蝇蛹金小蜂的婚配制度及其形成机制研究

In this project, the geographical strains of Pachycrepoideus vindemmiae will be founded with the housefly pupae reared in laboratory as hosts. In order to eliminate the cryptic species, those strains will be identified by morphologic characters and sequences of some genes. Microsatellite molecular markers, which can be used as tools to paternity test for the parasitoid, will be obtained to accurately identify offspring from females which have mated several times. Fitness of those multiple-mated females will be estimated with characters of their life tables of the experimental populations. With the methods of comparative studies of experimental populations and genetic analyses, the strategies of males to prevent their partners from another mating will be studied, and the multiple-mated females will be obtained after the strategies restrained. The fitness of females mated once or multiple will be compared. With the offspring paternity identified, the types of sperm competition, the effects of environmental factors on the sperm competition, and the natural proportion of multiple-mated females will be studied. Strategies of mate choice between both sexes will be explored. Both the evolution pressure of sexual selection and its effects on mating system will be studied. The project will broaden our recognition to such theories as mating system and sexual selection. Because the parasitoid is an important natural enemy of many fly pests, the research will also be helpful for the massively culture and application of the parasitoid to biologically control such insect pests.

拟通过室内繁殖家蝇为寄主，建立蝇蛹金小蜂地理株系；通过形态鉴定和相关序列测定，排除可能的隐存种；通过筛选获得能够用于雌蜂后代亲子鉴定的微卫星分子标记，以准确鉴别雌蜂在多雄婚配时后代的父权属性；通过构建实验种群生命表等方法，获得雌蜂多次婚配后的适合度。应用实验种群比较研究并结合遗传分析等方法，研究蝇蛹金小蜂雄蜂阻止其配偶再次交配的行为策略，通过对相关策略的抑制，获得多次婚配的雌蜂；比较分析雌蜂多次或单次婚配后的适合度；根据后代的父权属性，分析精子竞争类型及环境条件对其影响程度，探讨精子竞争机制及雌蜂多次婚配的自然发生比例；探讨两性间配偶选择，分析性选择带给两性的进化压力及其对婚配制度的影响。项目的开展将深化对动物婚配制度和性选择等理论体系的认识，该寄生蜂是多种有害蝇类的天敌，项目的开展有助于该天敌扩繁效率的提升，促进其在害虫治理上的应用。

项目围绕蝇蛹金小蜂特殊的婚配制度——真单雄制，即雌蜂一般仅单次交配，揭示雄蜂对雌蜂再次婚配行为控制途径，雌蜂二次婚配的形成条件及其适合度，通过后代父权属性判定，分析精子竞争类型和婚配制度机理。项目围绕五个假设推断开展。.一是假设看护行为可导致雌蜂单次交配发生。研究结果表明在交尾结束后，立即移除正准备看护的雄蜂，雌蜂可进行二次交配。在非控制条件下，如雄多雌少，存在交配竞争，也会出现二次交配现象。.二是假设二次交配的雌蜂可获得更多精子，产下更多雌性后代。研究结果与假设不吻合，二次交配的雌蜂并没有产下更多或更高比例的雌性后代，没有明显地获得更多精子。除非先交配的雄蜂不育或则精子不足时，再次交配才显著带来更多精子。我们推断缺乏形成多次交配的进化动力。.三是假设雌蜂倾向于选择精子相对充足的雄蜂。研究结果表明，雄蜂精子充足与个体较大或较年轻或交配次数少等特性相关，而雌蜂可以选择精子较为充足的雄蜂进行交配。.四是假设二次交配发生后，雌蜂可能存在精子利用上的先后顺序。为此，我们开发了微卫星引物，可以结合地理种群，实现对不同父权的鉴定。结果表明，第二次交配的父本，后代很少。结合整个生活史来看，第二次交配获得的精子，可以在整个产卵周期中进行随机使用，并不存在先后顺序。我们推测二次交配的精子可以混合使用。蝇蛹金小蜂已经对真单雄制很好地适应，偶发的二次交配，并没有发生取代等剧烈的精子竞争现象。.五是假设雄蜂在看护时通过信息素引起雌蜂生理调节，失去对雄蜂求偶的应答。通过合成口器腺体分泌的脂肪酸，发现这些脂肪酸的作用效果与雄蜂在交配时的作用相仿，都引起雌蜂体内多巴胺增加。喂食多巴胺受体被阻断剂盐酸氯丙嗪后，多巴胺利用率降低，雌蜂几乎都可以再次进行交配。我们推断多巴胺及其受体量可能是调节雌蜂交配状态的关键因子，但证据尚不够充分，仍需深入探索。.项目的实施为进一步利用蝇蛹金小蜂等寄生蜂开展害虫生物防治打下基础。