松毛虫赤眼蜂活动节律及其趋光性的关键决定因子研究

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松毛虫赤眼蜂(Trichogramma dendrolimi Matsumura)是目前工厂化繁殖和推广应用较为普遍的一种卵寄生性天敌,被广泛应用于鳞翅目害虫的防治。近年来,为了减少化学农药的使用,保护生物多样性,灯光诱控技术在农林业害虫的监测和防治中得到广泛应用,但目前常用的杀虫灯普遍缺乏选择性,在诱杀靶标害虫的同时也会杀伤天敌昆虫和其它非靶标昆虫,成为困扰生物防治和物理防治有效结合的关键问题所在。基于此,本文系统研究了松毛虫赤眼蜂成虫羽化节律和活动节律,夜间不同LED波长、光强等光源因素和性别等虫源因素对其趋光性以及复眼小眼内部结构的影响,以期揭示松毛虫赤眼蜂的生物学习性以及趋光性的关键决定因子,为研发保护优势种天敌的选择性诱虫光源和合理使用诱虫灯提供理论依据和技术支撑。主要研究结果如下:1.活动节律羽化动态及日节律:观察统计羽化松毛虫赤眼蜂成虫937头,其中雌性496头,雄性441头,雌雄比为1.12:1。羽化历期为84 h,羽化多发生在始羽化后的前24 h,占总羽化量的84%;凌晨0:00~2:00羽化最集中,占总羽化量23.80%。活动日节律:雌、雄单性种群和两性混合种群,活动日节律趋势基本一致,即主要白天活动,晚上静息。雌、雄单性种群的活动最高峰均在13:00,活动个体百分数分别为91.11%、92.22%,两性混合种群的活动最高峰在上午9:00,活动个体百分数达94%;雌、雄单性种群的静息最高峰发生在凌晨2:00,均达到94.44%,两性混合种群发生在凌晨1:00,为78.33%。2.波长对趋光行为反应的影响利用室内多向行为选择装置,以黑暗处理为对照,测定了松毛虫赤眼蜂对红(655~665 nm)、橙(605~615 nm)、黄(585~595 nm)、绿(525~535 nm)、蓝(465~475 nm)、紫(420~430 nm)、紫外(365 nm)7种不同波长LED灯100 lux同等光强下的趋光行为反应。结果表明,雌、雄单性和群和两性混合种群(1:1),对紫外光(365 nm)的趋光率均紧高,依次分别为32.48%、49.19%和49.04%,其次为绿光,对黑暗的趋性最低。同一波长下,性别对其趋光行为也有显著影响,紫外光处理下,雄性种群(49.19%)与两性混合种群(1:1)(49.04%)的趋光率显著高于雌性种群(32.48%);绿光处理下,雌性种群(18.54%)与混合种群(1:1)(14.66%)的趋光率显著高于雄性种群(9.02%);橙光处理下,雌性种群(8.83%)的趋光率显著高于雄性种群(2.66%)。表明波长显著影响松毛虫赤眼蜂的趋光性,性别在其趋光行为中有重要影响,且与波长因素有关。3.光强度对趋光行为反应的影响利用室内行为选择装置,以白光为对照,测定了松毛虫赤眼蜂雌雄混合种群(1:1)对0.01~1000 lux最嗜紫外光和复合白光的趋光行为反应。结果发现,对10~100 lux(34.11%)光强范围内紫外光的趋光率显著高于其他光强区间,白光则明显偏好高光强100~1000 lux(50.05%)。表明松毛虫赤眼蜂显著偏嗜的紫外光,并非与白光光强度反应一致—光强越大,趋性越强,而是具有特定光强范围。表明光强度显著影响其趋光行为,且该影响与光的波长有关。4.复眼外部形态松毛虫赤眼蜂具有一对红色椭圆形复眼。其雌雄个体的小眼数量分别平均为158和164个。复眼中央区域的小眼排列紧密,呈六边形,边缘区域排列较疏松,形状不规则。雌性个体的复眼背腹侧长度和前后长度分别为85.02 μm和77.65μm,中央小眼直径约为6.97±0.55 μm,边缘小眼直径约为7.76±0.68 μm;雄性个体复眼背腹侧长度和前后长度依次为68.63μm和65.21 μm,中央和边缘小眼直径依次为5.86±0.38 μm和5.90±0.32 μm。雌雄两性个体复眼表面,均有规律排列的感觉毛,长约6~7 μm。单眼3个,背侧单眼两个、较小,中位单眼一个、较大。5.小眼基本结构和不同光暗处理对其影响松毛虫赤眼蜂复眼的小眼由远端的屈光器、外围的初级和次级色素细胞,近端的感光性视网膜细胞和基膜组成。角膜由多层水平堆积的几丁质薄层组成,最大厚度雌性为4.24±0.13 μm,雄性3.00±0.20 μm。晶锥为四个晶锥细胞形成的真晶锥,周围有两个初级色素细胞,晶锥宽度自远心端向近心端逐渐变细,至近心端与视杆直径相似。雌性晶锥长度约为11.04±0.39μm,最大直径为10.16±0.37μm,雄性依次为11.79±0.77μm和9.33±0.35 μm。视杆为中央融合型,雌性长度约为39.75±3.91 μm,直径为2.56±0.09 μm;雄性视杆长度为35.30±2.02 μm,直径为2.29±0.14μm。视网膜细胞内,椭圆形色素颗粒排列与小眼纵轴平行,延至基膜。基膜下方仍可见大量色素颗粒。不同光暗处理对角膜最大厚度、屏蔽色素颗粒的直径、数量与位置等均有显著影响。光适应状态下的角膜最大厚度(4.24±0.13μm)明显大于暗适应状态(3.60±0.02μm);初级色素细胞色素颗粒直径(0.26±0.02μm)小于暗适应状态(0.34±0.01 μm),而视网膜细胞色素颗粒直径(0.27±0.02μm)大于暗适应状态(0.18±0.03 μm);光适应状态下,屏蔽色素颗粒均匀分布于视杆周围,暗适应时则向视杆两端迁移。不同光暗适应时,小眼长度、小眼间角、晶锥与视杆的长度和直径以及视杆微绒毛直径等均不受影响。本文创新点在于揭示了松毛虫赤眼蜂羽化和活动日节律,明确了其趋光性的光源和虫源等关键决定因子,这些结果将为保护利用优势天敌,研发保护优势种天敌的选择性诱虫光源、合理使用诱虫灯提供科学依据和技术支撑。
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