异色瓢虫对快速冷驯化的生理响应及后代适合度研究

发布时间：2020-10-23 14:11

　　 异色瓢虫Harmonia axyridis(Pallas)因其适应环境能力强、捕食量大等特点被视为农业生产中具有广阔应用前景的捕食性生防昆虫,其商品化的推动对生态农业的发展起到了重要促进作用。全球气候变暖增加了局部区域温度骤变出现的机率,自然条件下异色瓢虫对低温较为敏感,受短时气温波动影响较大。本文针对异色瓢虫成虫对快速冷驯化(rapid cold hardening,RCH)的生理响应及后代适合度展开研究,筛选出最佳的短时恒温与等梯度降温的驯化剂量,进一步测定短时低温诱导后异色瓢虫雌雄成虫体内生理生化指标的变化,并研究低温处理对子一代昆虫适合度的影响,为异色瓢虫耐寒性和天敌昆虫冷驯化研究提供理论参考。主要实验结果汇总如下:1.异色瓢虫成虫快速冷驯化最优剂量选择及持续性测定异色瓢虫经不同短时低温诱导后,在识别温度-10℃/2 h下的存活率均有所提高,其中恒温最优剂量为0℃/4 h,存活率由33.13%(未经驯化在-10℃/2 h下的存活率)上升至77.50%;10℃-5℃-3℃-0℃等梯度降温累积处理最优剂量为2 h,存活率提高至75.63%。梯度累积降温处理8 h与0℃/2 h相比存活率没有显著差异,说明异色瓢虫成虫梯度降温不会在恒温的基础上进一步提高其存活率,两者温度叠加的区段没有产生增效作用。异色瓢虫短时低温诱导也存在“去冷驯化效应”,优剂量处理下,0℃/4 h组冷效应持续7 d左右,梯度降温累积2 h组冷效应持续5 d左右。2.异色瓢虫成虫快速冷驯化的生理响应两种驯化方式都能降低异色瓢虫成虫的过冷却点与体内含水量,但只有0℃/4 h处理组雄虫达到显著水平,其它没有明显变化;而虫体内脂肪含量存在下降趋势,但不显著,说明短时低温诱导不足以使异色瓢虫成虫消耗大量脂肪来御寒;短时低温诱导能使异色瓢虫体内积累小分子碳水化合物,其中葡萄糖、海藻糖、甘油、甘露醇的含量无论雌雄成虫都显著升高,同样是雄虫提升幅度较大;而果糖含量只有梯度降温累积2 h处理组显著升高,说明果糖是异色瓢虫短时梯度降温驯化方式下的抗冻保护物质;山梨醇含量在两种驯化方式下只有略微下降,未表现出明显变化;糖原含量显著下降,说明异色瓢虫短时低温诱导过程中糖原为其主要耗能物质。因此,异色瓢虫成虫经短时低温诱导,形成了糖原-葡萄糖-海藻糖-甘露醇-甘油的抗寒系统。两种短时低温诱导方式都对异色瓢虫体内抗氧化酶系与糖代谢酶系活性产生影响,过氧化氢酶(catalase,CAT)与超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性显著增强,而过氧化物酶(peroxidase,POD)活性与两者变化趋势相反。雄虫SOD在两种驯化方式之间存在显著差异,其余酶活在两种处理差异不显著,说明短时低温诱导抗氧化酶活的变化与驯化方式相关性不是很大。与糖酵解有关的乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase,LDH)活性在两种处理下急骤降低,雄虫体内更为明显,说明虫体在减缓自己的代谢能力;与跨膜运输有关的Na~+K~+-ATP酶(Na~+K~+-ATPase)活基本稳定在固定域值附近,但有升高趋势。综上可以看出快速冷驯化对异色瓢虫雄性成虫影响较雌虫显著;同种驯化方式不同驯化过程对异色瓢虫的影响没有达到显著水平。3.快速冷驯化对异色瓢虫后代适合度的影响快速冷驯化对异色瓢虫成虫的影响可以延续到子一代,与未经过低温诱导的对照相比,两种驯化方式处理后的异色瓢虫成虫子一代卵的发育历期与三龄幼虫发育历期均有延长,0℃/4 h恒温诱导组子代四龄发育历期与蛹期显著缩短;子代化蛹率、羽化率、蛹重、成虫重量与对照并没有显著差异;低温诱导对后代的性比影响较大,羽化后雌虫的比例都较对照组升高。驯化组雌虫可育率降低。而产卵前期与首次产卵量没有明显差异。30 d累积产卵量上面在0℃/4 h恒温诱导组稍有减少,但差异不显著。两种短时低温诱导不会对异色瓢虫子代四龄幼虫及成虫的捕食行为产生不利影响,也不会通过增加日捕食量来弥补短时低温对亲代造成的营养流失。
【学位单位】：华中农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：S476.2
【部分图文】：

但其瞬间攻击率最高，为 1.2527；变温处理与对照组相比差异，且瞬间攻击率都高于 1，理论最高捕食量也大于 100 头。结合，四龄幼虫捕食相关系数 R2都大于 0.99，拟合度非常高。表 5 快速冷驯化后异色瓢虫子代四龄幼虫捕食功能反应参数le. 5 The parameters of functional response of 4th inster larval H. axyridis offsprinacclimated parents间攻击率α处理时间Tha/Th功能反应模型Equation相关系数R2.1626 0.0082 141.78 Na=1.1626N/(1+0.0096N) 0.9955 .2527 0.0106 118.18 Na=1.2527N/(1+0.0133N) 0.9986 .1679 0.0082 142.43 Na=1.1679N/(1+0.0096N) 0.9953

图 19 快速冷驯化后异色瓢虫子代四龄幼虫捕食功能反应线性拟合19 The linear fitting of functional response of 4th inster larval H. axyridis offsprinacclimated parents速冷驯化对异色瓢虫子代成虫捕食力的影响 6 可知子代成虫中，两种快速低温诱导均延长子一代成虫对猎物于 0.01；理论最大捕食量相对对照组较低，恒温处理组仅为 82.2这与对蚕豆蚜的瞬间攻击率和处理时间呈正相关；短时低温处理是成虫瞬间攻击率都比对照组高，但只有恒温处理组成虫瞬间攻。结合图 21 可以看出，异色瓢虫成虫捕食相关系数 R2都大于 0。表 6 快速冷驯化后异色瓢虫子代成虫捕食功能反应参数The parameters of functional response of adult H. axyridis offspring from acclim

图 20 快速冷驯化后异色瓢虫子代成虫捕食功能反应Fig. 20 The functional response of adult H. axyridis offspring from acclimated pare图 21 快速冷驯化后异色瓢虫子代成虫捕食功能反应线性拟合1 The linear fitting of functional response of 4th adult H. axyridis offspring from acparents
【参考文献】

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本文编号：2853140