花绒寄甲松褐天牛生物型的繁殖策略及其影响因素研究

As one of the most important pest management strategies, biological control has been widely used in the world because it provides environmentally-friendly and effective measures for controlling agricultural and forestry pests. The effectiveness of biological control depends on the quantity and quality of natural enemies during artificial propagation. However, little is known about how to improve the quantity and quality of natural enemies for their control efficiency. In this project, we will select a parasitoid beetle, Dastarcus helophoroides (Fairmaire) (biotype of Monochamus alternatus, Coleoptera: Bothrideridae) as a model insect, and will carry out the research on the reproductive strategy and its influencing factors of this beetle by establishing natural experimental population, and by using behavioral observation and ecological analysis methods. The primary coverage of this project including (1) Adult diel rhythms and time budget under natural condition; (2) The effect of mating strategies (including mating frequency and mating pattern) on adult reproductive output and offspring quality; (3) The effect of physiological factors (including adult age, body size, mating history and adult kinships) on adult reproductive output and offspring quality; and (4) The effect of ecological factors (including nutritional and climatic conditions) on adult reproductive output and offspring quality. On the basis of these studies, this project will reveal the factors and their behavioral mechanisms that affecting the reproductive output and offspring quality of this parasitic beetle. These results on the one hand will enrich and develop the theory of insect reproductive biology. On the other hand, these results will also provide insight into the breeding technology of natural enemies.

生物防治为农林害虫的综合治理提供了一种既环保又有效的害虫管理策略并在全世界范围内得到广泛应用。生物防治的有效性依赖于人工繁育天敌的数量和质量，然而，当前对于如何提高天敌昆虫的繁育数量和质量以增强其寄生效能的研究非常有限。本项目拟以花绒寄甲松褐天牛生物型为研究材料，通过建立实验室种群，采用行为学观察和生态学统计的方法，开展该虫繁殖策略及其影响因素的研究。项目的主要研究内容包括（1）成虫期的行为节律及其时间分配规律；（2）交配策略（交配频率和交配模式）对成虫生殖产量和后代质量的影响；（3）生理因素（成虫日龄、大小、交配经历和亲缘关系）对成虫生殖产量和后代质量的影响；（4）生态因素（营养条件和气候条件）对成虫生殖产量和后代质量的影响。通过以上研究，本项目将揭示影响该虫生殖产量和后代质量的因子及其行为学机制。项目成果在理论上可以丰富昆虫繁殖生物学的内容，在实践中可以为天敌昆虫的繁育技术提供思路。

生物防治为农林害虫的综合治理提供了一种环保高效的害虫管理策略并得到全世界广泛应用。由于自然界中天敌的种群数量有限，生物防治的有效实施常常依赖于人工繁育天敌的数量和质量。本项目拟以花绒寄甲松褐天牛生物型为研究材料，开展了该虫的室内繁殖的优化和基础行为学研究，主要研究内容包括（1）花绒寄甲室内繁育技术的优化；（2）花绒寄甲成虫生殖行为的观察；（3）生理生态因素对花绒寄甲生殖产量和后代发育的影响；（4）花绒寄甲趋光行为的研究。经过四年的研究，我们获得了如下结果：（1）花绒寄甲卵的最佳储藏温度为10℃，最佳孵化温度为20℃，理想的储藏时间应在70d内；与黄粉虫蛹相比，大麦虫蛹是花绒寄甲松褐天牛生物型室内繁殖的最优替代寄主；在人工接虫时，将新孵化的幼虫以4头/蛹的接虫密度人工接虫于2日龄前的大麦虫蛹体中，花绒寄甲的生长发育和生殖产量表现最优。（2）花绒寄甲野外种群的发育历期与纬度呈正相关，产卵量和孵化率与纬度不相关；该虫卵的孵化、幼虫化蛹和成虫羽化在一天24h各时段均有发生，成虫交配和产卵行为主要发生在夜间，成虫的抱对、交配和产卵时长平均在14.79min、9.04min和34.56min，且单配长于群养状态。（3）在中等大小的大麦虫蛹上繁育的花绒寄甲发育历期长，后代具有更高的生殖潜力；亲代的产卵量以及后代幼虫的个体发育和形态等受亲代雌虫或雄虫或两者的共同作用的影响；成虫性比主要影响花绒寄甲的产卵但不影响卵的孵化及后代的个体发育和形态发育，其中没有配对的雌虫不产卵；水在花绒寄甲的人工饲养中是不可或缺的，缺水导致花绒寄甲不产卵，寿命急剧缩短。在饲料中增加水分供给可以提高卵的孵化率，后代幼虫的个体发育和形态发育；延迟配对对该虫产卵量和卵的孵化率具有负作用。（4）花绒寄甲是一种正向趋光性昆虫，其趋光行为受光波长和光照强度的显著影响，其中峰值波长为700nm、光照强度为7lux的近红外光对该虫的具有最强的吸引作用。然而，不同的生理生态条件影响其趋光性，其中在饥饿1个月内的趋光性随饥饿时间延长而增强；在15-30℃内随温度的升高趋光性下降；有交配经历的个体趋光性强于无交配经历的个体。研究结果在理论上将丰富昆虫繁殖生物学和行为学的内容，在实践中可以为天敌昆虫的繁育技术提供思路。