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美凤蝶与柑橘凤蝶和枯叶蛱蝶三种蝴蝶的滞育生态学研究

易传辉  
【摘要】: 美凤蝶Papilio memnon L.、柑橘凤蝶Papilio xuthus L.和枯叶蛱蝶Kallima inachus Doubleday具有很高的观赏价值和经济价值。本文研究了光周期和温度对三种蝴蝶生长发育和滞育的影响,并对滞育期间主要化学成份变化进行了分析。 1.光周期和温度对三种蝴蝶生长发育的影响 (1)美凤蝶20℃时,在12~14h光照内,幼虫历期在39.3~48.5天,在12~15h光照内,滞育蛹和非滞育蛹历期分别在124~146.6和24.4~28.6天;25℃时,在11~15h光照内,幼虫历期在25.4~36天,滞育蛹和非滞育蛹历期分别在64.4~112天和12.3~19.7天;30℃时,幼虫历期在19.6~29.2天,非滞育蛹历期在7.5~16天之间;结果表明,在实验温度范围内,随温度的上升,幼虫和蛹发育历期缩短。 在20℃、25℃和30℃时,幼虫至成虫羽化成活率分别在25~67%,20~65%和3~23%。30℃时成活率下降。 在20℃~30℃,12~14h光照下,幼虫有效积温和发育起点温度分别在332.7~475.4日度和7.5~13.6℃之间;13~15h光照下,非滞育蛹有效积温和发育起点温度分别在100.1~168.3和13.9~17℃之间,滞育蛹有效积温和发育起点温度分别在和583.2~1160.6日度和11.3~16℃之间。结果表明,光周期对有效积温和发育起点温度有一定影响。 相关分析显示,在20~30℃和11~15h光照范围内,温度是影响生长发育的最主要因素。 (2)柑橘凤蝶在20℃和12~15h光照内,幼虫历期在32~45天;非滞育蛹和滞育蛹历期分别在16~20天和123~196.5天;幼虫至成虫羽化成活率在5~35%之间,成活率较低。 (3)枯叶蛱蝶20℃时,在12~15h光照内,幼虫和蛹历期分别在31.7~40.2天和19.5~24.4天;25℃时,在12.5~14h光照内,幼虫和蛹历期分别在26.3~27.4天和12.6~13.9天;30℃时,在12.5~14h光照内,幼虫和蛹历期分别在21.0~21.5天和9.0~9.3天。结果表明,在实验温度范围内,随温度的上升,历期缩短;在20℃时,光周期对幼虫和蛹历期影响明显,在25℃和30℃时光周期对幼虫和30℃时对蛹历期影响较小。 在20℃、25℃和30℃时,幼虫至成虫羽化成活率分别在64~92%,70~85%和55~85%。30℃时成活率下降。 在20~30℃和12.5~14h光照内,幼虫和蛹有效积温分别为624.3~530.2日度和174.0~162.1日度:发育起点温度分别为0.8℃~5.1℃和11.1℃~12.7℃。结果表明,随光照缩短,幼虫发育起点温度下降,有效积温增加。 相关分析显示,在20~30℃和12~15h光照内,温度是影响生长发育的最主要因素。 2.三种蝴蝶滞育的诱导 (1)温度与临界光周期20℃时,美凤蝶的临界光周期为LD13h11min:10h49min,柑橘凤蝶为LD13h18min:10h42min,枯叶蛱蝶为LD14h19min:9h41min;25℃时美凤蝶的临界光周期为LD12h49min:11h11min,枯叶蛱蝶为LD13h22min:10h38min;30℃时枯叶蛱蝶临界光周期为LD12h:12h。结果表明,短光照和低温对滞育诱导有利,高温和长光照则抑制滞育发生而促进个体发育。 (2)敏感虫龄美凤蝶为5龄幼虫;柑橘凤蝶为2~3龄幼虫;枯叶蛱蝶为成虫羽化初期。 相关分析显示,在20~30℃和11~15h光照内,温度和光周期都是影响滞育的主要因素;光周期对美凤蝶滞育略大于温度,对枯叶蛱蝶滞育的影响略小于温度。 3.美凤蝶和柑橘凤蝶滞育的解除 (1)温度与滞育在15℃、20℃、25℃和30℃下,美凤蝶滞育蛹历期分别为71.2、40.5、22.0和16.8天,柑橘凤蝶分别为60.3、26.0、15.2和11.6天。结果表明,温度越高,滞育蛹羽化时间越早,历期越短,但高温对滞育健康发育不利,随着温度上升,滞育蛹死亡率增加。 (2)光照与滞育光周期对滞育蛹的发育影响较小,分析表明,15h和12h光照下滞育蛹历期差异不显著。 (3)低温处理与滞育滞育蛹经过20和40天低温处理后,20℃时,美凤蝶滞育蛹历期分别为43.3天和34.6天,柑橘凤蝶历期分别44.6和29.5天;未经低温处理美凤蝶和柑橘凤蝶滞育蛹历期分别为65.3天和76.8天;25℃时,美凤蝶滞育蛹历期分别为24.5天和21.3天,柑橘凤蝶分别为28.5天和19天;未经低温处理美凤蝶和柑橘凤蝶滞育蛹历期分别为35.8天和60.9天。表明,低温处理有利于蛹滞育的解除。 温度、光周期和低温处理三因素正交实验显示,三者对美凤蝶滞育蛹历期影响R~2值分别为1621.342、143.183和11.635,对柑橘凤蝶滞育蛹历期影响R~2值分别为936.211、154.7和21.264。对二种凤蝶滞育蛹历期影响大小顺序为温度>光周期>低温处理。 4.滞育的生化基础 实验结果显示,滞育期间水份、海藻糖、糖原、脂肪、蛋白质、DNA和RNA含量与非滞育期具有明显差异。 水份:美凤蝶和柑橘凤蝶滞育蛹含量分别比非滞育蛹下降2.3243~3.2783%和6.3926~13.0439%;枯叶蛱蝶越冬期间最低含量比非滞育成虫下降7.7968%,但最高含量则上升8.1191%。 海藻糖:美凤蝶和柑橘凤蝶滞育蛹含量分别比非滞育蛹上升0.57~6.32倍和5.35~134.26倍;枯叶蛱蝶越冬期间含量分别比非滞育成虫上升5.88~122.39倍。 糖原:美凤蝶和柑橘凤蝶滞育蛹含量分别比非滞育蛹上升0.66~1.26倍和6~16.37倍;枯叶蛱蝶越冬期间含量分别比非滞育成虫上升14.24~17.73倍。 脂肪:美凤蝶和柑橘凤蝶滞育蛹含量分别比非滞育蛹上升0.067~0.15倍和1.16~1.23倍;枯叶蛱蝶越冬期间含量分别比非滞育成虫上升1.8~5.6倍。 蛋白质:美凤蝶滞育期间最低含量较非滞育蛹下降27.33%,但最高含量则上升14.42%,波动较大;柑橘凤蝶滞育蛹含量较非滞育蛹上升6.67~11.44%;枯叶蛱蝶越冬期间含量下降7.16~48.01%,下降较多。 RNA:美凤蝶滞含量较非滞育蛹下降6.24~25.94%;柑橘凤蝶滞最低含量较非滞育蛹上升22.98%,但最高含量则下降0.09%;枯叶蛱蝶越冬期间含量下降52.08~55.18%,下降较多。 DNA:美凤蝶和柑橘凤蝶滞育蛹含量分别比非滞育蛹上升0.74~54.82%和8.59~103.08%;枯叶蛱蝶越冬期间含量上升17.09~115.42%,上升幅度较大。 结果显示,滞育期间,美凤蝶水份、RNA和大多数时期蛋白质含量相对较低,柑橘凤蝶水份和绝大多数时期RNA含量相对较低,枯叶蛱蝶大多数时期水份和RNA含量也相对较低,DNA在美凤蝶和柑橘凤蝶滞育期间的大部分时间、枯蛱蝶滞育期间高于非滞育期。三种蝴蝶滞育期间海藻糖、糖原和脂肪含量则明显高于非滞育期。结果表明,滞育期间的主要特点为高的能量物质贮备和DNA含量,低水分和RNA含量,低的新陈代谢水平。 美凤蝶、柑橘凤蝶和枯叶蛱蝶非滞育期间蛋白质吸收峰值分别在27~28,32~40和21~31;越冬滞育期分别在25~42,18~45和17~34。美凤蝶和柑橘凤蝶滞育蛹羽化成虫初期分别为25和32。结果表明,滞育期蛋白种类多于滞育期前后。美凤蝶和柑橘凤蝶蛋白质吸收峰在12月下旬增加最多,枯叶蛱蝶在11月下旬增加最多,吸收峰的快速增加可能与与气温下降有关,可能滞育期间产生了包括抗冻蛋白在内的多种滞育关联蛋白。


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