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幼虫密度对粘虫生长发育及防御能力的影响

白毓昕  
【摘要】: 粘虫Mythimna separata (Walker)(鳞翅目:夜蛾科)是我国及亚洲其他国家粮食作物的重大害虫,曾给我国粮食生产造成了巨大的损失。为了进一步了解粘虫的发生危害规律及阐明影响其种群动态的主要环境生理因子,为改善和提高其预测预报技术提供科学依据,本文在认真分析、总结了已有研究结果及存在问题的基础上对不同幼虫密度下粘虫的生长发育、生殖能力及体色变化、抵抗伞群追寄蝇(Exorista civilis Rondani)寄生及存活能力的大小、防御绿僵菌(Metarrhizium anisopliae (Metch)Sor)侵染及存活能力的变异等进行了较为系统研究,并进一步研究了不同龄期及不同密度条件下幼虫酚氧化酶(phenoloxidase, PO)活力的变异规律,探讨了PO在幼虫黑化和免疫中的作用,所获得的主要创新性结果为: 系统地研究明确了幼虫密度对粘虫生长发育、存活、体色变化及成虫生殖的影响作用:对1、2、5、10、20和30头/850ml瓶等密度条件下粘虫的发育历期、体重、死亡率、体色变化及生殖能力进行研究的结果表明,幼虫密度对这些参数均具有显著的影响作用:从发育历期来看,1头/瓶密度下的幼虫期最长,之后便随密度的在增加而缩短,但当发育历期在10头/瓶达到最短时,又随密度的增加而延长。但成虫的产卵前期10头/瓶为最长,其他则随着幼虫密度的增加而延长;幼虫密度对蛹重的影响显著。其中以1头/瓶的蛹最重(323.75mg),其次为10头/瓶的(286.91mg),其他密度的蛹重在230 mg左右,且随密度的增加而下降;幼虫密度对幼虫的存活率也有较大的影响,但并不随幼虫密度的增加而降低。其中以1头/瓶的幼虫死亡率最低;幼虫密度对粘虫幼虫的黑化有显著的影响。幼虫表皮黑化程度(光密度值)随着幼虫密度的增加而升高,密度间的黑化程度差异显著;不同密度的成虫产卵量差异显著,其中以1头/瓶的为最高(850.12粒),并随幼虫密度的增加而下降。当幼虫密度达到30头/瓶时,成虫平均产卵量仅为408.0粒,密度间的产卵量差异显著。因此,成虫产卵量与幼虫密度的关系为负相关。 研究揭示了不同幼虫密度粘虫幼虫抵抗伞群追寄蝇寄生能力、对寄生蝇产卵部位及存活率的影响作用,在国内外首次揭示了高密度幼虫较低密度幼虫抵抗寄生能力较低但抗生能力较强的变化规律。应用1头和10头/瓶5和6龄幼虫抵抗伞群追寄蝇寄生率的研究结果均表明,伞群追寄蝇对高密度幼虫5和6龄幼虫的寄生率分别为51.5%和52.5%,显著高于1头/瓶密度下的5龄(26.0%)和6龄幼虫(40.0%)的。而高密度幼虫的平均着卵量也显著大于低密度幼虫的。另外,寄生蝇对粘虫幼虫寄生部位的选择也因幼虫密度的不同而异,低密度幼虫的寄生部位主要集中于腹部(71.43%),而高密度幼虫的寄生部位主要集中在头胸部(81.67%)。最后,源于不同密度条件的寄主幼虫对寄生蝇的存活率也有显著的影响,即寄生于低密度幼虫的寄生蝇存活率显著高于高密度幼虫的,如被寄生的10头/瓶幼虫出蝇率(30.0%)显著低于1头/瓶的(50.0%)。相反,被寄生蝇寄生的粘虫幼虫羽化为成虫的比例也要显著低于高密度幼虫的:被寄生的10头/瓶幼虫的出蛾率(48.0%)显著高于1头/瓶(30.0%),表明不同密度的幼虫对伞群追寄蝇的免疫能力存在着显著差异。这些在国内外首次获得的结果很好地阐明了伞群追寄蝇的寄生行为及存活率会因粘虫幼虫密度的变化而变化。 系统地研究了不同密度条件下粘虫幼虫抵抗绿僵菌的浸染能力、死亡率及化蛹率,明确了高密度条件下的幼虫抗病能力显著增强。应用1、10、20和30头/瓶4种幼虫密度的6龄粘虫对不同浓度绿僵菌的抵抗及存活能力进行研究的结果表明,粘虫的死亡率及化蛹率存在较大的差异:应用浸虫法所得的结果表明,幼虫的死亡率会随幼虫密度的增加而下降,且差异显著。虽然密度间的幼虫死亡率会因绿僵菌浓度的变化而有所不同,但高密度的粘虫幼虫对高浓度绿僵菌的增大表现出更强的抵抗能力。处理后存活幼虫的化蛹率也表现出同样趋势,即化蛹率会随密度的升高而增加;应用浸叶法对不同密度的粘虫幼虫对绿僵菌的抗浸染能力和存活能力进行研究结果与浸虫法的趋势一致相同,即感染绿僵菌后的幼虫死亡率随幼虫密度的增加而下降。感染后存活幼虫的出蛾率也随幼虫密度的升高而下降。这些结果表明,粘虫幼虫的抗病能力会随幼虫密度的增加而加强。 在研究明确了粘虫1-6龄幼虫PO活性变异规律的基础上,研究揭示了高密度条件下6龄幼虫表皮和血淋巴酚氧化酶的活性显著高于低密度幼虫的,初步明确了酚氧化酶活性的增加是高密度幼虫黑化及抗病虫能力增强的主要原因。对相同幼虫密度的粘虫2-6龄幼虫PO活性进行测定的结果表明,幼虫PO活力随着幼虫龄期的增加而上升,其中以6龄幼虫的酶活力最高,2龄幼虫的最低。对4-6龄和预蛹血淋巴和表皮PO比活力进行测定的结果也表明,6龄幼虫血淋巴PO活力最高,并显著高于其他虫态的;对不同幼虫密度粘虫幼虫血淋巴的酚氧化酶活力进行测定的结果表明,不同密度粘虫幼虫PO活力差异显著,其中以30头/瓶的酚氧化酶活力最高,2头/瓶的最低。其他的随幼虫密度的而上升;不同密度条件下的幼虫表皮PO活力与血淋巴的基本一致,1头/瓶幼虫的PO活力最低(114.15),30头/瓶的最高(499.86),其他的随幼虫密度的增加而上升,密度间的幼虫PO活性差异显著。这些结果的获得为阐明以密度条件为依赖的幼虫体色的黑化,抵抗病虫能力的变异提供了重要的科学依据。


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