褐飞虱和寄主水稻对异常气温的响应及生理机制

Along with the exacerbating of global climate change, anomalous temperature respond to the insect pest has become the concerned hot question. Anomalous temperature showed important effects to the migrating insect pest, brown planthopper, Nilaparvata lugens (St?l) and its host plant,rice. In order to explain their relationship and mechanism, suppose which anomalous temperature respond to growth and propagate of brown planthopper and rice secondary compound, and there are relationship of them between defense and un-defense been put forward. For validate the suppose, several contents will be researched in this project, just as following: change of rice secondary compound and nutriments under anomalous temperature; the effect of threatening rice to brown planthopper, including population grown and propagate and migrating and living through the winter; change about grown and propagate and energy storage and migrating of brown planthopper under anomalous temperature. Through the research, the effects of anomalous temperature respond to the population grown and propagate and migrate and live through the winter of brown planthopper and rice secondary compound will been explained. The results will help to forecast occurring current of brown planthopper in the future, and help to development new control technology and method of insect pest for the climate change.

随着全球异常气候的加剧，温度异常现象对害虫的影响已成为全球关注的热点问题。异常气温对水稻重要迁飞性害虫-褐飞虱及其寄主水稻的影响如何？回答这个科学问题将诠释异常气候下褐飞虱种群波动的内在原因。为此，我们假设异常气温对褐飞虱发育与繁殖及水稻植株内次生防御物质等产生显著影响，且在异常气温下水稻植株与褐飞虱可形成一种防御－反防御的互作关系。为验证这个假设，本项目以异常气温为胁迫因子，以褐飞虱及其寄主水稻为受胁迫对象，重点研究：异常气温下不同品种、不同生育期水稻次生物质/营养物质含量，以及稻飞虱发育、繁殖及能量储备与迁飞能力的变化；褐飞虱取食受异常气温胁迫的水稻后，对其发育与繁殖及代谢产物含量的影响。以期最终解析异常气温对褐飞虱种群繁衍、致害性及迁飞越冬与水稻综合抗性水平的影响及内在生理机制。研究结果可预测异常气候下褐飞虱种群的发展趋势，为气候变化下探索害虫防控新思路和新技术提供理论基础。

近年来，全球气候变化已成为人们关注的热点问题，异常气温不仅直接影响昆虫的生长繁殖、生理等，且可通过影响寄主植物体内物质的变化而间接作用于昆虫。已有研究表明温度是影响褐飞虱发生程度的最关键因素，异常气温对于其生长发育、迁飞等行为的影响程度？为了解析上述问题，项目重点开展相关内容的研究，拟解析异常气温对褐飞虱生长发育繁衍及迁飞与水稻综合抗性水平造成影响及其机制。本研究结果表明异常气温胁迫后，褐飞虱的生长发育与繁殖等行为产生较大的变化，说明异常气温影响褐飞虱的生长发育和繁殖力。温度胁迫后褐飞虱体内的糖原、脂肪、蛋白质、水等物质含量会相应变化，这些有利于其抵御外界不良环境的影响。异常气温胁迫后寄主水稻体内物质也产生变化，植物会通过主动调节渗透保护物质如蛋白质、糖、脂质、水含量等的方式应对逆境胁迫，这是水稻受异常气温胁迫后的反应机制，说明了植物也会在逆境下启动自主防御体制，但这些可能将对昆虫的行为及其迁飞行为产生一定的影响。上述变化是褐飞虱和寄主水稻在长期进化中适应逆境变化的一种手段，亦是褐飞虱应对异常气温胁迫的应对机制，这些变化也会影响褐飞虱种群数量的变化及迁飞等其它行为。寄主通过改变营养物质和其它次生物质的含量等间接对昆虫产生影响，但昆虫也会选择有利于自身发展的方式以最优保护后代的繁衍，这是褐飞虱对寄主受异常气温胁迫后的反应机制。研究结果表明昆虫的寄主营养成分等对其生长发育、存活等行为影响很大，同时对昆虫体内的营养物质含量影响也很大。寄主-昆虫-环境是一个相互作用的三角关系，他们相互制约相互进化，任何一方出现变化都有可能牵涉他方的变化。因此推测在目前全球大环境变化的影响下，褐飞虱的发育繁殖、为害趋势及迁飞会受到影响，但这种影响对其种群数量的发展和长期的致害性及迁飞的影响程度还需要进一步的研究探讨，而寄主水稻生理生化变化对于褐飞虱的影响程度也有待进一步研究。