亚洲玉米螟滞育和生物学特性地理变异的研究

论文摘要

亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis （Guenee）在中国从南到北均有分布,是中国玉米主要害虫,以幼虫蛀食茎秆和穗等,导致减产,并以老熟幼虫在秸秆内滞育越冬。本研究以亚洲玉米螟为材料,研究了其滞育及生物学特性的地理变异,结果分述如下：1、亚洲玉米螟的滞育诱导和解除的地理变异详细比较了来自6个不同地理种群亚洲玉米螟（海南乐东18.8°N,109.2°E,广西阳朔24.8°N,110.5°E,江西南昌28.8°N,115.9°E,山东泰安36.2°N,117.1°E,河北廊坊39.5°N,116.7°E和黑龙江哈尔滨44.9°N,127.2°E）的滞育诱导的光周期反应,临界光周期、敏感期和滞育持续期。结果表明：在所测试的温度,阳朔、南昌、泰安、廊坊和哈尔滨种群的光周期反应曲线均显示了典型的长日照型,滞育率随地理纬度的上升而逐渐增加,临界光周期随纬度的上升而逐渐延长,临界光周期与其栖息地纬度呈正相关关系。乐东种群在25-31℃几乎所有个体发育,没有光周期反应,仅在22℃显示了较弱的光周期反应。在25℃下,以4个短光照（12 h）在不同时期干扰以长光照（16 h）为背景或以4个长光照（16 h）在不同时期干扰以短光照（12 h）为背景的实验表明,诱导和抑制的滞育比率在不同地理种群间存在显著差异；但最高光敏感时期均出现在第3-4龄幼虫期。滞育持续期在不同地理种群间存在显著差异,最北的哈尔滨种群滞育持续期最长,其次泰安、廊坊和南昌,滞育持续期与栖息地纬度呈正相关关系2、亚洲玉米螟不同地理种群暗期干扰的滞育反应在研究了亚洲玉米螟南昌种群（28°41’N,115°53’E）和哈尔滨种群（44°56’N,127°10’E）光周期反应的基础上,在25和28℃测试了1h的光脉冲干扰光周期L9：D15和L12：D12对这两个不同地理种群幼虫滞育抑制的影响。结果表明：在25和28℃下,哈尔滨种群的临界日长分别比南昌种群延长了1h40min和2h；在所有测试的暗期干扰实验中,除了极少数光脉冲干扰点外,南昌种群幼虫滞育的发生率显著低于哈尔滨种群；1h光脉冲干扰光周期L9：D15的滞育发生率明显低于干扰光周期L12：D12,且前者表现了暗期的中间对光脉冲最敏感,而后者显示了暗期的初期对光脉冲最敏感；28°C下光脉冲对滞育的抑制效果强于25℃。这些结果进一步提示了,即使在同种昆虫中,如果地理种群和实验条件不同,暗期干扰对滞育抑制的效果也可能不同。3、亚洲玉米螟发育历期的地理变异详细比较了来自5个不同地理种群亚洲玉米螟（广西阳朔24.8°N,110.5°E,江西南昌28.8°N,115.9°E,山东泰安36.2°N,117.1°E,河北廊坊39.5°N,116.7°E和黑龙江哈尔滨44.9°N,127.2°E）在20-31℃下卵、幼虫、蛹发育历期与其栖息地纬度的关系。结果表明：不同温度下的不同地理种群的卵期不存在显著差异,卵期与其栖息地纬度呈正相关。在22、25和28℃下,不同地理种群的幼虫期存在显著差异,幼虫期与其栖息地纬度呈正相关；在20和31℃下,不同地理种群的幼虫期不存在显著差异,幼虫期与其栖息地纬度呈负相关。除31。C外,不同地理种群的蛹期存在显著差异,蛹期与其栖息地纬度呈正相关。这些结果揭示了即使在同一种类昆虫中,不同实验条件,其各个虫态发育历期的地理变异也可能不同。4、亚洲玉米螟发育起点温度和有效积温的地理变异详细比较了来自5个不同地理种群亚洲玉米螟（广西阳朔24.8°N,110.5°E,江西南昌28.8°N,115.9°E,山东泰安36.2°N,117.1°E,河北廊坊39.5°N,116.7°E和黑龙江哈尔滨44.9°N,127.2°E）的卵、幼虫、蛹发育起点温度和有效积温及其与栖息地纬度的关系。结果表明：（1）卵的发育起点温度与栖息地纬度呈正相关关系,从南到北依次为8.50、9.24、9.18、10.02和9.96℃；有效积温则与栖息地纬度呈负相关关系,从南到北依次为79.27、76.19、77.96、73.37和75.32日度。（2）雌幼虫的发育起点温度与栖息地纬度呈正相关关系,从南到北,雌幼虫依次为6.71、9.85、9.81、10.82和7.83℃,雄幼虫的发育起点温度与栖息地纬度呈负相关关系,从南到北,雄幼虫依次为11.80、11.90、10.81、12.43和9.59℃；雌雄幼虫的有效积温则均与栖息地纬度呈正相关关系,从南到北,雌幼虫依次为480.49、440.16、450.82、397.32和591.54日度,雄幼虫依次为370.86、378.73、418.20、346.10和532.93日度。（3）雌雄蛹的发育起点温度均与栖息地纬度呈正相关关系,从南到北,雌蛹依次为10.95、12.02、11.74、11.97和11.62℃,雄蛹依次为11.25、11.93、12.01、11.97和12.61℃；雌雄蛹的有效积温均与栖息地纬度呈正相关,从南到北,雌蛹依次为111.17、107.36、111.23、106.32和114.98日度,雄蛹依次为108.58、106.84、107.45、108.01和109.46日度。实验结果揭示了亚洲玉米螟的发育起点温度和有效积温的存在地理变异现象,但变异程度因虫态不同而异。5、亚洲玉米螟繁殖力的地理变异详细比较了来自5个不同地理种群亚洲玉米螟（海南乐东18.8°N,109.2°E,江西南昌28.8°N,115.9°E,山东泰安36.2°N,117.1°E,河北廊坊39.5°N,116.7°E和黑龙江哈尔滨44.9°N,127.2°E）成虫寿命、产卵历期、产卵量,并分析了成虫寿命、产卵历期、产卵量与栖息地纬度的关系。雌雄成虫寿命随纬度升高而延长（雌虫寿命从10.20 d延长到16.40 d；雄虫寿命从8.35延长到14.30 d）。产卵历期随纬度升高而延长,产卵量随纬度升高而增大,从低纬度到高纬度,产卵历期分别为7.45,10.45,11.90,10.62,13.15 d,产卵量分别为351.55,500.09,522.90,546.76,577.95粒。本结果首次揭示了亚洲玉米螟繁殖略策的地理变异。6、亚洲玉米螟体重和体型的地理变异详细比较了来自4个不同地理种群亚洲玉米螟（海南乐东18.8°N,109.2°E,广西阳朔24.8°N,110.5°E,江西南昌28.8°N,115.9°E和河北廊坊39.5°N,116.7°E）的体重、体型大小及其与栖息地纬度的关系。结果表明：不同地理种群的亚洲玉米螟卵重随纬度的升高而逐渐增大,符合贝格曼法则（Bergmann’s law）,而雌雄蛹重及成虫体长、后足腿节长和前翅长均随纬度的升高而逐渐减小,符合反贝格曼法则（Converse Bergmann’s law）。雌虫的前翅显著长于雄虫,其性体型二型性符合任希法贝（?）（Rensch’srule）,即在雌虫体型较大的种群中,雄虫前翅比雌虫前翅增长幅度相对较大。本文结果进一步揭示了即使在同一种类昆虫中,其各个虫态体重和体型的地理变异也可能不同。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 文献综述
• 1 引言
• 2 昆虫滞育的地理变异
• 2.1 昆虫滞育发生和诱导的地理变异
• 2.2 临界光周期的地理变异
• 2.3 昆虫滞育诱导敏感期的地理变异
• 2.4 昆虫滞育强度（滞育持续期）的地理变异
• 3 暗期干扰对昆虫滞育诱导的影响
• 4 昆虫发育历期的地理变异
• 5 昆虫发育起点温度和有效积温的地理变异
• 6 昆虫繁殖力的地理变异
• 7 昆虫体重及体型大小的地理变异
• 7.1 贝格曼法则（Bergmann's law）
• 7.2 反贝格曼法则（Converse Bergmann's law）
• 7.3 任希法则（Rensch's rule）
• 8 亚洲玉米螟地理变异研究现状和本研究目的及意义
• 8.1 亚洲玉米螟滞育的地理变异
• 8.2 亚洲玉米螟其他生物学特性的地理变异
• 8.3 本研究目的及意义
• 第二章 亚洲玉米螟滞育诱导和解除的地理变异
• 1 前言
• 2 材料与方法
• 2.1 供试虫源
• 2.2 滞育诱导实验
• 2.3 感应光周期敏感期的实验
• 2.4 滞育持续期实验
• 2.5 数据统计与分析
• 3 结果与分析
• 3.1 不同地理种群亚洲玉米螟滞育发生的地理变异
• 3.2 不同地理种群亚洲玉米螟光周期反应的地理变异
• 3.3 不同地理种群亚洲玉米螟感应光周期敏感期的地理变异
• 3.4 不同地理种群亚洲玉米螟的滞育持续期的地理变异
• 4 小结与讨论
• 第三章 亚洲玉米螟不同地理种群暗期干扰的滞育反应
• 1 前言
• 2 材料与方法
• 3 结果与分析
• 3.1 滞育诱导的光周期反应
• 3.2 不同地理种群暗期干扰的滞育反应
• 4 小结与讨论
• 第四章 亚洲玉米螟发育历期的地理变异
• 1 前言
• 2 材料与方法
• 2.1 供试虫源
• 2.2 卵发育历期的测定
• 2.3 幼虫和蛹发育历期的测定
• 2.4 数据统计与分析
• 3 结果与分析
• 3.1 不同地理种群亚洲玉米螟卵发育历期
• 3.2 不同地理种群亚洲玉米螟幼虫期
• 3.3 不同地理种群亚洲玉米螟蛹期
• 4 小结与讨论
• 第五章 亚洲玉米螟发育起点温度和有效积温的地理变异
• 1 前言
• 2 材料与方法
• 2.1 供试虫源
• 2.2 卵发育起点温度和有效积温的测定
• 2.3 幼虫和蛹发育起点温度和有效积温的测定
• 2.4 线性回归分析
• 3 结果与分析
• 3.1 卵发育起点温度和有效积温
• 3.2 幼虫发育起点温度和有效积温
• 3.3 蛹发育起点温度和有效积温
• 4 小结与讨论
• 第六章 亚洲玉米螟繁殖力的地理变异
• 1 前言
• 2 材料与方法
• 2.1 供试虫源
• 2.2 产卵量的测定
• 2.3 数据统计与分析
• 3 结果与分析
• 3.1 成虫寿命的地理变异
• 3.2 产卵前期、产卵历期和产卵量的地理变异
• 4 小结与讨论
• 第七章 亚洲玉米螟体重和体型的地理变异
• 1 前言
• 2 材料与方法
• 2.1 供试虫源
• 2.2 卵重和蛹重的测定
• 2.3 成虫体型特征的测量和比较
• 2.4 数据统计与分析
• 3 结果与分析
• 3.1 卵重和蛹重的地理变异
• 3.2 成虫体长、后足腿节长和前翅长的地理变异
• 4 小结与讨论
• 第八章 结论
• 1 亚洲玉米螟滞育诱导和解除的地理变异
• 2 亚洲玉米螟不同地理种群暗期干扰的滞育反应
• 3 亚洲玉米螟繁殖力的地理变异
• 4 亚洲玉米螟发育历期的地理变异
• 5 亚洲玉米螟发育起点温度和有效积温的地理变异
• 6 亚洲玉米螟体重和体型的地理变异
• 参考文献
• 致谢
• 附录