水椰八角铁甲成虫触角在配偶识别和定位中的作用机理

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水椰八角铁甲Octodonta nipae(Maulik)是一种严重危害我国棕榈科植物的重大突发性外来入侵害虫。该虫原产于马来西亚,近几年来,在海南省东方市、云南省红河州和福建省一些地区相继爆发成灾,给当地园林绿化和生态建设造成巨大损失。近年来,性信息素以其灵敏度高、专一性强、安全可靠、使用简便等优点,被广泛应用于害虫综合治理中。目前,未见有关水椰八角铁甲性信息素的研究报道,因此,有必要对水椰八角铁甲性信息素进行深入系统全面地研究,从而优化该虫的综合管理措施。交配是昆虫性信息素释放的最终目的,因此研究昆虫的交配行为是研究性信息素的一个重要环节。昆虫交配行为的完成既依赖于异性个体释放性信息素,也依赖于异性个体接收性信息素,二者在性信息素交流系统中均占有重要的地位。因此,本文研究了水椰八角铁甲成虫的交配行为、视觉和触角在交配行为中的作用、触角感器的超微结构、虫体和加拿利海枣提取液的信息物质的鉴定,并得到以下研究结果:  1、性成熟未交配水椰八角铁甲成虫全天时间均可发生交配,属于多次交配昆虫,其完成一次交配需要经过接触、抱握、爬跨、插入、锁结、离开等过程。每对水椰八角铁甲雌雄虫24h内的交配次数不等,1对雌雄虫最高交配次数可达28次,最低0次;每次交配持续时间也不等,最长可达247min,最短为1min。  2、水椰八角铁甲雌雄虫在黑暗条件下的交配百分率与在光照下的交配百分率相比,没有发生改变,视觉信号不是水椰八角铁甲识别定位配偶的的主要通讯信号。而水椰八角铁甲雌、雄虫触角均是重要的感觉器官,在配偶识别和定位中发挥重要作用。雌、雄虫触角都被剪掉后,成虫交配百分率显著降低,仅为2.86%;剪掉雄虫触角后,成虫交配百分率显著降低,仅为2.86%;剪掉雌虫触角后,成虫交配百分率显著降低至68.57%。  3、应用扫描电镜技术,我们系统地观察了水椰八角铁甲成虫触角的外部形态结构特征及其感器的类型、分布与数量,并分析推测了各触角感器可能具有的功能和作用。水椰八角铁甲成虫触角上存在着5类6种感受器,为毛形感器、锥形感器、指形感器、刺形感器和双芽形感器,其中毛形感器最多,分为长毛形和短毛形2种。短毛形感器和指形感器可能具有感受性信息素的功能,锥形感器可能具有感受寄主气味的功能,长毛形感器、刺形感器和双芽形感器可能是机械感器。雌雄个体间在触角长度和触角感器数量上存在性二型现象,而在触角的宽度、形状、颜色及触角感器种类、形状、分布特点均无明显区别,不存在性二型现象。  4、为了进一步探讨水椰八角铁甲成虫触角各节在交配行为中的作用,在黑暗条件及切除触角的情况下观察其交配行为。结果表明水椰八角铁甲成虫在其求偶识别和接受过程中,切除雌虫触角鞭节第5-9亚节后,成虫交配百分率显著降低至68.57%,比切除雌虫触角鞭节第6-9亚节和雌雄均具触角的成虫交配百分率均低了22.86%,这可能与雌虫触角鞭节第5亚节上分布有可能具有感受性信息素功能的短毛形感器和指形感器有关;而切除雄虫触角鞭节第5-9亚节后的成虫交配百分率急剧降低,仅为5.71%,比切除雄虫触角鞭节第6-9亚节后的成虫交配百分率低了42.86%,而比雌雄虫具有触角的成虫交配百分率低了85.72%,这可能与雄虫触角鞭节第5-9亚节上分布有可能具有感受性信息素功能的短毛形感器和指形感器有关。  5、采用正己烷和二氯甲烷(1:1)溶剂萃取法对性成熟未交配和刚羽化的水椰八角铁甲成虫虫体,以及海枣心叶进行提取,并利用气相色谱和质谱联用技术(GC-MS)我们首次对其虫体浸提液和海枣心叶浸提液的组分和相对含量进行了分析。试验结果表明,4种虫体浸提液共鉴定出38种化合物。性成熟未交配雌虫鉴定出4种特异性化合物,为5-[4-(四氢吡咯-1-基)羰基甲基哌嗪-1-基]4-氟-2-硝基苯胺、2-甲基-7十八炔、1-二甲基(苯基)硅烷氧十二烷、顺,反-2,13-十八碳二烯醇。这些化合物可能是雌虫释放的性信息素候选物;性成熟未交配雄虫鉴定出7种特异性化合物,为17-氯-7-十七炔、十五烷酸,14-甲基-,甲酯、2-(9-十八烯氧)-,(顺)-乙醇、1,2,3-丙三酯,(反,反,反)-9-十八碳烯酸、1-氯-二十七烷、1,1-[1,2-乙二基二(氧)]二-,(顺,顺)-9-十八烯、3,8,12-三-O-乙酰氧基-7-desoxyingol-7-酮。这些化合物可能是雄虫释放的性信息素候选物。海枣心叶浸提液鉴定出56种化合物,其中含量最多的为桦木醇,9,12,15-十八碳三烯酸,乙酯,(顺,顺,顺)-次之,9,19-麦角甾烷-24(28)-烯-3醇,4,14-二甲基-乙酸,(3β,4α,5α)-第三多。海枣心叶和虫体共同含有8种化合物。
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