松褐天牛Monochamus alternatus Hope生物學(xué)特性和交配行為的研究.pdf

1、本文對松褐天牛成蟲生物學(xué)特性和交配行為進(jìn)行了研究，主要研究內(nèi)容如下： 1.松材線蟲病在重慶的發(fā)生。 1.1松材線蟲病在重慶的分布。松材線蟲病在重慶的萬州、忠縣、長壽、涪陵、渝北、江北、巴南和沙坪壩區(qū)都有發(fā)生，這些縣、區(qū)均屬長江沿岸地區(qū)，其中涪陵發(fā)生最嚴(yán)重?？梢酝茰y松材線蟲病是由于長江貨運(yùn)向上游傳播的。 1.2松材線蟲病在重慶的發(fā)生危害特點(diǎn)。松材線蟲病在原發(fā)地持續(xù)發(fā)生，危害逐年加重，疫情迅速向周邊地區(qū)擴(kuò)散蔓延。疫情

2、發(fā)生小班一年四季均有死亡松樹出現(xiàn)，死樹高峰期出現(xiàn)在8-11月，部分小班4-5月也有大量松樹枯死的情況。發(fā)生區(qū)枯死松樹中長勢良好樹占83﹪；未發(fā)生區(qū)枯死的長勢良好樹僅占12﹪。 1.3松材線蟲病發(fā)生與環(huán)境關(guān)系調(diào)查。重慶市松材線蟲病在海拔190m至1000m均有分布，400-700m發(fā)生最多。隨著海拔的升高，傳播媒介松褐天牛的發(fā)生期明顯推遲。不同坡向均有受害?？傮w來看，陽坡的受害比陰坡重。發(fā)生松材線蟲病的林分絕大多數(shù)是馬尾松人工純林

3、，此外還有馬尾松與杉樹的混交林、馬尾松與其它雜樹的混交林。 1.4松材線蟲傳播媒介的調(diào)查。通過野外調(diào)查和室內(nèi)飼養(yǎng)，搜集到松褐天牛、松縱坑切梢小蠹、金絨錦天牛、蕭氏松莖象等昆蟲，除松褐天牛外，無論是室內(nèi)飼養(yǎng)或是誘集獲得的其他昆蟲體上均未分離出線蟲。由于涪陵地區(qū)已經(jīng)發(fā)生松材線蟲病，又從枯死木中羽化出的松褐天牛成蟲體上分離出來線蟲，因此可以推定松褐天牛是重慶地區(qū)松材線蟲病的主要傳播媒介。 2.松褐天牛生物學(xué)特性研究。重慶屬中亞

4、熱濕潤季風(fēng)氣候類型，松褐天牛在重慶的生活史和發(fā)生規(guī)律尚不清楚。本章研究了重慶地區(qū)松褐天牛的發(fā)生規(guī)律、生活史、食性、產(chǎn)卵寄主等，以期對有效控制松褐天牛的發(fā)生危害和松材線蟲病的傳播蔓延提供一定的理論基礎(chǔ)。 2.1松褐天牛林間發(fā)生動(dòng)態(tài)。在重慶地區(qū)松褐天牛一年發(fā)生一代，主要以3-4齡幼蟲在受害馬尾松木質(zhì)部的蛀道內(nèi)越冬，少數(shù)2-3齡幼蟲也可在樹皮下面越冬。次年3月下旬越冬幼蟲開始活動(dòng)并繼續(xù)取食，于4月中旬越冬幼蟲在蟲道末端做成蛹室，開始化

5、蛹；4月下旬成蟲開始羽化。羽化始期和始盛期重疊，重疊期為4月下旬至5月下旬。初羽化成蟲取食幼嫩松枝補(bǔ)充營養(yǎng)，約10d后成蟲開始交配并咬出刻槽產(chǎn)卵；6月上旬幼蟲開始出現(xiàn)，初孵幼蟲取食樹皮及韌皮部，3齡幼蟲咬出狹長蛀孔蛀入取食木質(zhì)部。6月中旬和下旬是幼蟲孵化盛期；11月初幼蟲開始越冬。各地區(qū)因海拔和特殊地理環(huán)境的不同，成蟲羽化時(shí)間稍有差異。 2.2松褐天牛生物學(xué)特性研究。松褐天牛成蟲最喜歡在馬尾松、雪松、濕地松上棲息取食和產(chǎn)卵，對羅

6、漢松、園柏和柳杉取食相對較少，對怪柳和水杉幾乎不取食，這對于營林和林分改造具有指導(dǎo)意義。室內(nèi)觀察顯示，成蟲產(chǎn)卵前期為5.74±0.27d，產(chǎn)卵高峰期持續(xù)時(shí)間較長，將近1個(gè)半月，而產(chǎn)卵始期和末期時(shí)間較短，雄蟲壽命65.11±13.37d(M±SD)，雌蟲壽命75.78±15.41d(M±SD)。成蟲一生的產(chǎn)卵量155.89±67.22(M±SD)粒。 3.松褐天種群生態(tài)學(xué)特性的研究。 3.1松褐天牛成蟲的空間分布。松褐天牛

7、成蟲羽化后取食新鮮松枝補(bǔ)充營養(yǎng)，到卵巢發(fā)育成熟之后開始尋找合適寄主產(chǎn)卵，對松褐天牛成蟲的分布型進(jìn)行研究不但有助于揭示該蟲的種群空間分布格局，而且有助于確定正確的抽樣方法，取樣數(shù)量提供依據(jù)，從而提高蟲情調(diào)查和預(yù)測預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確度。 叢生指標(biāo)I、負(fù)二項(xiàng)分布K、K值法CA值大于0；擴(kuò)散系數(shù)C、擴(kuò)散指數(shù)Iδ，聚塊性指標(biāo)M*/-x大于1；平均擁擠度M*、La大于(x)；L'大于(x)+1；由此可以見松褐天牛成蟲在林間的分布型為聚集分布。聚集均

8、數(shù)λ大于0小于2，可以推斷松褐天牛成蟲在林間的聚集是由環(huán)境引起的。 Tayor模型S2=-bax回歸分析表明松褐天牛成蟲在林間呈密度制約型聚集分布。Iwao模型M*=α+β-x分析表明松褐天牛成蟲在林間是聚集負(fù)二項(xiàng)分布，分布的基本成份是個(gè)體群，個(gè)體間相互吸引。蘭星平模型La=θ+η-x分析表明松褐天牛成蟲呈聚集分布。徐汝梅模型M*=α'+β-x+γ-x2在此不適用于松褐天牛成蟲分布型的研究，可用Iwao模型替代。采用零頻率方法分

9、析表明松褐天牛成蟲種群的空間格局為聚集型，類型為聚集度零頻率制約型。 3.2松褐天牛的自然種群生命表。松脂掩埋和寄生是導(dǎo)致卵不孵化的主要原因。死亡率最高的階段(達(dá)到48.6﹪)是幼蟲蛀入前階段，死亡原因有幼蟲之間的競爭，天敵捕食，還有被微生物寄生等。 松褐天牛幼蟲在進(jìn)入木質(zhì)部取食之前，要先蛀食大量樹皮和木質(zhì)部之間的韌皮部，3齡之后再蛀入木質(zhì)部危害。在產(chǎn)卵密集的區(qū)域大量幼蟲因樹皮被先孵化的幼蟲取食而餓死。隨著幼蟲的發(fā)育，競

10、爭更加激烈，可以觀察到多個(gè)小塊的取食刻痕和餓死幼蟲，而最后只有少許蛀入孔。幼蟲蛀入木質(zhì)部后被捕食的機(jī)會(huì)很少，其死亡原因主要是幼蟲取食競爭(觀察到蛀食坑道交錯(cuò))、微生物寄生和溫濕度的變化等因素引起。蛹死亡數(shù)目是根據(jù)蛹室內(nèi)死亡的殘?bào)w確定。由于蛹期被捕食的機(jī)會(huì)很少，研究死亡原因主要是微生物寄生和木質(zhì)部含水量的變化。 種群趨勢指數(shù)I=18239.13/1214=15.024松褐天牛的交配行為松褐天牛作為Hanks歸納的SH種類因其幼蟲食

11、物資源質(zhì)量不可預(yù)知性和短暫性，松褐天牛的交配行為表現(xiàn)出強(qiáng)烈雄性競爭，包括與對手格斗，配后保護(hù)等。本章詳細(xì)描述了松褐天牛的交配行為，并對松褐天牛的交配策略進(jìn)行研究。 4.1松褐天牛的交配行為。松褐天牛一次完整的交配過程包括相遇抱對、插入輸精、配后保護(hù)3個(gè)階段，其中插入輸精可能多次。從最后一次輸精完成到雄蟲離去為配后保護(hù)階段。試驗(yàn)中共觀察123次松褐天牛成蟲交配情況，其中完成交配103次；有配后保護(hù)的99次。在多數(shù)情況下，配后保護(hù)是

12、松褐天牛成蟲交配的必要階段。 松褐天牛一次完整的交配過程平均需66.27min，其中輸精前抱對為3.51min。常常有多次輸精插入，每次輸精插入時(shí)間為57.6s。輸精結(jié)束后雌腹部末端有白色液體流出，而隨著雄蟲內(nèi)囊的收回，也有白色液體留在腹部末端。 4.2松褐天牛的交配策略。松褐天牛不同雄性個(gè)體和雌性個(gè)體所獲得的交配機(jī)會(huì)差異很大。初次交配松褐天牛雌雄蟲輸精前抱對求偶時(shí)間小于再次交配的時(shí)間；而輸精時(shí)間、配后保護(hù)時(shí)間和輸精次數(shù)

13、都大于再次交配。松褐天牛在交配各階段時(shí)間的分配可以看作是面對不同交配經(jīng)歷的配偶以及根據(jù)自身的狀況進(jìn)行評估后所采取的交配策略。 4.3松褐天牛的野外交配行為觀察。新伐馬尾松木段對松褐天牛雌、雄成蟲均有極強(qiáng)的吸引力。交配和產(chǎn)卵一般發(fā)生在夜間，因此次日晨常可觀察到很多新鮮的產(chǎn)卵孔。在馬尾松木段上，松褐天牛雄蟲利用觸角掃動(dòng)搜尋雌蟲，遇到雄蟲相互避讓；遇到正在產(chǎn)卵的雌蟲也避讓。掃描搜尋到雌蟲后馬上進(jìn)行抱對，無明顯的求偶階段。野外交配行為的

14、觀察結(jié)果與室內(nèi)觀察結(jié)果基本一致。 5.多次交配對松褐天牛精子數(shù)量消耗、產(chǎn)卵量和孵化率的影響。松褐天牛雌成蟲有多次交配習(xí)性。通過解剖松褐天牛雌蟲受精囊和室內(nèi)飼養(yǎng)觀察，研究了多次交配對松褐天牛雌蟲受精囊內(nèi)精子數(shù)量消耗、產(chǎn)卵量、卵孵化率、產(chǎn)卵歷期和壽命的影響，并對松褐天牛雌性生殖系統(tǒng)、精子形態(tài)及精子在雌性生殖系統(tǒng)中的分布動(dòng)態(tài)進(jìn)行了詳細(xì)的描述，其結(jié)果表明：多次交配的松褐天牛雌蟲受精囊內(nèi)的精子數(shù)量長期保持在12萬個(gè)左右，而只交配一次的松褐

15、天牛雌蟲受精囊內(nèi)精子數(shù)量不斷消耗，交配16d后降到5萬個(gè)以下。多次交配的雌蟲產(chǎn)卵量(167.087粒)和卵孵化率(94.38﹪)都顯著大于單次交配雌蟲的產(chǎn)卵量(113.5217粒)和卵孵化率(83.79﹪)；但是多次交配的雌蟲與單次交配的雌蟲相比較，產(chǎn)卵歷期和壽命差異都不顯著。 6.利用AFLP研究松褐天牛精子競爭-P2值變化。精子競爭是性選擇的最后形式，是動(dòng)物生殖系統(tǒng)進(jìn)化和交配行為進(jìn)化的重要?jiǎng)恿Α＠肁FLP方法研究松褐天牛精