变化光周期对丽斗蟋(Velarifictonus ornatus)若虫发育的影响

为弄清湖南株洲丽斗蟋若虫的季节适应策略,研究了恒定及变化光周期对其若虫发育的调控。结果表明,丽斗蟋若虫发育明显受变化光周期的影响。25℃温度条件下,3个光周期条件下的若虫发育都较慢,羽化也极不整齐,长日条件(LD 16∶8h)、中间日照条件(LD 14∶10h)和短日条件(LD 12∶12h)的若虫发育历期(mean±SD)分别为(206.2±44.0)d、(236.6±93.3)d和(230.3±47.4)d,若虫从开始羽化到供试个体全部完成羽化所需时间分别为216、301和156d,经历短日条件的若虫转移至长日条件后能够促进其快速发育,羽化也很整齐,反方向转移则会抑制若虫发育,且羽化也不整齐。30℃温度条件下,恒定长日条件下的若虫发育明显快于短日条件,变化光周期对若虫发育的调控与25℃相类似。变化光周期对若虫发育的影响与光周期的变化方向及低龄若虫感受的光周期类型有关。丽斗蟋若虫复杂的光周期反应模式的生态意义在于调节其生活史与季节同步。

丽斗蟋翅二型雌虫飞行肌和卵巢发育间的资源分配差异

丽斗蟋Velarifictorus ornatus具有明显的翅二型现象,长翅型与短翅型雌虫的卵巢和飞行肌存在着生理权衡。本研究分别应用蒽酮比色法、硫代磷酸香草醛法、考马斯亮蓝染液对羽化后10d内两型雌虫飞行肌与卵巢内糖原、总脂及蛋白质含量进行了定量分析。结果表明:成虫羽化后10d内,两型雌虫体重无明显差异(P>0.05),但短翅型雌虫怀卵量明显多于长翅型雌虫,而人工脱翅能够促进长翅型雌虫怀卵量增加(P<0.05)。短翅型雌虫飞行肌内蛋白质、糖原及总脂含量在成虫羽化后10d内无明显变化,但长翅型雌虫飞行肌内蛋白质在成虫羽化后3d时达到最大值564.4±87.5μg/♀,糖原与总脂含量分别于羽化后第5天达到最大值85.2±21.7μg/♀和5284.7±1267.4μg/♀。然后开始下降,各实验处理天数内,长翅型雌虫飞行肌内蛋白质、糖原及总脂含量都显著多于短翅型雌虫(P<0.05)。相反,各处理天数内,短翅型雌虫卵巢内蛋白质、糖原及总脂含量则明显多于长翅型雌虫(P<0.05),同时虫龄对蛋白质、糖原及总脂在两型雌虫飞行肌与卵巢内分配也产生明显影响(P<0.05)。人工脱翅能够促进长翅型雌虫卵巢内蛋白质、糖原及总脂含量增加,同时诱导飞行肌内蛋白质、糖原及总脂含量降低,其中总脂含量在脱翅后10d时降为2394.9±1461.8μg/♀,只有最大值的一半,而与短翅型雌虫相似(P>0.05),表明总脂为丽斗蟋飞行的主要能源物质。外用保幼激素Ⅲ能够促进长翅型雌虫卵巢内蛋白质、糖原及总脂含量增加(P<0.05),但对飞行肌内三者含量无明显影响(P>0.05),外用早熟素Ⅰ对短翅型雌虫卵巢内蛋白质、糖原及总脂含量亦无明显影响(P>0.05)。上述结果表明,丽斗蟋长翅型雌虫首先将获得的资源用于发育飞行所需的飞行肌,短翅型雌虫则首先将所获得的资源用于发育繁殖所需的卵巢,但长翅型雌虫飞行肌与卵巢间的资源分配方式受保幼激素的影响。

外用保幼激素与早熟素对丽斗蟋翅二型个体飞行与生殖发育间生理权衡的影响(英文)

为探讨丽斗蟋Velarifictorus ornatus翅二型个体飞行与生殖发育间生理权衡的内分泌控制机理,本研究调查了外用保幼激素Ⅲ(JH-III)与早熟素Ⅰ(P-I)对丽斗蟋翅二型个体飞行肌与生殖发育的影响。结果表明:成虫羽化后当日分别注射1,5,10和25μg保幼激素7d后,显著促进了丽斗蟋长翅雌虫卵巢发育,卵巢重量分别从对照组的16.8±11.4mg/♀增加到43.9±10.7,33.6±14.0,56.8±7.6和39.3±30.7mg/♀;但对卵巢内怀卵量无显著影响。相反,外用保幼激素则诱发飞行肌降解,1,5和10μg JH-III处理组飞行肌重量分别下降为12.9±4.7,11.7±4.8和8.8±0.8mg/♀,显著低于对照组飞行肌重量(17.7±1.6mg)。对短翅雌虫注射P-I时,当注射的剂量超过50μg/♀时,能够显著抑制卵巢发育,而低于50μg/♀时则对卵巢发育无明显影响。外用JH-III对丽斗蟋长翅雄虫飞行肌、精巢、附腺的发育无明显影响;外用P-I对短翅型雄虫精巢与附腺的发育也无明显影响。因此,丽斗蟋翅二型雌虫与雄虫的飞行肌与生殖器官的内分泌控制机理可能存在差异。

丽斗蟋翅二型雄虫食物消化能力及消化酶活性比较

【目的】丽斗蟋Velarifictorus ornatus具明显的翅二型现象,为探讨翅型分化对丽斗蟋翅二型雄虫消化能力及中肠内消化酶活性产生的影响,对长翅型与短翅型雄虫食物消化能力及中肠内消化酶活性进行了检测比较。【方法】我们采取重量营养指数测定了羽化后12 d内丽斗蟋两型雄成虫增长量、相对增长率、取食量、食物利用率、近似消化率和食物转化率。为进一步明确丽斗蟋翅二型成虫食物消化能力与中肠内消化酶活性的关系,我们采用4种专用底物测定了中肠内用于分解蛋白质、脂肪和碳水化合物的总蛋白酶、胰蛋白酶、脂肪酶和淀粉酶的活性。【结果】结果表明,丽斗蟋两型雄虫取食量、食物转化率、食物利用率与增长量均无统计差异,但中肠内消化酶活性变化规律不同。成虫羽化后4 d时,长翅型雄虫中肠内总蛋白酶与胰蛋白酶活性显著高于短翅型雄虫,相反,羽化后0 d时,短翅型雄虫中肠内总蛋白酶与胰蛋白酶活性则显著高于长翅型雄虫,而羽化后12 d时,虽然短翅型雄虫总蛋白酶活性高于长翅型雄虫,但胰蛋白酶活性在两型雄虫间并无差异。成虫羽化后0 d时,两型雄虫脂肪酶活性无差异,但无论是羽化后4或12 d,长翅型雄虫中肠内脂肪酶活性皆显著大于短翅型雄虫。成虫羽化后4 d时,短翅型雄虫中肠内淀粉酶活性显著高于长翅型雄虫,而羽化后0与12 d时,两型雄虫间无显著差异。【结论】丽斗蟋翅二型雄虫食物消化能力无显著差异,但羽化后不同时间,中肠内消化酶活性存在差异,该差异可能与成虫羽化后不同时期,翅二型雄虫在飞行与繁殖投资中对不同能源物质的需求有关。

食物胁迫对翅二型丽斗蟋飞行肌和繁殖发育的影响

前期研究表明,在食物充足的条件下,翅二型丽斗蟋雌成虫长、短翅型间存在着资源投入和收益的权衡关系(trade-off);而雄成虫长短翅型间不存在此类权衡关系。在自然条件下,昆虫可能遭受食物缺乏的胁迫,因而进一步就食物胁迫对丽斗蟋飞行肌和繁殖发育的影响进行了研究。结果表明,在食物胁迫的条件下,长翅雌虫仍维持飞行肌的发育,但繁殖发育受到显著的抑制;而短翅雌虫飞行肌显著降解,繁殖发育亦维持在较高水平。说明即使是营养缺乏时,其雌成虫长、短翅型也依然存在资源配置的差异,具飞行肌和繁殖发育的权衡关系。长翅雄虫飞行肌的重量与食物充足组并无显著差异,但精巢的干重显著降低;而短翅雄虫在食物胁迫条件下飞行肌显著降解,但其精巢重量与食物充足组并无显著差异。可以认为,丽斗蟋雄虫的长、短翅型间也存在飞行肌和繁殖发育的权衡关系。