长颚斗蟋长翅和短翅型雄成虫营养物质的积累与分配差异

[目的]翅多型雄虫在繁殖方面的能量投入与雌虫相异,这种差异可能会导致雄虫飞行与繁殖权衡的生理机制发生改变.因此,本研究旨在探究翅二型长颚斗蟋Velarifictorus aspersus雄成虫在营养物质积累与分配方面是否存在飞行与繁殖的权衡关系.[方法]选取长颚斗蟋V.aspersus头幅相近的长翅和短翅型雄成虫,对羽...     

环境因素对长颚斗蟋翅型分化的影响

长颚斗蟋具有明显的翅二型现象。比较长颚斗蟋不同翅型成虫的形态差异,结果表明其短翅型成虫除翅已明显退化外,与长翅型成虫并无其他形态差异。为探究环境因素与长颚斗蟋翅型分化的关系,就光周期、温度及密度对其翅型分化的影响进行了研究。结果表明,短光周期会抑制其长翅型的形成,而LD16∶8h的长光周期则促进长翅个体的分化,但非自然条件的长光周期及全明或全暗条件与上述结论并不一致。变化光周期亦会影响其翅型分化,而随着改变光周期的时间及方向的不同,影响作用亦不相同。在孵化后第20天及40天经历光周期的趋长变化会促进其长翅化;而在孵化后第20天经历光周期的趋短变化则会抑制其长翅化,第30天转移却有促进作用。此外,低温(20℃)条件诱导长颚斗蟋短翅化,高温(25℃,30℃)则促进长翅型的分化。单独饲养时,LD12∶12h与LD16∶8h条件下的若虫均羽化为短翅型成虫,当密度增加至2或5头/容器时,成虫的长翅率均明显增加,说明高密度亦是长翅型个体出现的重要诱因。     

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。     

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。     

长颚斗蟋的鸣声结构与行为分析

通过计算机外接话筒对长颚斗蟋（Velarifictorus asperses)在不同条件下的鸣声进行录音,利用软作Cool edit2000对其结构进行了较系统的分析。结果表明：长颚斗蟋的鸣叫声有7种类型,即召唤声,警戒声,挑衅声,胜利声,欢迎声,求爱声和催促声;这7种鸣声在声学特征上有明显的区别,并与行为有关。     

基于mt DNA 16S rRNA、COⅠ及Cyt b部分基因序列的长颚斗蟋与迷卡斗蟋遗传差异分析

长颚斗蟋和迷卡斗蟋的遗传差异对于蟋蟀遗传多样性,分类鉴定等有重要意义。通过PCR技术扩增测定长颚斗蟋和迷卡斗蟋的mt DNA 16S r RNA、COⅠ与Cyt b部分基因序列。数据分析表明:长颚斗蟋和迷卡斗蟋16S r RNA,COⅠ和Cyt b的种间序列相似度分别约为91.5%、87.0%和85.5%。长颚斗蟋种内16S r RNA、COⅠ和Cyt b基因序列相似度分别为99.8%、98.9%和98.8%;迷卡斗蟋种内16S r RNA、COⅠ和Cyt b基因序列相似度分别为98.4%、98.4%、97.2%。研究结果表明:长颚斗蟋与迷卡斗蟋的种间遗传差异明显大于种内遗传差异;16S r RNA、COⅠ、Cyt b基因序列适合作为长颚斗蟋和迷卡斗蟋遗传差异研究及分类鉴定的分子标记;COⅠ和Cyt b基因较16S r RNA基因有更快的进化速度,其种间遗传差异也更为明显。     

丽斗蟋翅二型雄虫食物消化能力及消化酶活性比较

【目的】丽斗蟋Velarifictorus ornatus具明显的翅二型现象,为探讨翅型分化对丽斗蟋翅二型雄虫消化能力及中肠内消化酶活性产生的影响,对长翅型与短翅型雄虫食物消化能力及中肠内消化酶活性进行了检测比较。【方法】我们采取重量营养指数测定了羽化后12 d内丽斗蟋两型雄成虫增长量、相对增长率、取食量、食物利用率、近似消化率和食物转化率。为进一步明确丽斗蟋翅二型成虫食物消化能力与中肠内消化酶活性的关系,我们采用4种专用底物测定了中肠内用于分解蛋白质、脂肪和碳水化合物的总蛋白酶、胰蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶的活性。【结果】结果表明,丽斗蟋两型雄虫取食量、食物转化率、食物利用率与增长量均无统计差异,但中肠内消化酶活性变化规律不同。成虫羽化后4 d时,长翅型雄虫中肠内总蛋白酶与胰蛋白酶活性显著高于短翅型雄虫,相反,羽化后0 d时,短翅型雄虫中肠内总蛋白酶与胰蛋白酶活性则显著高于长翅型雄虫,而羽化后12 d时,虽然短翅型雄虫总蛋白酶活性高于长翅型雄虫,但胰蛋白酶活性在两型雄虫间并无差异。成虫羽化后0 d时,两型雄虫脂肪酶活性无差异,但无论是羽化后4 或 12 d,长翅型雄虫中肠内脂肪酶活性皆显著大于短翅型雄虫。成虫羽化后4 d时,短翅型雄虫中肠内淀粉酶活性显著高于长翅型雄虫,而羽化后0与12 d时,两型雄虫间无显著差异。【结论】丽斗蟋翅二型雄虫食物消化能力无显著差异,但羽化后不同时间,中肠内消化酶活性存在差异,该差异可能与成虫羽化后不同时期,翅二型雄虫在飞行与繁殖投资中对不同能源物质的需求有关。     

外用保幼激素与早熟素对丽斗蟋翅二型个体飞行与生殖发育间生理权衡的影响（英文）

为探讨丽斗蟋Velarifictorus ornatus翅二型个体飞行与生殖发育间生理权衡的内分泌控制机理, 本研究调查了外用保幼激素Ⅲ(JH-III)与早熟素Ⅰ(P-I)对丽斗蟋翅二型个体飞行肌与生殖发育的影响。结果表明： 成虫羽化后当日分别注射1, 5, 10和25 μg保幼激素7 d后, 显著促进了丽斗蟋长翅雌虫卵巢发育, 卵巢重量分别从对照组的16.8±11.4 mg/♀增加到43.9±10.7, 33.6±14.0, 56.8±7.6和 39.3±30.7 mg/♀; 但对卵巢内怀卵量无显著影响。相反, 外用保幼激素则诱发飞行肌降解, 1, 5和10 μg JH-III处理组飞行肌重量分别下降为12.9±4.7, 11.7±4.8和8.8±0.8 mg/♀, 显著低于对照组飞行肌重量(17.7±1.6 mg)。对短翅雌虫注射P-I时, 当注射的剂量超过50 μg/♀时, 能够显著抑制卵巢发育, 而低于50 μg/♀时则对卵巢发育无明显影响。外用JH-III对丽斗蟋长翅雄虫飞行肌、 精巢、 附腺的发育无明显影响; 外用P-I对短翅型雄虫精巢与附腺的发育也无明显影响。因此, 丽斗蟋翅二型雌虫与雄虫的飞行肌与生殖器官的内分泌控制机理可能存在差异。     

迷卡斗蟋和短翅鸣螽的行为谱及交配行为

研究了迷卡斗蟋和短翅鸣螽的行为模式及迷卡斗蟋鸣叫的时间分布。结果表明迷卡斗蟋雄虫单独存在时 ,在一昼夜内其鸣叫的持续时间为 668.38± 1 0 9.86分钟 ( 5 ) ,引入雌虫后鸣叫累计时间减少为 1 7.3± 6.7分钟 ( 5 ) ,并产生音调低沉的求偶声。在昼夜鸣叫活动型式中 ,雄虫单独存在时的鸣叫活动集中于夜间 ;引入雌虫后 ,占区鸣叫、求偶鸣唱和交配行为多集中于白天。根据上述结果提出了机会 -风险平衡假说来解释此现象 ,即白天交配有被捕食的危险 ,雄蟋短期内重复交配以保证精液进入雌蟋体内 ,从而保证了交配的成功 ,补偿了雄蟋所冒风险。短翅鸣螽雄性产生较大的精包 ,当雌体取食精包时 ,精液进入雌体内以保证交配成功。     

Effects of wing-pad removal and corpus allatum implantation on development of wings, flight muscles, and related structures in the striped ground cricket, Allonemobius fasciatus

ABSTRACT. Removal of a hindwing pad from late instar nymphs of the striped ground cricket, Allonemobius fasciatus DeGeer (Gryllidae) inhibits the formation of long-winged adults. All nymphs become short-winged when their hindwing pad is removed during the sixth (penultimate) instar or during the first 2 days of the seventh instar. When a hindwing pad is removed on day 4 of the seventh instar or later, there is no effect on wing development and at least 50% of the crickets emerge as long-winged adults as in controls.
The period sensitive for removal of a hindwing pad varies among different structures, e.g. elytra, hindwings, flight muscles, and the acrotergite of the first abdominal segment. As a result, some intermediate forms are produced when a hindwing pad is removed in the middle of the seventh instar.
Implantation of corpora allata (CA) into late instar nymphs also inhibits formation of long-winged adults. When CA are implanted on day 2 or 3 of the seventh instar, some of the resulting adults have abnormally short elytra. Implantation of CA at an earlier stage produces supernumerary (eighth instar) nymphs.