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蚜虫在世界广泛分布,可直接或者通过传播植物病毒间接危害多种植物。其中的棉蚜(AphisgossypiiGlover)分布于各国,是棉花和瓜类的重要害虫。
植食性昆虫对寄主植物的选择取决于昆虫对内在因素和外来刺激的感受和反应特点。植食性昆虫对寄主植物的选择和植物对植食性昆虫的抗性,是基于次生物质和营养物质的协同作用。昆虫寄主范围的大小由物理、化学、天敌和(共生及非共生)微生物等多种因素决定。昆虫的食性有很大的差异,在生态关系上虽然广食性比专食性(包括单食性和寡食性)更为有利,但在演化过程中植食性昆虫倾向于形成食性专门化。神经限制假说预测,在选择寄主时,由于广食性昆虫必须区分更多可能寄主植物的刺激再作决定,信号刺激不及专食性昆虫的专一和明确,所以广食性昆虫比专食性昆虫作寄主选择决策要慢或者低效。
在蚜虫寄主植物选择中,口针穿刺是很重要的过程,研究蚜虫的口针穿刺及取食过程能够直接揭示蚜虫专化于某一特定寄主的行为机理。刺探电位技术记录的波形能直接反映蚜虫口针在植物内的活动,从而为揭示蚜虫寄主专化型形成的行为机理提供依据。非寄主植物对昆虫的干扰作用表现之一就是干扰昆虫的取食行为,通过刺探电位技术记录的波形也能揭示抗虫性物质对昆虫的拒食作用。
蚜虫在其第二寄主植物上通常营无性繁殖生活,寄主专化现象更加明显。研究表明,棉蚜在瓜类和棉花上可以形成不同的寄主专化型——瓜蚜型和棉花蚜型。但是这两种生物型(寄主专化型)形成的行为机理是什么?至今没有深入研究。
本文第二部分重在研究棉蚜的寄主专化型及其形成的行为机理。生物学观测显示:生活在甜瓜和棉花上的两类棉蚜在寄主植物相互交换以后,定居数显著减少,棉花蚜型棉蚜的繁殖系数及若虫存活率显著下降,说明棉蚜存在甜瓜蚜型和棉花蚜型两种寄主专化型。通过EPG技术研究棉蚜的取食行为,以探索其寄主专化型形成的行为机理,结果表明:甜瓜蚜型棉蚜在棉花上的取食行为容易被中断,但其口针定位韧皮部的能力并没有显著削弱;而棉花蚜型棉蚜在甜瓜上的取食行为受到更大的影响,口针无法顺利定位韧皮部,并在2h内根本无法在筛管内取食。生物学观测和EPG取食行为分析都显示:与甜瓜型棉蚜相比,棉花蚜型棉蚜对寄主的要求更严格——寄主专化程度更高,但寄主的利用率更高。
本文第三部分研究了香樟和夹竹桃叶片水溶性提取物对棉蚜取食行为的影响。结果表明:这两种植物的水提液和杀虫剂氯氰菊酯具有明显的拒食效应,而且拒食效果随着浓度的提高和作用时间的延长而提高;当作用时间从2h增加到4h时,香樟水提液对棉蚜的拒食效果却明显下降。EPG记录显示:夹竹桃的水提液和杀虫剂都使棉蚜非取食行为期显著延长而pd数显著减少;香樟、夹竹桃的水溶液和杀虫剂都使棉蚜穿刺阶段时间和到1stE所需时间显著延长、取食(包括韧皮部取食和木质部取食)时间显著缩短。因此,和杀虫剂氯氰菊酯一样,香樟和夹竹桃的水提液可对棉蚜具有抗性。