艾丁湖区域负海拔环境下蝗虫生殖生态研究

Many studies have shown that the altitude have an important influence to the animal life. Correlated studies both at home and abroad focus on the influence of positive altitude (above sea level), but the research on the influence of negative altitude (below sea level) have not been reported. The study area of this project is the world's second low, Aydin Lake, which is 155 metres below sea level. Calliptamus italicus and Gomphocerus sibiricusoccurred which are the dominant species as the research object, the characteristics of reproductive ecology as the breakthrough point, with the principle of physiological ecology and reproductive biology, and combined with the methods and techniques of histology and cytology, this project studies on the mating and spawning of locust, discusses the development of the reproductive organs and oocyte, in order to illustrate the characteristics of reproductive behavior, reproductive organ and gametogenesis of locust in the negative altitude environment, and to reveal the influence and low of the negative altitude to the reproductive ecology of locust, which can make innovations and breakthroughs in the field of reproductive ecology.

众多研究证明海拔高度对动物生命活动造成重要影响，然而国内外相关研究多集中在正海拔区域（指海平面以上），负海拔环境（指海平面以下）对动物生命活动的影响与程度以及遵循的规律等研究均未见报道。拟申请项目以世界第二低点、中国第一低点艾丁湖区域负海拔环境（海拔-155 m）为研究区域，以区域内优势昆虫意大利蝗（Calliptamus italicus italicus）、西伯利亚蝗（Gomphocerus sibiricus）为研究对象，以其生殖生态特征研究为切入点，综合运用生理生态学和生殖生物学原理，结合组织学及细胞学方法与技术，研究负海拔环境下蝗虫交配、产卵等行为的发生及进程，探讨负海拔环境下蝗虫精/卵巢形态动态变化及精子、卵子发育成熟过程，旨在阐明负海拔环境下蝗虫生殖行为、生殖器官发育及配子发生特征，揭示负海拔环境对蝗虫生殖生态的影响及其规律，以期在生殖生态学理论研究领域有所创新和突破。

本研究以艾丁湖区域负海拔环境为研究区域，于野外定点观察不同海拔区域意大利蝗生殖行为的发生及进程。同时，针对艾丁湖不同海拔区域温度差异及日极端高温特点，设置一系列温度梯度的室内模拟试验，以意大利蝗生殖生态特征研究为切入点，探讨温度对蝗虫生殖能力的影响。主要研究成果如下：①不同海拔地区意大利蝗交配前期、每次交配持续时间、产卵前期、产卵期、产卵量无显著差异（P<0.05）；②短时高温对意大利蝗成虫存活率无显著影响，但对其寿命有显著影响（P<0.01），36℃以上高温导致意大利蝗雌雄成虫寿命显著缩短（P<0.01）；③短时高温对意大利蝗雌虫生殖特性有显著影响；随温度升高，意大利蝗产卵前期显著缩短（P<0.01），但产卵期没有明显变化（P>0.05）；36-42℃范围内，随温度升高意大利蝗单雌产卵量显著降低（P<0.01）；短时高温对意大利蝗卵巢长度、鲜重及发育历期有显著影响（P<0.01），但对卵巢宽度没有显著影响（P>0.05），且随温度升高，卵巢长度、宽度、鲜重及发育历期均呈下降趋势；短时高温可使卵黄蛋白在卵巢中提前沉积，并对其含量（峰值）有显著影响（P<0.01），36℃以上高温导致卵黄蛋白含量（峰值）显著减少（P<0.01）；④短时高温处理对意大利蝗卵子发生期HSP70蛋白相对表达量有显著影响，推测HSP70蛋白的表达在意大利蝗抵抗短时高温胁迫过程中具有重要作用。研究成果可为进一步研究意大利蝗的生殖生态适应机理提供基础数据。