主要营养组分对主要蛀养类的影响主要对线上主要系统病人的研究

主要营养组分对主要蛀养类的影响主要对线上主要系统病人的研究

昆虫人工饲料的研究始于20世纪30年代。hamitl在研究蚜虫传播病毒机制方面的首次尝试。首先，他尝试将蚜虫放在含有人工饲料的膜下进行饲养。Bradley首次将泊拉膜(parafilmM)应用于蚜虫的人工饲料饲养技术中,并成功地检测到带病毒的蚜虫,在其口针刺进或穿过惰性基质时病毒的损失情况。但是,因蚜虫是以植物韧皮部汁液为食,食性高度特化,其饲喂技术及人工饲料的研究难度大,直至20世纪60年代初,才有Mittler&Dadd及Auclair&Cartier取得历史性突破,使得蚜虫可在人工饲料上存活数周。随后,他们分别对桃蚜及豌豆蚜的营养需求、饲料组分、饲养装置及饲养技术等方面,做了一系列的研究[5,6,7,8,9,10,11,12],并逐步得出了饲养桃蚜和豌豆蚜的理想人工饲料,并为其它蚜虫的饲养提供了理论指导。与此同时,Tahori&Hazan、Akey&Beck、Kunkel等也都致力于改善蚜虫人工饲料的组分,并同时增加了饲养成功的蚜虫种类。蚜虫人工饲料饲养技术的出现,使得蚜虫在脱离寄主植物后得以短期或长期存活。这样,研究者们就可以在小空间内及特定的气候、生理试验条件下,较方便地进行蚜虫试验。研究者们可在观察蚜虫取食过程中,测定食物的摄取、吸收及氧消耗等。另外,此项技术对观察唾液分泌及排泄过程也是很方便的。蚜虫人工饲料可应用于蚜虫传播病毒机制、营养生理、共生菌、毒理与杀虫活性物质生物测定,以及昆虫与植物相互关系等方面的研究,已成为这些研究的重要试验手段。中国在该领域的研究起步较晚,研究较少,仅见于有关桃蚜、麦蚜和棉蚜、麦长管蚜等少数蚜虫的研究。本文按蚜虫的人工饲料饲养方法、饲料类型及主要营养组分等方面,总结利用人工饲料饲养蚜虫的情况,并结合文献报道和作者本人经历,讨论影响蚜虫人工饲料饲养效果的关键因子及改进方法。1人工饲养蚜虫的方法1.1膜摄食系统目前,人工饲料饲养蚜虫的方法多是仿照MittlerandDadd所采用的膜取食系统,由双层泊拉膜夹液态人工饲料组成。该饲养方法节约饲料、稳定、便于观察蚜虫的取食、产仔等行为,是目前应用最为广泛的一种饲养方法。1.2parafilmm的饲料不同类型的蚜虫饲育器(见图1,A、B、C),虽然在大小、外型及具体的构成部件等方面均存在较大差异,但都是由两个基本的部分组成,即(1)放置液态饲料的饲料室,由双层拉薄的ParafilmM夹人工饲料液滴构成,即组成三明治式的蚜虫取食液囊;(2)供蚜虫取食、活动的取食室,通常为有底或无底的圆筒形玻璃或塑料容器,并作为膜的支持物。饲养时,饲料室固着于取食室的一端,将蚜虫放入取食室,另一端围以纱网,防止蚜虫逃逸,并可起到通风的作用。蚜虫口针可刺破ParafilmM吸食饲料,获取所需的营养物质。保持一定的温度和湿度,并定期更换饲料,一般为2～3天更换一次。2人工饲料的类型和主要营养成分蚜虫的人工饲料是液体饲料,以全纯饲料为主,而半纯饲料和实用饲料仅见于Mittler&Koski等少数报道。2.1饲料用量及用量蚜虫对取食有严格的要求,除处在脱皮和迁移过程中外,蚜虫必须连续地取食。任何时候的取食停滞,尤其是在低龄若虫期,将直接影响其生长发育及成蚜的生殖潜力。因此蚜虫对人工饲料的要求是非常严格的。目前所采用的全纯饲料都是在Mittler&Dadd及Auclair&Cartier所配制的人工饲料基础上,进行逐步改善而成的。基本上都包含氨基酸、糖类、维生素、盐类、微量元素等5大类基本组分。蚜虫对人工饲料中氨基酸总含N量非常敏感,而且不同蚜虫对各种氨基酸浓度的要求也有所不同。蚜虫的人工饲料中一般都含有20种氨基酸,试验证明,当无氨基酸存在时,桃蚜的若蚜就不能存活,氨基酸浓度低于2%时,桃蚜的生长速率快速下降。对桃蚜来说,氨基酸的最适浓度为3%,氨基酸的有无对其成蚜的存活无明显影响,但高的产仔率则依赖于氨基酸的存在。甲硫氨酸及组氨酸可被蚜虫的味觉识别,并能部分地控制蚜虫的取食速度。另外,由于食物蛋白质中所提供的氨基酸和用于虫体内合成的氨基酸都是L型的,因此,蚜虫营养液中使用的氨基酸也需要是L型的。糖类是生物体内能量的主要来源,对蚜虫具有刺激取食和营养双重作用,同时又是营养液渗透压的调节剂。在糖类中,蔗糖的刺激取食作用最显著、最广泛,其次是果糖和葡萄糖。不同的蚜虫所需的蔗糖浓度是不同的,实验证明,适合桃蚜取食的最适糖浓度为15%;棉蚜的为25%～30%,并有实验证明,在饲料中加入20%的蔗糖与10%的麦芽糖混合物饲养棉蚜,比单用蔗糖饲养效果要好,特别是对后代的生长更为有利;豌豆蚜所需糖浓度为35%;麦蚜所需糖浓度为20%～30%;桔二叉蚜所需的蔗糖浓度比其它蚜虫要高一些,则为55%。维生素对昆虫生长发育具有重要作用。有很多维生素都是虫体内辅酶的重要组成部分,和酶一起参与机体代谢过程。配制蚜虫人工饲料宜选用水溶性维生素。实验证明,缺少硫胺素、吡哆醇、泛酸和叶酸中的任何一种,均导致蚜虫大量死亡。叶酸和生物素需求量很少,但缺乏时蚜虫生长发育较慢。肌醇和胆碱是组成类脂的成分,蚜虫对二者有一定的需求量,缺乏二者时,蚜虫发育缓慢,适量加入时,则能促进蚜虫正常生长发育。抗坏血酸既是一种取食抑制物,也是一种抗氧化剂。在蚜虫人工饲料中,Fe3+是一种易被蚜虫摄取的的离子形式,而抗坏血酸能减缓饲料中Fe3+还原为Fe2+的速率。抗坏血酸还是一种鳌合剂,它能保持Fe及其它痕量金属,以离子的形式存在于饲料中,以利于蚜虫摄取和吸收,因此其在饲料中是不可缺少的。对无机盐来说,磷、钾、镁、钙和钠等五种元素最为重要,如用不含这些无机盐的饲料饲养蚜虫,3～4天就会死亡;其它如铁、锰、锌和铜等微量元素在营养液中也需要一定的比例,如缺乏铁和锌,在第一代就影响生长,缺乏锰,在第二代发生影响,而缺乏铜,在第三代才表现影响。2.2不同浓度酵母提取液和全纯饲料的氨基酸组分含量对桃腈生长状况的影响关于半纯饲料和实用饲料的研究,仅见于Mittler&Koski等少数报道,其中半纯饲料是在全纯饲料中添加2.0%酵母抽提液而成。桃蚜在这种半纯饲料上的饲养效果很好,平均每头成蚜体重600～800μg,并且可连续饲养45代。实用饲料则用酪蛋白水解液,替代全纯饲料中的氨基酸组分。其中一种实用饲料,是用2.0%的酵母提取液与2.5%酪蛋白水解液组合而成的;另一种实用饲料是仅由2.5%的酵母提取液组成。Mittler&Koski实验证明,2.0%的酵母提取液可以提供足量的氯化胆碱、生物素、叶酸和肌醇,但未能提供烟酸、泛酸、吡哆醇(VB6)和硫胺素。2.5%的酪蛋白水解液能够取代全纯饲料中的20种氨基酸,酵母提取液与酪蛋白水解液的混合液,无需另加微量元素(Fe、Cu、Mn、Zn)。2.5%的酵母提取液可提供足量的痕量元素、氨基酸及B类维生素,仅2.5%的酵母提取液就可连续饲养桃蚜21代。用实用饲料饲养的桃蚜生长状况,较在全纯饲料及半纯饲料上差一些,平均每头成蚜体重200～300μg。但在配制这种实用饲料时,准备时间可节省75%,费用可节约93%。如果在实验过程中蚜虫营养状况的好坏,对研究目的的影响不大,则可利用这种实用饲料。3桃改作全纯饲料的饲养效果将蚜虫在人工饲料上饲养的情况列于表1。其中,不少蚜虫种类已实现了继代饲养,桃蚜和豌豆蚜则可连续饲养40代以上,vanEmden等报道了在全纯饲料上连续饲养20年的桃蚜种群。本实验室根据vanEmden提供的全纯饲料配方,已连续饲养桃蚜3代,饲养效果良好。但是,在全纯饲料上的饲养效果,一般都不如天然寄主植物,即使是饲养最为成功的蚜虫,这一问题也比较突出。与取食天然寄主植物的个体相比,人工饲料饲养的蚜虫个体小,发育速率慢,繁殖力低。4影响昆虫饲料在人类饲料中的效果的重要因素和改进方法4.1不同去离子次数的饲养效果在配制饲料时,首先要注意的是,蚜虫饲料中所用的水必须是多次去离子的超纯水。实验证明,水的去离子次数越多,饲养效果越好。另一个重要问题是,在配制饲料时,饲料中的各营养组分一定要按特定的顺序进行配合,以避免各组分间发生不必要的化学沉淀反应,而影响所配饲料的质量。配制好的饲料经微孔滤膜过滤灭菌后需进行分装,-20℃以下冷冻贮存,避免饲料的多次重复冻溶。4.2紫外照射处理制备取食液囊的一个重要问题,就是保证其是无菌的。整个制作过程都应在无菌条件下进行。值得注意的是,在制备取食液囊之前,ParafilmM方块应置于紫外灯下进行照射灭菌,照射时间随辐射强度而定,但照射时间不能太长,否则的话,泊拉膜质地变脆,延展时易于拉断。在拉展泊拉膜时,一定注意不能将手接触到膜的中央部位。夹饲料的双层膜都应是灭菌的一面接触饲料,并且饲料应尽量均匀分布于膜的中央部位,否则,两层膜就不会紧密地粘结在一起,形成封闭的液囊,饲料也将接触到空气而变质进而影响饲养效果。4.3氧快速氧化法在饲料中,抗坏血酸既是一种取食抑制剂,也是一种饲料保鲜剂。抗坏血酸极易被氧化,即使在沸水中,抗坏血酸也能被氧快速氧化。在20℃下,它可以每天以15%的速度被氧化,在-20℃条件下,其还能以每天1.8%的速度被氧化掉。因此,配制的新鲜饲料应贮存于-20℃以下,且保存时间不能太长,以防饲料变质,影响饲养效果。4.4影响翅门的迁移和定位蚜虫饲养效果不仅受营养方面的影响,还受其它多方面的影响。其中颜色的影响就是其中的一个方面。研究表明,不仅有翅蚜的迁移和定位受黄桔色的影响,无翅蚜虫也同样比较喜欢桔色和黄色。因此,利用其颜色喜好行为,可部分地延长蚜虫在取食膜上的持续时间,整个成蚜期间的生殖率也显著提高,从而可以改善蚜虫在人工饲料上的饲养效果。4.5膜食系统表面的湿度蚜虫生长发育需要适宜的温度,且适宜的温度范围在人工饲料上,比在自然寄主植物上要窄,一般18～21℃最适,低恒温将显著地缩短蚜虫在饲料上的寿命,如在13℃下,很少有一龄桃蚜发育到三龄的;在短光照和15～18℃的温度条件下饲养时,将出现两性蚜。实验测得,叶表面的相对湿度大约为80%,因此可以推测,膜取食系统表面的相对湿度在80%时,才是最适合蚜虫取食的。试验证明,在相对湿度为100%时,桃蚜停止繁殖后代;在相对湿度为17%时,桃蚜若蚜不能随着温度的增高而增加排泄。蚜虫的多态性也受环境中相对湿度的影响。4.6口器损伤见表1在采集虫源、转接和更换饲料时,应用毛笔笔尖轻碰蚜虫头部或触角,让蚜虫自动将口器从组织或膜内拔出,然后将其转移,切勿使蚜虫的口器受损伤,否则,蚜虫会因口器损伤而无法取食。总之,蚜虫饲养是受多方面因素影响的,在整个饲养过程中,即在饲料的准备、配制、蚜虫的转接、饲料的更换及饲养环境条件等方面都需要细心操作,才能达到理想的饲养效果。5人工饲料可提供大量生理标准较一致的供试药物蚜虫人工饲料方法是模仿天然饲料(植物韧皮部汁液),及其所在的植物活体发展的,由于对蚜虫的天然饲料成分的组成及比例、以及蚜虫与植物相互作用所形成取食系统的物理特性等方面,尚缺乏深入了解,致使该方法还有不少的缺陷,还达不到天然饲料的饲养水平。但是,应用人工饲料饲养蚜虫,既能提供大量生理标准较一致的供试蚜虫,又可摆脱在自然苗上饲养蚜虫营养背景不一致,及一些不可避免因素的干扰。在一些情况下,人工饲料可提供自然寄主植物无法提供的实验工具。例如,目前已报道有对蚜虫