高温对小菜蛾生殖和飞行能力的影响

作     者：侯晓钰 

作者单位：华中农业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：司升云

授予年度：2022年

学科分类：09[农学] 0904[农学-植物保护] 090402[农学-农业昆虫与害虫防治] 

主      题：小菜蛾 种群动态 气象因子 高温 飞行能力 生殖能力 

摘      要：小菜蛾Plutella xylostella是危害十字花科蔬菜的一种重要害虫,具有很强的抗逆性、抗药性、繁殖能力和飞行能力。而在小菜蛾种群灾变机制的研究中,有关关键因子对小菜蛾迁飞行为发生与调控的作用基础尚不明确,对于小菜蛾飞行能力及国内迁飞规律的研究较少。因此,本研究通过对我国不同地区气象因子和小菜蛾年发生量进行相关性分析,明确了对小菜蛾种群消长起决定性作用的关键环境因子;通过对小菜蛾飞行能力进行系统地测定来研究高温对小菜蛾飞行和生殖能力特征参数的影响,明确高温诱导居留型向迁飞型转化的调控临界温度。主要结果如下:1.小菜蛾种群动态与气象因子的相关性通过对2009年广州、长沙、武汉、北京和沈阳各地区主要气象因子和小菜蛾成虫发生动态进行主成分分析发现,各地日平均温度（℃）、日最低温度（℃）和日最高温度（℃）在其气候影响因子第1成分中系数均较大,在0.861-0.999之间,筛选出温度为影响小菜蛾种群消长的主要气像因子,降雨量、日照时数、相对湿度为次要气像因子;对各气像因子与当地小菜蛾种群发生动态进行相关性分析,明确了温度是小菜蛾种群动态变化的主要因素。2.小菜蛾的飞行能力测定利用飞行磨系统对小菜蛾成虫进行室内飞行能力测定,分析后得到小菜蛾强迁飞型单次累计飞行时间的峰值为11.0 h,迁飞型为6.5 h,居留型为3.5 h;以飞行时间4.5 h（270 min）作为迁飞型和居留型个体的分界点,以飞行时间8.5 h（510 min）作为强迁飞型和迁飞型个体的分界点;强迁飞型个体所占比率分别为21.36%,迁飞型为15.53%,居留型为63.11%。对不同日龄起飞的小菜蛾成虫飞行能力进行测定,累计飞行时间最长的为1日龄（5.39 h）雌成虫与2日龄（4.48 h）雄成虫;飞行速度最快的为1日龄（0.35 km/h）雌成虫和3日龄（0.37 km/h）雄成虫;飞行距离总和最长的为1日龄（2.18 km）雌成虫与2日龄（1.74 km）雄成虫。飞行时间总和最短的为6日龄（2.09 h）雌成虫与5日龄（1.81 h）雄成虫;飞行速度最慢的为6日龄（0.22 km/h）雌成虫和6日龄（0.28 km/h）雄成虫;飞行距离总和最短的为6日龄（0.54 km）雌成虫与5日龄（0.50km）雄成虫。综上所述,小菜蛾1日龄和2日龄的成虫飞行能力较强,5日龄及6日龄较差。而在相同日龄下起飞的小菜蛾雌、雄成虫的平均飞行速度、累计飞行时间与累计飞行距离之间在统计学上差异不显著。3.高温对小菜蛾生殖和飞行的影响通过比较未成熟期高温变温处理及成虫期不同营养方式处理下小菜蛾成虫的生殖和飞行能力特征参数,发现在成虫期仅饲喂清水处理下,未成熟期经历30℃及以上高温变温胁迫的小菜蛾雌成虫产卵历期缩短、产卵量下降及成虫寿命缩短,且差异显著;在成虫期饲喂蜂蜜水处理下,未成熟期经历28℃及以上高温变温胁迫的小菜蛾雌成虫产卵历期缩短、产卵量下降及成虫寿命缩短,且差异显著;未成熟期高温和是否补充营养对雌成虫产卵前期无显著影响。在未交配条件下,24℃→28℃、24℃→30℃和24℃→32℃3个变温处理下小菜蛾成虫的平均飞行速度、累计飞行时间和累计飞行距离与24℃恒温对照相比有升高趋势。其中累计飞行时间最长为24℃→30℃处理下雌、雄成虫（分别为4.27 h和4.72h）;平均飞行速度最快为24℃→32℃处理下雌、雄成虫（分别为0.3 km/h和0.38km/h）;飞行距离最长为24℃→32℃处理下雄成虫（1.83 km）。但是,由3个变温模式发育而来的成虫飞行12 h后的死亡率均高于24℃恒温对照组,且随着变温胁迫设定最高温度的升高而升高,24℃→32℃处理下雌雄成虫的死亡率分别达到15.56%和31.25%。各处理下雄虫飞行后的死亡率均高于雌虫。未成熟期经历不同高温变温模式的小菜蛾雌、雄成虫飞行后胸部TG（甘油三酯）含量表现为高于未飞行个体,且雌成虫飞行消耗能源物质更多。未成熟期经历不同高温变温模式的小菜蛾成虫未飞行个体胸部TG含量表现为雌成虫雄成虫,飞行后个体也表现为雌成虫雄成虫;未飞行个体腹部TG含量表现为雌成虫雄成虫,24℃→30℃组和24℃→32℃组飞行个体表现为雌成虫雄成虫。