温度和食物胁迫对柑橘大实蝇生存、发育和繁殖的影响

来源 :长江大学 | 被引量 : 9次 | 上传用户:youguxinzhu2009
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柑橘大实蝇(Bactrocera minax (Enderlein))属于双翅目,实蝇科,是橘类最具侵略性和毁灭性的害虫,危害严重,影响柑橘产业的发展。温度和食物通常是限制昆虫生长发育和繁殖最主要的两个环境因子,当这两个因子达到胁迫条件时,昆虫会表现出活力下降、寿命缩短、发育停滞和繁殖力降低等一系列不利状况。柑橘大实蝇的发生危害也常受环境因子(如温度和食物)的限制,由于尚不明确这些环境因子对其生长发育和繁殖的影响,缺乏成熟的预测预报技术,导致在某些柑橘产区反复危害并有上升趋势。本文从环境温度胁迫和食物胁迫两方面来研究环境因子对柑橘大实蝇的生长发育和繁殖的影响,测定了柑橘大实蝇老熟幼虫和越冬蛹(包括滞育蛹和滞育解除蛹)的过冷却点和冰点,探讨了低温胁迫下柑橘大实蝇的耐受能力和适应策略;研究短时高温暴露下不同性别和年龄柑橘大实蝇成虫的致死LT50和LT90以及卵孵化情况;通过控制饲喂频率来达到不同喂食间隔,进而研究饥饿胁迫对柑橘大实蝇成虫寿命、交配、卵巢发育和繁殖特性等的影响,明确其饥饿胁迫下的生长繁殖策略;通过饲喂不同的蜂蜜水浓度(0%~100%),达到不同程度的营养浓度胁迫,研究营养浓度胁迫对柑橘大实蝇成虫寿命、生长发育和繁殖的影响,以及营养胁迫下成虫的取食反应。研究结果对于指导柑橘大实蝇的测报技术具有重要参考价值。现将主要研究结果总结如下:
  1、柑橘大实蝇老熟幼虫和越冬蛹对低温胁迫的耐受性
  柑橘大实蝇同一虫态不同个体间其过冷却点和冰点具有不同程度的变异,但其变异范围均符合正态分布。柑橘大实蝇不同发育状态间的过冷却点和冰点均具有显著差异,其中,已解除滞育进入发育状态的蛹的过冷却点和冰点最低,分别为-11.15℃和-9.76℃;其次为滞育蛹,分别为-8.93℃和-7.63℃;而老熟幼虫最高,分别为-7.09℃和-3.43℃。此外,老熟幼虫的冰点和过冷却点之间的差值最大为3.24℃,显著高于滞育蛹(1.30℃)和滞育解除蛹(1.39℃)。表明,倒春寒对已进入发育状态的柑橘大实蝇蛹不会造成不利影响。
  2、柑橘大实蝇成虫和卵对高温胁迫的耐受性
  本研究测定了短时高温暴露对柑橘大实蝇成虫存活(35-45℃)和卵孵化(39-47℃)的影响,柑橘大实蝇成虫在35-45℃高温下处理20min、40min和60min引起50%和90%个体被击倒的温度(KT50和KT90)分别为39.3℃、39.0℃、38.6℃和40.3℃、40.5℃、40.4℃,而引起50%和90%个体死亡的温度(LT50和LT90)分别为43.5℃、42.4℃、40.32℃和44.7℃、43.0℃、42.01℃。成虫耐热性与年龄呈负相关,0、10、20、30和40日龄成虫LT50分别为41.91、41.41、40.32、39.46和39.19℃,LT90分别为43.16、42.77、42.01、41.37和40.72℃。除10日龄成虫外,雌虫LT50和LT90均高于雄虫。20日龄成虫在42℃高温下以及30日龄成虫在40℃和41℃高温下,处理1h后雌性成虫比例(80%、64%和72%)均显著高于27℃对照(50%),即雌性更耐热。短时高温暴露对卵的孵化有显著影响。在39℃高温暴露1h、2h、3h和4h时,柑橘大实蝇卵的孵化率分别为20%、21.11%、47.78%和42.22%,均显著低于对照温度(27℃)处理的83.33%。随暴露上升,卵的孵化率总体呈先上升后下降趋势,至43℃暴露1h后卵的孵化率与对照无异,45℃和47℃时,各暴露时长处理的卵孵化率均显著低于对照。
  3、饥饿胁迫下柑橘大实蝇存活和繁殖策略
  (1)重度饥饿胁迫(喂食间隔4d)下柑橘大实蝇雌成虫寿命为34.64d,显著短于饲喂间隔为1d的(42.93d),轻度饥饿胁迫(饲喂间隔2d)和重度饲喂间隔下的雄成虫寿命分别为35.56d和34.61d,与喂食间隔为1d的(40.26d)差异不显著。与喂食间隔为1d的相比,重度饥饿胁迫下雌成虫第二死亡高峰提前10d,而轻度饥饿胁迫下雄成虫第二死亡高峰前移40d,轻度饥饿胁迫和重度饥饿胁迫下雌雄成虫死亡结束时间前移了10d~20d。
  (2)轻度饥饿胁迫下成虫(20对)交配次数为39.4次,显著低于喂食间隔为1d的(71.8次),而重度饥饿胁迫下的成虫总交配次数为61.8次,却与喂食间隔1d的差异不显著。轻度饥饿胁迫和重度饥饿胁迫下柑橘大实蝇成虫交配高峰未发生显著变化,与喂食间隔1d的成虫交配高峰均在羽化后27d左右。
  (3)轻度饥饿胁迫下雌成虫产卵盛期在羽化后34d,与喂食间隔1d的(34d)无异,但成虫(20对)产卵量为38.4粒,显著低于喂食间隔1d的(167.8粒)。重度饥饿胁迫下的雌成虫产卵盛期(羽化后47d)较喂食间隔1d的延迟了13d,产卵量为116.8粒,虽也显著降低,但却显著高于轻度饥饿胁迫的。
  (4)从第5d开始饥饿的雌成虫至第10d和15d时,分别有2级卵巢55%和3级卵巢10%,均高于同期持续饲喂的,但至第20d时已全部死亡。说明从第5d开始饥饿可在一定程度上促进卵巢发育,但严重影响其寿命。而从第10d、15d、20d、25d和30d开始饥饿的雌成虫,各级卵巢发育进度均慢于同期持续饲喂的。总之,饥饿胁迫不利于柑橘大实蝇卵巢的发育。
  4、营养浓度胁迫对柑橘大实蝇成虫生长发育和繁殖的影响
  (1)营养浓度胁迫显著降低柑橘大实蝇成虫寿命,营养完全缺失至浓度0%时,成虫仅存活6.01d,显著短于常规浓度(5%和10%)饲喂的成虫寿命(20.39d和18.43d)。亚高浓度(20%和40%)营养胁迫下成虫寿命分别为17.57d和17.43d,也均显著低于5%蜂蜜水饲喂的成虫寿命。高浓度营养胁迫(60%、80%和100%)下成虫寿命(分别为13.5d、13.35d和10.225d)也均显著低于5%和10%的蜂蜜水饲喂的成虫寿命。说明,柑橘大实蝇成虫必须依靠摄取营养物质才能完成正常的存活。且浓度越高,胁迫作用越明显,寿命缩短越显著。
  (2)营养浓度胁迫加剧成虫死亡进度,使其死亡高峰提前。当营养完全缺失时,成虫死亡高峰较常规浓度(5%和10%)饲喂的成虫死亡高峰提前了13~18d。亚高浓度20%胁迫下成虫死亡高峰与5%常规浓度一致,均在羽化后20d,而亚高浓度40%胁迫下的成虫死亡高峰不突出。而高浓度营养胁迫下的成虫死亡高峰较常规浓度(5%和10%)前移了11~17d。
  (3)营养浓度胁迫能够显著影响柑橘大实蝇成虫交配和产卵。20%的亚高浓度营养胁迫下的成虫仅在羽化后第16d、17d和22d时观察到成虫交配,当营养完全缺失,或40%亚高浓度和高浓度的营养胁迫下,成虫均不发生交配。营养完全缺失、亚高浓度营养胁迫和高浓度营养胁迫下的雌成虫均不产卵。
  (4)营养浓度胁迫会导致成虫非正常死亡,亚高浓度和高浓度会增加成虫撑死率,而营养完全缺失则会导致成虫饿死率增高。亚高浓度40%和高浓度60%和80%胁迫下的撑死虫比例分别为33%、49%和44%,均显著高于常规浓度(5%和10%)饲喂的撑死虫比例(均为16%)。营养完全缺失时的成虫饿死率高达36%,显著高于常规浓度10%蜂蜜水饲喂的成虫饿死率(13%)。
  (5)营养浓度胁迫也能显著影响成虫取食。营养完全缺失时,雌雄成虫取食量分别为5.8lmg和4.25mg,显著低于常规浓度10%喂食的(10.88mg和10.67mg)。而亚高浓度和高浓度营养胁迫下的成虫取食量增加。当胁迫浓度达到60%时,单雌和单雄取食量分别为15.10mg和12.97mg,均达到最高值,且显著高于常规浓度5%蜂蜜水饲喂的成虫取食量。高浓度营养胁迫会降低成虫取食效率,当喂食蜂蜜水浓度达到80%和100%时,雌雄成虫取食效率分别为(80%;3.59mg/min和1.76mg/min;100%:0.19mg/min和0.28mg/min),均显著低于常规浓度的(5%:14.84mg/min和5.53mg/min和10%:9.92mg/min和7.28mg/min).
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