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全球大气CO2浓度升高对人类生活产生了影响,而与人类生活和生产息息相关的昆虫及其寄主植物对大气CO2浓度升高的响应也备受关注。本文通过CO2人工气候箱,设置中等浓度(550±27μL/L)和高浓度(750±37μL/L)CO2浓度,并以当前浓度(375±18μL/L)为对照。在设置以上CO2浓度的人工气候箱种植蚕豆苗并接入6 h以内的豌豆蚜初产若蚜,记录各虫态的蜕皮和存活情况直至羽化。采用特定日龄生命表的方法,研究大气CO2浓度升高对连续饲养的3代红、绿色型豌豆蚜的存活率、发育历期、繁殖、生命表参数等生物学特性的影响,明确大气CO2浓度升高条件下两种色型豌豆蚜种群数量的变化;测定连续3代饲养在蚕豆上的红、绿两种色型豌豆蚜体内营养物质含量、消化酶和转氨酶活力,同时测定蚕豆叶片组织营养物质和次生物质含量,并对其与两种色型豌豆蚜生长发育和繁殖指标之间进行相关性分析,得出以下原创性结论:1.CO2浓度升高对连续三代两种色型豌豆蚜生长发育和繁殖的影响CO2浓度升高的条件下,连续三代两种色型豌豆蚜发育历期均缩短,其初产若蚜体重、成蚜体重、体质量差和相对日均体重增长率均呈增加趋势;各世代的繁殖期延长,平均产蚜量和最大产蚜量都增加;各世代的净增殖率(R0)增大,平均世代周期(T)延长,内稟增长率(rm)和周限增长率(λ)减小,说明两种色型豌豆蚜的种群数量随着CO2浓度升高而下降,故推测未来大气CO2浓度的升高可能不利于豌豆蚜的发生。2.CO2浓度升高对不同受害程度蚕豆叶片营养物质和次生物质的影响CO2浓度升高可显著增加蚕豆叶片组织可溶性蛋白质、可溶性糖、游离氨基酸和淀粉含量,可能是由于豆科植物具有共生固氮功能,使其易于适应高浓度CO2环境对氮的需求;CO2浓度升高的条件下,不同受害程度蚕豆叶片组织内黄酮含量未发生明显变化,总酚、简单酚、单宁和总皂苷均呈升高的趋势。3.高CO2浓度下两种色型豌豆蚜生长发育和繁殖与蚕豆叶片营养物质含量的相关性分析大气CO2浓度升高可不同程度地改变蚕豆营养物质的含量和豌豆蚜的生物学参数,F2代两种色型豌豆蚜的发育历期与可溶性蛋白、可溶性糖、游离氨基酸和淀粉含量均呈显著的负相关,成蚜体重、平均产蚜量和最大产蚜量与各营养物质均呈显著的正相关。F2代两种色型豌豆蚜的内稟增长率(rm)和周限增长率(λ)与各营养物质含量均呈显著的负相关,平均世代周期(T)与各营养物质含量呈显著的正相关,绿色型豌豆蚜的净增殖率(R0)和红色型豌豆蚜的种群加倍时间(t)与各营养物质均呈显著的正相关。4.高CO2浓度下两种色型豌豆蚜生长发育和繁殖与蚕豆叶片次生物质含量的相关性分析大气CO2浓度升高的条件下,F2代两色型豌豆蚜的发育历期与总酚、简单酚、单宁和总皂苷含量呈显著的负相关,成蚜体重,相对日均体重增长率、平均产蚜量和最大产蚜量与总酚、简单酚、单宁和总皂苷含量呈显著的正相关。内稟增长率(rm)和周限增长率λ)与总酚、简单酚、单宁和总皂苷含量均呈显著的负相关,净增殖率(R0)、平均世代周期(T)和种群加倍天数(t)与总酚、简单酚、单宁和总皂苷含量呈显著的正相关,豌豆蚜各生物学参数和生命表参数与黄酮含量不相关。5.CO2浓度升高对两种色型豌豆蚜体内营养物质含量CO2浓度升高的条件下,连续3代两种色型豌豆蚜体内蛋白质含量、总氨基酸含量、可溶性糖含量和糖原含量均呈升高的趋势,总脂肪和游离脂肪酸含量下降。其中,中等浓度(550±27μL/L)CO2条件下,F0代两种色型豌豆蚜体内营养物质含量较对照均无显著变化,F2代蛋白质、总氨基酸、可溶性总糖和糖原含量较对照均显著增加,总脂肪和游离脂肪酸含量较对照显著降低,且F2代绿色型豌豆蚜体内可溶性糖含量显著高于红色型的。高浓度(750±37μL/L)CO2条件下,3世代两种色型豌豆蚜体内蛋白质、总氨基酸、可溶性糖和糖原含量均显著高于对照,总脂肪和游离脂肪酸含量显著低于对照。其中,F4和F2代绿色型豌豆蚜体内蛋白质、总氨基酸、可溶性糖和糖原含量显著高于红色型的。6.CO2浓度升高对两种色型豌豆蚜体内消化酶和转氨酶活性的影响CO2浓度升高的条件下,连续3代两种色型豌豆蚜体内胃蛋白酶和胰蛋白酶活力显著下降,淀粉酶和脂肪酶活力显著升高,AST、ALT和GS活力显著下降。其中,CO2浓度(550±27和750±37μL/L)升高条件下,F0代两种色型豌豆蚜体内消化酶和转氨酶活力较对照均无显著变化,F2代胃蛋白酶和胰蛋白酶活力较对照显著降低,脂肪酶和淀粉酶活力显著升高,AST、ALT和GS活力显著下降,3世代两色型间消化酶和转氨酶活力均无显著差异。