空心莲子草昆虫天敌莲草直胸跳甲对本地植物莲子草的非靶标效应研究

发布时间：2020-05-09 08:46

【摘要】：传统生物防治是通过从入侵生物的原产地引进其自然天敌(如寄生性或捕食性天敌、病原菌等)来达到防治的目的,是一种经济且高效的防治入侵生物的方法。然而一些引种后的植食性昆虫不但取食靶标植物,还会对本地的其他生物具有直接或间接的影响作用,引起非靶标效应,威胁本地的生态安全。如何筛选安全高效的防治生物,有效的进行防治生物的风险评估,是目前生物防治工作者所面临的极大的挑战。昆虫对寄主的选择与利用会受到多种生物与非生物环境因子的影响,如气候、土壤营养、水分、寄主植物的质量与可获得性、天敌环境等。然而人们对生防昆虫寄主范围及寄主偏好性的检测通常是在实验室或温室中进行的,因此无法准确的预测生防昆虫在自然环境下对寄主的选择与利用,即昆虫的生态学寄主范围。本文以空心莲子草的生防昆虫莲草直胸跳甲和本地植物莲子草为主要研究对象,利用野外调查、控制实验、田间实验等方法分析莲子草作为非靶标生物是否能够支持跳甲个体及种群的发育与增长,探索气候因素、环境因素、植物因素、天敌因素是否会影响跳甲对非靶标植物的利用。本文得出了以下结论:(1)在自然环境中,跳甲可以在莲子草群落中完成从卵、幼虫、蛹和成虫的各个发育阶段。跳甲的种群大小与莲子草直径、株高和植物的生物量呈极显著正相关关系,其中直径和株高是影响跳甲种群大小的最重要的因子。跳甲的种群大小与环境水分的含量、总氮含量、pH和经纬度均呈显著的正相关关系,其中水分含量和经度是影响跳甲种群大小的最主要的因子。(2)通过控制实验检验土壤养分、水分和植物的密度对跳甲个体的影响,发现环境因子既能够影响植物的性状,也可以影响跳甲的生长发育与生存。土壤养分的大小是决定跳甲存活的关键因素,而土壤的养分、水分和植物的密度能够共同影响跳甲的生长发育。从沙土处理到土壤处理,跳甲的化蛹数和羽化成虫数增加,发育时间缩短。随着水分含量的降低,跳甲的发育时间缩短。(3)跳甲能够在莲草上维持种群,但仅有在桂林实验地中的跳甲可以在莲子草上成功的越冬,武汉和开封的跳甲在冬季全部死亡。不同的气候区域可以通过直接的(影响跳甲越冬)或间接的(影响植物的物候)的作用,影响跳甲的发育及种群的维持。(4)蛀茎化蛹是跳甲非靶标寄主利用的关键因素,莲子草的直径越大,跳甲的蛀茎蛹数和蛀茎羽化成虫数越高,幼虫的死亡率最低,个体最大。在实验室环境中,跳甲是可以在莲子草茎秆外完成化蛹发育的,然而茎外发育的跳甲随环境水分含量的降低,羽化成虫数降低,发育时间延长,体重下降。另外,在茎外化蛹的跳甲在开放的自然环境中更容易被天敌取食,同样能够证明跳甲的发育需要植物的茎秆提供保护。这些结果充分说明了本土植物莲子草是跳甲的生态学寄主。本文是从自然环境的角度出发,检验多种生物及非生物环境因子对生防昆虫非靶标寄主利用的影响。本文的工作对于今后的生物防治非靶标效应的研究具有非常重要的启示作用,未来人们对生防昆虫的风险性进行评估时,充分的理解各类生物及非生物因素对生防昆虫寄主选择与利用的影响将有助于提高风险评估的准确性。
【图文】：

图 2.1 野外调查的样地位置Fig 2.1 The locations of each survey site in the field surve与统计

图 2.2 莲子草直径和土壤水分（A）、pH（B）、纬度（C）和总碳（D）之间的相关关系Fig 2.2 Correlation between the diameter of A.sessilis and water (A), pH (B), latitude (C) and totalC % (D)
【学位授予单位】：中国科学院大学(中国科学院武汉植物园)
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S476

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本文编号：2655885