白背飛虱營養(yǎng)條件的調控

白背飛虱營養(yǎng)條件的調控

白牙虱（wbph）和豆食虱（st.l），bph）是中國和亞洲其他水稻生產區(qū)的重要寄生蟲。它們與水稻有良好的生態(tài)位密切相關。通過空間生態(tài)位和生態(tài)位的競爭，相互影響另一群體的興衰。江蘇省的水稻產區(qū),在8月中旬前,兩種飛虱在連作早、晚稻和單季晚稻上常混合發(fā)生,以至于此起彼伏,發(fā)生危害。對于飛虱的研究,國內外均作了大量工作,并在遷飛規(guī)律、蟲源性質、抗蟲品質、及種群繁殖等方面取得一定的成果;但對兩者在營養(yǎng)生態(tài)方面的競爭作用尚未見報道。作者通過研究白背飛虱的營養(yǎng)需求和褐飛虱取食后稻株營養(yǎng)成分的變化,以及褐飛虱取食對白背飛虱的影響,來闡明兩者的營養(yǎng)競爭關系。1材料和方法1.1試驗中的水稻汕優(yōu)63,江蘇省東?？h農業(yè)技術中心種子站提供。1.2不同齡期褐飛銻的飼養(yǎng)白背飛虱和褐飛虱采自廣西田間,于南京籠罩飼養(yǎng)。在室內(27±1)℃,RH≥90%,光照16L∶8D條件下,吸取5齡褐飛虱或白背飛虱若蟲飼養(yǎng)至羽化。將剛羽化的成蟲放入試管中,每管2雌3雄,并放入分蘗期稻莖,使其交配產卵。待若蟲初孵后,立即轉移至其它試管,并且保持白背飛虱每管10頭,褐飛虱每管20頭,分別飼養(yǎng)至試驗所需齡期。試管內放入分蘗期稻莖,每2d更換一次,并保持2cm的木村營養(yǎng)液層。1.3減少至3.0.10ml的配方全純飼料采用MED1配方,參照三橋淳等方法飼養(yǎng)。試驗共設二個處理:(1)配方中蔗糖濃度由原來的5000mg·100mL-1減少至3000mg·100mL-1,其余成分保持不變。(2)配方中甲硫氨酸、組氨酸、半胱氨酸的含量同時減少1/2,分別減至50,100,25mg·100mL-1,其余成分含量不變。以上述飼料飼養(yǎng)5齡初期(時齡為0～12h)的白背飛虱若蟲直至羽化為成蟲,飼料每36h更換一次,統(tǒng)計白背飛虱的若蟲歷期、死亡率、羽化率及體重變化。以不作任何改變的MED1全純飼料飼養(yǎng)作為對照。1.4稻莖還原糖含量測定取一批苗齡相同(分蘗期),健壯程度相近的稻苗,洗凈,擦干,從根部開始向上剪10cm長的莖桿兩段,對應編號。下段放入滴有2mL蒸餾水的試管中,每管1段,并按高(每管50頭)、低(每管10頭)兩種密度分別接入不同齡期的褐飛虱。上段稻莖放入滴有2mL蒸餾水的試管中,不接蟲作為對照。取食2d后,吸出褐飛虱,分別取出試驗與對照稻莖擦干,于-18℃的冰箱中冷凍保存。試驗設置重復4次。稻莖中還原糖測定采用3,5二硝基水楊酸法;游離氨基酸測定:稻莖經前處理后,用日立83550型氨基酸全自動分析儀測定各種氨基酸的含量變化與游離氨基酸的總量變化。1.5白背飛銻成蟲的誘導發(fā)育將1～5齡褐飛虱接入裝有分蘗期稻莖的試管中(每管一段,從根部向上取約25cm)。褐飛虱分為高(每管50頭)和低(每管10頭)兩種密度。2d后,吸出褐飛虱,用此稻莖喂飼1齡(時齡為0～12h)白背飛虱若蟲(10頭)。每隔2d更換同樣的稻莖,直至白背飛虱羽化為成蟲。12h觀察一次,并統(tǒng)計白背飛虱若蟲的死亡率與發(fā)育歷期,羽化后成蟲的雌、雄性比及短翅率。以未被褐飛虱取食的分蘗期稻莖喂飼1齡白背飛虱若蟲作為對照。試驗重復3次。1.6處理數(shù)據實驗數(shù)據采用SAS軟件進行方差分析。2結果與分析2.1不同營養(yǎng)成分對褐飛關于保幼的影響MED1是人工飼養(yǎng)飛虱科昆蟲較為成熟的飼料配方,配方中含有飛虱科昆蟲生長發(fā)育所需的各種營養(yǎng)成分。據Keryikoyama1985年對褐飛虱營養(yǎng)生理的研究表明,MED1飼料中的蔗糖對于褐飛虱的生長發(fā)育是必需的,若飼料配方中缺少蔗糖,則褐飛虱不能完成整個若蟲期的生長發(fā)育;配方中單一種類氨基酸含量的降低或缺少,對褐飛虱若蟲的生長發(fā)育影響不大,但當甲硫氨酸、組氨酸及半胱氨酸的含量同時減少時,則褐飛虱同樣不能完成若蟲期的生長發(fā)育。試驗結果表明,蔗糖、甲硫氨酸、組氨酸及半胱氨酸的含量變化對白背飛虱也有影響。從表1可以看出,當全純飼料中蔗糖含量由5%降至3%時,白背飛虱5齡若蟲的死亡率顯著升高,若蟲歷期延長近24h,羽化率僅為33.3%;且在3%的蔗糖濃度下,白背飛虱個體發(fā)育不良,體重增加量僅為MED1的1/3左右,從而影響其存活率。當飼料中甲硫氨酸、組氨酸及半胱氨酸的含量同時降至原來的一半時,以此飼料喂飼的白背飛虱5齡若蟲死亡率增加了10%,羽化率降低,發(fā)育歷期稍有延長,說明這3種氨基酸成分的同時變化,同樣對白背飛虱的生長發(fā)育產生影響。2.2不同齡期的褐飛銻攝食對蔗糖濃度的影響從圖1可以看出,經不同密度、不同齡期的褐飛虱取食后,稻莖中蔗糖濃度都有不同程度的降低。其中低密度不同齡期的褐飛虱取食后,稻莖中蔗糖濃度降低較少,而高密度褐飛虱取食后,蔗糖濃度降低則很顯著;且隨褐飛虱齡期增長,蔗糖濃度的降低比率越高。說明經褐飛虱取食后,稻莖中的蔗糖濃度有所降低。(1齡與2齡的褐飛虱很難區(qū)分,所以試驗中以1齡褐飛虱為代表,以下同)。2.3含量不高或減少后,其總量又下降或下降本項研究結果表明,稻莖經褐飛虱取食后,其體內各種游離氨基酸含量的變化無明顯規(guī)律,單一種類氨基酸的含量升高或降低,但其總量有所下降。從圖1可看出:隨褐飛虱取食齡期、密度的升高,稻莖中游氨氨基酸的總量逐漸下降(C情況稍特殊)。這說明褐飛虱取食稻莖后,造成稻莖中游離氨基酸總量減少并改變了各種氨基酸之間的比例,破壞了它們之間的平衡關系,從而對后繼取食的白背飛虱的生長發(fā)育產生不利影響。2.4褐虱的屠宰對白背飛虱生物學特性的影響2.4.1不同程度的上升用不同齡期、不同密度的褐飛虱取食過的稻莖飼養(yǎng)白背飛虱1齡若蟲直至成蟲,白背飛虱的死亡率與對照(10%)相比均有不同程度的上升(表2)。實驗結果經方差分析表明:以不同密度的褐飛虱取食過的稻莖喂飼白背飛虱,對白背飛虱的死亡率有極顯著影響(P<0.01),其中以高密度影響最大。但以不同齡期的褐飛虱取食過的稻莖喂飼白背飛虱,對白背飛虱的死亡率影響不顯著(P>0.05)。2.4.2不同密度的褐飛銻對白背飛銻成蟲的影響褐飛虱取食稻莖,對后繼取食的白背飛虱若蟲歷期有影響,各處理的若蟲歷期均比對照[(11.17±0.11)d]有所延長(表3)。實驗結果經方差分析表明:以不同密度褐飛虱與不同齡期褐飛虱取食過的稻莖喂飼白背飛虱,對白背飛虱的發(fā)育歷期均產生極顯著影響(P<0.01),但兩者之間沒有互作作用。褐飛虱高密度取食時呈現(xiàn)明顯的密度效應,對后繼取食的白背飛虱影響最大,致使白背飛虱若蟲歷期延長;其中,以5齡褐飛虱若蟲取食過的稻莖喂飼白背飛虱對白背飛虱若蟲的發(fā)育歷期影響最大。2.4.3褐飛虱的屠宰影響了白背飛虱寄生蟲的短翅膀率和性比實驗結果表明,褐飛虱取食對白背飛虱成蟲短翅率與性比的影響不明顯。3營養(yǎng)成分含量與黑背飛病的關系蛋白質、糖類、脂肪、維生素、無機鹽和水是昆蟲最基本的營養(yǎng)來源。昆蟲因取食習性、體內消化酶系及自身合成能力的不同而對某些營養(yǎng)成分形成偏好。在昆蟲取食過程中,獲得能量雖然十分重要,但營養(yǎng)比例也同樣具有重要的生態(tài)學意義。昆蟲近似種因取食同一食物資源而產生營養(yǎng)競爭時,就可能因對方的攝取而使食物的某些或某一營養(yǎng)成分含量下降、喪失或提高,改變各種營養(yǎng)成分之間的比例,從而對另一種群產生影響。蔗糖、甲硫氨酸、組氨酸和半胱氨酸是褐飛虱生長發(fā)育所必需的營養(yǎng)物質,本項研究結果表明全純飼料中這幾種營養(yǎng)成分含量的變化對白背飛虱的生長發(fā)育也產生一定影響,造成白背飛虱若蟲死亡率上升,發(fā)育歷期延長。由此可見:白背飛虱與褐飛虱對這些營養(yǎng)成分有共同需求,導致它們之間產生一定程度的營養(yǎng)競爭關系。試驗中用全純飼料飼養(yǎng)低齡白背飛虱,對照組死亡率過大,影響試驗結果的分析,所以選5齡的白背飛虱若蟲做為試蟲以提高其存活率。不同密度、不同齡期的褐飛虱取食過的稻莖中,蔗糖含量降低,游離氨基酸總量減少,由此造成稻莖中營養(yǎng)成分含量的改變,破壞各營養(yǎng)成分之間的平衡,這可能是對白背飛虱若蟲死亡率與發(fā)育歷期產生影響的主要原因。本項研究中作為營養(yǎng)成分含量變化測定的稻莖,主要采用處于分蘗期的分蘗節(jié)以上20cm的主莖部分,其靠近根部的10cm作為取食部分,上面10cm作為對照,上下部基本屬于同一節(jié)范圍,且僅取食2d即予以更換。據研究,幼穗分化期前,莖桿與葉片、葉鞘一樣,基本屬于干物質積累過程,其中莖桿干物質增長速度大大低于葉片、葉鞘,該時期節(jié)與節(jié)之間干物質的積累無顯著差別。孕穗期后,葉片、葉鞘和莖桿的干物質運送到穗部,稻莖節(jié)與節(jié)之間運送的數(shù)量不一樣,靠近地面的二、三節(jié)減少較多,靠近穗部的節(jié)間則減重不大或不減重。實驗中采用的稻莖處于幼穗分化期前,此時節(jié)與節(jié)之間干物質無多大差別,同一節(jié)的上下部