模拟气候变暖对桃小食心虫越冬及滞育诱导期生化物质影响的研究

【摘要】：从赤道到两极的海洋、淡水和陆地栖息的动物中昆虫是存活非常成功的动物。由于昆虫调节体温的能力有限,因此,在热应激环境中需要一系列的策略来维持生命,如移民行为策略和抗寒能力的季节变化等。在温带和寒冷气候地带,许多物种的越冬能力是与滞育状态紧密相连。滞育状态可提前通过季节性温度驯化增加昆虫的抗寒能力。重要的是,尽管大多数物种可以调用其中的一个或两个回应, 但大多数昆虫还是死于寒冷,而不是冻结。大多数研究气候变化对昆虫的影响都集中在主要发生的夏季(发育,繁殖)过程和分布变化上,而很少研究昆虫的越冬。对于越冬昆虫来说,有些物种在随后的50-100年温度升高1-5度有利于其越冬存活。但这不可能是一种普遍现象。气候变暖可能会产生一些负面影响,如在极地和亚极地地区冬季积雪的消失使昆虫暴露于更严重的空气温度中等等。因此深入研究温度升高对昆虫越冬的影响对了解气候变暖下昆虫越冬的发展趋势有重要的理论和实际意义。本文通过模拟桃小食心虫在自然界种所处的微环境温度变化的特征,研究了越冬过程不同阶段气候变暖对桃小食心虫存活、出土、寿命和繁殖的影响和滞育导入期温度不同对越冬起始抗寒力的影响。主要结论如下：1.明确了秋季温度升高对桃小食心虫越冬及滞育后发育的影响。秋季温度升高,桃小食心虫幼虫的发育速率增加,但不影响幼虫越冬后的出土时间；出土高峰下降,幼虫的存活率下降,羽化时间推后。2.明确了冬季低温阶段温度升高对桃小食心虫越冬及滞育后发育的影响。冬季低温阶段温度升高对桃小食心虫越冬后的存活、出土、羽化、成虫的寿命以及产卵量的影响都不显著。表明桃小食心虫对越冬低温范围的要求广泛。可能是长期进化和适应的结果。3.明确了春季升温阶段温度升高对桃小食心虫滞育解除及滞育后发育的影响。春季温度升高,桃小食心虫滞育幼虫的存活呈先降后升的趋势,出土时间提前,出土峰高降低,羽化百分数先升后降,成虫的寿命缩短,繁殖量下降。可见,春季温度升高加大了昆虫之间的差异,成虫分散度加大,延长了种群的防治期。4.明确了整个冬季阶段温度升高对桃小食心虫滞育解除及滞育后发育的影响。在全年温度升高下,幼虫存活从46.2%上升到62.2%,但差异不显著,蛹期缩短、羽化提前,成虫寿命缩短,最终导致成虫产卵量下降,降低了第二代种群的数量。可见,全年温度升高对桃小食心虫的滞育越冬是不利的。温度升高使桃小食心虫羽化提前,幼虫出土日期更加集中,缩小了种群的分散度,如果此时食物充足,危害加重。5.明确了秋季温度不同对桃小食心虫滞育诱导后滞育幼虫体内生理生化指标的影响。不同二步变温影响桃小滞育幼虫体内的生理生化变化。过冷却点SCP和结冰点FP随日高温升高而升高、随夜间低温的升高而显著下降;含水量随日高温升高而升高,随夜温升高而升高；脂肪含量随夜低温的升高或日高温的升高而下降；典型的小分子抗冻物质甘油含量随夜低温的升高而降低;海藻糖含量随日高温及夜低温的升高而降低；日温或夜温的升高葡萄糖和赤藓糖醇含量都会降低;山梨醇和肌醇的含量随夜温和日温的变化差异较大,我们推测它们可能不是桃小食心虫的主要抗寒物质。本文结果意味着未来气候变暖下对昆虫的生理和生态的影响较复杂,因此将加重个体发育和种群增长的影响。本结果有助于了解气候变暖对昆虫越冬和越冬后发育的发育规律,对实际生产中桃小食心虫的预测和防治有重要的理论指导意义。 【关键词】：桃小食心虫 滞育诱导 越冬 气候变暖
【学位授予单位】：山西农业大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：S433.4
【目录】：

• 摘要8-10
• 第一章 引言10-19
• 1.1 导言10-11
• 1.2 昆虫抗冷性的策略11-12
• 1.3 昆虫耐寒性生理生化机制12
• 1.4 气候变暖对昆虫越冬的影响12-14
• 1.5 昆虫对温度变化的快速反应14-15
• 1.6 桃小食心虫及其生物学特性15-17
• 1.6.1 桃小食心虫生物特性及发生规律15-16
• 1.6.2 桃小食心虫预测预报16-17
• 1.7 桃小食心虫的国内外研究现状17
• 1.8 本研究的目的和意义17-19
• 第二章 秋季温度升高对桃小食心虫滞育诱导及越冬的影响19-32
• 摘要19-20
• Abstract20-21
• 2.1 引言21-22
• 2.2 材料与方法22-25
• 2.2.1 供试种群的采集22
• 2.2.2 供试种群的饲养22-23
• 2.2.3 试验温度的设计23-24
• 2.2.4 试验测试的方法24-25
• 2.3 实验条件25
• 2.4 数据处理25
• 2.5 结果25-29
• 2.5.1 秋季温度升高对桃小食心虫脱果幼虫体重的影响25-26
• 2.5.2 秋季温度升高对桃小食心虫幼虫发育速率的影响26-27
• 2.5.3 秋季气候变暖对桃小食心虫的幼虫出土的影响27-28
• 2.5.4 秋季气候变暖对桃小食心虫越冬幼虫存活的影响28
• 2.5.5 秋季气候变暖对桃小食心虫成虫羽化的影响28-29
• 2.6 讨论与结论29-32
• 2.6.1 昆虫滞育与越冬的关系29-31
• 2.6.2 桃小食心虫滞育降温阶段温度不同对越冬幼虫的存活以及滞育后发育的影响31-32
• 第三章 冬季温度升高对桃小食心虫越冬及滞育后发育的影响32-44
• 摘要32-33
• Abstract33-34
• 3.1 引言34-35
• 3.2 材料与方法35-38
• 3.2.1 供试种群35
• 3.2.3 试验温度的设计35-37
• 3.2.4 试验测试的方法37-38
• 3.3 实验条件38
• 3.4 数据处理38-39
• 3.5 结果39-42
• 3.5.1 冬季气候变暖对桃小食心虫越冬幼虫存活的影响39
• 3.5.2 冬季气候变暖对桃小食心虫的幼虫出土的影响39-40
• 3.5.3 冬季气候变暖对桃小食心虫越冬幼虫羽化的影响40-41
• 3.5.4 冬季气候变暖对桃小食心虫越冬后成虫寿命的影响41-42
• 3.5.5 冬季气候变暖对桃小食心虫越冬后成虫繁殖的影响42
• 3.6 讨论与结论42-44
• 第四章 春季温度升高对桃小食心虫滞育后发育的影响44-57
• 摘要44-45
• Abstract45-46
• 4.1 引言46
• 4.2 材料与方法46-49
• 4.2.1 供试种群46-47
• 4.2.2 试验温度的设计47-48
• 4.2.4 试验测试的方法48-49
• 4.3 实验条件49
• 4.4 数据处理49-50
• 4.5 结果与分析50-55
• 4.5.1 春季不同温度模式对越冬后幼虫的存活的影响50-51
• 4.5.2 春季不同温度模式对越冬后幼虫出土率的影响51-52
• 4.5.3 春季不同温度模式对越冬后幼虫羽化的影响52
• 4.5.4 春季不同温度模式对越冬后成虫累积的影响52-53
• 4.5.5 春季不同温度模式对越冬后成虫累积的影响53-54
• 4.5.6 春季不同温度模式对越冬后成虫寿命的影响54
• 4.5.7 春季不同温度模式对越冬后成虫繁殖的影响54-55
• 4.6 讨论与结论55-57
• 第五章 全年温度升高对桃小食心虫滞育越冬的影响57-68
• 摘要57-58
• Abstract58-59
• 5.1 引言59
• 5.2 材料与方法59-62
• 5.2.1 供试种群59-60
• 5.2.2 试验温度的设计60-62
• 5.2.3 试验测试的方法62
• 5.3 实验条件62-63
• 5.4 数据处理63
• 5.5 结果63-67
• 5.5.1 全年气候变暖对桃小食心虫越冬幼虫存活的影响63
• 5.5.2 全年气候变暖对桃小食心虫越冬幼虫出土的影响63-64
• 5.5.3 全年气候变暖对桃小食心虫越冬幼虫蛹期的影响64-65
• 5.5.4 全年气候变暖对桃小食心虫成虫羽化累积的影响65-66
• 5.5.5 全年气候变暖对桃小食心虫成虫寿命的影响66
• 5.5.6 全年气候变暖对桃小食心虫成虫繁殖的影响66-67
• 5.6 讨论与结论67-68
• 第六章 二步变温对桃小食心虫滞育幼虫生理指标的影响68-87
• 摘要68-69
• Abstract69-70
• 6.1 引言70-71
• 6.2 材料和方法71-72
• 6.2.1 供试的虫源71
• 6.2.2 测定项目与方法71-72
• 6.3 数据分析72-73
• 6.4 结果73-84
• 6.4.1 不同温度组合处理的桃小食心虫幼虫的冰点比较73-74
• 6.4.2 不同温度组合处理的桃小食心虫幼虫的过冷却点比较74-75
• 6.4.3 不同温度组合对桃小食心虫滞育幼虫含水量的影响75-76
• 6.4.4 不同温度组合对桃小食心虫滞育幼虫脂肪含量的影响76-77
• 6.4.5 不同温度组合对桃小食心虫滞育幼虫的抗冻的低分子物质含量的影响77-78
• 6.4.6 不同温度组合对桃小食心虫滞育幼虫山梨醇含量的影响78-79
• 6.4.7 不同温度组合对桃小食心虫滞育幼虫甘油含量的影响79-80
• 6.4.8 不同温度组合对桃小食心虫滞育幼虫海藻糖含量的影响80-81
• 6.4.9 不同温度组合对桃小食心虫滞育幼虫葡萄糖含量的影响81-82
• 6.4.10 不同温度组合对桃小食心虫滞育幼虫肌醇含量的影响82-83
• 6.4.11 不同温度组合对桃小食心虫滞育幼虫赤藓糖醇含量的影响83-84
• 6.5 讨论84-87
• 第七章 全文结论87-91
• 7.1 明确了夏秋季温度升高对桃小食心虫越冬及滞育后发育的影响87
• 7.2 明确了冬季低温阶段温度升高对桃小食心虫越冬及滞育后发育的影响87-88
• 7.3 明确了春季升温阶段温度升高对桃小食心虫滞育解除及滞育后发育的影响88
• 7.4 明确了整个冬季阶段温度升高对桃小食心虫滞育解除及滞育后发育的影响88-89
• 7.5 明确了秋季温度不同对桃小食心虫滞育诱导后滞育幼虫体内生理生化指标的影响89
• 7.6 创新点89
• 7.7 问题与展望89-91
• 参考文献91-98
• Abstract98-100
• 致谢100

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