白星花金龟生物学及其对玉米秸秆取食习性的研究

【摘要】：白星花金龟Protaetia (Liocola) brevitarsis (Lewis)是一种常见昆虫,其幼虫为腐食性,在自然界中可以取食腐烂的秸秆、杂草以及畜禽粪便等,针对此特点,本论文在对其形态、主要生物学特性以及肠道细菌等进行研究的基础上,对其幼虫取食玉米秸秆进行了研究,并对取食玉米秸秆的幼虫资源成分进行了测定及评价,以期为白星花金龟幼虫转化处理玉米秸秆提供理论依据。主要研究结果如下： 1、白星花金龟的生长发育要经历卵、幼虫、蛹和成虫4个阶段,属于完全变态的昆虫。白星花金龟雄成虫体长18.75±2.61mm,宽9.7±0.71mm,雌成虫体长20.90±2.72mm,宽11.02±1.03mm。雌、雄虫的主要区别是：雄虫触角鳃片部较长而雌虫则较短；雄虫前足胫节外缘3齿较为锋利,而雌成虫3齿除中间齿较为锋利外,其余两齿均较钝；雌性个体一般比雄性大。卵乳白色,圆形或椭圆形,长约1.85土0.15mm。幼虫为咀嚼式口器,头部褐色,体向腹面弯曲呈C字形,背面隆起多横皱纹,背面及腹面均为白色。蛹为金黄色,椭圆形,长21.50±2.21mm,宽11.32±0.76,中部一侧稍突起。 2、白星花金龟在山东泰安地区1年1代,以老熟幼虫在玉米秸秆堆垛、菌渣、鸡粪等腐殖质中越冬,偶见有成虫越冬。成虫在5月中下旬到到10月中旬活动,5月下旬开始产卵。在温度为28℃,含水量为15%时,卵的孵化率最高,达到83.33±5.77%,卵期为8.13±0.096d。幼虫3龄,1龄期14.56±0.65d,头壳宽度1.39±0.24mm；2龄期33.61±1.23d,头壳宽度2.30±0.15mm；3龄期最长,为128.32±2.31d,头壳宽度4.21±0.62mm。白星花金龟成虫在含水量为15%时产卵量最高,单雌平均产卵83.2±16.99粒,产卵期60-85d。 3、通过实验确定了玉米秸秆的最佳腐解天数为25d,白星花金龟幼虫最佳取食温度为28℃；各龄幼虫在消化率、转化率及利用率方面无显著差异,30日龄3龄幼虫取食玉米秸秆能力最强,单头日取食量为0.5703±0.0405g分别为1龄幼虫及2龄幼虫的6.65和2.49倍,虫粪产量达到0.4925±0.0301g,为各龄幼虫中最高,可作为转化处理玉米秸秆的最佳龄期,在密度为225g·kg-1时具有较好的转化处理玉米秸秆效果。 4、白星花金龟3龄幼虫干物质中蛋白质及脂肪含量分别为49.90%和15.42%,为高蛋白昆虫,氨基酸种类丰富,含有17种氨基酸,其中谷氨酸、脯氨酸和酪氨酸含量较高,包括8种必须氨基酸,必需氨基酸与非必需氨基酸的百分比为65.11%,必需氨基酸与总氨基酸的百分比为39.43%,蛋氨酸为其第一限制性氨基酸。必需氨基酸指数为88.55,是一种良好蛋白源。幼虫虫粪呈椭圆形颗粒状,干燥、无异味,体积小,含有有机质34.1%。无机元素氮含量为1.42%,P205含量为1.31%,K20含量1.33%。 5、利用常规分离培养方法从白星花金龟幼虫肠道中分离纯化获得7株细菌菌株,对其生理生化性状进行了系统研究,并结合16SrDNA技术对肠道分离菌株进行了鉴定。结果表明,分离纯化得到的7株细菌,其中5株分别为坚强芽孢杆菌Bacillus firmus、环状芽孢杆菌Bacillus circlans、侧孢芽孢杆菌Bacillus laterosporus、浸麻芽孢杆菌Bacillus macerans和巨大芽孢杆菌Bacillus megaterium,2株分别属于韦荣氏球菌属Veillonella和明串球菌属Leuconostoc。 【关键词】：白星花金龟 玉米秸秆 生物学 取食性 资源成分 肠道细菌
【学位授予单位】：山东农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：S433.5
【目录】：

• 中文摘要7-9
• Abstract9-11
• 1 引言11-23
• 1.1 白星花金龟的研究进展11-16
• 1.1.1 白星花金龟的分类地位及分布11
• 1.1.2 白星花金龟的形态特征11-12
• 1.1.3 白星花金龟的发生规律12-13
• 1.1.4 白星花金龟的习性及主要生物学特性13-14
• 1.1.5 白星花金龟的资源化利用14-15
• 1.1.6 白星花金龟的综合防治15-16
• 1.2 玉米秸秆的资源化利用研究进展16-20
• 1.2.1 玉米秸秆的主要成分16-17
• 1.2.2 玉米秸秆的预处理技术17-19
• 1.2.3 玉米秸秆的资源化利用现状19-20
• 1.3 昆虫肠道微生物的研究20-21
• 1.4 研究目的和意义21-23
• 2 材料与方法23-30
• 2.1 供试材料23-24
• 2.1.1 供试虫源23
• 2.1.2 培养基及其制作23
• 2.1.3 实验仪器23-24
• 2.2 研究方法24-29
• 2.2.1 白星花金龟的形态特征24
• 2.2.2 白星花金龟的主要生物学特性24-25
• 2.2.3 白星花金龟幼虫取食玉米秸秆的研究25-26
• 2.2.4 白星花金龟幼虫资源成分分析及评价26-28
• 2.2.5 白星花金龟幼虫肠道细菌研究28-29
• 2.3 数据处理29-30
• 3 结果与分析30-49
• 3.1 白星花金龟的形态特征30-31
• 3.2 白星花金龟的主要生物学特性31-36
• 3.2.1 年生活史31-32
• 3.2.2 白星花金龟的生活习性32-33
• 3.2.3 白星花金龟幼虫虫龄及龄期33-34
• 3.2.4 土壤含水量对白星花金龟成虫产卵量的影响34-35
• 3.2.5 土壤含水量对白星花金龟卵的孵化影响35-36
• 3.3 白星花金龟幼虫取食玉米秸秆的研究36-41
• 3.3.1 玉米秸秆最佳腐解时间36-37
• 3.3.2 温度对白星花金龟幼虫取食玉米秸秆的影响37-38
• 3.3.3 不同龄期幼虫取食玉米秸秆的比较38-40
• 3.3.4 白星花金龟幼虫密度的确定40-41
• 3.4 白星花金龟幼虫资源成分分析41-44
• 3.4.1 白星花金龟幼虫含水量41
• 3.4.2 白星花金龟幼虫主要营养成分41
• 3.4.3 蛋白质与脂肪含量的比值41-42
• 3.4.4 氨基酸含量42-43
• 3.4.5 氨基酸的评价43
• 3.4.6 白星花金龟幼虫虫粪成分测定与评价43-44
• 3.5 白星花金龟幼虫肠道细菌的分离与鉴定44-49
• 3.5.1 生理生化常规鉴定研究44-46
• 3.5.2 PCR扩增产物电泳检测46
• 3.5.3 白星花金龟幼虫肠道细菌分子鉴定结果46-49
• 4 讨论49-52
• 4.1 白星花金龟主要生物学特性49
• 4.2 白星花金龟幼虫取食玉米秸秆的研究49-50
• 4.3 白星花金龟资源价值评价50-51
• 4.4 白星花金龟幼虫肠道细菌51-52
• 5 结论52-55
• 5.1 白星花金龟的形态特征52
• 5.2 白星花金龟的主要生物学特性52-53
• 5.3 白星花金龟幼虫取食玉米秸秆53
• 5.4 白星花金龟幼虫资源成分53
• 5.5 白星花金龟幼虫肠道细菌53-55
• 附件 (白星花金龟幼虫肠道细菌DNA序列)55-59
• 参考文献59-68
• 致谢68-69
• 攻读学位期间发表论文69

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