不同突变体异色瓢虫取食人工饲料的适合度研究.docx

? ? 不同突变体异色瓢虫取食人工饲料的适合度研究 ? ? 李明凌，王森山，郝亚楠，秦亚龙，陈明娟，孙元星 (1.甘肃农业大学 植物保护学院，兰州 730070；2.甘肃省农作物病虫害生物防治工程实验室，兰州 730070) 基因多效性是生物体中普遍存在的一种现象，具体是指生物体某一基因发生突变往往会导致其他性状的改变[1]。近年来，有关昆虫体色基因的多效性已成为研究热点。大量试验表明昆虫体色的突变往往会在行为、生理和生活史等方面表现出多效性作用，并具有稳定的种群遗传特征[2-5]。例如，与正常型果蝇Drosophilasimulans相比，黄化型果蝇的抗紫外能力和交配成功率均显著下降[6-7]；而海灰翅夜蛾Spodopteralittoralis的黑化幼虫较正常型对白僵菌的抗性明显增强[8]。此外，研究表明体色相关基因发生突变还会影响昆虫对食物的利用效率，进而影响生长发育，如黑化型天幕毛虫Malacosomadisstria幼虫较正常型在取食相同食物后雄虫体型较小[9]。目前，有关昆虫体色相关基因多效性的研究主要集中于鳞翅目及膜翅目，而在鞘翅目中的研究相对较少。 异色瓢虫Harmoniaaxyridis属鞘翅目(Coleoptera)、瓢虫科(Coccinellidae)，是一种重要的捕食性天敌，在生物防治中应用广泛[10]。该瓢虫成虫鞘翅斑型多样，不同色型之间的生物学特性存在明显差异，是研究体色与环境适应机理的理想模式材料[11]。研究表明，异色瓢虫蛹及成虫的黑化程度与环境适应(主要为温度)密切相关[12-13]。近年来，部分研究还发现异色瓢虫黑化相关基因具有明显的多效性，如一种异色瓢虫浅色突变体gr与野生型相比，其幼虫的取食量和抗紫外能力均显著降低[14]；在3龄幼虫期沉默黑化相关基因可显著降低成虫的产卵量及卵孵化率[15]。 人工饲料在捕食性天敌的规模化生产中具有十分重要的作用。应用高效人工饲料饲养天敌不仅可以降低生产成本，而且可以长时间维持天敌种群数量的稳定[16-18]。目前，异色瓢虫的非昆虫源人工饲料主要以脊椎动物蛋白为主，其中以基于猪肝的饲料居多[19]。研究表明，相关饲料基本可以满足异色瓢虫生长发育的营养需求，但仍存在存活率较低、发育历期延长等诸多不利影响[20]。基于体色相关基因具有多效性的理论基础，筛选合适的表型个体对提高人工饲料的饲养效率具有重要意义。目前尚不明确不同黑化程度异色瓢虫个体取食人工饲料后的适合度是否存在差异。 甘肃农业大学植物保护学院害虫生物防治实验室在前期试验中发现了两个体色黑化程度截然相反的异色瓢虫个体，黑化型(ML)与浅色型(GR)。黑化型自二龄起，幼虫虫体各部分黑化程度明显加深，成虫鞘翅黑色斑点的黑化程度及斑点面积较野生型(WT)均增大(待发表)；浅色个体幼虫虫体呈金麒麟色，成虫鞘翅黑色斑点的黑化程度及斑点面积均较野生型减小，且与野生型相比其生物学特性具有明显差异[21]。同时，经一系列自交、回交及侧交试验证实，上述两个体色异常个体为具有稳定遗传特性的突变体。本试验基于上述两个突变体，通过人工饲料饲喂并测定其生长发育相关参数及成虫繁殖力，并与野生型进行比较，旨在明确二者取食人工饲料后的适合度差异。本研究结果对探究黑化相关基因的多效性及筛选更具规模化生产潜力的天敌具有指导意义。 1 材料与方法 1.1 供试昆虫 异色瓢虫黑化(ML)和浅色突变体(GR)均来自实验室长期饲养的种群，分别将两对成虫饲养于直径为5 cm的塑料培养皿内，每天提供充足的桃蚜并收集卵。将卵孵育在直径为3 cm的培养皿内并提供浸透水的棉球用以保湿，待卵孵化后，收集1龄幼虫用于后续试验。桃蚜种群饲养在室内盆栽的辣椒苗上。以上供试昆虫均饲养在人工气候箱内(上海跃进医疗器械有限公司，RQX-250；温度(25 ± 1)℃，光周期 L∶D=16∶8，相对湿度60 %)，并在相同条件下饲养黄底野生型异色瓢虫(WT)作为对照。两个突变体及野生型异色瓢虫各发育阶段的典型形态特征如图1 所示。 1.2 人工饲料配制 按照 Sun 等[22]所述配方及方法(稍有优化，成分见表1)配制人工饲料，且将所得人工饲料分装到1.5 mL离心管中并保存于-20 ℃ 冰箱，用于后期饲喂试验。 表1 异色瓢虫基础人工饲料配方 1.3 人工饲料饲喂 将黑化、浅色和野生型初孵幼虫单头饲养在3 cm的培养皿内(黑化与浅色型分别饲养60头幼虫，野生型饲养40头)，提供新鲜的人工饲料和浸透水的棉球用以保湿。每天观察和统计幼虫的发育和存活情况直到化蛹及羽化，饲料每两天更换1次。待成虫羽化后，收集成虫(羽化后24～36 h)并称量(SY204电子天平，上海佑科仪器仪表有限公司，精确至0.1 mg)。分别计算1龄发育至后续各阶段的存活率，并计算蛹-成虫的羽