聚寄生性菜蛾啮小蜂寄生策略的研究

来源 :南京农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:shulili1987
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寄生蜂产卵策略是行为生态学的重要内容,反映了寄生蜂对生物和非生物因素的适应性。其中,在有关寄主大小和种内竞争对寄生蜂产卵决策的影响方面开展了大量的研究,但总体上对单寄生蜂比对聚寄生蜂的研究多。此外,寄生蜂的过寄生对策及其适合度代价一直受到人们的关注。由于聚寄生蜂后代能在寄主体内共存,因而是研究过寄生现象较为理想的材料,但过寄生中两次寄生的寄生蜂后代不易区分,因此有关聚寄生蜂过寄生的报道仍然较少。菜蛾啮小蜂[Oomyzus sokolowskii(Kurdjumov)]是一种容性聚寄生蜂,作为世界性害虫小菜蛾[Plutella xylostella(L.)]的一种重要寄生性天敌,一直以来都倍受关注。本文在确定菜蛾啮小蜂完成一次成功寄生的时间标准后,研究了寄主大小、寄生蜂大小和寄生顺序对菜蛾啮小蜂产卵决策的影响,并较为深入地探究了菜蛾啮小蜂的过寄生对策及其适合度表现。获得以下主要结果和结论。1、菜蛾啮小蜂的产卵行为为准确判定菜蛾啮小蜂是否成功完成一次寄生,将菜蛾啮小蜂刺扎寄主的时间设定为30、60、90、120 s和>120 s(菜蛾啮小蜂刺扎寄主时间超过120 s并主动离开寄主),共计5个处理,统计各处理中寄主被成功寄生的比率,以及被成功寄生的寄主最终的窝蜂数和子代性比。结果表明,刺扎时间‘>120 s’处理的寄生成功率为97.5%;在‘30 s’和‘60 s’处理中,寄生的成功率分别为6%和33%;‘90 s’和‘120 s’处理的寄生成功率在50%到60%之间。据此确定菜蛾啮小蜂一次成功寄生的标准为刺扎时间>120 s。被成功寄生的寄主所能育出的菜蛾啮小蜂子代蜂数(窝蜂数)和性比具有一定的差异,在‘30 s’处理中,平均窝蜂数为5.7头,显著低于‘120 s’和‘>120s’处理,在其它四个处理间的平均窝蜂数只有1~2头的差异。在子代性比(雄性数量:窝蜂数)上,前四个处理中都出现子代全雌的情况(窝蜂数均<5头)。根据研究结果推测,菜蛾啮小蜂在产卵开始后的短时间内便会完成产卵;菜蛾啮小蜂产卵分配性别的顺序可能是:先产部分受精卵(雌性),然后产1~2粒未受精卵(雄性),最后再产部分受精卵。2、菜蛾啮小蜂应对寄主大小、寄生蜂大小和产卵顺序的单寄生产卵对策为探究菜蛾啮小蜂是否根据寄主大小和自身体型大小调整产卵行为,选用后足胫节长度在0.32 mm~0.64 mm的寄生蜂,体重在0.21 mg~6.91 mg范围的寄主幼虫,采用寄生蜂连续寄生3头大小相近的寄主幼虫,统计被寄生寄主存活率、羽化出的窝蜂数、性比和发育历期。结果表明,被寄生寄主存活率不受寄主大小、寄生蜂大小和产卵顺序的影响,不同寄主大小的子代存活率在70.9%~72.2%之间,不同雌蜂体型大小的子代存活率在67.1%~85.1%之间,三次连续寄生的子代存活率分别为70.6%、72.5%和71.6%。窝蜂数平均为9.1头,不受寄主大小和寄生蜂大小的影响,但随着寄生次数的增加而逐渐减小。菜蛾啮小蜂子代性比稳定,不受寄主大小、寄生蜂大小和寄生顺序的影响,在连续三次产卵中,平均子代性比分别为13.1%、12.7%和15.5%。一窝蜂中雄性个体的数量与窝蜂数之间存在阶梯函数关系,在窝蜂数不超过12头时,只有1头雄性;超过12头直到21头时,雄性个体呈指数增加。子代发育历期与寄主大小和窝蜂数大小存在负相关函数关系;雌蜂体型大小和寄生顺序对子代的发育历期没有影响,在三次连续寄生中子代的发育历期分别为15.8 d、15.9d和15.9d。研究结果说明,菜蛾啮小蜂的产卵决策不支持“寄主大小—质量”假说,而支持Waage针对容性寄生蜂产卵决策提出的假说。3、菜蛾啮小蜂对健康和被寄生寄主的寄生选择性为摸清菜蛾啮小蜂是否具有识别健康寄主和被寄生寄主的能力,将健康寄主分别与被寄生后0h、24 h或48 h的寄主组合成三组双选处理,供寄生蜂选择。结果表明,在健康与‘0h’处理寄主间,菜蛾啮小蜂选择健康寄主的比例为68.8%,明显高于对被寄生寄主的选择;然而,在健康与‘24 h’和‘48 h’处理寄主间,菜蛾啮小蜂选择健康寄主的比例分别为47.5%和51.3%,未表现出对健康寄主的选择性。对过寄生情况下窝蜂数和子代性比的分析发现,两次寄生间隔为0h的过寄生的窝蜂数(13.4)和子代性比(22.7%)都显著高于间隔48 h的过寄生的窝蜂数(10.8)和性比(11.9%)。研究结果说明,菜蛾啮小蜂具有识别健康与被寄生寄主的能力,但这种能力受寄主被寄生后时间长短的影响,且过寄生的子代蜂存活和次级性比(成功羽化的后代的性比)可能也与两次寄生间隔时间有关。4、菜蛾啮小蜂过寄生策略为揭示菜蛾啮小蜂过寄生中的产卵决策,分别用两种处理方法获得被寄生寄主—用60Co辐照(剂量为40 Gy、辐射剂量率为2 Gy/min)的雌蜂进行第一次寄生(子代不能正常发育)(即辐射处理)和用正常雌蜂刺扎30 s(获得被刺扎但未被产卵的寄主)(即刺扎时间处理),然后用健康雌蜂对被寄生寄主进行第二次寄生,从而确保羽化出的蜂均为后一雌蜂的子代;以菜蛾啮小蜂寄生1次健康寄主为对照。辐射处理实验结果表明,过寄生蜂的平均窝蜂数为7.1头,显著低于对照的9.6头;子代蜂性比为48.5%,显著高于对照的16.8%;子代蜂发育历期平均为16.3 d,显著长于对照(14.1 d);子代雌、雄蜂体型都显著小于对照。刺扎时间处理实验结果表明,过寄生蜂的窝蜂数为9.5头,与对照没有差异;子代蜂性比(18.3%)高于对照,但没有达到5%概率水平的统计差异;子代蜂发育历期(15.8 d)显著高于对照;子代雌、雄蜂体型大小都与对照无差异。研究结果说明,菜蛾啮小蜂在过寄生时会减小窝蜂数、增大雄性后代比例,符合“局部配偶竞争”假说的预测;雌蜂可能具有识别寄主是否被其它蜂成功寄生的能力;菜蛾啮小蜂过寄生后代的大小和发育历期受前一雌蜂产卵的影响。5、不同类型过寄生的子代蜂发育参数比较为明确菜蛾啮小蜂不同类型过寄生对子代蜂的影响,比较了自体过寄生与同种过寄生间在窝蜂数、子代性比和发育历期等参数的差异,其中同种过寄生分为有、无寄生经验菜蛾啮小蜂过寄生两个处理。实验结果表明,菜蛾啮小蜂自体过寄生的平均窝蜂数为13.4头,与无寄生经验菜蛾啮小蜂过寄生的平均窝蜂数(14.8头)没有显著性差异;自体过寄生的平均子代性比为17.6%,显著低于无寄生经验菜蛾啮小蜂过寄生的平均子代性比(23.3%);有寄生经验菜蛾啮小蜂过寄生的平均窝蜂数(12.2头)和子代蜂性比(14.6%)都显著的低于无寄生经验的菜蛾啮小蜂;自体过寄生、无寄生经验过寄生和有寄生经验过寄生具有相近的子代蜂发育历期,分别为14.8 d、14.5 d和14.6 d。研究结果说明,为减小子代蜂群内的交配竞争,菜蛾啮小蜂在自体过寄生时会相应地减小子代性比;有寄生经验菜蛾啮小蜂过寄生时减少产卵量。6、菜蛾啮小蜂过寄生的子代蜂体型大小和生殖力为揭示过寄生对菜蛾啮小蜂适合度的影响,测定了菜蛾啮小蜂过寄生子代蜂的体型大小(后足胫节长)和生殖力。实验结果表明,菜蛾啮小蜂过寄生所得到的雌、雄子代成虫的体型都显著地小于单寄生所得到的子代,其中雌性子代平均减小约0.1 mm,雄性子代平均减小约0.05 mm;菜蛾啮小蜂过寄生子代雌蜂的平均生殖力为51头,显著低于单寄生所得子代雌蜂的平均生殖力(93.2头);子代性比和发育历期与对照没有差异。实验结果说明,过寄生会降低菜蛾啮小蜂的适合度。
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