与肌节长度呈显著负相关（P<0.01）。本研究基于飞行蛋白flightin相对表达量与飞行能力关联性分析,初步探讨了桔小实蝇飞行能力的分子生物学基础,为桔小实蝇飞行能力基因调控机理的深入研究提供了重要线索。上述研究为科学认识桔小实蝇野外迁移扩散提供了关键科学数据,为准确评估桔小实蝇自主扩散飞行能力提供了生理学依据,研究结果对于深入辨析桔小实蝇远距离迁移扩散特征,制定桔小实蝇可持续控制策略,具有积极科学价值和重要现实意义。