大猿叶虫不同地理种群的生态适应性和山东种群生物学特性的研究
这是一篇关于大猿叶虫,生物学特性,地理种群,生态适应性,滞育,过冷却点的论文, 主要内容为大猿叶虫Colaphellus bowringi Baly属鞘翅目Coleptera,叶甲科Chrysomelidae,无缘叶甲属Colaphellus,是我国十字花科蔬菜上的一种重要食叶害虫。本文以其为试验材料,阐述了大猿叶虫山东种群的生物学特性,系统地对不同地理种群大猿叶虫的生态适应性进行了研究,包括不同的光周期和温度对大猿叶虫不同地理种群滞育诱导的作用、不同地理种群大猿叶虫抗寒能力和低温生存能力,以及光照和温度对滞育后种群抗寒性的影响。主要结果如下: 1光周期和温度的滞育诱导 对于江西种群,当光周期的暗期长度为12～24h时,有效地防止滞育的发生;而当暗期长度短于12h则诱导不同程度的滞育,4～8h的暗期长度明显诱导了较高的滞育率。黑龙江种群和山东种群不存在光周期反应。温度本身能够诱导滞育的发生。当温度低于20℃时,所有的个体均进入滞育;随着温度的逐渐上升,三种群的滞育比例逐步降低。28℃时,江西和山东种群的滞育率分别为22%和92%,而黑龙江种群的所有个体仍处于滞育状态;当温度达30℃,江西和山东种群滞育率分别降至5%和78%时,黑龙江种群滞育率降为94%,出现非滞育个体。 2大猿叶虫耐寒性研究 随着纬度的升高,大猿叶虫耐寒性逐渐增强。黑龙江、山东和江西三种群过冷却点均于一月份达到最低值,分别为-23.7℃、-22.3℃和-20.7℃,种群间差异显著。 试验结果表明滞育与非滞育成虫的低温生存能力存在一定的差异:-20℃时,三种群滞育成虫的半致死时间分别为0.99h、0.75h和0.64h,而非滞育成虫的半致死时间相对较短,分别为0.50h、0.34h和0.29h,滞育成虫的耐寒能力明显强于非滞育成虫,北方种群耐受低温的能力明显强于南方种群。其它低温下的情况也显示了同样的结果。 各种群的过冷却点都低于当地各月平均温度,越冬成虫可以保持较高的越冬存活率。 4℃低温驯化10d后,大猿叶虫黑龙江种群成虫的耐寒能力无变化,山东种群和江西种群有不同程度的提高。三种群驯化前后过冷却点无差异。 3光照和温度对滞育后大猿叶虫耐寒性影响 高温和短日照可降低大猿叶虫的过冷却能力。温度能更大程度的降低其过冷却能力,长日照可阻碍其降低但无法逆转。随着纬度位置的升高,光周期的影响逐渐消失,温度起到决定性作用。对黑龙江种群进行不同光周期处理40d,过冷却点差异不显著。 4大猿叶虫山东种群生物学特性 大猿叶虫属鞘翅目叶甲科无缘叶甲属,分卵、幼虫、蛹、成虫四个虫态。在山东该虫有两个明显的危害期,分别出现在春季和秋季,以成虫在土中越夏和越冬,年发生1～2代,部分隔年繁殖。雌雄一生能多次交配,25℃下产卵期为11～34d,每雌产卵量平均861粒。蛹期一般为3～5d,主要是集中于凌晨0:00～8:00进行化蛹,占化蛹总量的66.3%。羽化主要在白天进行。 5温度对大猿叶虫生长发育和繁殖的影响 在15～28℃温区内,大猿叶虫各虫态发育历期随着温度的升高而缩短。卵的历期由15℃下的13.95d降至28℃下的5.03d,幼虫的历期由23.45d降至8.45d,蛹的历期由12.37d降至4.33d。 温度对成虫前各虫态的存活率影响显著,15℃～28℃范围内存活率较高,其中在20℃～25℃范围内,均达到90%以上。30℃下各虫态存活率均较低,卵的孵化率仅为48.17%。 滞育后雌虫寿命随着温度的降低显著延长,同时产卵期和产卵量也呈下降趋势。
大猿叶虫不同地理种群的生态适应性和山东种群生物学特性的研究
这是一篇关于大猿叶虫,生物学特性,地理种群,生态适应性,滞育,过冷却点的论文, 主要内容为大猿叶虫Colaphellus bowringi Baly属鞘翅目Coleptera,叶甲科Chrysomelidae,无缘叶甲属Colaphellus,是我国十字花科蔬菜上的一种重要食叶害虫。本文以其为试验材料,阐述了大猿叶虫山东种群的生物学特性,系统地对不同地理种群大猿叶虫的生态适应性进行了研究,包括不同的光周期和温度对大猿叶虫不同地理种群滞育诱导的作用、不同地理种群大猿叶虫抗寒能力和低温生存能力,以及光照和温度对滞育后种群抗寒性的影响。主要结果如下: 1光周期和温度的滞育诱导 对于江西种群,当光周期的暗期长度为12～24h时,有效地防止滞育的发生;而当暗期长度短于12h则诱导不同程度的滞育,4～8h的暗期长度明显诱导了较高的滞育率。黑龙江种群和山东种群不存在光周期反应。温度本身能够诱导滞育的发生。当温度低于20℃时,所有的个体均进入滞育;随着温度的逐渐上升,三种群的滞育比例逐步降低。28℃时,江西和山东种群的滞育率分别为22%和92%,而黑龙江种群的所有个体仍处于滞育状态;当温度达30℃,江西和山东种群滞育率分别降至5%和78%时,黑龙江种群滞育率降为94%,出现非滞育个体。 2大猿叶虫耐寒性研究 随着纬度的升高,大猿叶虫耐寒性逐渐增强。黑龙江、山东和江西三种群过冷却点均于一月份达到最低值,分别为-23.7℃、-22.3℃和-20.7℃,种群间差异显著。 试验结果表明滞育与非滞育成虫的低温生存能力存在一定的差异:-20℃时,三种群滞育成虫的半致死时间分别为0.99h、0.75h和0.64h,而非滞育成虫的半致死时间相对较短,分别为0.50h、0.34h和0.29h,滞育成虫的耐寒能力明显强于非滞育成虫,北方种群耐受低温的能力明显强于南方种群。其它低温下的情况也显示了同样的结果。 各种群的过冷却点都低于当地各月平均温度,越冬成虫可以保持较高的越冬存活率。 4℃低温驯化10d后,大猿叶虫黑龙江种群成虫的耐寒能力无变化,山东种群和江西种群有不同程度的提高。三种群驯化前后过冷却点无差异。 3光照和温度对滞育后大猿叶虫耐寒性影响 高温和短日照可降低大猿叶虫的过冷却能力。温度能更大程度的降低其过冷却能力,长日照可阻碍其降低但无法逆转。随着纬度位置的升高,光周期的影响逐渐消失,温度起到决定性作用。对黑龙江种群进行不同光周期处理40d,过冷却点差异不显著。 4大猿叶虫山东种群生物学特性 大猿叶虫属鞘翅目叶甲科无缘叶甲属,分卵、幼虫、蛹、成虫四个虫态。在山东该虫有两个明显的危害期,分别出现在春季和秋季,以成虫在土中越夏和越冬,年发生1～2代,部分隔年繁殖。雌雄一生能多次交配,25℃下产卵期为11～34d,每雌产卵量平均861粒。蛹期一般为3～5d,主要是集中于凌晨0:00～8:00进行化蛹,占化蛹总量的66.3%。羽化主要在白天进行。 5温度对大猿叶虫生长发育和繁殖的影响 在15～28℃温区内,大猿叶虫各虫态发育历期随着温度的升高而缩短。卵的历期由15℃下的13.95d降至28℃下的5.03d,幼虫的历期由23.45d降至8.45d,蛹的历期由12.37d降至4.33d。 温度对成虫前各虫态的存活率影响显著,15℃～28℃范围内存活率较高,其中在20℃～25℃范围内,均达到90%以上。30℃下各虫态存活率均较低,卵的孵化率仅为48.17%。 滞育后雌虫寿命随着温度的降低显著延长,同时产卵期和产卵量也呈下降趋势。
大猿叶虫不同地理种群的生态适应性和山东种群生物学特性的研究
这是一篇关于大猿叶虫,生物学特性,地理种群,生态适应性,滞育,过冷却点的论文, 主要内容为大猿叶虫Colaphellus bowringi Baly属鞘翅目Coleptera,叶甲科Chrysomelidae,无缘叶甲属Colaphellus,是我国十字花科蔬菜上的一种重要食叶害虫。本文以其为试验材料,阐述了大猿叶虫山东种群的生物学特性,系统地对不同地理种群大猿叶虫的生态适应性进行了研究,包括不同的光周期和温度对大猿叶虫不同地理种群滞育诱导的作用、不同地理种群大猿叶虫抗寒能力和低温生存能力,以及光照和温度对滞育后种群抗寒性的影响。主要结果如下: 1光周期和温度的滞育诱导 对于江西种群,当光周期的暗期长度为12～24h时,有效地防止滞育的发生;而当暗期长度短于12h则诱导不同程度的滞育,4～8h的暗期长度明显诱导了较高的滞育率。黑龙江种群和山东种群不存在光周期反应。温度本身能够诱导滞育的发生。当温度低于20℃时,所有的个体均进入滞育;随着温度的逐渐上升,三种群的滞育比例逐步降低。28℃时,江西和山东种群的滞育率分别为22%和92%,而黑龙江种群的所有个体仍处于滞育状态;当温度达30℃,江西和山东种群滞育率分别降至5%和78%时,黑龙江种群滞育率降为94%,出现非滞育个体。 2大猿叶虫耐寒性研究 随着纬度的升高,大猿叶虫耐寒性逐渐增强。黑龙江、山东和江西三种群过冷却点均于一月份达到最低值,分别为-23.7℃、-22.3℃和-20.7℃,种群间差异显著。 试验结果表明滞育与非滞育成虫的低温生存能力存在一定的差异:-20℃时,三种群滞育成虫的半致死时间分别为0.99h、0.75h和0.64h,而非滞育成虫的半致死时间相对较短,分别为0.50h、0.34h和0.29h,滞育成虫的耐寒能力明显强于非滞育成虫,北方种群耐受低温的能力明显强于南方种群。其它低温下的情况也显示了同样的结果。 各种群的过冷却点都低于当地各月平均温度,越冬成虫可以保持较高的越冬存活率。 4℃低温驯化10d后,大猿叶虫黑龙江种群成虫的耐寒能力无变化,山东种群和江西种群有不同程度的提高。三种群驯化前后过冷却点无差异。 3光照和温度对滞育后大猿叶虫耐寒性影响 高温和短日照可降低大猿叶虫的过冷却能力。温度能更大程度的降低其过冷却能力,长日照可阻碍其降低但无法逆转。随着纬度位置的升高,光周期的影响逐渐消失,温度起到决定性作用。对黑龙江种群进行不同光周期处理40d,过冷却点差异不显著。 4大猿叶虫山东种群生物学特性 大猿叶虫属鞘翅目叶甲科无缘叶甲属,分卵、幼虫、蛹、成虫四个虫态。在山东该虫有两个明显的危害期,分别出现在春季和秋季,以成虫在土中越夏和越冬,年发生1～2代,部分隔年繁殖。雌雄一生能多次交配,25℃下产卵期为11～34d,每雌产卵量平均861粒。蛹期一般为3～5d,主要是集中于凌晨0:00～8:00进行化蛹,占化蛹总量的66.3%。羽化主要在白天进行。 5温度对大猿叶虫生长发育和繁殖的影响 在15～28℃温区内,大猿叶虫各虫态发育历期随着温度的升高而缩短。卵的历期由15℃下的13.95d降至28℃下的5.03d,幼虫的历期由23.45d降至8.45d,蛹的历期由12.37d降至4.33d。 温度对成虫前各虫态的存活率影响显著,15℃～28℃范围内存活率较高,其中在20℃～25℃范围内,均达到90%以上。30℃下各虫态存活率均较低,卵的孵化率仅为48.17%。 滞育后雌虫寿命随着温度的降低显著延长,同时产卵期和产卵量也呈下降趋势。
黑纹粉蝶滞育和生活史特性的研究
这是一篇关于黑纹粉蝶,滞育,滞育诱导,滞育解除,光周期,温度,发育历期,生长速率,体重,性二型性的论文, 主要内容为黑纹粉蝶Pieris melete Ménétriés,主要危害十字花科蔬菜的叶片。该虫在田间有2个明显的为害高峰期,分别出现在春季和秋季。越冬代成虫繁殖的后代在春季较低的温度下几乎全部以蛹进入夏季滞育。通常在春季只能繁殖1代。越夏蛹于8月底陆续羽化,至11月初结束。早期羽化的成虫在秋季较高的温度和中性日长的条件下能连续繁殖3代,迟批羽化的成虫则仅繁殖1代。因此,该虫在田间一年可繁殖2-4代。本文在实验室不同恒温(16、19、22、25℃)配和光周期(LD10:14,LD 12.5:11.5和LD 14:10)条件下和自然变温条件下(7种不同的日平均气温)调查了该虫滞育的诱导、解除,并比较了发育和滞育个体的生活史特性之间的差异。结果如下:1、恒温下滞育的诱导和解除黑纹粉蝶在不同恒温条件下的光周期反应表明,滞育的诱导取决于温度和光周期。在16℃下,几乎全部个体被诱导进入滞育,LD10:14,LD 12.5:11.5和LD 14:10三种光周期间的滞育率无显著差异。在19℃下,短光周期和长光周期仍然诱导了95%个体进入滞育;中性光周期诱导的滞育率仅为54.3%,显著低于短光周期和长光周期诱导的滞育。当温度上升到22℃,3种光周期下的滞育率均明显下降,中性光周期诱导的滞育率显著低于短光周期,但和长光周期诱导的滞育率无明显差异。温度上升到25℃时,滞育的发生与光周期呈现正相关。短光周期诱导的滞育个体显著低于中性和长光周期。特别需要指出,中性光周期和长光周期的滞育率均比22℃下有所上升,分别由22℃的21.9%,36.6%上升到25℃的36.5%和49.2%,表明长光周期在高温下仍发挥了一定的诱导作用。不同光周期诱导的滞育蛹置于长光周期LD15:9、18℃解除的试验表明:中性光周期LD 12.5:11.5配合16℃诱导的滞育持续期显著短于长光周期和短光周期诱导的持续期;而短光周期配合19℃诱导的滞育个体的持续期显著短于中性光周期和长光周期。25℃配合中性光周期和长光周期诱导的滞育个体的滞育持续期显著短于16、19和22℃。取食苏州青,芥菜和萝卜所诱导的滞育个体,置于长光周期LD15:9、18℃解除,其滞育持续期无显著差异。2、在室外网室连续繁殖7代的滞育发生野外网室连续繁殖7代的滞育发生表明,夏季高温配合较长的日长明显抑制了黑纹粉蝶滞育的发生;秋季较高和中性温度配合中性日长(13.4-12.5h)有效地抑制了黑纹粉蝶滞育的发生。试验结果揭示了黑纹粉蝶存在夏季繁殖的潜力。在自然条件下观察了越夏和越冬蛹的羽化持续期,结果表明,越冬蛹表现了相对集中羽化而越夏蛹表现了相对分散羽化的特点。3、恒温条件下的生活史特性光周期、发育方式和温度及其它们的交互作用对幼虫和蛹的发育历期有显著影响,但幼虫和蛹的发育历期在性别间无显著差异。在不同光周期下,无论是发育个体还是滞育个体,随着温度的升高,幼虫的发育历期都会缩短。中性光周期诱导的滞育蛹发育历期最短。发育个体的幼虫发育历期均短于滞育个体。蛹重受到光周期、温度和性别的显著影响。发育和滞育个体的蛹重没有显著差异,均随温度的上升逐渐下降。无论是发育个体还是滞育个体,雄蛹均重于雌蛹。生长速率受到光周期、发育方式、温度和性别的显著影响。无论是发育个体还是滞育个体,生长速率都与温度呈正相关。雄性的生长速率大于雌性。光周期、温度和性别显著影响了成虫体重,但对失重比无显著影响。发育和滞育个体的成虫体重均随温度升高逐渐减轻,雄成虫大于雌成虫。在不同光周期下,蛹和成虫的性二型指数表现不同。在LD10:14和LD12.5:11.5光周期下,发育个体的蛹和成虫的性二型指数均显示了在高温下更大;在LD10:14光周期下,滞育蛹和成虫的性二型指数均在19℃时最高;在LD12.5:11.5光周期下,滞育个体的蛹和成虫的性二型指数在22℃时最小;在LD14:10光周期下,滞育蛹在22℃的性二型指数最高,滞育成虫性二型指数随温度升高趋于增大。蛹的性二型指数均小于成虫。4、自然变温条件下的生活史特性发育方式和温度对幼虫和蛹的发育历期有显著影响,但幼虫和蛹的发育历期在性别间无显著差异。发育个体和滞育个体的幼虫历期、蛹历期均随温度升高逐渐缩短。高温下诱导的滞育蛹的蛹期最短。温度和性别对蛹重有显著影响,发育个体和滞育个体的蛹重均随温度上升趋于减轻。无论是发育还是滞育个体,雄蛹的体重在各种温度下均大于雌蛹,但没有显著差异。温度和性别对生长速率有显著影响。生长速率与日平均气温呈正相关。雄性个体的生长速率大于雌性个体。发育和滞育个体的成虫体重均随温度升高趋于下降,雄性成虫大于雌性。发育个体的重量损失在不同温度间没有规律性变化。性体型二型性随温度的升高而变小。蛹的性二型指数均小于成虫。以上结果表明,恒温下和自然变温条件下黑纹粉蝶的绝大多数生活史特性相似。表现不同的是性体型的二型性,恒温下的性二型指数随温度升高趋于增大,不符合任希法则,而自然变温条件下的二型指数随温度升高趋于减小,遵循任希法则。
家蚕二化性品种不同处理蚕卵胚胎早期糖代谢相关酶的活性分析
这是一篇关于家蚕,胚胎,滞育,糖代谢,基因表达,酶活性,转录本的论文, 主要内容为家蚕Bombyx mori是重要的经济昆虫和鳞翅目模式生物,也是典型的卵滞育的昆虫。长期以来,家蚕的滞育受到人们重视,做了大量的研究,但是滞育分子机制还不完全明了。家蚕滞育的发动和解除伴随着大量的代谢活动,其中包括糖代谢,有研究表明滞育卵和非滞育卵中糖代谢相关酶的活性存在明显的差异。家蚕二化性品种子代蚕卵的滞育性受亲代胚胎期环境条件的调控,胚胎期20℃以上长日照则子代为滞育命运卵(diapause-destined eggs,DD),盐酸浸渍处理可以打破滞育;胚胎期15℃以下短日照则子代为非滞育卵(non-diapause-destined eggs,ND)。那么,蚕卵胚胎期糖代谢相关酶蛋白与滞育存在怎样的关联呢?为此,我们以家蚕二化性品种“秋丰”活化越年蚕卵为材料,在RNA和蛋白质水平探讨家蚕二化性品种胚胎发育早期卵内糖代谢相关酶的表达水平与其滞育性的关系,取得以下主要研究结果。1、家蚕糖代谢相关酶的生物信息学分析运用Swiss MODEL软件,预测了家蚕糖代谢相关的己糖激酶(hexokinase,HK)、丙酮酸激酶(pyruvate kinase,PK)、磷酸果糖激酶(phosphofructokinase,PFK)三种酶的蛋白质结构;MEGA 6.0软件分析了HK、PK和PFK在家蚕和其他10多个物种间的进化情况,结果显示,Bm HK与野蚕HK的一个拷贝聚类在一起,说明系统分类上同源性近;Bm PK与金凤蝶PK、柑橘凤蝶聚PK聚在一个分支上,说明亲缘关系较近;Bm PFK与Bm PFK另一拷贝(XP012549268.1)及野蚕PFK聚在同一分支,说明亲缘关系较近。2、家蚕糖代谢相关酶的RNA表达水平分析以“秋丰”活化越年蚕卵为材料进行25℃明催青和17℃暗催青,分别制备滞育命运卵(DD)和非滞育命运卵(ND),并取一部分滞育命运卵在产卵后20 h进行即时浸酸处理(以此为计时起点),得到即时浸酸卵(immediately acid treated eggs,IA)。对3种蚕卵在0、2、6、12、24、48、72和96 h分别取样,-80℃保存备用。利用q RT-PCR技术分别测定3种家蚕卵中与糖代谢相关的己糖激酶(HK)、丙酮酸激酶(PK)、磷酸果糖激酶(PFK)、磷酸丙糖异构酶(triosephosphate Isomerase,TPI)、海藻糖酶(trehalase,TRE)、山梨醇脱氢酶(sorbitol dehydrogenase,SDH)、葡萄糖脱氢酶(glucose dehydrogenase,GCDH)、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶(phosphoenolpyruvate,PEPCK)这8种酶基因RNA的表达水平。结果显示:在测定的96 h内,糖酵解相关酶基因Bm HK、Bm PK、Bm PFK、Bm TPI,磷酸戊糖途径相关酶基因Bm GCDH和其他代谢途径相关酶基因Bm SDH、Bm TRE在ND组和IA组中的表达水平普遍高于DD组,糖异生相关酶基因Bm PEPCK在DD组中的表达水平普遍高于ND组和IA组。3、家蚕糖代谢相关酶的活性分析利用紫外可见分光光度法分别测定3种家蚕卵中与糖代谢相关的HK、PK、PFK、TPI、TRE、SDH、GCDH、PEPCK这8种酶的酶活性。结果显示:在测定的96 h内,糖酵解相关酶Bm HK、Bm PK、Bm PFK、Bm TPI,磷酸戊糖途径相关酶Bm GCDH和其他代谢途径相关酶Bm SDH、Bm TRE在ND组和IA组中的酶活性普遍高于DD组,糖异生相关酶Bm PEPCK在DD组中的酶活性普遍高于ND组和IA组,与RNA水平分析结果一致。4、Bm HK基因结构及胚胎发育早期表达特性分析从NCBI网站查阅到Bm HK基因的4个转录本信息,分别为Bm HK-a、Bm HK-b、Bm HK-c、Bm HK-d。利用4个转录本的特异序列进行引物设计,通过q RT-PCR技术分别测定其在3种蚕卵中的表达水平。结果显示,在测定的96 h内,各转录本的表达水平呈现出阶段性变化的特征,在同一时间点的同种蚕卵中Bm HK-a的表达水平高于其余3个转录本,说明Bm HK-a在Bm HK基因发挥功能方面所起影响作用较大。综上所述,DD组因胚胎滞育的需要,胚胎发育早期卵内糖代谢以能量和物质的贮存为主;而ND组和IA组由于胚胎发育进程较快,糖代谢以物质分解代谢为主。该研究结果初步揭示了家蚕卵内糖代谢与滞育的关系,有助于更好地理解家蚕滞育的分子机制。
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