甜菜夜蛾的生物学特性研究

甜菜夜蛾的生物学特性研究

甜夜虫位于南亚。作为一种全球分布于的食草性害虫，它可以食用35个国家和108个国家，包括28个大田作物和32个蔬菜。20世纪80年代以前,甜菜夜蛾在我国仅是一种偶发性农业害虫,危害性不强,但自80年代中后期以来,随着全球气候变暖,作物布局的改变以及化学农药的大量使用,甜菜夜蛾在我国发生为害范围逐渐扩大,已成为主要农业害虫。幼虫期食物质量是影响昆虫生长发育及种群动态的重要因素之一。研究表明,不同寄主植物对甜菜夜蛾幼虫的生长发育、存活率及繁殖等生物学特性具有显著影响。如Berdegué等研究表明,甜菜夜蛾在墙生藜和旱芹上的产卵选择性和生长发育适合度存在差异;陈永兵等发现甘蓝、辣椒、豇豆、野苋菜和芋艿对甜菜夜蛾的生长发育和种群动态具有显著影响;Showler比较了甜菜夜蛾在藜和棉花上的产卵和取食选择性及生长发育状况,并测定了两种植物体内的氨基酸,发现甜菜夜蛾对藜有明显的选择性,藜的氨基酸含量更多、种类更丰富;李子玲等发现,甜菜夜蛾取食蕹菜、苋菜、菜心、葱和豇豆后,其生长发育情况与寄主植物体内的总糖含量和碳氮比(C/N)呈正相关;Wu等报道,与取食常规棉的对照相比,甜菜夜蛾幼虫连续3代取食Bt棉后,其各代幼虫历期均显著延长,蛹重显著下降,各代的营养效应指标也显著降低。此外,幼虫期寄主植物种类可影响成虫的产卵和飞行能力。尽管如此,目前尚缺乏针对甜菜夜蛾体内消化酶活力差异对不同寄主植物营养物质的转化利用进而影响其发育的分析报道。本研究根据田间甜菜夜蛾的产卵偏好性,按落卵率高、中、低选定甜菜、玉米和黄瓜3种寄主植物,比较取食不同寄主植物后甜菜夜蛾的发育和繁殖特性,并测定寄主植物营养物质的差异和取食上述寄主植物后甜菜夜蛾幼虫体内的营养物质含量及消化酶活力的差异。1材料和方法1.1幼虫放养试验供试甜菜夜蛾,由中国科学院动物研究所昆虫病毒实验室提供。用人工饲料饲养保种,置于PRX-450D人工气候箱中(宁波江南仪器厂),28±0.5℃、L∶D=14∶10、RH=80%±10%条件下饲养,取同一天孵化的1龄幼虫供试。供试寄主植物分别为甜菜BetavulgarisL.(cv.甜抗203)、玉米ZeamaysL.(cv.郑丹958)、黄瓜CucumissativusL.(cv.中农14号),均种植于田间,其间不施用任何农药和化肥。待甜菜和黄瓜长至6真叶期、玉米长至15cm高时摘取中上部新鲜叶片,用防微灵浸泡1min后清水冲净晾干备用。1.2成虫幼虫的饲养和测定将初孵幼虫单头置于直径15cm的玻璃培养皿中,皿内用滤纸保湿,分别饲以已消毒的3种寄主植物的新鲜叶片。每日更换新鲜叶片和培养皿,直至幼虫化蛹,记录幼虫发育历期。待完全化蛹后的第2天,每头蛹用电子天平(SartoriusAgGottingen,BP211D)称重。此后蛹单头饲养直至成虫羽化,记录蛹的历期,并随机选取1对成虫置于一次性塑料烧杯(直径8.5cm、高15cm)中,杯底置一蘸有蜂蜜水的棉球供其取食,任其自由交配和产卵。每日更换塑料杯,记录产卵量,直至雌虫死亡,计算单雌产卵量。每种寄主植物测试40头幼虫和10对成虫。整个试验重复3次。1.3对3种寄主植物的饲养采用南京建成生物工程研究所生产的试剂盒,分别测定3种寄主植物的蛋白质、还原糖、总氨基酸和游离脂肪酸的含量,以及甜菜夜蛾幼虫体内蛋白质和总氨基酸的含量、淀粉酶和脂肪酶的活力。待测植物为饲喂试验同期采于田间寄主植物相同部位的新鲜叶片,待测幼虫分别用上述3种寄主植物饲喂至5龄,间隔24h后取出中肠,并用10%的生理盐水研磨,-20℃冰冻保存待测。每个指标重复测定3批次。1.4叶绿素含量测定叶绿素含量测定:取新鲜寄主植物叶片1g剪碎,装入具塞刻度试管中,加入95%乙醇-丙酮混合液(v/v=1∶1)10mL,使叶片完全浸入液体中,加盖并放置于暗处。当叶片完全变成白色即可比色,比色波长分别为:663nm和645nm,计算寄主植物叶绿素含量。重复3次。叶绿素含量(mg/g)=色素浓度×提取液体积样品重量×1000(mg/g)=色素浓度×提取液体积样品重量×1000含水量测定:随机选取与上述试验相同时期和相同大小的供试植物叶片约5g,洗净擦干后称重,然后在恒温干燥箱内烘烤至完全无水分后再称重,计算寄主植物叶片含水量。重复3次。含水量(%)=鲜重−干重鲜重×100(%)=鲜重-干重鲜重×1001.5寄主植物对紫菜夜梭发育和繁殖的影响采用Kolmogorov-Smirnov法进行物质含量、酶活力、发育历期、存活率、蛹重、寿命和产卵量的正态分布检验并进行适当的数据转换,其中,发育历期和寿命数据需经对数转换,产卵量经平方根转换,含水量和存活率经反正弦转换后呈正态分布,其它数据无需转换。采用two-wayANOVA(typeIII)进行寄主植物对甜菜夜蛾发育和繁殖影响的方差分析,3次重复对甜菜夜蛾发育和繁殖各观测量均无显著影响(数据略),寄主植物和重复间没有交互作用,因此合并这3次重复的数据。各观测量均采用one-wayANOVA∶LSD多重比较进行方差分析。以上数据分析用统计软件SPSS10.0完成。2结果与分析2.1玉米以黄瓜和紫菜为原料的营养成分含量3种寄主植物体内的还原糖、蛋白质、总氨基酸和游离脂肪酸含量差异显著(表1)。还原糖含量由高到低为玉米>黄瓜和甜菜(P=0.006);蛋白质含量则为:玉米<黄瓜和甜菜(P<0.001);氨基酸和游离脂肪酸含量由高到低依次均为:玉米>黄瓜>甜菜(P<0.001)。3种寄主植物的含水量和叶绿素含量没有显著差异,含水量在50.0%~56.3%之间,叶绿素含量在12.4~19.2mg/g之间。2.2不同种类甜夜蛛产卵量取食3种寄主植物,甜菜夜蛾幼虫存活率在77.5%~90.0%之间,差异不显著,但幼虫发育历期、蛹重、蛹期存活率、蛹历期、成虫寿命以及单雌产卵量差异显著(表2)。其中,取食甜菜的甜菜夜蛾,其幼虫期和蛹期较短,分别为11.4天和5.6天;蛹期存活率最高,达100%;成虫寿命较长,为26.3天;单雌产卵量最高,为301.8粒;取食玉米的甜菜夜蛾,与另外两种处理相比,蛹重和成虫寿命显著降低、蛹历期显著延长、蛹期存活率也较低;取食黄瓜的甜菜夜蛾,与另外两种处理相比,幼虫历期显著延长、单雌产卵量显著降低。可见,甜菜是甜菜夜蛾发育和繁殖的最适寄主植物。2.3种寄主植物对1种培育期1种病原菌的淀粉酶活力ams的影响甜菜夜蛾幼虫分别取食甜菜、玉米和甘蓝叶片至5龄,其体内蛋白质含量无差异,但总氨基酸含量各处理间差异显著,含量由高到低依次为:取食玉米的个体>取食甜菜的个体>取食黄瓜的个体(P<0.05)。取食3种寄主植物的甜菜夜蛾幼虫体内的淀粉酶活力(AMS)由高到低依次为:取食甜菜的个体>取食玉米的个体>取食黄瓜的个体,且差异显著(P<0.05);脂肪酶活力(LPS)高低顺序也如此,但3种处理间差异不显著(表3)。3不同寄主植物对紫菜夜能力的影响已有研究表明,植食性昆虫取食食物的质量对其生存和分布具有重要的影响。Ali&Gaylor和Azidah等发现,寄主植物种类对甜菜夜蛾孵化率没有影响,但可影响幼虫的发育速率和历期、存活率、蛹期以及蛹重。本研究结果表明,甜菜夜蛾发育适合度也受寄主植物影响,分别取食甜菜、玉米和黄瓜的甜菜夜蛾,其幼虫历期、蛹重、蛹期存活率、蛹历期、成虫寿命和产卵量具有显著差异,其中甜菜是甜菜夜蛾发育的最适寄主植物。昆虫生命活动需要的能量大部分来自贮存在体内的能源物质中的化学能。正常情况下昆虫消耗的主要能源物质是糖类,脂肪酸和氨基酸仅在昆虫长期飞行或饥饿等特殊条件下,才会被进一步消耗。本研究的3种寄主植物,含水量与叶绿素含量无显著差异;玉米的能量物质、总氨基酸和游离氨基酸含量最高,蛋白质含量最低,但取食玉米后甜菜夜蛾的蛹重和蛹期存活率最低、蛹期最长、成虫寿命最短,由此可见,寄主植物体内较低的蛋白质含量不利于甜菜夜蛾幼虫的发育。植食性昆虫的消化酶活力对利用和转化寄主植物营养物质有一定的影响。本研究发现,甜菜的游离脂肪酸含量最低,但甜菜夜蛾幼虫脂肪酶活力最高,可见幼虫通过调整脂肪酶活力可以有效利用和转化植物体内的游离脂肪酸。甜菜夜蛾幼虫体内的淀粉酶和脂肪酶活力由高到低依次为:取食甜菜的个体>取食玉米的个体>取食黄瓜的个体;幼虫发育适合度也以甜菜最高,黄瓜次之,玉米最