冷驯化对茶尺蠖抗寒性生理指标的影响

【目的】冷驯化作为一种有效提高耐寒能力的途径,在昆虫对环境温度变化的适应中发挥重要作用,是当前昆虫耐寒性研究的热点。为了解茶尺蠖Ectropis oblique(Prout)对冷驯化的生理响应机制,本文研究了不同冷驯化对茶尺蠖抗寒性生理指标的影响。【方法】分别对茶尺蠖快速冷驯化0℃2 h、5℃2 h,长时间冷驯化5℃24 h、5℃48 h,利用热电偶方法测定了茶尺蠖的过冷却点,采用生理生化测定法研究了其体内的抗寒性生理指标的变化。【结果】长时间冷驯化处理使茶尺蠖过冷却点显著降低;虫体内含水量显著降低;脂质和糖原含量显著增加;蛋白质含量略有增加但无显著差异;过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)3种保护酶活性显著升高及ATP能量代谢酶活显著降低。短时间冷驯化使茶尺蠖过冷却点显著降低;虫体内含水量降低但差异不显著;脂质、糖原和蛋白质含量显著升高;POD、CAT、SOD 3种保护酶活性及ATP能量代谢酶活分别显著升高和降低。【结论】长时间冷驯化和快速冷驯化均能提高茶尺蠖耐寒性,这是虫体内的水分、脂肪、糖原、蛋白质等含量以及抗逆酶活性变化的综合反映。本研究结果对深入研究茶尺蠖越冬策略以及结合气候条件确定茶尺蠖的分布,为评价田间死亡率及预测翌年发生程度提供重要依据,对制定防治措施具有重要现实意义。     

异色瓢虫成虫冷驯化反应及体内几种酶活力的相关变化

为明确冷驯化反应对异色瓢虫Harmonia axyridis (Pallas) 实验种群成虫耐寒性及其生殖能力的影响, 本研究测定了成虫低温存活率、过冷却点(supercooling point, SCP)、体内含水量及雌虫繁殖能力等。结果表明: 冷驯化（在5℃下诱导3 d, 5 d）后, 成虫再在-5℃下暴露3 d的存活率由对照（预先未进行冷驯化）的46%分别提高至60%和67%, 而诱导10 d后的存活率(51%)反而下降。冷驯化效应在其成虫转移至饲养条件下7 d后就消失。随着低温诱导时间的延长过冷却点及体内含水量均呈现下降趋势, 短时间(5, 10 d)的诱导不能使成虫的SCP明显降低, 但可以使含水量极显著下降。冷驯化后异色瓢虫雌虫产卵前期延长; 虽然冷驯化对雌虫首次产卵量没有影响, 但是随着诱导时间的延长连续观察72 h内单头雌虫累计产卵量却降低。冷驯化过程中成虫体内几种酶活力的检测结果表明: 两种细胞保护酶超氧化物歧化酶(SOD)与过氧化氢酶(CAT)活性升高, 与新陈代谢有关的乳酸脱氢酶(LDH)及Na⁺, K⁺-ATP酶活性却降低。结果显示, 低温胁迫前异色瓢虫成虫经过不同时间的诱导后有可能提高其低温抵抗能力, 而且冷驯化诱导成虫耐寒性增加是一种复杂的生理生化过程, 这一过程对其生存和繁殖具有重要的适应意义。     

广聚萤叶甲成虫交配时长对产卵量与孵化率的影响

【目的】明确不同交配时长对广聚萤叶甲雌虫产卵量和卵的孵化率的影响。【方法】在室内条件下,对不同交配时长下广聚萤叶甲的雌虫产卵量和卵的孵化率进行观察:(1)选取羽化第3d的广聚萤叶甲雌雄虫随机配对,观察24 h,记录交配情况和时长;(2)在交配开始1、5、15、30、60 min时,强行分开雌雄成虫,然后将不同交配时长的雌虫进行单独饲养,以正常交配一次的雌虫作为对照,每个处理选取23组;(3)将15～30 cm健壮豚草小苗插入注满水的塑料小瓶内,将配对的一组雌雄成虫和豚草小苗放入养虫盒中饲养,每天更换带卵的小苗并记录叶片上的产卵量;(4)将上述带卵的小苗至于适宜条件下培养,记录5～7 d内卵块孵化的情况。【结果】广聚萤叶甲正常交配一次的对照组的产卵水平显著高于各处理组,单雌产卵为889粒,交配时间15 min以下各组雌虫的产卵量明显低于交配30 min以上的各组雌虫。同时交配时长5 min以下雌虫产的卵基本不能孵化,而交配时间达到30 min以上的各组卵块的孵化率明显提高。【结论】雄虫转移雌虫受精所需精子量需要耗费的时间为30 min左右,且雄虫有延长交配时间的趋性。该结果为研究广聚萤叶甲的生态特性以及优化种群繁殖提供科学依据。     

交配对广聚萤叶甲成虫耐饥与耐热能力的影响

昆虫交配是一个消耗能量的过程,因此交配后可能对其抗逆能力造成一定的影响。广聚萤叶甲是恶性杂草-豚草的专一性天敌,正常情况下,成虫耐饥饿和耐热能力较强。为明确交配对广聚萤叶甲成虫抗逆能力的影响,本研究观察在一次交配处理后,广聚萤叶甲在饥饿条件下或高温条件下继续存活时间。结果发现,在不提供食物的情况下,交配对雄虫的寿命影响不大,但雌虫的寿命(8.4 d±0.1 d)显著短于对照雌虫(10.8 d±0.1 d)。在高温状态下,无论取食与否,交配都会显著增加广聚萤叶甲雌雄成虫的耐热能力,尤其以雌虫表现更为明显(处理雌虫和对照雌虫存活时间分别为:取食(6.15 d±0.14 d,4.95 d±0.13 d)、不取食(5.55 d±0.13 d,4.81 d±0.11 d)。可见,交配降低广聚叶甲雌虫的饥饿能力,但成虫的耐热能力显著加强。     

异色瓢虫成虫耐寒能力的季节性变化

为研究异色瓢虫Harmonia axyridis自然种群耐寒能力的季节性变化,测定了其过冷却点、体内含水量及总脂肪含量和低温存活力。结果表明：异色瓢虫成虫低温存活力呈现出明显的季节性变化,越冬前成虫的耐寒性显著强于夏季成虫和越冬后成虫。冷驯化（5℃, 5 d）可以显著提高夏季成虫的低温存活力。雌雄成虫过冷却点和体内含水量随气温的降低而降低,升高而升高。过冷却点7月份最高,分别为−7.6℃和−8.0℃;越冬中期（2008-01-15）最低,分别为−18.1℃ 和−16.9℃。雌雄成虫体内含水量9月份最高,分别为66.87%和68.01%,10月份显著降低,越冬后期（2008-02-19）最低,分别为52.94%和51.53%。越冬期间过冷却点和体内含水量显著低于其他时期。而雌雄成虫体内总脂肪含量在越冬开始就达到最高,分别为50.07%和47.93%,随后又逐渐降低,越冬期间显著高于其他时期。由此可知异色瓢虫自然种群的耐寒性呈现出明显的季节性变化,文中还就异色瓢虫自然种群耐寒性影响因素及其越冬策略进行了讨论。     

蠋蝽抗寒性对快速冷驯化的响应及其生理机制

快速冷驯化可以提高某些昆虫的耐寒性.为了探讨不同冷驯化诱导温度对蝎蝽抗寒性的影响及其生理机制,以室内人工饲养的第3代蝎蝽成虫为对象,利用热电偶、液相色谱分析等技术手段,测定了经15、10、4℃冷驯化4h和梯度降温(依次在15、10、4℃各驯化4h)冷驯化后,蠋蝽成虫过冷却点、虫体含水率及小分子碳水化合物、甘油和氨基酸含量,及其在不同暴露温度(0、-5、-10℃)下的耐寒性.结果表明:处理后暴露在-10℃时,梯度处理组和4℃冷驯化处理组的蝎蝽成虫存活率为58.3％,其他处理组及对照组(室温饲养)的存活率显著降低,平均为8.9％;梯度处理组与4℃冷驯化处理组蠋蝽成虫过冷却点平均为-15.6℃,比其他处理平均降低1.3℃;各处理虫体含水率无显著差异,平均为61.8％;与其他各组相比,梯度处理组和4℃冷驯化组蠋蝽成虫的葡萄糖、山梨醇和甘油含量分别增加2.82、2.65和3.49倍,丙氨酸和谷氨酸含量分别增加51.3％和80.2％,海藻糖、甘露糖和脯氨酸含量分别下降68.4％、52.2％和30.2％,而果糖含量各组间无显著差异.快速冷驯化对蠋蝽成虫具有临界诱导温度值,梯度降温驯化不能在快速冷驯化的基础上提高蠋蝽成虫的抗寒性.     

夏季不同昼夜温度模式对广聚萤叶甲发育和繁殖的影响

本文旨在探明夏季不同昼夜温度模式对广聚萤叶甲发育及繁殖的影响。在实验室条件下,模拟了夏季常规的昼夜气温变化模式32℃±4℃、白天均温升高2℃及极端高温升高2℃,以恒温28℃为对照,研究上述温度模式对广聚萤叶甲的生长发育及繁殖动态的影响,并组建了广聚萤叶甲实验种群生命表。随日平均温度的增加,广聚萤叶甲卵的孵化率和幼虫存活率降低,发育历期缩短,成虫寿命及产卵量减少,但是对蛹的羽化率影响不大。白天均温升高2℃时,尽管广聚萤叶甲生殖力最低,但是其内禀增长率最高,种群加倍时间短。广聚萤叶甲能根据昼夜温度变化来改变生长发育特点以适应外环境界,通过缩短种群加倍时间来维持一定的种群数量。     

广聚萤叶甲取食对豚草挥发物组分的影响

植物在遭受植食性昆虫为害后,会系统性地释放虫害诱导挥发物(HIPVs).为探明广聚萤叶甲取食对豚草挥发物组分的影响,本研究采用动态顶空吸附法和气相色谱-质谱联用仪(GC-MS),收集并分析了豚草在受机械损伤和受广聚萤叶甲取食损伤前后挥发物组分及相对含量的变化.结果表明,豚草健康植株与损伤植株的挥发物组分和相对含量具有明显的差异.与健康植株相比,受机械损伤后的豚草挥发物中新出现了乙酸芳樟酯、桉树醇、十二醛、γ-木罗烯、植物醇、β-波旁烯,这些化合物在受损后立即释放,表明它们是组成型豚草挥发性有机化合物(VOCs);受取食损伤后,挥发物中大根香叶烯D的相对含量显著增加,表明大根香叶烯D为诱发型VOCs;而较于健康植株和机械损伤植株,取食损伤后的豚草VOCs中增加了桧烯、辛醛、β-罗勒烯、香茅醇,表明这些化合物为HIPVs.此外,机械损伤与取食损伤对豚草VOCs组分的影响有所不同.受机械损伤后,挥发物的种类减少后(损伤后第3天)很快又恢复到健康水平,而受取食损伤后,VOCs的种类逐渐减少(损伤后3d内).受损后不同时期挥发物的种类和相对含量亦有显著差异.受损后的早期(1 d),释放的多为一些豚草绿叶性物质,而在后期有一些诱导物释放.本研究结果为利用豚草VOCs和HIPVs组分提高广聚萤叶甲对豚草的防控效果奠定了重要基础.     

西花蓟马的快速冷驯化及其生态学代价

西花蓟马是我国蔬菜、果树和观赏植物上的一种重要入侵害虫.该害虫通过取食寄主汁液和传播多种植物病毒造成危害,而后者危害造成的经济损失更大.温度是影响西花蓟马生长发育和繁殖的一个重要非生物因子,而该虫对温度的耐受性决定了它的越冬存活率和地理分布.为探明低温对西花蓟马的不利影响,研究了西花蓟马若虫和成虫的快速冷驯化对其存活、发育和繁殖的影响.结果表明,随着温度降低,西花蓟马若虫和成虫存活率逐渐下降,但若虫对低温更为敏感.当成虫和若虫暴露于-13℃和-13.5℃下2h后,其存活率分别为25％和27％.根据识别温度定义,这两个温度分别被定义为若虫和成虫的识别温度.将西花蓟马成、若虫在0℃或5℃驯化2h后,再置于各自识别温度下,其存活率都得到了明显提高,但雌雄成虫间的存活率并无差异;然而,在0℃下驯化2h后,若虫和雌雄成虫的存活率得到了最大幅度的地提高,分别达46％、54％、49％.西花蓟马若虫经不同低温处理后,其发育历期、羽化后的成虫寿命、产卵时间与对照相比无显著差异,但产卵量显著降低;成虫经过低温处理后,其寿命,产卵量和产卵时间明显降低.研究结果支持昆虫快速冷驯化与其适合度之间存在平衡的假说;同时,也可为该虫的分布和治理研究提供相应的基础信息.     

红脂大小蠹幼虫和成虫耐寒能力及耐寒物质的研究

为明确红脂大小蠹Dendroctonus valens LeConte的耐寒能力以及主要耐寒物质,对越冬期幼虫和成虫的过冷却点及冰点进行了测定,同时对越冬期及非越冬期幼虫和成虫体内的抗冻保护物质进行了测定.结果表明,越冬期幼虫和成虫的过冷却点差异不显著,分别为-18.34±0.26℃和-18.59±0.63℃,冰点差异...     

短时低温胁迫对广聚萤叶甲发育和生殖的影响

广聚萤叶甲Ophraella commnuna 是入侵性杂草豚草Ambrosia artemisiifolia的一种重要专一性天敌.为探明短时低温胁迫对广聚萤叶甲发育和生殖的影响,将广聚萤叶甲置于2,5,8,11和14°C人工气候箱内(RH 70%±5%,14L:10D)处理2 h,测定卵、幼虫、蛹存活率、发育历期及成...     

瓜实蝇耐低温相关生理指标的测定

【目的】了解瓜实蝇Bactrocera cucurbitae(Coquillett)对低温的耐受性,分析其不同发育阶段耐寒力差异。【方法】以不同发育阶段瓜实蝇为实验材料,分别测定并比较了过冷却点、水分、脂肪、甘油和糖类含量的变化情况。【结果】其不同龄期的过冷却点差异显著,5日龄蛹的过冷却点最低,为﹣17.04℃,1日龄幼虫的过冷却点最高,为﹣11.82℃,同一日龄的雌、雄成虫之间的过冷却点无显著差异;其幼虫期和蛹期虫体的含水量随着龄期的增长而下降,从1日龄幼虫79.64%下降到5日龄蛹65.31%,5日龄蛹的含水量显著低于其他龄期瓜实蝇,成虫期各龄期雌成虫含水量均显著高于雄成虫;5日龄幼虫脂肪含量最高,为32.90%,1日龄雄成虫和14日龄雄成虫脂肪含量最低,均为15%;幼虫期甘油含量随着龄期的增长而下降,从3.32μg/mg下降到1.12μg/mg,而蛹期逐渐上升,14日龄雌成虫甘油含量最高,为5.90μg/mg;1日龄幼虫总糖、海藻糖和糖原含量均最高,分别为7.51、0.94和1.93μg/mg,显著高于其他龄期瓜实蝇,蛹期糖类含量逐渐下降,而成虫期糖类含量随龄期增长而逐渐升高。【结论】本研究结果可为正确评估瓜实蝇的地理适应性和低温检疫处理提供依据。     

Effects of photoperiod and temperature on reproductive diapause in Ophraella communa (Coleoptera: Chrysomelidae), a potential biocontrol agent against Ambrosia artemisiifolia

Abstract To investigate the seasonal adaptation strategies of Ophraella communa to new habitats, the effects and regulation mechanisms of photoperiod and temperature on the reproductive diapause in a population collected from Changsha, Hunan were examined. Adults showed obvious reproductive diapause, which was regulated by photoperiod and temperature. At 30°C, there was no adult diapause occurring under either long‐day or short‐day conditions; at 25°C the pre‐oviposition period was short and fecundity was high in adult females under L : D 16 : 8 h, whereas under L : D 12 : 12 h, a few females entered reproductive diapause; at 20°C under short‐day conditions, all female adults entered diapause. The pre‐oviposition period was significantly prolonged when the pupae and adults were transferred from long‐days to short‐days, but the day length influence was not obvious when they were transferred only in the adult stage. However, the fecundity dropped greatly no matter whether the photoperiod shifted to short‐days only in the adult stage or whether the shift occurred in both the pupal and adult stage. The fecundity was extremely low when photoperiod shifted from long‐days to short‐days in both pupal and adult stages. This was an indication that the pupal and adult stages were the photoperiod‐sensitive stage for adult reproductive diapause. This was especially true for the photoperiod in the pupal stage, which has a distinctly significant regulative effect on reproductive diapause. Additionally, this article also addresses the reason for different photoperiodic response patterns in reproductive diapause induction between the Changsha strain and the Tsukuba strain (Japan) of O. communa.     

野外条件下广聚萤叶甲对豚草的产卵选择

为探究影响广聚萤叶甲Ophraella communa LeSage选择豚草产卵的环境因素, 在南京城郊于2009年6月23日至9月1日豚草生长季节, 跟踪调查了60个豚草斑块上落卵数量动态, 运用跨栏模型分析了影响叶甲产卵以及产卵数量的因素。结果表明： （1）产卵发生随季节延长、 豚草被取食程度增大、 株高增长、 暴露环境中斑块增大而增加, 但随遮蔽环境中豚草斑块增大、 开花、 开花后季节延长、 季节延长情况下被取食程度增大、 开花后被取食程度增大等因素而降低; （2）落卵数量随季节延长、 豚草被取食程度增大、 暴露环境、 开花期被取食程度增大、 开花期株高增长等因素而增加, 但随豚草开花、 季节延长情况下被取食程度增大而减小; （3）落卵量随季节延长而增大的幅度在豚草营养生长期明显大于开花期, 在暴露环境中随季节延长而呈明显直线增大, 但在遮阴环境中先直线增加, 于10周后趋缓。研究结果说明, 影响产卵发生与落卵数量的因素不完全一致, 产卵发生与落卵数量主要受因子之间互作的影响, 而较少受到单因素的独立影响。     

外来植食性广聚萤叶甲对非靶标植物的潜在影响

为评估以入侵豚草为食的外来广聚萤叶甲（Ophraella communa）对非靶标植物的潜在生态风险,采用选择性试验测定了广聚萤叶甲成虫和幼虫对当地代表性植物的取食选择,观察了幼虫在选出的植物上生长发育的适合度表现。结果表明：在5大类52种测试植物中,广聚萤叶甲成虫和幼虫不同程度地取食向日葵、苍耳、天明精、菊芋（仅成虫）、紫茎泽兰（仅幼虫）和石胡荽（仅幼虫）;野外罩笼非选择性测定发现,初孵幼虫在苍耳和向日葵8个品种上可完成发育,直到成虫产卵,并观察到在菊芋上完成幼虫发育,个别到成虫但未产卵;在这些植物上幼虫存活率明显降低,蛹质量明显减轻,成虫产卵明显减少。本文还分析了广聚萤叶甲对少数本土植物以及经济作物向日葵的潜在生态风险。     

沙葱萤叶甲的过冷却能力与抗寒性

【目的】沙葱萤叶甲Galeruca daurica Joannis于2009年开始在内蒙古草原暴发成灾, 发生地区不断扩大, 危害日趋严重, 严重影响内蒙古草原畜牧业的可持续发展和生态安全。低温是影响昆虫生长发育和存活的关键因子, 而昆虫对低温的耐受性决定了其越冬存活率。了解沙葱萤叶甲的过冷却点及抗寒能力有助于预测其分布范围及种群数量动态。【方法】采用热电偶法, 在室内测定了沙葱萤叶甲各发育阶段的过冷却点; 比较了幼虫在不同低温条件下（-6~-14℃）暴露2 h及在-5℃低温条件下暴露不同时间（0.5~8 d）的存活率。【结果】沙葱萤叶甲不同发育阶段的过冷却点存在显著差异, 从低到高依次为卵（-29.8℃）、 1龄幼虫（-14.6℃）、 2龄幼虫（-13.3℃）、 蛹（-12.1℃）、 3龄幼虫（-10.2℃）和成虫（-9.0℃）; 越冬卵12月和1月的过冷却点最低, 2月的过冷却点最高。随着处理温度的降低和处理时间的延长, 幼虫的存活率降低。1, 2和3龄幼虫在-5℃下的半致死时间（Ltime₅₀）分别为3.84, 3.80和2.28 d, 低温处理2 h后半致死温度（Ltemp₅₀）分别为-10.1, -9.1和-8.5℃, 高于其过冷却点。【结论】说明沙葱萤叶甲幼虫为不耐寒冷型(chill-intolerant)。     

Effect of short-term high temperature stress on the development and fecundity of Ophraella communa (Coleoptera: Chrysomelidae)

Since insects are ectothermic, they are highly vulnerable to the sudden increase of temperature. Indeed, it has been hypothesized that the survival, development, fecundity, and even population expansion of insects are all affected significantly by extremely high temperature. We studied the effect of short-term high temperature stress on the survival and development of different stages, adult longevity and fecundity of Ophraella communa (Coleoptera: Chrysomelidae), a biological control agent of the invasive plant, the common ragweed, Ambrosia artemisiifolia (Asterales: Asteraceae) in the laboratory. The results showed that egg, larval, pupal and adult survival rates were significantly affected after 2 hour-short-stress at high temperatures (35 to 47°C) when compared to the 28°C control. With the exceptions of the control and 35°C stress, survival rate of females was significantly higher than that of males after short-stress at any high temperature. Short-term high temperature stress also significantly impacted longevity and fecundity of adult beetles. Except for control, female longevity was significantly longer than male's after short-stress at any high temperature. The survival rates of different stages, and adult longevity and fecundity of the beetle decreased significantly with the increase of short-term stress temperature. Based on the results of the present study, we conclude that the development and population expansion of O. communa may be significantly affected when they are exposed to a high temperature stage in a summer day in the areas invaded by common ragweed, in southern China.