不同二化螟越冬幼虫种群抗寒性的差异及其机理研究

论文摘要

二化螟Chilo suppressalis（Walker）,属于鳞翅目Lepidoptera、螟蛾科Pyralidae,是水稻生产的主要害虫之一,国内各稻区均有发生,以滞育老熟幼虫在当地越冬。为掌握其幼虫越冬的抗寒机制,预测越冬幼虫的死亡率和种群变动规律,以及深入研究该虫的低温生态学,本文对其抗寒性及其机理等进行了研究,主要结果摘要如下。在虫龄结构上,二化螟越冬幼虫以6龄为主,占50%以上。不同地理种群幼虫死亡率随越冬情况而呈现不同的变化,福州种群越冬幼虫死亡率在整个越冬期一直下降,而北京种群越冬幼虫死亡率从越冬初期的18.4%上升到越冬中期的22.3%,进入早春出蛰期后随着气温的回升,死亡率下降到11%左右,由此可以看出低温与越冬幼虫阶段死亡率有密切关系。越冬期幼虫的致死因素也是不同的,通过观察发现有三种致死因素,第一种是病原真菌感染引起死亡。第二种是病原细菌感染引起死亡。第三种是由寄生蜂寄生引起的。不同地理种群二化螟致死因素所占比例不同,北京地区越冬幼虫三种致死因素所占比例分别为32.2%、21.9%、45.9%,福州种群则分别为10.3%、7.5%、82.2%,不同地理种群致死因素不同的原因可能与当地气候条件有关。在比较不同地理种群二化螟幼虫抗逆性酶活性时发现,不同地理种群二化螟滞育幼虫体内5种抗逆性酶的活性没有显著差异;解除滞育幼虫体内的抗逆性酶活性随着纬度的降低而上升,长沙种群的酶活性明显高于哈尔滨种群的酶活性;滞育幼虫体内CAT、POD和SOD酶活性高于解除滞育幼虫体内的酶活性,而ATP和LDH的活性解除滞育幼虫高于滞育幼虫。二化螟滞育幼虫体内酶活性的增高和下降与抗寒有着较密切的关系。不同虫态体内的5种抗逆性酶的活性测定结果显示老熟幼虫体内的CAT、POD和SOD酶活性低于蛹期,而ATP和LDH酶的活性老熟幼虫高于蛹期。通过测定比较二化螟越冬幼虫过冷却点和冰点,发现北京水稻种群二化螟越冬幼虫从10月份到翌年2月份的过冷却点分别为8.01℃、-8.65℃、-10.59℃、-8.72℃、-6.13℃。冰点分别为-3.68℃、-4.27℃、-5.98℃、-4.69℃、-2.91℃。福州水稻种群二化螟越冬幼虫从10月份到翌年2月份的过冷却点分别为-7.12℃、-10.02℃、-11.794℃、-9.21℃、-6.98℃。冰点分别为-3.45℃、-4.31℃、-5.93℃、-3.66℃、-2.21℃。过冷却点和冰点的变化与环境温度的变化一致,过冷却点比冰点的变化幅度更大。越冬幼虫的过冷却能力与体内含水量的变化密切相关。从10月份到翌年2月份,北京水稻种群二化螟幼虫含水率分别为:68.73%、62.62%、61.53%、63.01%、65.68%。福州水稻种群二化螟幼虫含水率分别为:63.91%、62.98%、61.13%、62.76%、65.19%。表明在越冬期间,虫体大量排出水分。从越冬初期到越冬中期虫体内小分子碳水化合物与脂肪含量均有所上升,在这些增加的小分子碳水化合物中,糖原是幼虫越冬期间的能源物质,含量变化和其他小分子碳水化合物不同,从10月份到11月份随着温度的降低,糖原与脂肪含量上升,进入12月份随着温度的继续下降,含量反而转向减少,说明其中有一个积累到消耗的过程。从越冬初期到越冬中期,血淋巴内小分子碳水化合物均有明显升高,如海藻糖、甘油等。室内低温驯化对越冬幼虫虫体水分含量、抗寒物质含量、过冷却点和冰点均有显著影响,其作用效果与田间自然越冬幼虫相符,表现为虫体水分含量降低,甘油、海藻糖、糖原脂肪含量升高,过冷却点与冰点降低。综合上述结果,不同二化螟越冬幼虫种群过冷却点与冰点有显著差异,这种差异与不同二化螟越冬幼虫种群体内水分含量、小分子化合物与脂肪含量的差异密切相关。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 文献综述
• 1 二化螟发生与危害
• 1.1 二化螟的分布与寄主
• 1.2 二化螟的危害性
• 1.3 二化螟在国内不同地区发生代数
• 1.4 二化螟与寄主的交互作用
• 1.4.1 耕作栽培制度变更对二化螟发生的影响
• 1.4.2 二化螟寄主选择行为及专化性
• 1.4.3 水稻品种与气候因素对二化螟的影响
• 2 昆虫抗寒性研究
• 2.1 抗寒性
• 2.2 过冷却现象与过冷却点
• 2.2.1 过冷却现象与过冷却点的概念
• 2.2.2 过冷却点的生态学意义
• 2.2.3 影响昆虫过冷却点的因素
• 2.2.4 过冷却点与昆虫的耐寒性
• 2.2.5 昆虫对过冷却点及结冰的调节
• 3 昆虫耐寒性的生理生化机制
• 3.1 体内水分与昆虫的耐寒性
• 3.2 体内抗冻保护物质与昆虫耐寒性
• 3.3 抗冻蛋白与昆虫抗寒性
• 3.4 热休克蛋白（Hsps）与昆虫抗寒性
• 3.5 冰核剂与昆虫抗寒性
• 4 影响昆虫耐寒性的几种重要因素
• 4.1 季节性气温变化
• 4.2 地理环境
• 4.3 个体发育阶段
• 4.4 光周期
• 4.5 低温驯化
• 4.6 微环境湿度
• 4.7 寄主
• 5 选题意义
• 5.1 本研究整体思路
• 第二章 不同二化螟越冬幼虫种群抗寒性的差异
• 前言
• 1 材料与方法
• 1.1 供试虫源
• 1.2 方法
• 1.2.1 二化螟越冬幼虫虫龄结构
• 1.2.2 越冬幼虫的死亡率
• 1.2.3 越冬幼虫过冷却点与结冰点测定
• 1.2.4 自然环境温度与过冷却点和冰点的变化关系
• 1.3 数据分析
• 2 结果与分析
• 2.1 越冬幼虫的虫龄结构
• 2.2 越冬幼虫自然死亡率
• 2.2.1 自然条件下不同时期越冬幼虫死亡率
• 2.2.2 幼虫死亡原因定性分析
• 2.3 越冬幼虫过冷却点
• 2.3.1 越冬幼虫过冷却点和冰点的测定结果
• 2.3.2 月均温与过冷点变化的关系
• 3 结论与讨论
• 第三章 不同地理种群二化螟越冬幼虫抗逆性酶活性的比较
• 前言
• 1 材料与方法
• 1.1 供试虫源
• 1.1.1 滞育幼虫与非滞育幼虫的判断
• 1.2 方法
• 1.2.1 酶液制备
• 1.2.2 酶活性测定
• 1.2.3 蛋白含量测定
• 1.3 数据分析
• 2 结果与分析
• 2.1 不同地理种群二化螟滞育和非滞育幼虫抗逆性酶活性比较
• 2.2 不同发育期二化螟幼虫体内抗逆性酶活性比较
• 3 结论与讨论
• 第四章 二化螟越冬幼虫抗寒的生理机制
• 前言
• 1 材料与方法
• 1.1 供试虫源
• 1.1.1 试剂
• 1.2 方法
• 1.2.1 越冬幼虫体重及含水量的测定
• 1.2.2 虫体糖原含量的测定
• 1.2.3 虫体脂肪含量的测定
• 1.2.4 越冬幼虫血淋巴液中甘油含量的测定
• 1.2.5 越冬幼虫血淋巴液中海藻糖含量的测定
• 1.2.6 越冬幼虫过冷去点的测定
• 1.3 数据分析
• 2 结果与分析
• 2.1 越冬幼虫体重和水分含量
• 2.1.1 水分含量与过冷却能力的关系
• 2.2 虫体脂肪、糖原和血淋巴中甘油、海藻糖含量
• 2.3 低温驯化对二化螟越冬幼虫的影响
• 2.3.1 低温驯化对越冬二化螟幼虫含水量与过冷却点的影响
• 2.3.2 低温驯化对甘油、海藻糖、糖原和脂肪含量的影响
• 3 讨论
• 参考文献
• 致谢
• 作者简历
• 硕士在读期间发表论文