草地螟滞育的解除及滞育后生殖与迁飞型分化研究

以兼具迁飞、滞育行为习性的重大农业害虫草地螟为对象，围绕其滞育的解除、滞育后成虫生殖与迁飞型分化三者之间的关系，通过研究不同光周期和低温刺激对幼虫滞育解除的影响，明确其滞育的解除条件与特征；在此基础上，通过研究不同滞育强度的幼虫滞育解除后成虫生殖与飞行能力的变异，揭示幼虫滞育对成虫潜在的生殖效应及迁飞型分化的综合影响，阐明滞育-生殖-迁飞三者间协同或拮抗综合效应；应用HPLC测定草地螟滞育维持和解除过程中血淋巴JH和EH滴度，并结合外源注射JHA和MHA后滞育和非滞育个体发育方向的变化，揭示其滞育的维持与解除的生理机制。从而系统阐明草地螟滞育的解除及滞育后生物学特性，解析幼虫滞育对成虫生殖与迁飞行为以及田间种群动态的影响规律，为促进昆虫滞育与迁飞行为协同进化理论的发展以及草地螟监测预报技术的改善提供实验依据。

草地螟是我国北方农牧区重大害虫，兼具滞育与迁飞习性。本项目围绕其滞育的解除、滞育后成虫生殖与迁飞型分化三者之间的关系，通过研究不同光周期和低温刺激对幼虫滞育解除的影响，明确了其滞育的解除条件与特征：草地螟滞育幼虫不需要经过低温或长日照刺激便可解除滞育，但低温处理（刺激）对其滞育的解除有明显的促进作用， 5℃或0℃低温处理20～30 d是草地螟滞育解除的最佳条件。通过研究不同滞育期的幼虫滞育解除后成虫生殖与飞行能力的变异，揭示了幼虫滞育对成虫潜在的生殖效应及迁飞型分化的综合影响：与非滞育幼虫相比，滞育幼虫解除滞育后发育羽化的雌蛾产卵前期和产卵历期均显著延长，平均每雌产卵量也显著减少，但雌、雄蛾平均寿命显著延长。不同滞育持续期对草地螟 1 日龄成虫飞行能力影响差异不显著，但却可以显著促进滞育解除后3 日龄成虫的飞行，由滞育幼虫发育来的成虫飞行速度和飞行距离显著高于非滞育幼虫，而不同滞育持续期的幼虫发育来的成虫飞行能力差异不显著。原因是源于滞育幼虫发育来 的 3 日龄成虫飞行肌和能源物质含量显著高于源于非滞育幼虫发育来的。应用HPLC测定了草地螟滞育维持和解除过程中血淋巴JH和MH滴度，揭示了其滞育的诱导、维持与解除的生理机制： JHⅠ和MH对草地螟滞育有显著的影响，较高的JH滴度有利于滞育的维持。在进入滞育虫龄（5龄）的初期，JHⅠ保持在较高的水平，随着5龄幼虫天数的延长，血淋巴中JHⅠ滴度呈下降趋势，到第5 d 达到最低，但之后进入老熟状态时，血淋巴中仍保持较高滴度的JHⅠ，从而诱导幼虫滞育。滞育期间血淋巴中JHⅠ的滴度一直维持在较高水平，而化蛹前5 d 血淋巴中JHⅠ滴度显著下降。较低的MH滴度有利于滞育的维持，而较高有利于滞育的解除。5 龄初期， MH 整体水平较低（50 ng/ml），之后随着发育天数的延长，虫体血淋巴中 MH 滴度水平缓慢上升，第5天到达最大值，之后进入老熟状态，血淋巴中MH滴度开始下降，并维持在一个较低的水平。整个滞育持续期间 MH 都维持在一个很低的水平，而化蛹前5dMH滴度显著上升，直至化蛹前 1d 达到最大值，之后解除滞育。这些结果为阐明草地螟滞育的解除及滞育后生物学特性，解析幼虫滞育对成虫生殖与迁飞行为的影响及其激素调控，促进昆虫滞育与迁飞行为进化理论的发展提供了重要依据。