兩近緣種鈴夜蛾與煙草互作機制的比較研究.pdf

1、可同域發(fā)生的棉鈴蟲Helicoverpa armigera（Hübner）和煙夜蛾H.assulta（Guenée）是鈴夜蛾屬兩近緣種昆蟲，二者具有相似的生物學(xué)和生態(tài)學(xué)習(xí)性，甚至雜交可育，但它們的寄主范圍卻截然不同，棉鈴蟲是多食性昆蟲，煙夜蛾則是典型的寡食性昆蟲。在主要農(nóng)作物中，棉花和番茄上極少發(fā)現(xiàn)煙夜蛾，而辣椒上幾乎沒有棉鈴蟲，只有煙草均為二者所嗜食，也唯獨在煙草上它們可以穩(wěn)定共存。本文從行為、生理和生態(tài)適應(yīng)三個方面，對棉鈴蟲和煙夜蛾

2、與煙草間的互作進(jìn)行了比較研究，主要結(jié)果如下： 成蟲對煙草揮發(fā)物的EAG反應(yīng)：（1）兩種夜蛾對測試的20種煙草揮發(fā)物均可產(chǎn)生EAG反應(yīng)；低濃度下對綠葉氣味、脂肪族、芳香族化合物的EAG反應(yīng)顯著高于單萜類、倍半萜類和雜環(huán)化合物；高濃度下的EAG反應(yīng)也表現(xiàn)出相似的總體反應(yīng)趨勢，但多數(shù)反應(yīng)值間的差異未達(dá)顯著水平。（2）低濃度下，煙夜蛾對大多數(shù)煙草揮發(fā)物的EAG反應(yīng)顯著大于棉鈴蟲；而高濃度下，兩種夜蛾的EAG反應(yīng)卻無顯著的種間差異。（3）

3、低濃度和高濃度下，兩種夜蛾對多數(shù)煙草揮發(fā)物的EAG反應(yīng)均無顯著的種內(nèi)性別間差異。（4）在1.0×10-5 mol·L-1～1.0×10—— mol·L-1范圍內(nèi)，兩種夜蛾的EAG反應(yīng)與煙草揮發(fā)物的濃度呈正相關(guān)，且均未達(dá)到飽和。 成蟲對煙草揮發(fā)物的行為反應(yīng)：（1）兩種夜蛾對綠葉氣味、脂肪族、芳香族化合物的相對反應(yīng)率，顯著高于單萜類、倍半萜類和雜環(huán)化合物。（2）煙夜蛾交配雌蛾對單萜類[（α-蒎烯、（-）-里那醇]和雜環(huán)化合物（糠醛）

4、的相對反應(yīng)率顯著高于棉鈴蟲；棉鈴蟲交配雌蛾對倍半萜類化合物（β-水芹烯、檜烯）的相對反應(yīng)率顯著高于煙夜蛾。除此之外，兩種夜蛾的行為反應(yīng)既無顯著的種間差異，也無顯著的種內(nèi)性別間差異。 煙夜蛾3種氣味結(jié)合蛋白基因的時空表達(dá)：（1）煙夜蛾Hass-PBP、Hass-GOBP1、Hass-GOBP2基因在卵期、幼蟲期、蛹期均不表達(dá)，只在成蟲期表達(dá)，且表達(dá)量與成蟲的日齡無關(guān)。（2）上述基因在成蟲觸角上特異性表達(dá)，在成蟲的喙、去掉觸角的頭、

5、胸、腹、足、翅等部位均不表達(dá)，其中Hass-PBP基因只在雄蛾觸角上表達(dá)，而Hass-GOBP1和Hass-GOBP2基因在雌雄蛾觸角上均表達(dá)。 兩種夜蛾GOBP1、GOBP2基因相對表達(dá)量的定量分析：棉鈴蟲和煙夜蛾成蟲觸角上GOBP1和GOBP2基因的相對表達(dá)量，既無顯著的種間差異，也無顯著的種內(nèi)性別間差異。 幼蟲在煙草上的取食行為：（1）兩種夜蛾的初孵幼蟲對普通煙草和黃花煙草無取食選擇性，但隨著蟲齡的增加，二者在普通

6、煙草上的出現(xiàn)百分率均顯著大于黃花煙草，表現(xiàn)出很強的選擇性。（2）在黃花煙草上，兩種夜蛾5齡幼蟲的取食時間、活動時間、休息時間、取食葉面積比率均無顯著差異；但是在普通煙草上，煙夜蛾5齡幼蟲的取食時間和取食葉面積比率卻顯著高于棉鈴蟲。 幼蟲取食煙草后的營養(yǎng)效應(yīng)：（1）棉鈴蟲6齡幼蟲取食兩種煙草后的近似消化率及其相對生長率無顯著差異，對黃花煙草的利用率和轉(zhuǎn)化率顯著降低，但相對取食量卻顯著增加。（2）煙夜蛾6齡幼蟲取食兩種煙草后的相對取

7、食量和近似消化率無顯著差異，但是對黃花煙草的利用率、轉(zhuǎn)化率及其相對生長率均顯著下降。（3）兩種夜蛾6齡幼蟲對煙草的近似消化率無顯著的種間差異，但煙夜蛾對煙草的相對取食量、利用率和轉(zhuǎn)化率卻顯著高于棉鈴蟲，從而使其具有較高的相對生長率。 煙草對兩種夜蛾實驗種群增長的影響：（1）兩種煙草上，棉鈴蟲的發(fā)育歷期、存活率、產(chǎn)卵量等均存在顯著差異，主要表現(xiàn)為黃花煙草延長了幼蟲的發(fā)育歷期，降低了1齡、2齡幼蟲的存活率和成蟲的產(chǎn)卵量，導(dǎo)致該種群較

8、低的內(nèi)稟增長率（rm=0.0951）、較小的凈增殖率（R0=30.5374）和周限增長率（λ=1.0998）。（2）煙夜蛾在兩種煙草上的生長發(fā)育、存活和繁殖情況與棉鈴蟲類似，也表現(xiàn)為黃花煙草延長了幼蟲的發(fā)育歷期，降低了1～3齡幼蟲的存活率和成蟲的產(chǎn)卵量，導(dǎo)致該種群的內(nèi)稟增長率（rm=0.0848）、凈增殖率（R0=16.1085）和周限增長率（λ=1.0885）均小于普通煙草上。（3）兩種煙草上，煙夜蛾實驗種群的生長發(fā)育和存活情況比棉鈴

9、蟲好，但成蟲的雌性比和產(chǎn)卵量卻顯著降低，致使種群的增長速率小于棉鈴蟲。 煙草對兩種夜蛾自然種群增長的影響：（1）第二代棉鈴蟲在普通煙田的種群增長（I=1.9922>1）比黃花煙田（I=1.1581>1）快；第三代棉鈴蟲在普通煙田的種群增長有所減慢但仍呈上升趨勢（1=1.5994>1），在黃花煙田卻呈下降趨勢（1=0.6435<1）。（2）第二代煙夜蛾在普通煙田的種群數(shù)量呈上升趨勢（I=1.0325>1），在黃花煙田呈下降趨勢（I

10、=0.6577<1）；第三代煙夜蛾的種群數(shù)量在兩種煙田內(nèi)均呈下降趨勢，但黃花煙田（I=0.3592<1）的種群下降速率大于普通煙田（I=0.4571<1）。（3）兩種煙田內(nèi)，第二代和第三代棉鈴蟲自然種群的增長速率均大于煙夜蛾。（4）生物因子對兩種夜蛾自然種群增長有重要的控制作用，“捕食性天敵”、“寄生性天敵”、“煙草和其他”主要對低齡幼蟲起控制作用，而“病原微生物”對整個幼蟲期均有一定的控制作用。 兩種夜蛾在煙田內(nèi)的種群消長動態(tài)

11、：（1）普通煙田內(nèi)，第二代和第三代棉鈴蟲的發(fā)生高峰期分別為6月24日、8月7日，盛期持續(xù)時間分別為7.09天、9.71天。煙夜蛾的發(fā)生高峰期分別比棉鈴蟲晚17天和13天；第二代煙夜蛾的盛期持續(xù)時間與棉鈴蟲基本一致，而第三代比棉鈴蟲短3.78天。（2）黃花煙田內(nèi)，第二代和第三代棉鈴蟲的發(fā)生高峰期分別為6月23日、8月8日，盛期持續(xù)時間分別為6.78天、10.36天。煙夜蛾的發(fā)生高峰期分別比棉鈴蟲晚18天和15天；第二代煙夜蛾的盛期持續(xù)時間

12、與棉鈴蟲基本一致，而第三代比棉鈴蟲短4.69天。（3）棉鈴蟲和煙夜蛾可通過時間生態(tài)位的分離，有效避免對煙草的種間資源競爭。 總之，兩種夜蛾對煙草揮發(fā)物具有相似的嗅覺感受和行為反應(yīng)，均能通過煙草揮發(fā)物準(zhǔn)確找到煙草，從而構(gòu)成了二者在煙草上共存的行為基礎(chǔ)；兩種夜蛾均能取食煙草，并能以煙草為食完成各自的生命周期，從而構(gòu)成了二者在煙草上共存的生理基礎(chǔ)；兩種夜蛾的實驗種群和自然種群均能在煙草上保持連續(xù)世代的種群繁衍，并可通過時間生態(tài)位的分離