黄脊竹蝗趋泥行为驱动力及泥源搜索机制研究

发布时间：2020-02-11 16:04

【摘要】：黄脊竹蝗(Ceracris kiangsu Tsai)在中国南方是最主要、危害最严重的竹子食叶害虫,是第一例报道具有“趋泥行为”的直翅目昆虫,因其是咀嚼式口器,与常见趋泥行为昆虫(蝶类、蛾类)存在诸多不同。为了深入理解黄脊竹蝗这一特殊行为发生的驱动力及其对“泥源”搜索定位机制,本文利用一系列试验测定了黄脊竹蝗在不同发育期内发生趋泥行为的性比变化;对干湿滤纸的行为反应;测定了黄脊竹蝗在一天中体内含水率变化情况,分析了体内含水率对其趋尿行为的影响;测定了竹蝗不同时期内体内钠盐含量和分布;验证了不同发育期内嗅觉及视觉在黄脊竹蝗搜寻泥源中的作用。研究结果如下:(1)林间的性比一直趋于稳定,雌虫和雄虫的数量基本相同,雄成虫数一直略低于雌成虫,各个时期的性比平均值维持在0.8左右,且不存在显著性差异(P0.05)。在选择的五个发育期内,林间利用发酵人尿进行的竹蝗趋泥行为观察的结果显示,不同时期内性比发生较大变化,在羽化期,性比达到0.97,说明雌雄成虫羽化初期能够发生趋泥行为的数量比达到1:1,性比高于其余时期,与其余时期存在显著性差异(P0.05)。(2)黄脊竹蝗在羽化期,在湿滤纸上的访问数量和访问时间都显著高于干滤纸,在湿滤纸的访问数量达到(153±2.52次),停留时间为(378±15.19s),而在干滤纸上的数量仅为(89±8.65次),访问时间(215±24.44s)。在交配期和交配后期,无论在访问数量还是访问时间上两者均无显著性差异,同时在这两个时期,访问滤纸的竹蝗仅为雌虫。雌、雄虫体内含水率在一天中的变化情况基本一致,均在温度最高,湿度最低的时间段发生波动;同时在发生波动的时间段内,诱杀量最大,首次访问时间也最短。含水率在12:30-14:00间急剧上升,在该时间段内诱杀量最大(140±20.64),首次访问所需时间最短(410.8±52.6s)。黄脊竹蝗的趋尿行为与竹蝗体内含水率、环境温湿度密切相关。(3)黄脊竹蝗在羽化期和交配前体内钠盐含量存在较大差异,交配前雌雄虫含量均高于羽化期,其中雄虫交配前含量(90.80±6.35mg/kg)显著高于羽化期(57.37±3.56mg/kg),存在显著性差异。交配前和产卵后竹蝗体内钠盐含量在头部和胸部并不存在显著性差异,但腹部的含量无论雌虫或是雄虫均存在显著性差异。雌虫(154.67±7.22mg/kg)和雄虫(157.33±15.03 mg/kg)腹部钠盐含量在交配前均显著高于产卵后含量。(4)发酵人尿、碳酸氢铵均能吸引黄脊竹蝗访问,黄脊竹蝗对人尿诱饵的行为反应显著高于其它诱饵。交配前期对发酵人尿的访问时间是(60±13.80s),交配高峰期的访问时间是(63.67±2.33s),交配后期的访问时间为(310±21.50s),无论在交配前后,竹蝗对人尿诱饵的访问时间均显著大于其它诱饵(P0.05),呈现人尿碳酸氢铵干物质碳酸氢铵溶液对照(去离子水)这一规律。在访问次数上,竹蝗在交配前期最高访问量达到(424±88.13)头,与其余诱饵存在显著性差异(P0.05)。去离子水作为对照的诱饵上访问数量最低,显著低于实验组(P0.05),碳酸氢铵溶液及纯物质在访问量上没有显著性差异;交配高峰期竹蝗对不同诱饵的访问量基本与交配前期一致;交配后,访问量普遍减少,最高仅为(63±5.57)头,但对照仍与实验组存在显著性差异(P0.05)。显然,挥发性物质对竹蝗搜寻泥源有明显的刺激作用,定位泥源可能主要是依靠嗅觉完成。不同发育期的黄脊竹蝗在不同颜色的滤纸上停留时间存在一定差异,在交配前7个不同颜色的处理中,黄脊竹蝗比较明显偏好黄色滤纸,停留时间显著长于白色、绿色、橙色的滤纸,达到了(469.50±51.50s),但与红色、蓝色和紫色滤纸并无显著差异。其中在橙色滤纸上停留时间最短,仅为(254.17±47.75s)。而从访问数量的结果看,各个颜色的诱饵之间并不存在显著性差异(P0.05)。在交配后期,从研究结果看,竹蝗对各个颜色的滤纸访问时间和访问数量不存在显著性差异(P0.05)。不同颜色滤纸和毒饵对竹蝗的诱杀结果显示,无论交配前后,黄色滤纸的效果均为最佳,交配前的诱杀量为(108.33±3.84)头,交配后虽然数量普遍下降,但是也达到了(36.67±2.85头),与其它颜色相比有着明显优势。虽然竹蝗对各个颜色的诱饵都有取食反应,但是不能排除是受到钠盐的刺激而取食;同时,虽然黄色滤纸在一定程度上表现出较好的效果,但是并没有绝对的优势,因此视觉是否能影响竹蝗定位泥源还不能下确切的结论。黄脊竹蝗成虫对矩阵内的各个摆放不同数量模拟物的托盘均有反应,但是在停留时间、访问次数上并不存在显著性差异(P0.05);不同数量的模拟物与毒饵相结合对黄脊竹蝗成虫诱杀作用不存在明显差异(P0.05)。试验结果说明,竹蝗搜寻泥源并不依靠视觉进行,社会助长效应在竹蝗趋泥行为中作用不显著。
【图文】：

黄脊竹蝗

以探明黄脊竹蝗趋泥行为的搜索机制。1.7.3 主要研究方法1.7.3.1 供试昆虫饲养和种群维持建立进行测试的竹蝗种群，其虫卵均来自湖南益阳桃江县境内危害严重的毛竹纯林内，提前准备好若干个养虫盒（25cm × 10cm × 15cm），在盒底平铺大约 5cm 厚的湿润细沙土，将虫卵均匀的铺在土上，然后再在平铺的卵块上平铺约 1cm 后的细土，表面覆盖沾水的杂草以保持湿度，每隔 2d 更换新鲜杂草并及时洒水，直至卵孵化。饲养温度为 25±1℃，自然光周期。待虫卵孵化后，将孵化的幼虫放入观察笼（30 cm × 30 cm × 100 cm，60 目的尼龙网）中，将盆栽的寄主植物毛竹（Phyllostachys praecox）放入笼内供其取食，，待到三龄时将健康的幼虫转移到已经栽培好早园竹的大型养虫笼（450cm ×150 cm ×300cm）建立室外竹蝗养殖室。借助冰箱和温室获得不同发育批次和时间的供试竹蝗。

技术路线图,黄脊竹蝗,机制研究,驱动力

图 1-2 黄脊竹蝗趋泥行为驱动力及索搜机制研究技术路线图 Technique route about driving force and search mechanisms on mud-puddling behavior of kiangsu adults目组已对项目中所涉及黄脊竹蝗有多年的研究，详细掌握了其生物学特性技术，项目组成员已掌握试验所涉及的关键技术；与课题组保持长期合作门，对黄脊竹蝗产卵地较为熟悉，易于发现和采集竹蝗的卵，同时课题组
【学位授予单位】：中国林业科学研究院
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S763.7

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