松褐天牛Monochamus alternatus Hope生物學特性和交配行為的研究.pdf

1、本文對松褐天牛成蟲生物學特性和交配行為進行了研究，主要研究內(nèi)容如下： 1.松材線蟲病在重慶的發(fā)生。 1.1松材線蟲病在重慶的分布。松材線蟲病在重慶的萬州、忠縣、長壽、涪陵、渝北、江北、巴南和沙坪壩區(qū)都有發(fā)生，這些縣、區(qū)均屬長江沿岸地區(qū)，其中涪陵發(fā)生最嚴重?？梢酝茰y松材線蟲病是由于長江貨運向上游傳播的。 1.2松材線蟲病在重慶的發(fā)生危害特點。松材線蟲病在原發(fā)地持續(xù)發(fā)生，危害逐年加重，疫情迅速向周邊地區(qū)擴散蔓延。疫情

2、發(fā)生小班一年四季均有死亡松樹出現(xiàn)，死樹高峰期出現(xiàn)在8-11月，部分小班4-5月也有大量松樹枯死的情況。發(fā)生區(qū)枯死松樹中長勢良好樹占83﹪；未發(fā)生區(qū)枯死的長勢良好樹僅占12﹪。 1.3松材線蟲病發(fā)生與環(huán)境關(guān)系調(diào)查。重慶市松材線蟲病在海拔190m至1000m均有分布，400-700m發(fā)生最多。隨著海拔的升高，傳播媒介松褐天牛的發(fā)生期明顯推遲。不同坡向均有受害?？傮w來看，陽坡的受害比陰坡重。發(fā)生松材線蟲病的林分絕大多數(shù)是馬尾松人工純林

3、，此外還有馬尾松與杉樹的混交林、馬尾松與其它雜樹的混交林。 1.4松材線蟲傳播媒介的調(diào)查。通過野外調(diào)查和室內(nèi)飼養(yǎng)，搜集到松褐天牛、松縱坑切梢小蠹、金絨錦天牛、蕭氏松莖象等昆蟲，除松褐天牛外，無論是室內(nèi)飼養(yǎng)或是誘集獲得的其他昆蟲體上均未分離出線蟲。由于涪陵地區(qū)已經(jīng)發(fā)生松材線蟲病，又從枯死木中羽化出的松褐天牛成蟲體上分離出來線蟲，因此可以推定松褐天牛是重慶地區(qū)松材線蟲病的主要傳播媒介。 2.松褐天牛生物學特性研究。重慶屬中亞

4、熱濕潤季風氣候類型，松褐天牛在重慶的生活史和發(fā)生規(guī)律尚不清楚。本章研究了重慶地區(qū)松褐天牛的發(fā)生規(guī)律、生活史、食性、產(chǎn)卵寄主等，以期對有效控制松褐天牛的發(fā)生危害和松材線蟲病的傳播蔓延提供一定的理論基礎。 2.1松褐天牛林間發(fā)生動態(tài)。在重慶地區(qū)松褐天牛一年發(fā)生一代，主要以3-4齡幼蟲在受害馬尾松木質(zhì)部的蛀道內(nèi)越冬，少數(shù)2-3齡幼蟲也可在樹皮下面越冬。次年3月下旬越冬幼蟲開始活動并繼續(xù)取食，于4月中旬越冬幼蟲在蟲道末端做成蛹室，開始化

5、蛹；4月下旬成蟲開始羽化。羽化始期和始盛期重疊，重疊期為4月下旬至5月下旬。初羽化成蟲取食幼嫩松枝補充營養(yǎng)，約10d后成蟲開始交配并咬出刻槽產(chǎn)卵；6月上旬幼蟲開始出現(xiàn)，初孵幼蟲取食樹皮及韌皮部，3齡幼蟲咬出狹長蛀孔蛀入取食木質(zhì)部。6月中旬和下旬是幼蟲孵化盛期；11月初幼蟲開始越冬。各地區(qū)因海拔和特殊地理環(huán)境的不同，成蟲羽化時間稍有差異。 2.2松褐天牛生物學特性研究。松褐天牛成蟲最喜歡在馬尾松、雪松、濕地松上棲息取食和產(chǎn)卵，對羅

6、漢松、園柏和柳杉取食相對較少，對怪柳和水杉幾乎不取食，這對于營林和林分改造具有指導意義。室內(nèi)觀察顯示，成蟲產(chǎn)卵前期為5.74±0.27d，產(chǎn)卵高峰期持續(xù)時間較長，將近1個半月，而產(chǎn)卵始期和末期時間較短，雄蟲壽命65.11±13.37d(M±SD)，雌蟲壽命75.78±15.41d(M±SD)。成蟲一生的產(chǎn)卵量155.89±67.22(M±SD)粒。 3.松褐天種群生態(tài)學特性的研究。 3.1松褐天牛成蟲的空間分布。松褐天牛

7、成蟲羽化后取食新鮮松枝補充營養(yǎng)，到卵巢發(fā)育成熟之后開始尋找合適寄主產(chǎn)卵，對松褐天牛成蟲的分布型進行研究不但有助于揭示該蟲的種群空間分布格局，而且有助于確定正確的抽樣方法，取樣數(shù)量提供依據(jù)，從而提高蟲情調(diào)查和預測預報的準確度。 叢生指標I、負二項分布K、K值法CA值大于0；擴散系數(shù)C、擴散指數(shù)Iδ，聚塊性指標M*/-x大于1；平均擁擠度M*、La大于(x)；L'大于(x)+1；由此可以見松褐天牛成蟲在林間的分布型為聚集分布。聚集均

8、數(shù)λ大于0小于2，可以推斷松褐天牛成蟲在林間的聚集是由環(huán)境引起的。 Tayor模型S2=-bax回歸分析表明松褐天牛成蟲在林間呈密度制約型聚集分布。Iwao模型M*=α+β-x分析表明松褐天牛成蟲在林間是聚集負二項分布，分布的基本成份是個體群，個體間相互吸引。蘭星平模型La=θ+η-x分析表明松褐天牛成蟲呈聚集分布。徐汝梅模型M*=α'+β-x+γ-x2在此不適用于松褐天牛成蟲分布型的研究，可用Iwao模型替代。采用零頻率方法分

9、析表明松褐天牛成蟲種群的空間格局為聚集型，類型為聚集度零頻率制約型。 3.2松褐天牛的自然種群生命表。松脂掩埋和寄生是導致卵不孵化的主要原因。死亡率最高的階段(達到48.6﹪)是幼蟲蛀入前階段，死亡原因有幼蟲之間的競爭，天敵捕食，還有被微生物寄生等。 松褐天牛幼蟲在進入木質(zhì)部取食之前，要先蛀食大量樹皮和木質(zhì)部之間的韌皮部，3齡之后再蛀入木質(zhì)部危害。在產(chǎn)卵密集的區(qū)域大量幼蟲因樹皮被先孵化的幼蟲取食而餓死。隨著幼蟲的發(fā)育，競

10、爭更加激烈，可以觀察到多個小塊的取食刻痕和餓死幼蟲，而最后只有少許蛀入孔。幼蟲蛀入木質(zhì)部后被捕食的機會很少，其死亡原因主要是幼蟲取食競爭(觀察到蛀食坑道交錯)、微生物寄生和溫濕度的變化等因素引起。蛹死亡數(shù)目是根據(jù)蛹室內(nèi)死亡的殘體確定。由于蛹期被捕食的機會很少，研究死亡原因主要是微生物寄生和木質(zhì)部含水量的變化。 種群趨勢指數(shù)I=18239.13/1214=15.024松褐天牛的交配行為松褐天牛作為Hanks歸納的SH種類因其幼蟲食

11、物資源質(zhì)量不可預知性和短暫性，松褐天牛的交配行為表現(xiàn)出強烈雄性競爭，包括與對手格斗，配后保護等。本章詳細描述了松褐天牛的交配行為，并對松褐天牛的交配策略進行研究。 4.1松褐天牛的交配行為。松褐天牛一次完整的交配過程包括相遇抱對、插入輸精、配后保護3個階段，其中插入輸精可能多次。從最后一次輸精完成到雄蟲離去為配后保護階段。試驗中共觀察123次松褐天牛成蟲交配情況，其中完成交配103次；有配后保護的99次。在多數(shù)情況下，配后保護是

12、松褐天牛成蟲交配的必要階段。 松褐天牛一次完整的交配過程平均需66.27min，其中輸精前抱對為3.51min。常常有多次輸精插入，每次輸精插入時間為57.6s。輸精結(jié)束后雌腹部末端有白色液體流出，而隨著雄蟲內(nèi)囊的收回，也有白色液體留在腹部末端。 4.2松褐天牛的交配策略。松褐天牛不同雄性個體和雌性個體所獲得的交配機會差異很大。初次交配松褐天牛雌雄蟲輸精前抱對求偶時間小于再次交配的時間；而輸精時間、配后保護時間和輸精次數(shù)

13、都大于再次交配。松褐天牛在交配各階段時間的分配可以看作是面對不同交配經(jīng)歷的配偶以及根據(jù)自身的狀況進行評估后所采取的交配策略。 4.3松褐天牛的野外交配行為觀察。新伐馬尾松木段對松褐天牛雌、雄成蟲均有極強的吸引力。交配和產(chǎn)卵一般發(fā)生在夜間，因此次日晨?？捎^察到很多新鮮的產(chǎn)卵孔。在馬尾松木段上，松褐天牛雄蟲利用觸角掃動搜尋雌蟲，遇到雄蟲相互避讓；遇到正在產(chǎn)卵的雌蟲也避讓。掃描搜尋到雌蟲后馬上進行抱對，無明顯的求偶階段。野外交配行為的

14、觀察結(jié)果與室內(nèi)觀察結(jié)果基本一致。 5.多次交配對松褐天牛精子數(shù)量消耗、產(chǎn)卵量和孵化率的影響。松褐天牛雌成蟲有多次交配習性。通過解剖松褐天牛雌蟲受精囊和室內(nèi)飼養(yǎng)觀察，研究了多次交配對松褐天牛雌蟲受精囊內(nèi)精子數(shù)量消耗、產(chǎn)卵量、卵孵化率、產(chǎn)卵歷期和壽命的影響，并對松褐天牛雌性生殖系統(tǒng)、精子形態(tài)及精子在雌性生殖系統(tǒng)中的分布動態(tài)進行了詳細的描述，其結(jié)果表明：多次交配的松褐天牛雌蟲受精囊內(nèi)的精子數(shù)量長期保持在12萬個左右，而只交配一次的松褐

15、天牛雌蟲受精囊內(nèi)精子數(shù)量不斷消耗，交配16d后降到5萬個以下。多次交配的雌蟲產(chǎn)卵量(167.087粒)和卵孵化率(94.38﹪)都顯著大于單次交配雌蟲的產(chǎn)卵量(113.5217粒)和卵孵化率(83.79﹪)；但是多次交配的雌蟲與單次交配的雌蟲相比較，產(chǎn)卵歷期和壽命差異都不顯著。 6.利用AFLP研究松褐天牛精子競爭-P2值變化。精子競爭是性選擇的最后形式，是動物生殖系統(tǒng)進化和交配行為進化的重要動力。利用AFLP方法研究松褐天牛精