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松果梢斑螟信息化学物质的研究

作　者: 杜秀娟
导　师: 高长启
学　校: 东北林业大学
专　业: 森林保护学
关键词: 松果梢斑螟信息化学物质生物学特性生态学特性嗅觉反应感受器
分类号: S763.3
类　型: 博士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

松果梢斑螟Dioryctria pryeri是一种重要的针叶树蛀食类害虫。它的分布与针叶树寄主植物分布相一致。分布于中国的黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古、山东、河北、北京、河南、山西、陕西、甘肃、青海、新疆、安徽、江苏、浙江、四川和台湾等地,以及日本。近几年,在黑龙江小兴安岭及吉林省长白山林区的露水河、黄泥河及二道白河等地爆发成灾;危害红松的球果及枝梢,造成严重的经济损失,并引起了生态环境破坏。本文以松果梢斑螟生物生态学特性研究为起点;从信息化学物质寄主挥发性物质入手,分析其不同危害期红松球果挥发性物质、越冬幼虫转移危害期不同组织挥发性物质及成虫产卵期球果挥发性萜类物质时间变化规律;同时开展了幼虫对红松不同组织选择特点及挥发性物质中有效的引诱成分测试;在此基础上分析了红松球果中可溶性糖及总氮含量与幼虫危害关系;扫描电镜对其成虫触角、幼虫触角与口器化学感器的研究,为幼虫对寄主挥发性物质选择机理及幼虫取食危害时化学通讯联系提供了形态学依据;为松果梢斑螟的无公害治理工作奠定了基础。采用室内饲养与林间观测相结合方法观测了松果梢斑螟生物学特性,同时采用林间样地对角线和随机取样法及生物统计学中昆虫空间分布型聚集度指标和回归分析法分析了松果梢斑螟果幼虫空间分布型生态学特性,发现其于红松林间、树冠不同方位、树冠不同层次及球果上不同部位均具有聚集分布特性。利用动态顶空活体吸附剂采样法收集样品,采用热脱附、气相色谱与质谱联用技术(TCT-GC/MS)分析了红松挥发性物质组成及相对含量,结合嗅觉仪反应测试结果,探讨了越冬幼虫转移危害期幼虫对红松不同组织的选择,发现此时幼虫显著趋向于健康球果挥发性物质标样乙醇溶液,而对红松球果挥发性物质单组分a-蒎烯、柠檬烯及双组分的a-蒎烯+β-蒎烯各自百分含量标样乙醇溶液的选择显著高于红松球果挥发性物质标样乙醇溶液本身。幼虫对3种引诱源选择强弱顺序为a-蒎烯、柠檬烯、a-蒎烯+β-蒎烯乙醇溶液。越冬幼虫转移危害期,单组分物质在越冬幼虫对寄主选择中起主要作用。成虫产卵期则分析了红松健康球果与受害球果挥发性萜类释放时间变化规律。一天中挥发性萜类含量的测定结果表明,一天中大多数挥发性萜类的含量上午不同采样时间含量差异不显著,下午时差异显著;而上、下午之间含量差异显著。而采样时起不同日龄红松健康球果与受害球果a-蒎烯、β-蒎烯和柠檬烯含量较高,且变化规律一致。越冬幼虫转移危害期与成虫产卵期红松球果释放的挥发性萜类物质不同;前者多于后者,且均具有特异性组分。嗅觉盆与Y形嗅觉仪测试幼虫对红松不同类型球果选择行为发现,幼虫对受害球果选择的百分率大于健康球果,这一结果在红松人工林、混交林球果引诱源的研究中得到同样的结果。而对于红松混交林该虫危害球果不同部位形成的不同类型受害球果的选择结果表明,上部受害球果＞下部受害球果＞中部受害球果＞整体受害球果;对红松人工林该虫危害球果不同部位形成的不同类型受害球果的选择的结果表明,整体受害球果＞下部受害球果＞上部受害球果＞中部受害球果。在此基础上采用了蒽酮法及凯氏定氮法研究了红松球果整体、果鳞及果轴中可溶性糖及总氮的含量。发现幼虫对不同类型红松球果取食喜好程度与可溶性糖含量关系密切,随可溶性糖含量增加而加强,但取食球果蛀孔多少与其对幼虫引诱及取食喜好成分相关。蒽酮测试法与凯氏定氮法测试了松果梢斑螟不同危害期红松球果可溶性糖及总氮含量,幼虫转移危害期、成虫产卵期球果可溶性糖的含量低于总氮;幼虫转移越冬期可溶性糖含量高于总氮。红松果鳞与果轴中这两类物质含量变化与球果整体一致。此外,随着红松球果生长量的增加可溶性糖含量呈上升趋势,而氮含量呈下降趋势,与球果生理状态密切相关。而且幼虫转移越冬期红松健康球果可溶性糖含量低于受害球果,而总氮含量高于受害球果,是球果防御幼虫取食危害的一种策略。幼虫主要取食红松球果中幼嫩且质地柔软的果轴,可溶性糖含量红松球果整体＞果鳞＞果轴,氮素的含量为红松球果整体＞果轴＞果鳞。扫描电镜观察红松上松果梢斑螟成虫触角上感器及幼虫头部触角和口器上感器。成虫触角上分布有毛形、刺形、耳形和腔锥感器。毛形、刺形和腔锥感器为化学感器,依据资料推测分别执行感受昆虫性信息素的功能;感受机械刺激和味觉;感受水蒸气、二氧化氮、湿度变化、植物气味等作用。而五龄幼虫触角与口器上未发现任何感器,四龄幼虫触角末端2个栓锥形感器、2个锥形感器和1个毛形感器完成感受气味的功能;及触角第2节上刺形感器完成感受机械刺激与物质质地的功能。四龄幼虫口器的下颚及下唇须上分布化学感器。外颚内侧壁上具有2个栓锥形感器;下颚须端节端部有4个栓锥形感器;幼虫取食时,负责感受取食物质营养成分和气味感受作用;下唇须上有1栓锥形感器和1锥形感器,栓锥感器较锥形感器长且粗。

全文目录

摘要  3-5
Abstract  5-13
1 绪论  13-25
  1.1 引言  13
  1.2 蛾类昆虫的信息化学物质  13-16
    1.2.1 昆虫信息素的概念  13-14
    1.2.2 蛾类昆虫性信息素的生物学研究  14-15
    1.2.3 蛾类昆虫信息化学物质之间的关系  15-16
  1.3 松果梢斑螟的生物学特性  16-17
  1.4 松果梢斑螟的生态学特性  17
  1.5 松果梢斑螟的信息化学物质  17-21
    1.5.1 松果梢斑螟的性信息素  17-19
    1.5.2 松果梢斑螟的寄主挥发性物质  19-21
  1.6 寄主挥发性物质与松果梢斑螟的行为  21-22
  1.7 寄主的营养物质与松果梢斑螟的行为  22-23
  1.8 松果梢斑螟的感受器  23
  1.9 本研究的背景  23-24
  1.10 本文的研究内容  24-25
2 松果梢斑螟生物学特性  25-28
  2.1 材料与方法  25
    2.1.1 试验地概况  25
    2.1.2 研究方法  25
  2.2 结果与分析  25-27
    2.2.1 生物学特征  25-26
    2.2.2 生活史  26-27
    2.2.3 天敌  27
  2.3 本章小结  27-28
3 松果梢斑螟生态学特性  28-39
  3.1 材料与方法  28-30
    3.1.1 试验地概况  28
    3.1.2 调查方法  28
    3.1.3 分析方法  28-30
  3.2 结果与分析  30-38
    3.2.1 幼虫空间分布型  30-37
    3.2.2 成虫羽化扬飞曲线  37-38
  3.3 本章小结  38-39
4 寄主红松挥发性物质的提取、鉴定与比较  39-52
  4.1 材料与方法  39-40
    4.1.1 寄主挥发性物质的收集方法  39-40
    4.1.2 寄主挥发性物质的分析方法  40
  4.2 结果与分析  40-50
    4.2.1 越冬幼虫转移危害期红松不同组织挥发性物质分析  40-42
    4.2.2 成虫产卵期红松健康球果与受害球果挥发性物质分析  42-47
    4.2.3 不同危害期红松球果挥发性物质成分分析  47-50
  4.3 本章小结  50-52
5 松果梢斑螟的嗅觉反应  52-60
  5.1 材料与方法  52-53
    5.1.1 材料  52
    5.1.2 方法  52-53
  5.2 结果与分析  53-59
    5.2.1 Y型嗅觉仪测定越冬幼虫对越冬幼虫转移危害期红松不同组织反应  53-55
    5.2.2 幼虫对转移越冬期红松健康球果和受害球果的嗅觉反应  55-57
    5.2.3 幼虫对红松不同类型受害球果的嗅觉反应  57-59
  5.3 本章小结  59-60
6 寄主球果营养成分的分析  60-71
  6.1 材料与方法  60-62
    6.1.1 材料  60
    6.1.2 方法  60-62
  6.2 结果与分析  62-69
    6.2.1 不同危害期红松球果营养成分分析  62-64
    6.2.2 幼虫转移越冬期红松球果营养成分分析  64-69
  6.3 本章小结  69-71
7 松果梢斑螟的感受器  71-83
  7.1 材料与方法  71
    7.1.1 材料  71
    7.1.2 方法  71
  7.2 结果与分析  71-82
    7.2.1 松果梢斑螟成虫触角感器  72-78
    7.2.2 松果梢斑螟幼虫头部化学感器  78-82
  7.3 本章小结  82-83
结论  83-87
参考文献  87-95
攻读学位期间发表的学术论文  95-96
致谢  96-97

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