高温对昆虫影响的生理生化作用机理研究进展

温度是影响昆虫生命活动的重要因素,将其与某一时间的种群数量结合,可用于对昆虫未来种群数量进行预测预报。过高的环境温度常使昆虫的生长发育、生殖及存活等受到严重影响,对这种影响缺乏了解降低了害虫测报的准确性。探明高温对昆虫生理生化的作用机理是了解高温对昆虫生命活动影响的根本途径。总结了高温对昆虫生理生化的重要影响。高温使昆虫表皮的蜡质层瓦解,油脂融化,表皮渗透性增加,虫体大量失水。引起昆虫体内重要离子的浓度发生变化,改变许多重要大分子的电荷状态,使生物大分子的动力学能量增大,离子键、氢键和范德华力降低,分子间疏水作用增强,大分子保持形状的能力降低,空间构象发生改变,从而影响生物大分子行使其功能。高温使昆虫细胞骨架瓦解,细胞遭到破坏;细胞膜内磷脂组分比例改变,细胞膜流动性下降。虫体内重要遗传物质DNA和RNA复杂的二级结构和三级结构在高温下发生改变,对昆虫性状的稳定遗传造成严重影响。细胞内蛋白质的数量和种类组成均发生改变,原有常温下的蛋白质合成系统关闭,空间构象及功能发生变化,而产生耐热性物质(如热激蛋白)的蛋白质合成系统则开启。高温影响酶及酶促反应速率,对昆虫体内神经传导关键酯酶——乙酰胆碱酯酶的影响使昆虫无法进行正常的神经传递,丧失躲避不良环境的能力。高温影响脂质、低聚糖等物质的代谢。最后梳理了高温作用下昆虫各种生理生化指标发生变化之间可能存在的关联性,并提出高温对昆虫造成伤害的顺序过程假设。讨论了不同程度的高温对昆虫造成死亡的机理可能不同。指出了未来该领域研究的重点内容,如高温对昆虫造成损害的最初作用位点;高温伤害的完整生理生化路径;耐热性产生的生化基础;高温对昆虫不同发育阶段或生命过程的具体作用机制等。

连续温度梯度下昆虫趋温性的研究现状与展望

昆虫作为一种能够自由活动的生物,可以通过运动主动选择对其有利的环境温度。大多数研究中昆虫被迫接受人为设定的恒温或变温,并未体现出昆虫本身对适宜温度的主动选择性。连续温度梯度是在某一介质的两端产生由高到低连续变化的温度范围。在一定温度梯度中昆虫趋温行为的研究揭示了其主动选择的适宜温度,这对了解昆虫的空间动态、提高测报准确性和开发防治新方法有重要意义。总结了产生连续温度梯度的各种装置,致冷、加热和温度测量方法以及昆虫趋温行为的观察装置和方法,包括在植物体上(内)及空气、下垫面、粮食和土壤等介质中产生温度梯度的方法及装置。各装置以水浴或电器设备制冷或加热,肉眼观察手工记录或以摄像机、声音信号采集系统等方法记录昆虫的行为。综述了多种昆虫生长发育、栖息、产卵或取食的偏好温度,总结了性别、发育阶段和生态型等生理因素及光照、湿度和预适应温度等环境因子对昆虫偏好温度变化的影响。昆虫的趋温性因种而异,同种昆虫不同发育阶段或不同生命活动所趋温度不同。多数种类昆虫雄性成虫的偏好温度比雌性略高。某些昆虫的多型现象可能导致其种内不同生态型的偏好温度存在差异。光照和湿度的变化会影响某些昆虫对温度的反应。有些昆虫经预适应温度训练后,其偏好温度发生改变。某些昆虫对温度的偏好呈现出一定的日变化和季节变化规律。饥饿条件下昆虫的偏好温度降低。温度梯度的有无及其方向、温度的高低、温差的大小等因素都会影响昆虫的活动性。最后分析了本类研究中存在的问题和不足,并展望了未来的研究方向,指出开展对重要农林作物害虫和天敌趋温行为及其生理学机制,外界环境因素影响昆虫趋温性等方面的探索将是未来该领域研究的重点内容。

两种防治措施下转Bt基因棉田绿盲蝽的发生与为害

2002年在河北省南皮县对2种防治措施下转Bt基因田绿盲蝽LyguslucorumMayre的发生与为害进行的系统调查表明,采用生物农药和低毒化学农药防治4次,Bt棉田绿盲蝽的发生为害较为严重,9月上旬发生高峰期种群密度为7.2头10株,显著高于防治指标,第2代绿盲蝽为害高峰期,叶片被害率为19.4%;采用当地棉农化学防治方法施用农药7次,Bt棉田绿盲蝽发生为害较轻,发生高峰期(8月中旬)种群密度为2.0头10株,第2代绿盲蝽为害高峰期,叶片被害率为4.8%。讨论指出绿盲蝽已成为转Bt基因棉生产中的重要问题,应加快绿盲蝽在转Bt基因棉田的生态调控研究。

栽培措施对烟田前期烟蚜和烟蚜茧蜂种群数量的影响

通过设置 5种类型烟田 ,研究了栽培措施对烟田前期烟蚜Myzuspersicae(Sulzer)和烟蚜茧蜂Aphidiusgifuehsis(Ashmead)种群数量的影响。地膜和耕作方式对烟田前期烟蚜种群数量均有显著影响。不同类型烟田烟蚜种群数量大小依次为桃园附近、纯作未覆膜、间作未覆膜、纯作覆膜、间作覆膜烟田。其中 ,桃园附近烟田烟蚜种群数量显著高于其它烟田 ,未覆膜烟田高于覆膜烟田 ,纯作烟田又高于间作烟田。地膜对烟田前期烟蚜茧蜂种群数量有显著影响。覆膜烟田烟蚜茧蜂种群数量高于未覆膜烟田。因此 ,烟田覆膜有利于降低烟蚜种群数量、增大烟蚜茧蜂种群数量 ;间作也能在一定程度上抑制烟蚜种群增长。

三种麦蚜在温度梯度中活动行为的临界高温

利用自制的温度梯度产生装置，研究了禾谷缢管蚜Rhopalosiphum padi、麦长管蚜Sitobion avenae和麦二叉蚜Schizaphis graminum在寄主植物叶片温度梯度上栖息、爬行和取食时的躲避临界高温。温度梯度内，麦蚜在小于等于温度T的温度区域内的累积栖息分布量占温度梯度场内蚜虫栖息总量的百分比Pa=90%时，则把T记为栖息躲避临界高温。将蚜虫在温度梯度内从低温端向高温端爬行的过程中，受到热刺激后调转运动方向时的温度定义为蚜虫爬行时的躲避临界高温。将蚜虫在温度逐渐升高的叶片上取食时拔出口针开始挣扎逃跑时的温度定义为蚜虫取食时的躲避临界高温。为研究麦蚜栖息和爬行时的躲避临界高温，在盛有水的搪瓷托盘一端下方置一盏白炽灯加热水温，在漂浮于水面的小麦叶片上产生了叶片温度梯度，用照相机记录蚜虫在温度梯度内栖息时的分布状态。为研究麦蚜取食时的躲避临界高温，在盛有水的塑料培养皿的下方设置一盏白炽灯用于加热水温，在漂浮于水面的小麦叶片上产生逐渐升高的温度。两个装置的温度设置均可通过调节白炽灯泡顶端与托盘或培养皿底部的距离来控制，用红外测温仪测量叶片上的温度。试验明确了3种麦蚜的栖息躲避临界高温，在26-43℃的叶片温度梯度内，禾谷缢管蚜、麦长管蚜和麦二叉蚜成蚜累积栖息分布达90%的临界高温分别为30.2、28.8℃和27.3℃，用Sigmoidal函数模型描述了麦蚜在温度梯度内的累积分布百分率与温度之间的关系。测定了3种麦蚜爬行和取食时的躲避临界高温，禾谷缢管蚜、麦长管蚜和麦二叉蚜爬行时的躲避临界高温分别为42.0、39.1℃和38.5℃;取食时的躲避临界高温分别为39.3、40.2℃和39.0℃。试验表明，3种蚜虫中禾谷缢管蚜较耐高温。讨论了温度梯度本身的设置、湿度控制、供试蚜虫种群的不同对麦蚜在温度梯度内行为可能造成的影响，并指出在温度梯度中，研究麦蚜若蚜蜕皮、成蚜生殖及有翅蚜和无翅蚜对适宜温度的选择将是今后继续开展的工作内容。本研究的结果为提高麦蚜田间调查取样及预测预报的准确度提供了依据，同时也为今后开展其它昆虫对环境高温的行为对策研究提供方法上的参考。

不同品系赤眼蜂对烟青虫卵的寄生力比较

于山东自然变温条件下,比较了松毛虫赤眼蜂和螟黄赤眼蜂的几个品系在试管和笼罩内对烟青虫卵的寄生能力和烟青虫卵对其的适合性。结果表明,对烟青虫卵寄生力最高的是螟黄赤眼蜂的JDM品系,其次为松毛虫赤眼蜂的HJS和YYS品系;0～12h的烟青虫卵适合JDM、YYS和HJS品系,而12～36h的卵只适合螟黄赤眼峰GGM品系。综合各品系对0～12h烟青虫卵的寄生力及适合性,以螟黄赤眼蜂JDM品系、松毛虫赤眼蜂HJS和YYS品系综合寄生能力较高。

禾谷缢管蚜对温度梯度的行为反应

利用自制的温度梯度产生装置，研究了禾谷缢管蚜Rhopalosiphum padi的避热行为及其栖息分布与温度梯度之间的关系。其避热率随温度梯度场温差的增大而显著增加，温度梯度为27．0～22．7、32．0～23．8、37．0～25．3和42．0～27．7℃时，其避热率分别为52．5％、72．5％、92．1％和100％。高温适应性锻炼可显著提高其对高温的适应能力，分别经15和35℃预适应温度训练1．5h后的成蚜，避热率分别为77．5％和64．2％。不同发育阶段的蚜虫在温度梯度场内的避热率无显著差异。总体上看，在26～43℃的叶片温度梯度内，50％的禾谷缢管蚜分布在27．7℃以下的区域内，99％的蚜虫分布在32．0℃以下的区域内。不同发育阶段的蚜虫在温度梯度内的分布有一定差异，99％的1龄若蚜分布在32．7℃以下的温度区域内，而99％的3龄若蚜分布区域为30．0℃以下。