【摘要】：麥長管蚜Sitobion avenae是麥類作物上重要的世界性害蟲,是我國大多數(shù)麥區(qū)麥蚜的優(yōu)勢種。有翅蚜在長距離的被動遷飛過程中,由于寄主定位延遲很可能使其面臨短時(shí)間的饑餓脅迫。為明確遷飛性蚜蟲在寄主定位延遲過程中可能的繁殖適應(yīng)性策略,本研究采用生物學(xué)、行為學(xué)和生理學(xué)方法和技術(shù),研究饑餓脅迫對麥長管蚜有翅成蚜卵巢發(fā)育、壽命及其后代發(fā)育和繁殖的潛在影響,在此基礎(chǔ)上,通過EPG技術(shù)結(jié)合分泌蜜露量測定分析饑餓不同時(shí)間麥長管蚜恢復(fù)寄主后的取食行為,并采用酶聯(lián)免疫法測定饑餓脅迫下蛻皮激素滴度變化,主要研究結(jié)果如下:(1)以正常取食為對照,研究饑餓不同時(shí)間麥長管蚜的卵巢發(fā)育及其對壽命和繁殖的影響。結(jié)果表明,解剖的所有饑餓組和取食組麥長管蚜均包含2個(gè)卵巢/雌,呈對稱發(fā)育,每個(gè)卵巢包含5條卵巢小管。隨羽化后時(shí)間增加,取食組所產(chǎn)后代的數(shù)量逐漸增加,卵巢中胚胎總數(shù)量逐漸減少;羽化后24 h之內(nèi),成熟胚胎數(shù)量和最大胚胎體積快速增加,羽化后24~144 h,兩者均保持在較小范圍內(nèi)波動。與取食組相比,饑餓期間蚜蟲極少產(chǎn)仔,羽化后24~144 h胚胎總數(shù)量無顯著變化,但成熟胚胎數(shù)量和卵巢小管中最大胚胎體積顯著增加。饑餓脅迫下麥長管蚜的壽命與其總產(chǎn)仔量之間表現(xiàn)出顯著正相關(guān)性;隨饑餓時(shí)間增加,壽命和產(chǎn)仔量均顯著降低,但死亡后體內(nèi)所含成熟胚胎數(shù)量顯著增加。這些結(jié)果表明,饑餓脅迫下麥長管蚜以壽命和潛在繁殖力為代價(jià)繼續(xù)較大胚胎發(fā)育。(2)以正常取食為對照,研究麥長管蚜有翅成蚜饑餓經(jīng)歷的母代效應(yīng)。結(jié)果表明,饑餓不同時(shí)間麥長管蚜存活率低于羽化后同一時(shí)間取食個(gè)體;饑餓期間蚜蟲很少產(chǎn)仔,但恢復(fù)取食24 h之內(nèi)所產(chǎn)后代的數(shù)量高于羽化后同一時(shí)間取食個(gè)體。隨母代饑餓時(shí)間增加,恢復(fù)寄主24 h之內(nèi)所產(chǎn)后代的體積顯著減小;母蚜饑餓≥96 h,后代體積顯著小于羽化后同一時(shí)間取食個(gè)體。所產(chǎn)后代在正常取食條件下單頭飼養(yǎng),隨母代饑餓時(shí)間增加其發(fā)育歷期顯著延長,饑餓120 h和144 h恢復(fù)寄主后24 h之內(nèi)所產(chǎn)后代的發(fā)育歷期相比于羽化后同一時(shí)間取食個(gè)體分別延遲15.1%和15.8%,達(dá)到顯著差異水平。但母代饑餓經(jīng)歷并未影響恢復(fù)寄主24 h之內(nèi)所產(chǎn)后代的無翅蚜率、存活率、壽命以及產(chǎn)仔量。以上結(jié)果說明,麥長管蚜有翅成蚜根據(jù)食物異質(zhì)性變化擴(kuò)散后代,饑餓脅迫下所產(chǎn)的較小后代,在有利環(huán)境條件下能持續(xù)發(fā)育和繁殖。(3)饑餓脅迫明顯影響了麥長管蚜恢復(fù)寄主后的取食行為。饑餓不同時(shí)間恢復(fù)寄主后,在木質(zhì)部主動吸取水分的(G波)持續(xù)時(shí)間高于羽化后同一時(shí)間取食對照個(gè)體,與其快速恢復(fù)水分平衡有關(guān);隨羽化后饑餓時(shí)間增加,恢復(fù)寄主后主動分泌水溶性唾液到篩管中的活動時(shí)間(E1波)的持續(xù)時(shí)間顯著增加;口針在篩管中被動取食韌皮部汁液時(shí)間(E2波)與饑餓時(shí)間有關(guān),羽化后饑餓24~72 h,E2波的持續(xù)時(shí)間高于羽化后同一時(shí)間取食對照個(gè)體,并分泌相對較多的糖分蜜露,而羽化后饑餓120~144 h,則顯著低于羽化后同一時(shí)間取食對照個(gè)體,分泌相對較少的糖分蜜露,表明取食能力在逐漸下降。相關(guān)性分析表明,蜜露分泌量隨E2波的總持續(xù)時(shí)間增加而增加。(4)無論饑餓組還是取食組,麥長管蚜體內(nèi)蛻皮激素滴度隨羽化后時(shí)間增加而顯著增加;但饑餓個(gè)體蛻皮激素滴度顯著高于羽化后同一時(shí)間取食個(gè)體;隨饑餓程度增加,每條卵巢小管包含3~4個(gè)胚胎,較小胚胎仍然存在;羽化后饑餓72 h,前腸開始收縮,中腸直徑減小,表皮細(xì)胞數(shù)量減少,表明腸道通透性增加,饑餓120 h后現(xiàn)象較為明顯,這可能與饑餓脅迫下蛻皮激素滴度的增加誘導(dǎo)腸道組織細(xì)胞的凋亡有關(guān)。繁殖生理的改變是昆蟲應(yīng)對營養(yǎng)缺乏的有效手段。饑餓脅迫下麥長管蚜以壽命和潛在繁殖力為代價(jià)繼續(xù)當(dāng)前胚胎的發(fā)育。盡管饑餓經(jīng)歷造成有翅成蚜自身較高的死亡率,但這些來自不利環(huán)境條件下的存活個(gè)體,一旦恢復(fù)適合寄主會在短時(shí)間內(nèi)表現(xiàn)出比取食個(gè)體較高的繁殖率,而且這些初產(chǎn)時(shí)的較小后代在有利環(huán)境條件下能繼續(xù)發(fā)育和繁殖,說明蚜蟲執(zhí)行靈活發(fā)育和繁殖適應(yīng)策略,根據(jù)食物異質(zhì)性從時(shí)間和空間上擴(kuò)散后代。饑餓不同時(shí)間麥長管蚜恢復(fù)寄主后存在取食行為和表現(xiàn)出顯著較高的蛻皮激素滴度可能是麥長管蚜應(yīng)對饑餓脅迫的適應(yīng)性特征。這種適應(yīng)性可能在蚜蟲定位寄主植物并建立新群體過程中對種群延續(xù)至關(guān)重要,并且對麥長管蚜的綜合治理和進(jìn)一步揭示蚜蟲饑餓脅迫下的繁殖適應(yīng)性研究打下基礎(chǔ)。
【圖文】：

P < 0.001，F(xiàn)ig. 2-4），表明麥長管蚜存在未產(chǎn)完成熟胚胎前趨向于死亡的現(xiàn)象。圖2-4 饑餓脅迫下麥長管蚜有翅蚜死亡后體內(nèi)所含成熟胚胎數(shù)量Fig. 2-4 Effects of starvation on the number of mature embryos after the death of the mother of alateSitobion avenae adults under different treatments.注：圖中數(shù)值為平均值+標(biāo)準(zhǔn)誤；圖柱上不同星號表示經(jīng)過Duncan氏多重比較差異顯著（P < 0.05）。Notes: Data in the figure are means + SE. Bars with different letters show significant differences amongvarious treatments (P < 0.05) by Duncan’s multiple range test.2.3 討論饑餓是自然界許多昆蟲經(jīng)常面臨的普遍現(xiàn)象，是昆蟲卵母細(xì)胞吸收的主要誘因（Belland Bohm 1975）。研究表明絕大多數(shù)昆蟲饑餓脅迫下選擇吸收卵巢小管中最大卵母細(xì)胞或特定發(fā)育階段卵母細(xì)胞，導(dǎo)致卵母細(xì)胞數(shù)量和卵承載量降低（Lūsis 1963；14

有翅成蚜饑餓不同時(shí)間的存活率（a）以及恢復(fù)寄主24 h之內(nèi)所產(chǎn)al rate (a) of different starvation time of the alate Sitobion avenae aduproduced within 24 h (b) after recovering food.均值+標(biāo)準(zhǔn)誤，圖柱上星號表示羽化后同一時(shí)間的取食與饑餓個(gè)驗(yàn)：* P < 0.05，，** P < 0.01）。圖3-2，3-3和3-4同。 figure were means + SE. The asterisk above bar indicates significantd aphids at the same stage after emergence (Student’s t test: * P < 0.05, 3-3, and 3-4.有翅成蚜經(jīng)歷饑餓對后代大小及其發(fā)育和繁殖的影響?zhàn)囸I時(shí)間增加，恢復(fù)寄主24 h之內(nèi)初產(chǎn)后代的體積顯著減羽化后不同時(shí)間取食個(gè)體的后代體積未表現(xiàn)出顯著差異（18
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：S435.12

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2709105