二化螟寄主种群及种群间生殖隔离形成机制研究

水稻和茭白是二化螟的两种主要寄主植物。经过长期的适应进化,二化螟已分化出水稻种群和茭白种群。国内外的大量研究表明,二化螟水稻种群和茭白种群在形态特征、交配行为、寄主选择性、寄主适应性、田间种群动态、越冬生物学、生理生化及遗传多样性等方面均存在一定差异。二化螟水稻种群和茭白种群的发生期差异、交配节律差异和交配后配子不亲合等可能造成了寄主种群的部分生殖隔离。目前认为,二化螟两寄主种群间仍存在基因交流,处于物种形成的早期阶段,但尚需从寄主种群鉴定、表型差异区分和种群间生殖隔离机制等方面开展深入研究来进一步明确,为理解昆虫同域物种形成机制提供参考。

大猿叶虫滞育品系和非滞育品系交配行为的比较

大猿叶虫Colaphellus bowringi Blay是一种重要的十字花科蔬菜害虫,以成虫越冬和越夏。明确大猿叶虫非滞育品系生殖力下降的现象是否与交配行为的改变相关,将促进该非滞育品系在滞育遗传、滞育调控分子机制研究中的应用。本研究在25℃和L∶D=12∶12 h条件下,测定了大猿叶虫滞育品系和非滞育品系的交配节律、交配持续时间和交配频次。结果表明,大猿叶虫滞育品系和非滞育品系交配高峰均出现在光期开始后2 h,非滞育品系的交配比率显著低于滞育品系。滞育品系和非滞育品系第1次交配持续时间无显著差异,分别为122.7±7.4 min和100.1±10.2 min;但非滞育品系的总交配持续时间显著低于滞育品系。非滞育品系的交配频次为2.2±0.3次,显著低于滞育品系的3.8±0.5次。滞育品系和非滞育品系交配行为的比较发现,大猿叶虫非滞育品系生殖力降低与其交配比率下降、交配持续时间缩短和交配频次减少显著相关,本研究为进一步利用非滞育品系为材料解析滞育遗传、滞育调控机制奠定了基础。

二化螟的水稻种群和茭白种群对杀虫剂和Cry蛋白的敏感性比较

采用微量点滴法测定了二化螟的水稻和茭白种群幼虫对杀虫剂辛硫磷、毒死蜱、氯虫苯甲酰胺、杀虫单和阿维菌素的敏感性,采用人工饲料胃毒法测定了二化螟对Cry蛋白(Cry1Ac、Cry2Aa、Cry1Ca)的敏感性,目的是为二化螟科学防治和抗性治理提供理论基础。结果表明:二化螟两寄主种群对阿维菌素和氯虫苯甲酰胺的敏感性差异显著,但对其他3种药剂及Cry蛋白的敏感性差异不显著。水稻种群和茭白种群对5种杀虫剂的敏感性由高到低均为阿维菌素>氯虫苯甲酰胺>辛硫磷>毒死蜱>杀虫单;对3种Cry蛋白的敏感性由高到低为Cry1Ca>Cry1Ac>Cry2Aa。因此,针对不同寄主田的二化螟种群应采用不同类型的药剂,尽量不使用单一药剂,可考虑采用药效最好的阿维菌素与其他几种药剂进行混配施用。

二化螟的交配行为及其影响因素

交配活动在昆虫种群繁衍和物种形成过程中具有重要作用。二化螟是水稻和茭白上的重要害虫,存在种下分化的可能。本文对二化螟的交配行为进行了综述,重点介绍了环境因素、成虫日龄以及寄主植物对二化螟的交配率、交配起始时间和交配持续时间等交配活动的影响,旨在为二化螟的科学防控提供参考,同时为认识二化螟种下分化及其机制提供思路。

针对光周期筛选的大猿叶虫非滞育品系生物学和滞育特性研究

滞育是昆虫应对不利环境刺激的一种生存策略。滞育昆虫具有遗传多样性,其滞育特性可被自然或人工选择改变,在许多昆虫中通过人工筛选可获非滞育品系。然而,目前缺乏对人工筛选非滞育品系的生物学和滞育特性系统研究。大猿叶虫(Colaphellus bowringi)是一种重要的蔬菜害虫,以成虫入土滞育。来自江西修水(29°1′N,114°4′E)的大猿叶虫种群在高于20℃时具有明显光周期反应,可作为滞育品系;而该自然种群饲养于滞育诱导条件(22℃和L:D=16h:8h)下可筛选得到对光周期不敏感的非滞育品系。本研究对大猿叶虫修水种群滞育品系与对光周期不敏感的非滞育品系生物学特性进行比较,探究20℃全暗条件诱导获得的两品系滞育个体在自然条件下的滞育维持期差异,同时,分析两品系及其滞育解除后子代的光周期反应和温度反应。结果表明,大猿叶虫非滞育品系个体的卵孵化率、幼虫存活率、成虫产卵量、体重和寿命显著低于滞育品系个体,而其未成熟阶段的发育历期显著长于滞育品系个体。将20℃全暗条件下诱导获得的滞育品系和非滞育品系的滞育个体保存于自然条件下解除滞育,非滞育品系的滞育持续期显著短于滞育品系。大猿叶虫滞育品系个体具有明显的光周期反应和温度反应;20℃全暗条件下诱导的该品系滞育个体滞育解除后,子代在22℃下仍具有与亲代类似的光周期反应和温度反应。而针对光周期筛选的非滞育品系在22℃下则无明显光周期反应,仅极少数个体被诱导进入滞育;同时,该非滞育品系在20℃全暗条件下诱导的滞育个体滞育解除后,子代在22℃下也无明显光周期反应。温度对光周期不敏感的非滞育品系个体的滞育诱导仍起作用,在18℃和20℃下几乎所有个体均进入滞育,在22℃、24℃、26℃的温度下,0.58%~5,71%的非滞育个体进入滞育;同时,该非滞育品系在20℃全暗条件下诱导的滞育个体滞育解除后,其子代的温度反应曲线与亲代相似。上述结果表明,针对光周期筛选的非滞育品系适合度降低,对光周期不敏感的非滞育特性可稳定遗传,针对光周期的非滞育选择减弱了大猿叶虫的温度反应。该研究为揭示光周期诱导昆虫滞育分子机理提供了重要的研究模型,同时为研究滞育遗传机制提供了基础资料。