丽斗蟋的翅型分化及两型间生理权衡机制

来源 :中南林业科技大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:lingliang416
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滞育和翅型分化是昆虫为了适应环境时间和空间变化而采取的适应策略。丽斗蟋以若虫越冬,且具有明显的翅二型现象,本文以其为研究材料,调查了变化光周期对若虫发育的调控;探讨了环境因素及胁迫作用对翅型分化的影响、翅二型成虫飞行与繁殖发育的生理权衡及其内分泌控制机理;同时对翅二型成虫飞行与繁殖发育的能源物质权衡也进行了研究,现将结果总结如下:1.丽斗蟋若虫发育明显受光周期的影响,25℃温度条件下,3个光周期条件下的若虫发育都较慢,羽化也极不整齐,长日条件(LD16:8h)、中间日照条件(LD14:10h)和短日条件(LD12:12h)的若虫发育历期分别为206、236和230d,若虫从开始羽化到供试个体全部完成羽化所需时间分别为216、301和156d,经历短日条件的若虫转移至长日条件后能够促进其快速发育,羽化也很整齐,反方向转移则会抑制若虫发育,且羽化也极不整齐。30℃温度条件下,恒定长日条件下的若虫发育明显快于短日条件,而变化光周期对若虫发育的调控与25℃相似,这表明丽斗蟋若虫发育主要受变化光周期的调控。而变化光周期对若虫发育的影响与光周期的变化方向及低龄若虫感受的光周期类型有关。丽斗蟋若虫复杂的光周期反应模式的生态意义在于调节其生活史与季节同步。2.25℃或30℃温度条件下,长日条件(LD16:8h)、中间日照条件(LD14:10h)和短日条件(LD12:12h)下丽斗蟋成虫短翅率都较高,且三者之间无显著差异。若虫孵化后,短日条件转移至长日条件能够提高成虫长翅率,但促进效果不明显,反方向转移则对翅型分化无明显影响。若虫单只饲养时,丽斗蟋成虫长翅率为11%,密度增加为2只时,成虫长翅率增加为29.4%,而当密度增加为5只、10只时,成虫长翅率又分别降为20%和16.1%。结果表明,密度增加时,有利于成虫形成长翅型个体,但密度增加到一定范围时,高密度对形成长翅型成虫又起到了抑制作用。在若虫发育过程中,遭受胁迫作用时(附肢损伤),能够诱导丽斗蟋短翅化,且若虫发育的末龄和次末龄为胁迫作用的敏感阶段。3.长翅型个体与短翅型个体体重及产卵前期无显著差异,但长翅型个体在成虫羽化当日飞行肌显著发达于短翅型个体。长翅雌虫在成虫羽化当日,飞行肌占身体重量的11.9%,而短翅雌虫飞行肌只占4.9%;长翅雌虫在羽化后5d内,飞行肌重量增加了50%,而短翅雌虫则无明显发育过程。短翅雌虫产卵早期的产卵量显著多于长翅雌虫,而脱翅能够显著促进长翅雌虫产卵,同时诱导飞行肌降解,但短翅雌虫、长翅雌虫及脱翅雌虫的总产卵量并无差异。雄虫羽化后,长翅雄虫与短翅雄虫附腺以相似速率发育且无差异,精巢在羽化后7d内也无显著差异。4.丽斗蟋成虫羽化当日(羽化后12小时内)分别注射不等剂量保幼激素或早熟素,在注射保幼激素7d后,保幼激素能够显著促进长翅雌虫卵巢快速发育,同时诱导飞行肌降解,但不能促进卵粒形成。注射保幼激素14d后,保幼激素对卵巢及飞行肌发育无显著影响,这可能与保幼激素活性有关。短翅雌虫注射早熟素后,能够抑制卵巢发育,但抑制效果与注射的剂量有关,只有当注射剂量超过50ug时,才能对卵巢发育起到显著抑制作用。丽斗蟋长翅雄虫注射保幼激素后,对飞行肌、精巢及附腺发育皆无显著影响;短翅雄虫注射早熟素后,飞行肌、精巢及附腺发育与对照组也无显著差异,表明,丽斗蟋雄虫飞行肌与繁殖器官发育的内分泌控制机理与雌虫不同。5.以蛋白质、糖原及总脂含量为指标,比较了丽斗蟋翅二型成虫在飞行与繁殖发育间的能源物质分配差异,以探讨丽斗蟋翅二型成虫飞行与繁殖发育的能量权衡。结果表明,丽斗蟋长翅雌虫首先将获得的能源物质用于发育飞行肌,而短翅雌虫则首先将获得的能源物质用于发育卵巢;人工脱翅改变了长翅雌虫在飞行与繁殖发育之间的能源物质分配模式。长翅雄虫在成虫羽化后,飞行肌内蛋白质、糖原及总脂的含量多于短翅雄虫,但精巢与附腺内蛋白质、糖原及总脂含量与短翅雄虫无显著差异,表明,长翅雄虫在飞行与繁殖发育的能源物质分配机制与长翅雌虫不同。另外,长翅个体羽化后,飞行肌内总脂含量显著多于蛋白质与糖原,暗示丽斗蟋飞行能量主要来源于总脂。6.长翅雌虫注射保幼激素后,卵巢内蛋白质、糖原及总脂含量显著得到了提高,但飞行肌内蛋白质、糖原及总脂含量与对照组无显著差异。长翅雄虫注射保幼激素后,对飞行肌、精巢及附腺内蛋白质、糖原及总脂合成无显著影响。注射早熟素对短翅雌虫及短翅雄虫飞行肌与繁殖器官内蛋白质、糖原及总脂也无显著调控作用。
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