基于种群密度依赖效应的草地贪夜蛾相多态性研究

【目的】相多态性是昆虫个体的一种表观形态可塑性,其中多种表型性状的表达直接受到昆虫种群密度的调控。本研究通过饲养高(低)密度种群来开展基于种群密度依赖效应的草地贪夜蛾Spodoptera frugiperta相多态性研究。【方法】通过比较群居和散居饲养条件下草地贪夜蛾幼虫个体之间的表皮黑化、发育历期、蛹重和同类相残行为开展研究。【结果】群居饲养的草地贪夜蛾幼虫比散居饲养的幼虫表现出更小的体型和更深的表皮黑色化,且幼虫在群居饲养时蛹重减小,表明草地贪夜蛾幼虫可通过基于密度效应的适应性变化,以增强个体生存能力,并最大限度地减少种内竞争。此外,研究还发现,散居饲养的幼虫亦有较强的同类相残性。【结论】草地贪夜蛾存在基于种群密度依赖效应的相多态性。而通过研究基于种群密度依赖效应的草地贪夜蛾相多态性,掌握其种群动态变化和暴发为害特征,个体间自相残杀的生态后果,以及对病原体抗性和成虫迁飞行为的密度依赖性影响等有助于更好地开展该种重大迁飞害虫的综合防控。

基于光周期线索的草地贪夜蛾羽化昼夜节律探究

【目的】明确草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda羽化昼夜节律对不同光周期线索的响应,探究建立以其羽化昼夜节律为表型的生物钟机制的研究方法。【方法】持续黑暗(Dark-Dark,DD)、持续光照(Light-Light,LL)、DD延长1日(DD+1)及LL延长1日(LL+1)光周期设置之前,试虫均饲养于L14∶D10(LD)光周期下,且LD处理组中LD光周期设置贯穿整个世代周期。将蛹龄为9 d(针对DD+1与LL+1)或10 d(针对LD、DD和LL)的蛹转移至自主建立的“基于时间生物学的小型动物生物节律表型全时监测装置”中,结合不同光周期线索设置监测蛹历期、成虫羽化历时及羽化昼夜节律。【结果】LD、DD、DD+1与LL光周期设置下成虫羽化主要发生于暗期或LD导引过程中暗期对应的相位,LD下成虫羽化最高峰出现于授时因子时间(Zeitgebertime,ZT)15-16(24%),且在暗期开始前存在成虫羽化的光暗转换预期现象(Light-to-dark anticipation),DD与DD+1下羽化最高峰进一步后移,分别出现于昼夜节律时间(Circadiantime,CT)17-18(24%)和CT21-22(22%)。虽然LL下仍存在较弱的成虫羽化昼夜节律,但额外1日的LL处理(即LL+1)完全扰乱了成虫羽化昼夜节律。【结论】草地贪夜蛾存在受光暗循环线索导引(Entrain)及生物钟协同调控的羽化昼夜节律,其羽化高峰在LD下发生于暗期,羽化昼夜节律自由运转生物钟周期τ大于24 h,足够时长的持续光照处理可扰乱该昼夜节律。综上,草地贪夜蛾羽化昼夜节律可作为其生物钟机制研究的可靠表型。