環(huán)境條件與生理基礎(chǔ)對草地螟寄主選擇性的影響.pdf

1、草地螟Loxostege sticticalis L.(鱗翅目:螟蛾科),是一種世界性害蟲,也是我國華北、東北以及西北地區(qū)農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)的重要害蟲。解放后已三次26年在我國三北地區(qū)暴發(fā)成災(zāi),并給農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失。為了更好地闡明草地螟的發(fā)生危害規(guī)律,為改善和提高其預(yù)測預(yù)報和防治技術(shù)、并減少其造成的災(zāi)害損失提供科學(xué)依據(jù),本文在認(rèn)真分析了國內(nèi)外已有研究結(jié)果的基礎(chǔ)上,應(yīng)用室內(nèi)外相結(jié)合以及生理生態(tài)相結(jié)合的方法,對草地螟成蟲對產(chǎn)卵寄主植物

2、的選擇、幼蟲對取食危害寄主的選擇及主要影響因子、主要寄主植物對草地螟幼蟲的生長發(fā)育的影響和幼蟲轉(zhuǎn)主危害的營養(yǎng)效應(yīng)、1-5齡幼蟲體內(nèi)酯酶、淀粉酶和總蛋白酶,以及幼蟲中腸各種蛋白酶的活性的變化規(guī)律進(jìn)行了系統(tǒng)的研究,明確了草地螟對產(chǎn)卵和取食危害寄主選擇的差異及相應(yīng)的影響因子,肯定了幼蟲轉(zhuǎn)主危害的營養(yǎng)學(xué)價值、并肯定了草地螟幼蟲主要酶系的變化是3齡后草地螟幼蟲取食范圍逐漸增加的主要原因之一。主要結(jié)果如下:
　　 1.2008年在河北康?？h

3、(41°25'N～42°08'N,114°11'E～114°56'E)對草地螟產(chǎn)卵寄主植物的調(diào)查中,發(fā)現(xiàn)草地螟產(chǎn)卵的寄主植物有7科13種,分別占所調(diào)查的9科23種植物的78％和56.3％。成蟲對禾本科的大畫眉草(Eragrostis cilianensis(All.)Link eXVignolo-Lutati)等具有顯著的偏好。大畫眉草的單株有卵量、有卵株率、卵密度及相對有卵量比灰菜(Chenopodium album L.)的多10～

4、100倍以上,并均顯著高于灰菜等其他雙子葉雜草的。這些結(jié)果與已有的草地螟喜歡選擇灰菜等雙子葉雜草產(chǎn)卵的結(jié)論明顯不符;對當(dāng)時草地螟主要選擇大畫眉草產(chǎn)卵的環(huán)境因子進(jìn)行分析的結(jié)果表明,成蟲對產(chǎn)卵寄主選擇與寄主植物的密度、葉片寬度無關(guān),但與產(chǎn)卵寄主植物葉片的長度及寬度比顯著相關(guān),即寄主植物的長寬比越大,產(chǎn)卵量越高;進(jìn)一步的分析結(jié)果表明,當(dāng)時草地螟主要選擇大畫眉草產(chǎn)卵的原因主要是成蟲產(chǎn)卵期間的環(huán)境相對濕度太高(≧80％),這種選擇會有利于卵和初孵

5、幼蟲的存活。這些首次獲得的結(jié)果表明,草地螟對產(chǎn)卵寄主的選擇并不是一成不變的,其會隨環(huán)境條件的不同而異。
　　 2.在當(dāng)?shù)貙Σ莸孛紫x取食危害寄主進(jìn)行調(diào)查的結(jié)果表明,草地螟幼蟲為害的寄主植物有9科22種,分別占所調(diào)查的10科26種植物的90％和84.3％。幼蟲為害植物主要分布在菊科(9種)、藜科(4種)、蓼科(2種),禾本科(2種),而在豆科、唇形科、十字花科、旋花科、牻牛兒苗科中均只有1種,表明草地螟幼蟲主要選擇雙子葉植物取食危

6、害。因此,幼蟲取食危害的植物種類要比成蟲選擇產(chǎn)卵的寄主范圍寬;其次,各種受害植物上的蟲量占總蟲量的比存在著巨大差異。其中紫苜蓿(Medicago sativa Linn.)上蟲量占總蟲量的比例最高(34.2％),灰菜的次之(15.9％),草地風(fēng)毛菊(Saussurea amara(Linn.)DC.)為第三(12.3％),大籽蒿(Artemisia sieversiana Ehrhart ex Willd.)(9.7％)和密花香薷(El

7、sholtzia densa Benth.)(9.0％)的分別為第四和第五。而草地螟成蟲喜歡產(chǎn)卵的狗尾草(Setaria viridis(Linn.)Beauv.)和大畫眉草的分別僅占總蟲量的4.0％和1.6％。這些結(jié)果表明草地螟成蟲對產(chǎn)卵寄主以及幼蟲對取食危害寄主的選擇并不完全一致;最后,對草地螟幼蟲對植物的選擇與的主要環(huán)境因子的相關(guān)關(guān)系進(jìn)行分析的結(jié)果表明,幼蟲的數(shù)量與植株密度成正相關(guān),而與其他因子的關(guān)系為不相關(guān)。
　　 3.

8、采用草地螟喜歡產(chǎn)卵和取食危害的13種寄主植物飼養(yǎng)草地螟并對幼蟲存活率及蛹重進(jìn)行研究的結(jié)果表明,不同寄主植物種類對幼蟲的生長發(fā)育具有顯著的影響:首先,幼蟲取食成蟲產(chǎn)卵量最多的大畫眉草時存活率最低不到2％,能夠進(jìn)入5齡的幼蟲也不能化蛹。而取食灰菜的幼蟲存活率最高,為83.7％,顯著高于取食其他寄主植物的:其次,由取食灰菜的幼蟲發(fā)育而成的蛹重最大,為38.9mg,顯著高于除大籽蒿之外的其他寄主植物上的蛹。說明灰菜是對草地螟生長發(fā)育最有利的寄主

9、植物;第三,將3齡前取食灰菜的幼蟲轉(zhuǎn)移到不同的寄主植物時,幼蟲的存活率及相應(yīng)的蛹重都比僅取食原寄主植物的明顯增加:如除了黑沙蒿、大畫眉草和狗尾草外,取食相應(yīng)寄主植物的5齡幼蟲存活率都上升到81.0％以上,而由取食灰菜到3齡后再轉(zhuǎn)移到各種原寄主取食的幼蟲發(fā)育而成的蛹重與僅取食單一寄主的蛹重相比都有不同程度的增加。在所有測試的植物種類中,以取食灰菜后再取食苣荬菜(Sonchus arvensis Linn.)的幼蟲存活率及蛹重比僅取食苣荬菜

10、的增加最為顯著。這些結(jié)果表明,植物種類對3齡之前的幼蟲生長發(fā)育最重要,而灰菜在增加草地螟對寄主植物的適應(yīng)能力的過程中起著關(guān)鍵的作用。
　　 4.應(yīng)用現(xiàn)代生理學(xué)方法研究確定了幼蟲體內(nèi)酯酶、淀粉酶和蛋白酶的變化規(guī)律,幼蟲中腸主要蛋白酶系的最適PH值條件、活性變異范圍及其在不同齡期的變化規(guī)律,明確了這些酶系的變化規(guī)律及蛋白酶較寬的PH值活性范圍是草地螟幼蟲對寄主植物適應(yīng)能力隨著齡期的增加而增強(qiáng)的主要原因之一:幼蟲體內(nèi)的酯酶、淀粉酶和蛋

11、白酶的活性隨幼蟲齡期的不同而異。其中酯酶的活性在1齡幼蟲中最低,到2齡升至最大值后便穩(wěn)定在相同的水平,并不隨幼蟲齡期的增加而升高。淀粉酶和蛋白酶在1齡幼蟲體內(nèi)的活性也非常低,但會隨幼蟲齡期的增加而急劇增加;幼蟲中腸內(nèi)各種蛋白酶的活性與幼蟲體內(nèi)主要酶系活性的變化規(guī)律基本相似。1齡幼蟲總蛋白酶、強(qiáng)堿類胰蛋白酶、弱堿類胰蛋白酶、類胰凝乳蛋白酶最低,但隨著幼蟲齡期的增加而逐漸增加。然而,到2齡幼蟲時氨基肽酶活性上升到最大值之后并不隨幼蟲齡期的增