本文選題：蓮草直胸跳甲　切入點：喜旱蓮子草　出處：《山西農(nóng)業(yè)大學》2016年博士論文

【摘要】：喜旱蓮子草喜旱蓮子草Alternanthera philoxeroides (Mart.) Griseb.,屬莧科Amaranthaceae,蓮子草屬Alternanthera,又稱空心蓮子草、水花生等。原產(chǎn)于南美地區(qū),現(xiàn)已廣泛蔓延分布于除南極洲外六大洲的熱帶、暖溫帶濕地地區(qū),分布在河岸帶,以及湖泊、沼澤邊緣等光照充足的生境,是一種世界性的嚴重惡性雜草。蓮草直胸跳甲蓮草直胸跳甲(Agasicles hygrophila, Selman and Vogt)屬鞘翅目Coleoptera,葉甲科Chrysomelidae,跳甲亞科Halticinae,是葉甲科中最大的類群。起源于南美洲,是喜旱蓮子草最有效的生防天敵昆蟲。嗅覺決定蓮草直胸跳甲對寄主的選擇偏好性植物釋放的揮發(fā)物對植物與昆蟲之間的相互作用關(guān)系非常重要,昆蟲主要是依靠嗅覺利用植物釋放的揮發(fā)性物質(zhì)進行寄主的尋找、定位、取食和交配等行為。本論文對專食性昆蟲蓮草直胸跳甲一入侵雜草喜旱蓮子草的生防作用物,選擇定位寄主植物和非寄主植物進行研究,該跳甲是利用植物揮發(fā)物D和Z特異性比例來尋找定位寄主植物。其主要結(jié)果如下：1.通過測定田間蓮草直胸跳甲對13種不同供試植物的偏好性試驗聚類分析結(jié)果顯示：按照喜好程度,將其分為三個級別：蓮草直胸跳甲較其他非寄主植物而言,更傾向于選擇寄主喜旱蓮子草;近緣種蓮子草次之；甜菜、若僘和黃瓜較蓮子草的選擇量次之；白菜、反枝莧、馬齒莧、番茄、蠶豆和茄子的選擇量近寄主植物一半;莧菜和藜的選擇量為寄主植物的百分之五。研究發(fā)現(xiàn),與選擇偏好一致,蓮草直胸跳甲最喜歡取食寄主植物,且取食的面積最大為59.50±4.62 mm2,取食蓮子草的面積為46.50±3.69 mm2。 田間交配后的雌蟲在寄主植物和蓮子草葉片上產(chǎn)卵量分別為194.00±10.58/每株和12.33±1.20/每株。其他非寄主植物上未發(fā)現(xiàn)大量可計數(shù)的卵塊。卵塊在蓮子草上的孵化率可達到50%,2齡幼蟲成活率達到83%。Y管內(nèi)偏好性依次為喜旱蓮子草甜菜蓮子草,蓮草直胸跳甲對空白對照的選擇量多于對莧菜的選擇。在寄主植物不同處理下,跳甲更喜歡健康無損傷的喜旱蓮子草。雌蟲和2齡幼蟲取食過后的寄主植物揮發(fā)物比健康植物的揮發(fā)物對成蟲更有吸引作用。2.對植物揮發(fā)物的提取鑒定試驗顯示,健康植株,機械損傷植株和蓮草直胸跳甲取食過的植株的揮發(fā)物有明顯的不同。寄主植物揮發(fā)物主要有D、O、T、B、C五種化合物。其中D是對分類貢獻最大的化合物。機械損傷狀態(tài)下,寄主與非寄主植物釋放的揮發(fā)物的種類和數(shù)量也有顯著的差異,其中值最大的是Z(1.25),但在喜旱蓮子草和蓮子草的揮發(fā)物質(zhì)中未檢測到。寄主植物喜旱蓮子草被蓮草直胸跳甲成蟲和幼蟲取食后與健康狀態(tài)下和機械損傷狀態(tài)下的揮發(fā)物也不同,D是釋放最多且VIP值最大的化合物(VIP=1.56)。化合物D與Z在寄主植物與非寄主植物揮發(fā)物質(zhì)的分類中起了很大的作用。3.將收集到的寄主植物揮發(fā)物質(zhì)和常見的綠葉揮發(fā)物對蓮草直胸跳甲觸角進行電生理測試,蓮草直胸跳甲對寄主植物揮發(fā)物有電生理反應,雌蟲和幼蟲取食的植物釋放的D對觸角的活性最強。跳甲對機械損傷處理下釋放的揮發(fā)物質(zhì)沒有顯著反應。蓮草直胸跳甲觸角對(E)-2-hexenal, (Z)-3-hexenyl acetate, (E)-3-hexenol和Z表現(xiàn)出了很強的電位反應。在Y管中進行的蓮草直胸跳甲行為測試表明雌蟲對20ng的D表現(xiàn)出更強的趨性。而Z在10ng時,對雌蟲產(chǎn)生了強烈的驅(qū)避反應。因此,有化合物存在的行為反應試驗中D對雌蟲有很強的吸引作用,Z有很強的驅(qū)避作用。4.在Y型嗅覺儀中,蓮草直胸跳甲雌蟲對喜旱蓮子草的的趨性大于莧菜。將Z添加到喜旱蓮子草的植株,雌蟲更多的選擇添加己烷的喜旱蓮子草。對于非寄主植物莧菜添加D后,雌蟲的選擇率高于添加正己烷的莧菜植株。D和Z混合配比下,D：Z=99：1,雌蟲較對照有顯著的偏好。D：Z=1：1時,雌蟲表現(xiàn)出了很強的驅(qū)避反應。當Z為可變的化合物時,任何的比例都對雌蟲產(chǎn)生強烈的驅(qū)避作用。田間添加補充了D或Z標準化合物后,隨著Z濃度的增加,蓮草直胸跳甲對喜旱蓮子草的選擇率降低,對蓮子草、甜菜、儥僘、黃瓜和莧菜的選擇率升高。隨著D濃度的增加,蓮草直胸跳甲對喜旱蓮子草和蓮子草的選擇率降低,對甜菜、黃瓜和莧菜的選擇率升高,對著僘的選擇無明顯變化。隨著Z不同劑量的添加到健康的寄主植物喜旱蓮子草上,蓮草直胸跳甲對非寄主植物蓮子草,甜菜,著僘,黃瓜和莧菜的選擇與寄主植物喜旱蓮子草表現(xiàn)出了負相關(guān)性。相反,在非寄主植物莧菜上添加不同劑量的D后,雌蟲對莧菜的選擇率與寄主植物喜旱蓮子草和蓮子草選擇率表現(xiàn)出了負相關(guān),而與非寄主植物甜菜,若僘和黃瓜表現(xiàn)出了正相關(guān)性。此外,隨著Z在寄主植物喜旱蓮子草上劑量的增加,雌蟲在蓮子草上的產(chǎn)卵量增加而在喜旱蓮子草上的產(chǎn)卵量減少。二者植物上的卵孵化情況也與產(chǎn)卵情況一致。本研究探討了一個重要的機制與方法,在自然界中對于專食性昆蟲,可以依靠嗅覺識別寄主與非寄主植物的揮發(fā)物形成的特殊比例來尋找定位寄主植物,這種機制及其方法對生物防治過程中所產(chǎn)生的寄主選擇和寄主轉(zhuǎn)移風險與評估具有潛在的科學與應用價值。
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【學位授予單位】：山西農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：S451;S476

【參考文獻】

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本文編號：1656512