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灰飞虱不同地理种群滞育特性差异的比较研究

朱文超  
【摘要】:昆虫滞育是指昆虫受到不良环境因子刺激,诱导生长发育停止的现象,是大多数昆虫对不良环境变化而产生的一种季节性适应策略,且受内部因素(遗传及生理生化机制)和外部因素(环境因子如光周期、温度和湿度等)共同影响。灰飞虱是世界范围内一种重要的水稻害虫,因环境适应能力强而分布广泛,国外分布遍及东亚、东南亚、欧洲和北非等地,国内遍布全国。我国各地独特的气候环境和农田生境的差异极有可能造成灰飞虱生物学特性的地理分化。滞育是灰飞虱适应极端环境、维持种群数量的生存策略之一,是否也存在着地理差异,尚未见有详细报道。本文通过比较研究灰飞虱不同地理种群(昆明、沈阳、郑州、南京和嘉兴)滞育诱导的光温反应、滞育解除的光温条件和滞育个体的生理生化特点,以及不同地理种群的生物学特性差异,旨在进一步明晰灰飞虱种群地理分化特点,为全面深入解析灰飞虱不同地理种群的生活史提供科学依据,进而为灰飞虱种群综合治理,服务农业生产提供理论依据。主要实验结果如下: 1)提出了不同地理种群灰飞虱若虫滞育个体的判断标准。沈阳、郑州、南京、嘉兴和昆明种群灰飞虱个体发育历期分别大于25.5d、24d、21d、23d和23.5d的即判断为滞育个体,相反,小于等于上述天数的则判断为非滞育个体。 2)明确了不同地理种群灰飞虱若虫滞育的主要虫态。各地灰飞虱滞育敏感虫态均以3龄为主,均达到55%以上;4龄滞育也较多,均在10%以上;除郑州和嘉兴种群外,其余三个种群2龄滞育率也相对较高,五个种群中,只有嘉兴种群出现了较低比例的5龄若虫滞育的情况,但与其它种群差异不大。 3)明确了灰飞虱不同地理种群滞育诱导的关键因子。环境温度对灰飞虱滞育的影响最大,且当温度≤16℃时无论是短光照还是长光照各地灰飞虱均进入滞育;灰飞虱为短光照滞育型,8L:16D、10L:14D、12L:12D的光周期均能引起灰飞虱滞育;南京灰飞虱在滞育条件下最易进入滞育,其次是沈阳和昆明种群,最后是郑州和嘉兴种群;光周期和温度的交互作用对灰飞虱滞育的影响也较大,甚至比光周期单因子对灰飞虱滞育的影响还要大,说明光周期主要是通过与温度互作来影响灰飞虱滞育的。 4)明确了灰飞虱不同地理种群滞育解除的最佳条件。各地灰飞虱种群滞育解除的最佳条件是25℃和16L:8D组合,其次是25℃和8L:16D组合;在16℃、16L:8D条件下灰飞虱滞育解除时间较25℃、8L:16D组合长;温度升高、光周期变长均能使灰飞虱滞育解除,而且温度起关键作用。 5)发现灰飞虱滞育个体属于糖原积累型。灰飞虱滞育和非滞育个体内总糖、糖原、海藻糖和甘油均随龄期的增加而降低,且各龄期滞育与非滞育若虫体内4种物质含量比重均有显著性差异。而滞育若虫体内总蛋白含量是高于非滞育若虫的,且滞育期间灰飞虱体内总蛋白含量呈现先下降后上升的趋势,而非滞育若虫体内总蛋白含量则持续下降;滞育灰飞虱若虫体内总氨基酸含量从3龄到4龄变化不大,之后上升趋势明显,而非滞育个体内总氨基酸含量则是持续上升。 6)证实了灰飞虱不同地理种群生物学特性存在差异。体长统计结果中,无论是雄虫还是雌虫,整体符合贝格曼法则,由高纬度到低纬度地区,体形逐渐变小;而雌雄比统计结果表明,沈阳地区雄虫数量远多于雌虫,且随着纬度的降低,长翅雌虫所占的比例在减少,沈阳地区灰飞虱雌虫比例低,且以长翅型为主。在19-28℃范围内,随温度的升高,各种群灰飞虱发育速率增加;而高温31℃时,则表现出发育历期的延长,其中以沈阳和郑州两个种群延长最为明显。从19℃到31℃,随着温度的升高,各地灰飞虱成虫寿命均缩短。且沈阳、郑州和嘉兴3各种群成虫寿命均差异不显著。19-25℃时,南京种群灰飞虱的寿命均最大,而28-31则较短。除沈阳种群外,其他3个灰飞虱种群在28℃下的产卵量最大,而在30℃下不能产卵。在22-28℃温度范围内,沈阳种群的有效产卵量随着温度的升高而下降。在28℃下不同地理种群的有效产卵量比较为:南京沈阳郑州嘉兴。


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