变化光周期对丽斗蟋(Velarifictonus ornatus)若虫发育的影响

为弄清湖南株洲丽斗蟋若虫的季节适应策略,研究了恒定及变化光周期对其若虫发育的调控.结果表明,丽斗蟋若虫发育明显受变化光周期的影响.25℃温度条件下,3个光周期条件下的若虫发育都较慢,羽化也极不整齐,长日条件(LD 16:8h)、中间日照条件(LD 14:10h)和短日条件(LD 12:12h)的若虫发育历期(mean±SD)分别为(206.2±44.0)d、(236.6±93.3)d和(230.3±47.4)d,若虫从开始羽化到供试个体全部完成羽化所需时间分别为216、301和156d,经历短日条件的若虫转移至长日条件后能够促进其快速发育,羽化也很整齐,反方向转移则会抑制若虫发育,且羽化也不整齐.30℃温度条件下,恒定长日条件下的若虫发育明显快于短日条件,变化光周期对若虫发育的调控与25℃相类似.变化光周期对若虫发育的影响与光周期的变化方向及低龄若虫感受的光周期类型有关.丽斗蟋若虫复杂的光周期反应模式的生态意义在于调节其生活史与季节同步.     

中华稻蝗长沙种群的生活史及其卵滞育的进化意义

中华稻蝗Oxya chinensis为重要的水稻害虫,在我国除青海、西藏、新疆、内蒙古等未见报道外,南起海南北至东北均有分布,在许多的分布区域1年发生1代。为探索中华稻蝗长沙种群的生活史及其季节适应特征,通过野外和实验室的研究,调查了其发生代数、孵化率和卵滞育率的季节变化及越冬卵的存活率。结果显示,中华稻蝗长沙种群为1年2代和1年1代混合发生:第1代卵产卵后大部分孵化为若虫而1年完成2代,但亦有19.4% -4.1%的卵不孵化而1年只能完成1世代。第1代成虫于6月上旬至8月上旬羽化,6月下旬至8月中旬产卵;第2代若虫于7月初开始孵化,9-10月羽化为成虫,10月上旬至11月下旬产卵。在室外自然条件下,中华稻蝗长沙种群6-8月(第1代)和10-11月(第2代)所产卵块均为部分滞育,滞育率为30%左右,皆无显著差异。然而,其卵滞育率在12月以后显著降低,仅为6.6%或以下,卵滞育快速地得以解除。因此,包括非滞育卵和滞育解除卵,中华稻蝗长沙种群的越冬卵皆以非滞育状态度过其后的寒冷季节。即使是遭遇长江流域2007年末至 2008年初异常寒冷的冬季,在长沙地区越冬后其卵的存活率亦在98%以上。非滞育状态的中华稻蝗长沙种群越冬卵完全能安全地越冬,其滞育的发生并非是为了提高其耐寒性而安全度过不适环境。并探讨了中华稻蝗长沙种群卵滞育的进化意义。     

小翅稻蝗的精子竞争及交配行为的适应意义

许多昆虫有多次交配行为 ,因多次交配而引起不同雄虫的精子竞争 ,提供雌虫一种有效的性选择方式。小翅稻蝗 (Oxyayezoensis Shiraki)具多次交配行为 ,雌雄交配时间长 ,且交配后常伴有长时间的抱对行为。利用近缘种的种间交配 ,对小翅稻蝗的精子竞争、交配后抱对行为的适应意义进行了探讨。结果表明 ,小翅稻蝗的 P2 值 (最后交配雄虫子代的比例 )达 94 .3%±5 .3% ,说明最后交配雄虫的精子优先用于卵子的受精 ,交配时存在着精子置换。长时间的交配后抱对行为是为了阻止雌虫与不同雄虫个体的再交配 ,保护精子免被置换。     

飞蝗变型及体色多型的内分泌控制机理

飞蝗具变型现象,散居型和群居型在形态特征、生理机能、行为及体色等方面存在明显差异。保幼激素已被证实能诱导飞蝗散居型绿色的出现。近年,从飞蝗心侧体成功地分离了一种神经肽——黑化诱导激素([His^7]-corazonin),并用白化型进行检测,证实了其对体色黑化作用的活性。不同时间对飞蝗若虫注射不同剂量的[His^7]-corazonin,能诱导出现除绿色以外的散居型体色,如浅褐色、褐色、赤褐色、黑色等;也能诱导出现群居型的体色,即黑色配以橘黄色的底色。而且,对散居型若虫注射[His^7]-corazonin能诱导其形态向群居型转换。这些研究证实[His^7]-corazonin对飞蝗的变型有着重要的控制作用,但又不是唯一的。     

食物胁迫对翅二型丽斗蟋飞行肌和繁殖发育的影响

前期研究表明,在食物充足的条件下,翅二型丽斗蟋雌成虫长、短翅型间存在着资源投入和收益的权衡关系(trade-off);而雄成虫长短翅型间不存在此类权衡关系。在自然条件下,昆虫可能遭受食物缺乏的胁迫,因而进一步就食物胁迫对丽斗蟋飞行肌和繁殖发育的影响进行了研究。结果表明,在食物胁迫的条件下,长翅雌虫仍维持飞行肌的发育,但繁殖发育受到显著的抑制;而短翅雌虫飞行肌显著降解,繁殖发育亦维持在较高水平。说明即使是营养缺乏时,其雌成虫长、短翅型也依然存在资源配置的差异,具飞行肌和繁殖发育的权衡关系。长翅雄虫飞行肌的重量与食物充足组并无显著差异,但精巢的干重显著降低;而短翅雄虫在食物胁迫条件下飞行肌显著降解,但其精巢重量与食物充足组并无显著差异。可以认为,丽斗蟋雄虫的长、短翅型间也存在飞行肌和繁殖发育的权衡关系。     

小翅稻蝗(Oxya yezoensis Shiraki)翅多型现象浅释

对小翅稻蝗翅型构成的季节变化,长翅型、短翅型产卵前期间的差异及光周期对翅型分化的影响进行了调查,结果表明,小翅稻蝗存在着明显的翅多型现象,相对翅长(前翅长/后足腿节长)最长可达1.49,最短只有0.50,翅长呈连续性双模态分布。早期羽化的个体大多为长翅型,随着季节的推移,羽化成虫短翅率逐渐增加。长翅型雌成虫的产卵前期间为42.7±13.1日,短翅型为15.3±6.4日,短翅型雌成虫的产卵前期间显著短于长翅型。不同的光周期短翅成虫出现的比例不同,光照短于LD1212时,几乎全为短翅型,LD1410短翅率为66.8%,LD168则长翅率达62.1%,光照长于LD186时,几乎全为长翅型。     

一亚热带蜚蠊（Periplaneta japanna）两地理种群间相异的光周期反应模式

为弄清光周期对一种亚热带蜚蠊（Periplaneta japanna）若虫发育的控制机理,检测了光周期对冲绳（26°N）和八丈岛（33°N）两个地理种群若虫发育的影响。结果表明,光周期显著影响两地理种群的若虫发育,然而,冲绳和八丈岛种群间显示不同的光周期反应模式。冲绳种群在长日条件下（LD 16∶8h）若虫发育显著快于中间日长（LD 14∶10h）和短日条件下（LD 12∶12h）的若虫发育,孵化后60d 或120d 将若虫自LD 16∶8h向LD 12∶12h转移,若虫发育受到抑制,而自LD 12∶12h向LD 16∶8h转移,则促进若虫发育。八丈岛种群的若虫在短日条件下发育最快,其次是中间日长,长日条件下若虫发育最慢,孵化后60d 或120d 将若虫自LD 16∶8h向LD 12∶12h转移抑制若虫发育,反方向转移的若虫快速发育。两地理种群间不同的光周期反应模式可以认为是趋异进化的结果。     

飞蝗抱对行为的进化意义及两型间相异的交配策略

飞蝗Locusta migratoriaL.不仅交配时间长,而且进行频繁的、长时间的交配前抱对。一般认为,交配前抱对行为是雄虫为了等待时机获取适时的交配。最近的研究表明,飞蝗的交配时间与P2值(最后交配雄虫子代的比例)、交配前抱对时间与交配时间存在显著的正相关关系,即飞蝗长时间的交配前抱对行为能延长其后续的交配时间,从而提高P2值。飞蝗具变型现象,散居型和群居型在形态特征、生理机能、行为及体色等方面存在明显差异。最近的研究结果显示,散居型较群居型具更高的P2值,较短的交配前抱对和较长的交配时间。冲绳和筑波种群散居型成虫的交配前抱对时间与交配时间存在显著的正相关关系,而群居型无此相关性。这些结果证实飞蝗散居型和群居型之间存在着繁殖策略的差异。     

丽斗蟋翅二型雌虫飞行肌和卵巢发育间的资源分配差异

丽斗蟋Velarifictorus ornatus具有明显的翅二型现象, 长翅型与短翅型雌虫的卵巢和飞行肌存在着生理权衡。本研究分别应用蒽酮比色法、 硫代磷酸香草醛法、 考马斯亮蓝染液对羽化后10 d内两型雌虫飞行肌与卵巢内糖原、 总脂及蛋白质含量进行了定量分析。结果表明： 成虫羽化后10 d内, 两型雌虫体重无明显差异(P>0.05), 但短翅型雌虫怀卵量明显多于长翅型雌虫, 而人工脱翅能够促进长翅型雌虫怀卵量增加(P<0.05)。短翅型雌虫飞行肌内蛋白质、 糖原及总脂含量在成虫羽化后10 d内无明显变化, 但长翅型雌虫飞行肌内蛋白质在成虫羽化后3 d时达到最大值564.4±87.5 μg/♀, 糖原与总脂含量分别于羽化后第5天达到最大值85.2±21.7 μg/♀和5 284.7±1 267.4 μg/♀。然后开始下降, 各实验处理天数内, 长翅型雌虫飞行肌内蛋白质、 糖原及总脂含量都显著多于短翅型雌虫(P<0.05)。相反, 各处理天数内, 短翅型雌虫卵巢内蛋白质、 糖原及总脂含量则明显多于长翅型雌虫(P<0.05), 同时虫龄对蛋白质、 糖原及总脂在两型雌虫飞行肌与卵巢内分配也产生明显影响(P<0.05)。人工脱翅能够促进长翅型雌虫卵巢内蛋白质、 糖原及总脂含量增加, 同时诱导飞行肌内蛋白质、 糖原及总脂含量降低, 其中总脂含量在脱翅后10 d时降为2 394.9±1 461.8 μg/♀, 只有最大值的一半, 而与短翅型雌虫相似(P>0.05), 表明总脂为丽斗蟋飞行的主要能源物质。外用保幼激素Ⅲ能够促进长翅型雌虫卵巢内蛋白质、 糖原及总脂含量增加(P<0.05), 但对飞行肌内三者含量无明显影响(P>0.05), 外用早熟素Ⅰ对短翅型雌虫卵巢内蛋白质、 糖原及总脂含量亦无明显影响(P>0.05)。上述结果表明, 丽斗蟋长翅型雌虫首先将获得的资源用于发育飞行所需的飞行肌, 短翅型雌虫则首先将所获得的资源用于发育繁殖所需的卵巢, 但长翅型雌虫飞行肌与卵巢间的资源分配方式受保幼激素的影响。     

变化光周期对丽斗蟋(Velarifictonus ornatus)若虫发育的影响

为弄清湖南株洲丽斗蟋若虫的季节适应策略，研究了恒定及变化光周期对其若虫发育的调控。结果表明，丽斗蟋若虫发育明显受变化光周期的影响。25℃温度条件下，3个光周期条件下的若虫发育都较慢，羽化也极不整齐，长日条件(LD 16∶8h)、中间日照条件(LD 14∶10h)和短日条件(LD 12∶12h)的若虫发育历期(mean ± SD)分别为(206.2± 44.0)d、(236.6±93.3)d和(230.3±47.4)d，若虫从开始羽化到供试个体全部完成羽化所需时间分别为216、301和156d,经历短日条件的若虫转移至长日条件后能够促进其快速发育，羽化也很整齐，反方向转移则会抑制若虫发育,且羽化也不整齐。30℃温度条件下，恒定长日条件下的若虫发育明显快于短日条件，变化光周期对若虫发育的调控与25℃相类似。变化光周期对若虫发育的影响与光周期的变化方向及低龄若虫感受的光周期类型有关。丽斗蟋若虫复杂的光周期反应模式的生态意义在于调节其生活史与季节同步。