43℃高温下西花蓟马生存和繁殖能力表现,植物保护论文

43℃高温下西花蓟马生存和繁殖能力表现,植物保护论文西花蓟马Frankliniellaoccidentalis是多食性害虫，具有个体小，食性杂，寄主范围广，隐蔽为害，生殖方式多样，繁衍快，且易产生抗药性等特点，既可通过产卵、取食等生物学习性直接影响蔬菜的产量，又可通过传播多种植物病毒给果蔬生产造成宏大损失.当前对西花蓟马的控制主要采用化学防治的方式方法，化学杀虫剂的频繁使用使西花蓟马抗药性迅速加强，再猖獗日益严重，化学杀虫剂的使用寿命也越来越短。为恢复生态平衡，减少化学农药的使用量，实现绿色环保农业，选用高温控制及合理的化学防治，是持续控制西花蓟马危害的有效途径。昆虫是变温动物，当其处在一个适宜的环境温度时，它们的活动比方生长、觅食、求偶、交配和繁衍，就会明显加强.当温度增加时，昆虫新陈代谢速率增加，世代周期缩短，种群增加速率加快.但昆虫很多时候会面临适宜温度之外的极端温度的挑战，当昆虫暴露于高温下〔包括超过了其生理上限的极端温度〕会影响其个体生存和种群发展.在自然界中，通常在一定的短时高温暴露就能够将昆虫杀死，高温闷棚方式方法除温室害虫已经被广泛应用.然而昆虫对高温敏感性存在差异，在低于致死高温的一些高温范围内，昆虫固然不会迅速死亡，但热损伤会对其健康产生影响，引起后来的生长阶段发育异常和缺陷，尤其是导致昆虫的生殖适应性降低，会影响到下一代种群的规模。在高温环境条件下，昆虫的繁衍力将会非常明显的影响种群后代总的适应力。近年来，随着西花蓟马危害日趋严重，在全球变暖和保卫地蔬菜种植面积逐年扩大的背景下，研究高温对西花蓟马繁衍力的影响具有重要的现实意义。本试验研究了43℃高温作用对西花蓟马雌性成虫寿命和不同生殖形式下繁衍力〔第一代后代幼虫总数、成虫总数、后代总存活率和后代性比〕的影响。研究结果对于获得高温控制西花蓟马种群大小的理论资料具有重要意义，进而为西花蓟马的预测预报和综合防治提供科学理论根据。1、材料与方式方法1.1试验材料1.1.1虫源西花蓟马采自青岛农业大学校园内三叶草〔TrifoliumrepensL.〕上。在实验室内以紫甘蓝〔BrassicaoleraceaL.〕连续饲养多代。室内环境条件：温度251℃,光暗比16L∶8D,湿度45%~55%.1.1.2材料及仪器塑料养虫盒〔储米盒改装22cm41cm22cm〕、养虫瓶〔糖果瓶改装19cm18cm11cm〕、吸虫器〔车载吸尘器改装〕、培养皿〔d=9cm〕、保鲜膜、镊子、打孔器。RXZ智能型人工气候箱〔宁波江南仪器厂〕。1.2试验方式方法1.2.143℃热处理西花蓟马对其孤雌生殖形式下雌成虫寿命以及繁衍力的影响西花蓟马在田间作物和温室蔬菜上以群体为害，所以本试验中以20头蓟马为一个整体进行研究。鉴于夏季温室内的温度通常会到达40℃,本试验的高温设置为43℃;处理时间段为2h-36h,华而不实2h和6h是根据温室内实际高温时间设定，12h-36h时间段，是为了找出西花蓟马受高温影响的动态趋势。详细方式方法为：挑取刚羽化的健康西花蓟马雌成虫若干头在温度为43℃,湿度为66%的人工气候箱中分别处理2h、6h、12h、24h和36h,处理结束后取存活的蓟马20头放到设计好的100mL离心管中，天天记录雌虫死亡情况，每个离心管中放入一块大小适宜的紫甘蓝叶片，离心管放置在温度为25℃、湿度为66%的人工气候箱中。每隔24小时往离心管中放一个新鲜的甘蓝叶片〔供其产卵〕，并将前一天的甘蓝叶片取出，放入相应的9cm培养皿中，培养皿放入温度为25℃、湿度为66%的人工气候箱中，天天调查一次培养皿中幼虫数量，并将其全部移走，放入养虫瓶中，7天后开场待记录成虫数，天天记录一次，直至离心管中雌性蓟马全部死亡。以20头不经高热处理〔在温度25℃、湿度66%、光暗比16D∶8L的人工气候箱中培养〕的蓟马作对照。重复3次，即每处理蓟马数共计60头。1.2.243℃热处理西花蓟马对其两性生殖形式下雌成虫寿命以及繁衍力的影响方式方法基本同1.2.1,区别是分别挑取刚羽化的西花蓟马雌性成虫和雄性成虫进行热处理，而且每个离心管中放入20头雌性蓟马和20头雄性蓟马，记录第一代后代成虫数量的同时区分性别，记算性比。1.3数据分析用Excel和DPS数据处理软件对数据进行统计和分析，使用Duncans新复极差法分析不同处理下的差异显着性。2、结果与分析2.143℃高温对西花蓟马雌虫寿命的影响从图1能够看出，孤雌生殖和两性生殖形式下的西花蓟马雌性成虫寿命都随着高温处理时间的延长明显缩短。孤雌生殖形式下，经过43℃处理后西花蓟马雌成虫寿命随处理时间的延长，从28.82d降低到17.33d,显着低于对照的34.65d〔F〔5,12〕=98.974,P=0.0001〕；两性生殖形式下，处理后西花蓟马成虫寿命由27.84d降低到17.88d,除了2h处理外，其他处理和对照在5%水平存在显着性差异〔F〔5,12〕=35.096,P=0.0001〕。图1显示，一样的高温条件处理不同生殖模的西花蓟马，对其雌成虫的寿命的影响不同，43℃热处理6h,孤雌生殖形式下雌成虫的寿命明显高于两性生殖形式下的雌成虫寿命〔F〔1,4〕=7.99,P0.05〕，但是，43℃处理时间为2h或者大于等于12h时，两种生殖形式下雌成虫的寿命不存在显着性差异。2.243℃高温对西花蓟马后代幼虫总数的影响西花蓟马亲代成虫经43℃高温处理不同时间段后，其后代幼虫数量遭到较大的影响，且随着处理时间的延长，幼虫数量下降明显。从图2能够看出，43℃暴露不同时间段后，对照和各个处理之间在5%水平存在显着性差异〔孤雌生殖：F〔5,12〕=116.868,P=0.0001;两性生殖：F〔5,12〕=42.669,P=0.0001〕；孤雌生殖形式下，43℃热处理西花蓟马雌性成虫24h以上，其后代幼虫总数下将至对照的一半下面，两性生殖形式下，处理24h后，后代幼虫数明显减少，约为对照〔2477.67头〕的一半。一样的高温条件处理不同生殖模的西花蓟马，对其后代幼虫总数的影响不同，从图2能够看出，43℃处理12h之内，孤雌生殖形式下后代幼虫数显着高于两性生殖形式〔2h:F〔1,4〕=48.275,P0.01;6h:F〔1,4〕=19.2431,P0.01;12h:F〔1,4〕=59.512,P0.01〕，但是，43℃处理时间大于等于24h,这两种生殖形式下后代幼虫数不存在显着性差异。2.343℃高温对西花蓟马后代成虫总数的影响43℃高温处理西花蓟马亲代成虫后对其后代成虫总量的影响趋势和幼虫类似。从图3能够看出，西花蓟马亲代成虫经43℃处理2h~36h后，孤雌生殖后代〔子代〕成虫的数量由1941降低到902,各个处理和对照间在5%水平存在显着性差异〔F〔5,12〕=160.357,P=0.0001〕。两性生殖形式下，后代成虫的数量由1523降低到811,各个处理和对照在5%水平差异显着〔F〔5,12〕=44.883,P=0.0001〕。图3表示清楚，一样的高温时段处理不同生殖模的西花蓟马，对其后代成虫总数的影响不同。处理12h以内，孤雌生殖形式下后代成虫数量显着高于两性生殖形式下〔2h:F〔1,4〕=35.217,P0.01;6h:F〔1,4〕=44.324,P0.01;12h:F〔1,4〕=49.275,P0.01〕，但是，处理时间到达或高于24h1存在显着性差异。2.443℃高温对西花蓟马后代总存活率的影响从图4能够看出，43℃高温处理对西花蓟马后代的总存活率影响很大，所有处理与对照在5%水平存在显着性差异〔孤雌生殖形式：F〔5,12〕=15.907,P=0.0001;两性生殖形式：F〔5,12〕=13.915,P=0.0001〕。总体看来，两性生殖形式下后代的存活率〔从幼虫到成虫〕都高于相应处理的孤雌生殖形式下后代的存活率，且一样的高温条件处理不同生殖形式的西花蓟马，对其后代总存活率的影响不同。从图4中还能够看出，43℃处理2h、24h和36h,两性生殖形式下形式下后代的存活率明显高于孤雌生殖〔2h:F〔1,4〕=14.725,1;6h:F〔1,4〕=19.372,P0.05;24h:F〔1,4〕=17.217,P0.05;36h:F〔1,4〕=47.224,P0.01〕。2.543℃高温对西花蓟马两性生殖形式下后代性比的影响43℃高温处理对两性生殖形式下西花蓟马后代性比〔♀：♂〕的影响较大，且随着高温处理时间延长，性比总体呈下降趋势。从图5能够看出，所有处理和对照在5%水平存在差异性显着〔F〔5,12〕=23.073,P=0.0001〕。3、结论与讨论当温度超过昆虫生活的最适宜温度时，会影响其健康发育甚至致其死亡，即便一个物种在极端高温条件幸存下来，也会对其后续的发育造成严重的影响.本试验结果显示，西花蓟马成虫经过43℃不同时段处理后，雌性成虫的寿命都明显缩短。这和其它昆虫有类似的特点，广聚萤叶甲〔OphraellacommunaLeSage〕经44℃高温持续胁迫后，成虫寿命明显缩短;Q型烟粉虱〔Bemisiatabaci〕雌虫在44℃下暴露1h后寿命为14.5d,显着低于常温下〔26℃〕雌虫寿命〔20.4d〕.本试验讲明43℃高温明显缩短了幸存下来的西花蓟马成虫的寿命，可能是西花蓟马在抵抗高温胁迫时消耗了部分能量或者体内生理物质发生改变，影响了其以后的生存。在实践中能够利用这一特点，在蔬菜所能承受的高温条件下防治温室中蔬菜上的西花蓟马。温度对昆虫繁衍起着至关重要的作用，之前有很多研究表示清楚，在高温作用下，昆虫的生殖遭到明显地抑制，46℃下处理6h后土耳其斯坦叶螨〔Tet-ranychusturkestaniUgarovetNikolski〕和截形叶螨〔TetranychustruncatusEhara〕卵的孵化率分别下降了15.5%和18.0%;温室白粉虱成虫在37-43℃暴露1h后单雌产卵量由62.4粒下降到1.5粒，45℃暴露1后甚至停止了产卵;赤拟谷盗〔TriboliumcastaneumHerbst〕成虫在50℃的恒温下暴露39min后不能生殖.本试验研究结果显示43℃不同时段高温暴露对西花蓟马后代幼虫和成虫数量影响很大。固然43℃并非西花蓟马的致死温度，但经过这两个高温处理后其后代种群数量明显减少，直观的原因是西花蓟马亲代在高温处理后寿命缩短，导致产卵总量减少；另外揣测亲代将大部分能量用于抵抗高温胁迫和延续生命进而降低了繁衍能力，或者体内生理物质发生改变，导致产卵量降低，影响到后代种群数量；还有可能是由于亲代西花蓟马经受高温胁迫后产卵畸形，畸形卵孵化率降低或不能孵化导致幼虫数量减少。但本试验结果的详细原因需要在后续的工作会中进一步的验证。昆虫经过高温处理后，其后代的存活情况也将直接影响种群的规模。本试验结果表示清楚，无论是在对照还是在处理条件下，西花蓟马孤雌生殖形式下后代总存活率〔从幼虫到成虫的存活率〕要高于两性生殖形式下的后代总存活率。且西花蓟马亲代成虫经43℃处理后，其后代幼虫发育到成虫的几率明显遭到影响，原因可能是西花蓟马成虫遭到高温胁迫后，会影响其后代各个虫态体内能量物质的积累。但是这种影响在能否会延续到第二代甚至以后后代的生存，或者讲当西花蓟马重新回到适宜的温度条件下这种影响能否会发生逆转还需进一步的试验验证。西花蓟马具有产雄孤雌生殖和两性生殖两种生殖形式。昆虫生殖力的大小和生殖方式对其在自然界的种群增长有着直接的关系，并且对西花蓟马这种具有两种种生殖方式的昆虫而言，生殖方式的选择还影响到其后代种群的性比，进而影响到以后种群的发展。本试验结果显示，两性生殖形式下，西花蓟马经43℃高温处理后，后代性比〔♀：♂〕和对照相比明显降低，但是各个处理之间相差不大，造成这一现象的原因可能有两个：第一，由于西花蓟马只要在两性生殖形式下后代才会有雌虫出现，西花蓟马亲代在43℃高温处理后可能出现雄性不育的现象，导致两性生殖产雌率降低，或者即便是在有雄性成虫的情况下，仍然有更多的西花蓟马进行孤雌生殖，这样就会导致后代雌雄比例降低；第二，高温处理后后代雌雄性比降低可能是西花蓟马耐高温胁迫的适应性，雌雄性比降低，后代雄性蓟马数量相对较多，这样就会增加后代蓟马两性生殖时机，增加产雌率，使第二代后代雌雄性比增加，这样种群数量就会渐渐趋于稳定。