枸杞红瘿蚊成虫行为学特征及其与寄主间的化学通讯关系

发布时间：2020-05-06 21:38

【摘要】：宁夏枸杞Lycium barbarum是我国大宗常用中药材,以干燥成熟果实枸杞子入药,是原国家卫生部公布的药食同源品种之一。枸杞红瘿蚊Jaapiella sp.是目前枸杞种植产区为害最严重,最难防治的主要成灾害虫,号称“枸杞癌症”。该虫的寄主选择非常专一,且仅选择某个特定阶段的幼嫩花蕾产卵为害,造成子房膨大畸形形成虫瘿。由于该虫的相关研究报道较少,许多研究才刚刚起步。为此,本文对枸杞红瘿蚊的形态学、成虫行为学特征及其与寄主间的化学通讯关系等方面开展了系统研究,为该虫的有效绿色防控提供科学依据。具体结果如下:1.枸杞红瘿蚊形态及成虫行为学特征研究通过室内饲养的研究方法,明确了枸杞红瘿蚊各个虫态的外部形态特征和成虫行为学特征。卵长椭圆形,无色光滑,长约0.3～0.5 mm,宽约0.05～0.08 mm;幼虫纺锤形,体肥多皱,无头无足,长约2.0～3.0 mm,宽约0.5～1.0 mm;蛹椭圆形,被蛹,蛹长2.0～3.0 mm,宽1.0～1.5 mm;成虫体形微小,体长约2.0～3.0 mm,雌雄成虫形态特征差异大。成虫羽化多集中在早晨和傍晚昼夜交替的两个时段(6:00～7:00、18:00～19:00),雌雄成虫的羽化高峰同时出现。雌成虫羽化后5 min左右开始伸出产卵器吸引雄成虫交尾,交尾高峰集中在羽化高峰之后1 h(7:00～8:00),交尾持续时间为30 s～3 min。雌成虫交尾后开始陆续产卵,产卵高峰集中在10:00～11:00、12:00～14:00,产卵持续时间为20～30 min。每头雌成虫每次产卵量为3～50粒,散产或聚产。枸杞红瘿蚊成虫寿命极短,平均寿命约1天,雌虫寿命长于雄虫,已交尾的成虫寿命较未交尾的成虫略有延长。雌雄性比接近1:1,雌虫数量稍多于雄虫。2.枸杞红瘿蚊与寄主间的化学通讯关系采用植物气味顶空吸附(headspace collection)、气相色谱-质谱联用(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)方法,提取和鉴定枸杞花不同生长发育阶段所释放的挥发性气味物质;通过Y型嗅觉仪室内行为生测方法,研究枸杞红瘿蚊雌性成虫对不同发育阶段枸杞花的嗅觉选择行为。结果显示:枸杞花的5个生长发育期共有156种挥发性化学物质,主要包括8个类群:醇类、醛类、酮类、烷类、苯类、酯类、烯类和酚类。各个生长发育期的挥发物在种类和含量上存在显著差异,构成了枸杞花不同生长发育期独特的化学指纹图谱。其中,现蕾期的挥发物以烷类(63.15%)和酮类(12.01%)为主要类群,幼蕾期的挥发物以烷类(38.69%)、酮类(29.26%)和烯类(13.37%)为优势类群,露冠期的挥发物以烯类(31.26%)、酮类(27.89%)和烷类(15.76%)为主;开花期的各种挥发物在含量上基本相当,主要为烷类(28.21%)化合物;谢花期的优势挥发物类群为烷类(46.45%)、酮类(12.38%)和酚类(7.48%)。然而,5个生长发育期的挥发物仍存在壬醛、癸烷、十二烷、十五烷等20种共有组分。Y型嗅觉仪行为生测显示,枸杞幼蕾期、现蕾期和露冠期植物挥发物对枸杞红vm蚊具有吸引作用。其中,幼蕾期植物挥发物引起枸杞红瘿蚊逆风定向行为的反应率显著高于其他生长发育期植物挥发物,这个阶段的挥发物以烷类、酮类和烯类物质为主,并含有其特有的物质成分(1-庚基-2-甲基-环丙烷、2,6,10-三甲基十二烷、邻二甲基环己烷、(2-甲基-2-丙烯)苯、5-甲基-3-十一烯、(Z)-2-十二烯);现蕾期和露冠期枸杞挥发物对红瘿蚊的吸引力次之,这两个发育阶段的挥发物成分相似,都含有高比例的酮类(2-辛酮、对乙基苯乙酮等)和烯类(α-蒎烯、柠檬烯和1-辛烯等)物质;开花期和谢花期枸杞挥发物则对枸杞红vm蚊具有一定的趋避作用,挥发物成分与幼蕾期、现蕾期和露冠期差异较大,以高比例的醛类(庚醛、苯甲醛和壬醛等)为主,还含有一定比例的酯类(乙酸叶醇酯、十六碳烷酸甲酯和邻苯二甲酸二丁酯等)和苯类(对二甲苯、1,3-二甲基苯和苯乙酮等)物质。由此揭示枸杞红瘿蚊雌成虫主要利用枸杞幼蕾释放的挥发性化学信号物质确定其飞行行为,从而定位寄主植物的产卵部位。
【图文】：

技术路线图

图１－１研宄总体思路技术路线图逡逑Ｆｉｇ．邋１－１邋Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ邋ｒｏａｄｍａｐ邋ｏｆ邋ｏｖｅｒａｌｌ邋ｒｅｓｅａｒｃｈ邋ｉｄｅａｓ逡逑１０逡逑

蛹壳,分泌物,行为

随后腹部末端开始与蛹壳脱离，腹部不断上下收缩向上移动，同时胸足在逡逑蛹壳中运动协助虫体出壳，触角首先露出蛹壳，其次翅出壳，而后前足、中足同时出逡逑来，并协助后足露出蛹壳（图２－２：邋ａ）。成虫脱出蛹壳后，蜕下一层白色透明的蛹壳逡逑（图２－２：邋ｂ），迅速爬离。初羽化的成虫身体虚弱，，不能飞翔，四处爬行，并从尾部逡逑排泄出乳白色的分泌物（图２－２：邋ｃ）。观察发现，枸杞红瘿蚊一般雄虫比雌虫羽化要逡逑早，第１头羽化的多为雄虫。逡逑图２－２枸杞红瘿蚊成虫的羽化行为（ａ．成虫脱离蛹壳；ｂ．蛹壳；ｃ．初羽化成虫分泌物）逡逑Ｆｉｇ．邋２－２邋Ｔｈｅ邋ｅｍｅｒｇｅｎｃｅ邋ｏｆ邋Ｊａａｐｉｅｌｌａ邋ｓｐ．邋ａｄｕｌｔｓ邋（ａ．邋ｅｃｌｏｓｉｏｎ邋ｐｒｏｃｅｓｓ；邋ｂ．邋ｐｕｐａｒｉｕｍ；邋ｃ．邋ｓｅｃｒｅｔｉｏｎｓ）逡逑从枸杞红瘿蚊２４邋ｈ内的羽化节律来看，其羽化行为全天可见。分为两个羽化高峰逡逑期：６：００？７：００、１８：００？１９：００，以６：００？７：００的羽化率显著高于其它时段（Ｐ＜０．０５）。逡逑羽化高峰均出现在昼夜交替时，雌雄成虫的羽化高峰期同时出现。雌雄成虫均集中于逡逑白天羽化，此时段的羽化数量分别占整ｎ羽化数量的８２％和７９％邋（图２－３）。逡逑１５逡逑
【学位授予单位】：北京林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S435.671

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