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高温和高CO_2浓度对烟粉虱生长发育及生理代谢的影响

李宁  
【摘要】:气候变化对昆虫生长发育和生理代谢有重要影响,进而影响昆虫种群动态的发生及其防治策略的制定。全球变暖和CO_2浓度升高是21世纪气候变化最显著的因子。本实验以温度和CO_2浓度水平为控制变量,设四种组合处理:即常温(27±1oC/20±1oC白天/夜晚)常CO_2浓度(400 ppm),常温高CO_2浓度(800 ppm),高温(34±1oC/27±1oC白天/夜晚)常CO_2浓度,高温高CO_2浓度,研究了四种处理下烟粉虱生长发育、共生菌、氨基酸以及保护酶活性的变化,取得主要结果如下:1、温度、CO_2浓度和代数对烟粉虱各龄若虫生长发育影响显著,温度和代数、CO_2浓度和代数对烟粉虱卵至成虫生长发育有显著的交互作用。常温下CO_2浓度升高,烟粉虱卵至成虫发育历期延长,若虫变小,雌成虫寿命缩短。高温下CO_2浓度升高,第一代烟粉虱存活率降低,产卵量降低,寿命缩短。常CO_2浓度或高CO_2浓度下温度升高,均导致烟粉虱卵至成虫发育历期缩短,存活率下降,若虫变小,雌成虫产卵量降低,寿命缩短。高温高CO_2环境不利于烟粉虱生长发育,但是随着代数增加,烟粉虱的适应性或驯化能力逐渐增强。2、温度、CO_2浓度和代数对烟粉虱体内共生菌的种类和相对含量有重要影响。烟粉虱雌、雄成虫体内均检测出初生共生菌Portiera,以及次生共生菌Hamiltonella和Rickettsia。研究发现常温下,CO_2浓度升高使Cardinium在第二代、第三代烟粉虱雌成虫中被检出;高温下,CO_2浓度升高使Cardinium在三代烟粉虱雌、雄成虫体内均被检出。常CO_2浓度下,温度升高,第二代烟粉虱Portiera相对含量下降;第一代烟粉虱Hamiltonella相对含量下降,第三代烟粉虱Hamiltonella相对含量上升。高CO_2浓度下,温度升高,第一代、第二代烟粉虱Portiera相对含量下降;第三代烟粉虱Hamiltonella相对含量下降。温度和二氧化碳交互作用对烟粉虱雌成虫Rickettsia有显著影响。常温下CO_2浓度升高或常CO_2浓度下温度升高,均导致烟粉虱Rickettsia含量上升。高CO_2浓度下,温度升高,烟粉虱Rickettsia相对含量显著下降。3、温度、CO_2浓度和代数及其交互作用对烟粉虱氨基酸含量有重要影响。常温下CO_2浓度升高,第一、二代烟粉虱体内总氨基酸含量显著上升。高温下CO_2浓度升高,前两代烟粉虱体内总氨基酸含量呈现上升趋势,但并未达到显著差异;必需氨基酸含量下降。高CO_2浓度下温度升高,烟粉虱体内必需氨基酸含量呈下降趋势。Gln、Ala、Pro是第一和第二代烟粉虱体内含量最丰富的游离氨基酸,Gln和Ala是第三代烟粉虱体内含量最丰富的游离氨基酸。4、温度、代数及其交互作用对烟粉虱保护酶活性有重要影响。常CO_2浓度下温度升高,第一代烟粉虱POD活性升高,第三代POD活性下降;烟粉虱体内SOD活性升高;第一代烟粉虱体内CAT活性下降,第二代CAT活性上升,第三代CAT活性无显著变化。高CO_2浓度下温度升高,第一和第二代烟粉虱体内POD活性无显著变化,第三代POD活性下降;第一代烟粉虱体内SOD活性升高,第二代SOD活性无显著变化,第三代活性下降;第一代烟粉虱体内CAT活性下降,第三代活性上升。综上所述,高温高CO_2环境不利于烟粉虱生长发育。但是随着代数增加,烟粉虱适应性逐渐增强,未来烟粉虱发生情况仍需引起重视。


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