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滞育现象是在昆虫和甲壳动物中的一些类群发育过程中一种内在的比较稳定的遗传特性.它们在不同阶段发生滞育现象以应对不良环境、维持种群和实现个体生存[1].昆虫滞育的主要诱导因素有温度、湿度、光周期、食物质量及种群密度等[2].在以上的环境因子中,光周期是最有规律的,也是预测季节变化最可靠的信息,因此光周期已成为大多数昆虫滞育诱导的主要因子[3].郭建青等人[4]已研究证明,光周期、温度及交互作用均对亚洲玉米螟滞育有影响,其中光周期在滞育诱导中起重要作用.昆虫的光周期反应可以分为4类:长日照反应型,短日照反应型,短日照—长日照反应型和中间型日长反应型.所谓长日照一般指一昼夜中的光照时数超过16 h,或者超过18 h[5].在不同光周期下种群进入滞育的比率形成一条光周期反应曲线.利用光周期反应曲线可以确定临界日长或临界暗长(critical day length or critical night length),即诱导昆虫种群50%个体进入滞育的光周期界限.当日长低于或高于临界光周期时,滞育就被诱导.然而,昆虫的种类不同,其生活史中对光周期感受敏感的阶段不同,光周期反应曲线不同,临界日长或暗长不同.昆虫的滞育可发生在卵期、幼虫期、蛹期或成虫期,在昆虫生活史中具有重要的意义[6].明确昆虫的临界光周期和光照反应敏感期对于有效地诱导昆虫滞育、保护利用益虫、防治害虫等具有重要意义[7].
在对亚洲玉米螟的研究中发现,亚洲玉米螟具有兼性滞育的生物学特性,滞育不出现在固定世代,但往往有固定的虫态.亚洲玉米螟以老熟幼虫滞育越冬,进入滞育的玉米螟幼虫可以长时间保持幼虫形态不进入化蛹阶段[8-9].滞育是调节该虫种群动态和发生代数的主要因素之一,其在不同地区进入滞育的时间各异,即使是同一地区,不同年份间也有差别[4].
关于玉米螟临界光周期的研究前人已有报道.鲁新等人[10]研究发现,在无论变温或恒温条件下,一化性玉米螟的临界光周期均长于二化性玉米螟.在积温相等的情况下,变温下的临界光周期长于恒温下的临界光周期.人工模拟条件下一化性玉米螟每年发生1代,二化性玉米螟每年发生2代.杜正文等人[11]的研究结果表明,缩短光照具有延缓幼虫发育的作用.王承纶等人[12]的研究发现凡在长于14 h光周期的条件下生长和发育的亚洲玉米螟幼虫大部分化蛹,在短于13 h的情况下的幼虫全部出现滞育.熊继文等人[13]的结果表明,贵阳花溪的玉米螟种群属短日照滞育型,25 ℃时的临界光期是LD13:18 h.肖亮[14]的研究结果表明,亚洲的滞育是可遗传的.傅淑[15]的研究结果表明亚洲玉米螟的滞育发生与解除和基因以及环境条件都有关系.夏勤雯[16]的研究结果表明亚洲玉米螟光周期控制的滞育是可遗传的.涂小云等人[17]的研究结果表明,阳朔、南昌、泰安、廊坊和哈尔滨种群的光周期反应曲线均显示典型的长日照型,临界光周期随纬度的上升而逐渐延长.杨慧中[18]的24h光周期反应试验表明,在自然生态光照范围内,亚洲玉米螟属于典型的长光照类型.非24 h光周期反应中,暗期在亚洲玉米螟的滞育决定中起着举足轻重的作用.陈沛等[19]研究的结果表明,长日照光周期促进滞育发育,短日照光周期延缓滞育发育,但并非无限期的延长.亚洲和欧洲玉米螟的滞育发育具有相同的生态学特征.黄丽莉[20]的研究结果表明,杂交F1代的光周期是由多基因控制.曹雁萍等人[21]曾报道,江苏大丰、东台种群在25 ℃下的临界光周期为14.03 h,比27 ℃下半人工饲料条件下的临界光周期略长.弓惠芬等人[22]认为亚洲玉米螟各个独立龄期对光周期不表现敏感性,滞育的形成需光周期刺激的累积作用.余国志等人[23]的研究结果表明,羽化活动随光暗交替表现出节律性.戴志一等人[24]的研究结果表明,食料性质对其滞育诱导影响显著.取食玉米雌穗的幼虫对滞育诱导光周反应的敏感性强于取食棉铃的幼虫.
目前未见关于新疆亚玉米螟临界光周期的研究报道.因此以新疆亚洲玉米螟不同地理种群为研究对象,测定光周期对新疆不同地理种群玉米螟幼虫历期和滞育诱导的影响,并确定新疆亚洲玉米螟不同地理种群滞育诱导的临界光周期,以期为进一步预测发生时期和发生数量提供科学依据.
Study on the Critical Photoperiod of Different Geographical Populations of Xinjiang Asian Corn Borer Ostrinia furnacalis (Guenée)
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摘要: 研究了新疆亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis(Guenée)不同地理种群在(27±1)℃的恒温条件下,光照时数为4~20 h之间时的光周期反应.结果表明,光周期和不同地理区域对亚洲玉米螟幼虫发育历期有极显著性影响,两因素交互作用对亚洲玉米螟幼虫发育历期有极显著性影响.焉耆、塔城、昌吉种群的临界光周期为LD14:10 h,乌鲁木齐、哈密种群的临界光周期为LD15:9 h.新疆不同地理种群亚洲玉米螟在光照时间时数为8~12 h之间时幼虫的发育历期最长,滞育诱导率最高.并且光照时数长于14 h时,随着光照时数的增加,反而幼虫发育历期缩短,滞育率降低.光周期和亚洲玉米螟发育历期负相关,即光照延长,亚洲玉米螟幼虫发育历期缩短.不同地理区域和亚洲玉米螟发育历期正相关,即北纬度升高,亚洲玉米螟幼虫发育历期延长.Abstract: This paper studies the photoperiodic reaction of different geographic populations of Xinjiang Asian corn borer Ostrinia furnacalis (Guenée) under the conditions of constant temperature (27±1℃) and an illumination time of 4-20 h. The results show that photoperiodic period, different geographical regions and their interaction have a significant influence on the growth period of Asian corn borer larvae. The critical photoperiod is LD14:10 h for the Yanqi, Tacheng and Changji populations, and LD15:9 h for the Urumqi and Hami populations. The larvae of different geographical populations of Asian corn borer in Xinjiang have the longest developmental duration and the highest rate of diapause induction with an illumination hour of 8-12 h. When the illumination time is longer than 14 h, their developmental duration is shortened and their diapause rate decreases with increasing sunshine hours. The developmental duration of Asian corn borer larvae is correlated positively with photoperiod and negatively with latitude.
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Key words:
- Ostrinia furnacalis /
- diapause rate /
- critical photoperiod /
- developmental duration .
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表 1 亚洲玉米螟采集信息
采集地点 北纬 东经 寄主植物 种群名称 乌鲁木齐市新疆农业大学三坪农场实验基地 N43°53′ E87°28′ 玉米,杂草 乌鲁木齐 塔城地区沙湾县金沟河镇 N44°18′ E85°39′ 玉米,杂草 塔城 昌吉回族自治州玛纳斯县新疆农业科学院实验基地 N43°38′ E86°13′ 玉米,杂草 昌吉 伊犁哈萨克自治州伊宁县愉群翁回族乡 N43°85′ E81°40′ 玉米 伊犁 巴音郭楞蒙古自治州焉耆回族自治县永宁镇 N41°98′ E86°17′ 玉米 焉耆 哈密市伊州区陶家宫镇 N42°49′ E93°35′ 玉米,小麦 哈密 喀什地区疏附县兰干镇 N39°37′ E75°86′ 玉米 喀什 表 2 不同光周期下同一个地理种群亚洲玉米螟幼虫发育历期的比较
光照时数/h 幼虫历期/d 塔城 乌鲁木齐 昌吉 焉耆 哈密 4 28.17±4.31bB 28.95±2.28cC 27.33±3.30abcA 25.50±0.66eE 23.44±2.81bcC 8 32.29±2.28cC 29.50±1.09cC 28.60±1.89cdA 27.57±0.52fF 29.17±2.36eE 10 35.21±1.17dD 30.33±1.44dCD 29.00±0.62dA 29.14±1.21gG 26.55±3.17dD 12 34.33±2.08dDC 32.00±0.00dCD 30.49±2.03eE 30.33±0.96hH 24.50±2.28cCD 14 32.12±3.42cC 26.14±1.67bB 29.50±1.99deE 28.00±0.69fF 24.75±2.72cCD 15 32.09±2.03cC 26.62±0.25bB 28.20±1.29bcdAE 22.33±0.47dD 24.17±1.36cC 16 26.60±2.10abB 24.25±0.74eE 27.00±3.30abA 19.00±0.31aA 23.25±4.07bcC 18 26.17±3.05aB 24.50±0.26aA 26.83±1.36aA 21.00±0.82bC 20.88±3.01aA 20 27.50±2.81abB 26.13±0.20bB 26.50±3.27aA 21.60±1.29cC 22.00±1.15abAC 注:同一列不同大小写字母表示在0.01和0.05水平上差异具有统计学意义. 表 3 同一个光照条件下不同地理种群亚洲玉米螟幼虫发育历期的比较
光照时数/h 幼虫历期/d 塔城 乌鲁木齐 昌吉 焉耆 哈密 4 28.17±4.31cC 28.95±2.28cC 27.33±3.30cC 25.50±0.66bAC 23.44±2.81aA 8 32.29±2.28cC 29.50±1.09bB 28.60±1.89bB 27.57±0.52aA 29.17±2.36bB 10 35.21±1.17dD 30.33±1.44cC 29.00±0.62bBC 29.14±1.21bBC 26.55±3.17aA 12 34.33±2.08dD 32.00±0.00cC 30.49±2.03bB 30.33±0.96bB 24.50±2.28aA 14 32.12±3.42eE 26.14±1.67bAB 29.50±1.99dD 28.00±0.69cCdD 24.75±2.72aA 15 32.09±2.03eE 26.62±0.25cC 28.20±1.29dD 22.33±0.47aA 24.17±1.36bB 16 26.60±2.10cC 24.25±0.74bB 27.00±3.30cC 19.00±0.31aA 23.25±4.07bB 18 26.17±3.05cC 24.50±0.26bB 26.83±1.36cC 21.00±0.82aA 20.88±3.01aA 20 27.50±2.81cC 26.13±0.20bC 26.50±3.27bcC 21.60±1.29aA 22.00±1.15aA 注:同一行不同大小写字母表示在0.01和0.05水平上差异具有统计学意义. 表 4 新疆亚洲玉米螟不同地理种群滞育诱导率
光周期 诱导率/% 焉耆 乌鲁木齐 塔城 昌吉 哈密 LD04:20 h 43.00 25.84 47.00 52.94 33.00 LD08:16 h 54.00 45.45 55.57 65.00 89.00 LD10:14 h 55.00 53.85 60.00 71.00 77.78 LD12:12 h 75.00 66.67 77.78 68.42 75.00 LD14:10 h 50.00 65.00 60.00 49.68 71.43 LD15:09 h 33.33 50.00 25.00 0 56.67 LD16:08 h 0 6.67 0 0 15.00 LD18:06 h 0 0 9.67 4.55 0 LD20:04 h 0 0 10.32 7.73 0 表 5 新疆亚洲玉米螟不同地理种群临界光周期测定
分区 种群 滞育诱导率/% 临界光周期 1 焉耆 50.00 LD14:10 h 塔城 60.00 昌吉 49.68 2 乌鲁木齐 50.00 LD15:9 h 哈密 56.67 -
[1] 贺婷婷, 王智超, 程勇, 等.艾比湖卤虫滞育诱导的临界光周期和感知光照度的研究[J].水产科学, 2016, 35(6):723-726. doi: http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/sckx201606021 [2] 王满囷, 李周直.昆虫滞育的研究进展[J].南京林业大学学报(自然科学版), 2008, 28(1):71-76. doi: http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/kcxb199901018 [3] 华爱, 薛芳森, 朱杏芬, 等.环境因素对昆虫滞育诱导的影响[J].江西农业大学学报(自然科学版), 2002, 24(4):431-435. doi: http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/jxnydxxb200204002 [4] 郭建青, 张洪刚, 振营, 等.光周期和温度对亚洲玉米螟滞育诱导的影响[J].昆虫学报, 2013, 56(9):996-1003. doi: http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/kcxb201309005 [5] 肖海军, 魏晓棠, 黄丽莉, 等.昆虫滞育诱导的光周期反应类型[J].江西农业大学学报(自然科学版), 2004, 26(6):867-873. doi: http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/jxnydxxb200406010 [6] 肖海军, 辛洪芹, 朱杏芬, 等.黄杨绢野螟滞育诱导及光温反应[J].应用昆虫学报, 2011, 48(1):116-120. doi: http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/kczs201101023 [7] 李文香, 李建成, 路子云, 等.中红侧沟茧蜂滞育临界光周期和敏感光照虫态的测定[J].昆虫学报, 2008, 51(6):635-639. doi: 10.3321/j.issn:0454-6296.2008.06.011 [8] 乔利.亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis(Guenée)生物学特性及饲养技术研究[D].杨凌: 西北农林科技大学, 2008. http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10712-2008102554.htm [9] 乔利, 李怡萍, 成卫宁.亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis(Guenee)人工饲养技术研究进展[J].陕西农业科学, 2007(05):11-13. doi: 10.3969/j.issn.0488-5368.2007.05.005 [10] 鲁新, 周大荣.亚洲玉米螟不同化性类型的光周期反应[J].植物保护学报, 2000, 27(1):12-16. doi: 10.3321/j.issn:0577-7518.2000.01.003 [11] 杜正文, 蔡蔚琦.玉米螟在江苏光周期的反应初报[J].昆虫学报, 1964, 13(1):129-132. doi: http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-KCXB196401010.htm [12] 王承纶, 张荣, 桂承明, 等.亚洲玉米螟生物学特性的研究光周期反应对玉米螟发育的关系[J].吉林农业科学, 1980(3):53-57. doi: http://www.wanfangdata.com.cn/details/detail.do?_type=perio&id=QK000001706899 [13] 熊继文, 蒙黔英.亚洲玉米螟贵阳种群的滞育及其解除的初步研究[J].贵州农学院学报, 1984(2):50-59. doi: http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-SDNS198402007.htm [14] 肖亮.亚洲玉米螟光周期诱导的滞育遗传及与温度和纬度相关的生活史特性研究[D].南昌: 江西农业大学, 2015. http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10410-1015648158.htm [15] 傅淑.亚洲玉米螟滞育遗传及不同地理种群发育和滞育个体生活史特性比较[D].南昌: 江西农业大学, 2015. http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10410-1015648153.htm [16] 夏勤雯.亚洲玉米螟滞育遗传和生活史特性的研究[D].南昌: 江西农业大学, 2013. http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10410-1013342829.htm [17] 涂小云, 陈元生, 夏勤雯, 等.亚洲玉米螟两个不同地理种群对暗期干扰的滞育反应[J].昆虫学报, 2011, 54(8):943-948. doi: http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/kcxb201108014 [18] 杨慧中.亚洲玉米螟生物学和滞育特性的研究[J].江西农业大学学报(自然科学版), 2014, 36(1):91-96. doi: http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10410-1014411684.htm [19] 陈沛, 弓惠芬, 王瑞, 等.光周期和温度与亚洲玉米螟滞育发育关系的研究[J].北京农学院学报(自然科学版), 1986, 1(3):1-5. doi: http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10410-1011175861.htm [20] 黄丽莉.亚洲玉米螟不同地理种群杂交后代滞育特性与mt DNACOⅠ序列特性的研究[D].南昌: 江西农业大学, 2013. http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10410-1013342776.htm [21] 曹雁萍, 万寅, 张永孝, 等.江苏省沿海棉区玉米螟世代分化研究初报[J].江苏农业学报, 1993, 9(4):31-35. doi: http://www.cnki.com.cn/Article/CJFDTotal-JSNB199304007.htm [22] 弓惠芬, 陈沛, 王瑞, 等.光周期和温度对亚洲玉米螟滞育形成的影响[J].昆虫学报, 1984, 27(3):280-285. doi: http://d.old.wanfangdata.com.cn/NSTLQK/10.1007-s00705-009-0526-2/ [23] 余国志, 陈超, 刘伟, 等.温度和光周期对亚洲玉米螟羽化节律的影响[J].应用昆虫学报, 2013, 50(1):180-185. doi: http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/kczs201301022 [24] 戴志一, 秦启联, 杨益众, 等.亚洲玉米螟滞育诱导外源性因子研究[J].生态学报, 2000, 20(4):620-623. doi: 10.3321/j.issn:1000-0933.2000.04.016 [25] 阿依谢姆古丽·亚库普, 安尼瓦尔·库尔班, 郭文超.丁香假单胞菌对亚洲玉米螟幼虫抗寒能力的影响[J].中国生物防治学报, 2017, 33(5):644-649. doi: http://d.old.wanfangdata.com.cn/Periodical/zgswfz201705010 [26] 乔利, 郑坚武, 成卫宁, 等.不同饲料配方对亚洲玉米螟生长发育和繁殖的影响[J].西北农林科技大学学报(自然科学版), 2008, 36(5):109-112. doi: 10.3321/j.issn:1671-9387.2008.05.020 [27] GOT B. Determination of Instar of the european Corn Borer (Lepidoptera:Pyralidae) Based on Adistribution Model of Head Capsule Widths[J]. Annals of the Entomological Society of America, 1988, 81(1):91-98. [28] 玛伊热·艾则孜.新疆棉铃虫不同地理种群的滞育特性与抗寒性关系[D].乌鲁木齐: 新疆农业大学, 2016. http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10758-1016239753.htm [29] 徐丽.滞育诱导温度和光照节律对家蚕滞育相关基因表达的影响[D].苏州: 苏州大学, 2010. http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10285-2010168874.htm
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