美国白蛾滞育蛹越冬前的能量贮备与越冬期温度变化对其能量消耗的影响.pdf

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摘 要 滞育对昆虫的季节性适应极为有利，但昆虫在滞育期通常很少进食，因此，昆虫在长 期滞育过程中的能量消耗是一个极具挑战性的问题。美国白蛾Hyphantria cunea Drury 属鳞 翅目Lepidoptera 灯蛾科Arctiidae ，是我国重大外来入侵性害虫。美国白蛾以滞育蛹越冬， 由于口器退化导致成虫羽化后无法取食补充营养，越冬前幼虫阶段的能量贮备与越冬期间 的能量消耗决定了其能否安全越冬及越冬后成虫表现或适合度；此外，美国白蛾自北向南 的扩散过程中不断面临越冬期间温度升高的压力，因此研究美国白蛾滞育蛹越冬前的能量 贮备方式与越冬期间温度升高对其安全越冬的影响，对理解入侵性害虫扩散适应机制具有 重要的理论价值。本文主要从美国白蛾越冬前的能量贮备和越冬期的能量消耗两个方面， 阐述了其越冬机制，主要研究成果如下： 1. 美国白蛾注定滞育幼虫在滞育准备阶段与注定非滞育幼虫相比，通过提高取食效率 的方式来贮备更多的能量。滞育蛹和注定滞育幼虫的体型、体重、脂肪、碳水化合物以及 食物利用率、食物转化率均显著高于非滞育蛹和注定非滞育幼虫。同时，注定滞育幼虫的 脂肪酶和淀粉酶活性比注定非滞育幼虫的脂肪酶和淀粉酶活性高，但注定滞育幼虫的蛋白 酶活性比注定非滞育幼虫蛋白酶活性低。我们推断，注定滞育幼虫通过提高取食效率的方 式比注定非滞育幼虫贮备更多的能量，注定滞育幼虫通过提高脂肪酶和淀粉酶活性来增加 脂肪和碳水化合物的贮备，而注定非滞育幼虫则通过提高蛋白酶活性增加了非滞育蛹的蛋 白质贮备。 2. 美国白蛾滞育诱导期分别感受低于临界光周期的短光照（L:D 10:14 ）和长光照（L:D 13:11）时，感受短光照的注定滞育幼虫通过提高取食效率的方式增加滞育准备期的能量贮 备。我们发现，短光照滞育蛹的体型、体重和脂肪、碳水化合物含量显著大于长日照滞育 蛹，且短光照注定滞育幼虫食物利用率显著大于长日照注定滞育幼虫。同时，我们观察到 短光照注定滞育幼虫中肠内脂肪酶和淀粉酶活性显著高于长光照注定滞育幼虫中肠内脂肪 酶和淀粉酶活性。我们推断，短光照注定滞育幼虫通过提高取食效率达到增加能量贮备的 目标，同时，短光照注定滞育幼虫通过提高中肠内脂肪酶和淀粉酶活性的方式提高脂肪和 碳水化合物的贮备。 3.越冬早期不同的温度对美国白蛾滞育蛹体重、体型、能量物质的消耗均有显著影响。 我们发现，在越冬早期，脂肪的含量普遍随着温度的升高而上升，以合成贮备为主，而碳 水化合物和蛋白质的含量则普遍随着温度的升高而下降，以消耗为主。我们推断，滞育蛹 越冬早期的碳水化合物，尤其是糖原作为早期能源物质被消耗，蛋白质则被作为第二能源 物质被使用，在糖原供应不足时调运蛋白质作为补充，脂肪并没有作为早期能源物质被消 耗，而是为了渡过漫长的冬季而继续在积蓄贮备。恒温和模拟自然温度变化的波动温度对 越冬早期能源物质的积累与消耗影响亦不相同。在 15 ℃、20 ℃、25 ℃这3 组恒温条件 下，高温加快了能源物质的合成与消耗。不同的温度波动幅度产生的影响不同，20±5 ℃ 小的波动幅度与恒温20 ℃相比对其能量的合成与消耗影响不大，但20±10 ℃大的波动幅 度则普遍产生显著影响。 关键词：美国白蛾；滞育；光周期；能量贮备；能量消耗 The energy storage of diapause pupae of Hyphantria cunea Drury before overwintering and the influence of temperature change on its energy consumption during overwintering Abstract Diapause is highly advantageous for seasonal adaptation by insects, but insects normally feed very little in diapause; thus, the energy consumed by insects duri

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