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蛋白质对橘小实蝇生殖的影响

2017-05-08杜迎刚季清娥陈家骅赖钟雄

江苏农业科学 2017年4期
关键词:实蝇交配蔗糖

杜迎刚 +季清娥 陈家骅++赖钟雄

摘要:通过调整饲喂含酵母蛋白人工饲料的天数,观察蛋白质对橘小实蝇生殖器官发育及交配、产卵的影响。结果表明:(1)随着人工饲料提供天数的增加,橘小实蝇精巢颜色加深变快,周围脂肪体出现的日龄早、数量增多。(2)橘小实蝇卵巢发育、交配和产卵对蛋白质有致病依赖性。在提供人工饲料少于2 d的情况下,卵巢发育不明显;在不提供人工饲料的情况下,橘小实蝇交配次数仅为16.666 7次,且没有产卵现象。(3)4日龄是橘小实蝇对蛋白质需求的关键日龄。在提供人工饲料3 d的情况下,后期未见成熟卵;从4日龄开始提供人工饲料的情况下,除有极个别个体发生卵巢不对称发育外,交配日龄和产卵日龄也发生相应推迟。(4)橘小实蝇卵巢发育对蛋白缺乏有一定的耐受性。在羽化第4天才开始持续提供人工饲料的情况下,未发现蛋白质对卵巢发育速度的影响;从第8天才开始持续提供人工饲料的情况下,卵巢还能部分发育和产卵。

关键词:橘小实蝇;蛋白质;卵巢;精巢;脂肪体;生殖器官;交配;产卵

中图分类号: S433.89文献标志码: A

文章编号:1002-1302(2017)04-0073-03

橘小实蝇[Bactrocera dorsalis (Hendel)],别称东方果实蝇、黄苍蝇,属双翅目(Diptera)果实蝇科(Tetriphitidae),是外来危险性害虫之一,原产于印度和马来半岛,在我国的福建、海南、广东、广西、湖南、贵州、云南、四川等省(市、区)猖獗为害,给柑橘、番石榴、洋桃、芒果等46个科250多种果树、蔬菜和花卉的生产造成毁灭性打击[1-2]。

实蝇的主要防治措施有物理防治(清洁田园)、常规化学农药防治和性诱灭雄、食物诱杀和生物防治(释放寄生蜂和不育雄虫)。其中,蛋白诱剂诱杀不污染环境,效果理想[3-4],逐渐成为一项重要的实蝇防治措施。为了指导蛋白诱剂改进及实蝇大量饲养人工饲料的改良,本试验对蛋白质在橘小实蝇生殖器官发育、交配和产卵中的作用进行了研究。

1材料与方法

1.1橘小实蝇

来自于福建农林大学益虫研究所2002年建立的室内饲养种群,约第52代;在橘小实蝇室内种群产卵的前、中期(8~14日龄)采卵,将卵铺在人工饲料上直至发育到老熟幼虫,然后收集发育较一致的老熟幼虫使其在沙中化蛹,作为本试验用虫。饲养条件为温度(25±1) ℃,光—暗周期12 h—12 h,湿度(75±10)%。

1.2养虫笼

30 cm×30 cm×30 cm不锈钢骨架外加100目尼龙纱网罩。

1.3饲料

蔗糖、人工饲料(酵母 ∶[KG-*3]蔗糖=1 ∶[KG-*3]3,可为橘小实蝇生长发育提供优质蛋白质)。

1.4蛋白质对橘小实蝇性器官发育的影响

橘小实蝇羽化前2 d,称取等量蛹于2个养虫笼中。待橘小实蝇羽化后2 h,取雌雄各20头解剖观察生殖器官发育情况,同时一笼给予蔗糖和水,另一笼给予人工饲料和水。于2日龄开始,每笼取雌雄橘小实蝇各50头/d于新笼中,喂蔗糖的改喂人工饲料,喂人工饲料的改喂蔗糖。从第3天起每笼解剖雌雄各20头/d,观察生殖器官的发育情况,13 d后结束试验。

1.5不同营养条件对橘小实蝇交配和产卵的影响

羽化当天取橘小实蝇12笼,每笼雌雄各50头,3笼为1个处理,分别饲喂蔗糖、人工饲料、前4 d喂蔗糖后改喂人工饲料、前4 d喂人工饲料后改喂蔗糖。从第3天起,每天17:30—23:00观察交配情况;同时每笼上方放3块5 cm×5 cm 的产卵布,每24 h记录产卵情况并加新的产卵布,18 d后结束试验。

1.6统计方法

数据处理采用Excel 2003统计分析软件。

2结果与分析

2.1蛋白质对橘小实蝇性器官发育的影响

只提供蔗糖的条件下,精巢颜色由刚羽化2 h的极少部分浅黄色经3日龄大部分黄色到5日龄后的黄色变化过程,从5日龄开始精巢周围才有少量脂肪积累,且随着日龄的增加变化不明显;在一直提供人工饲料(蛋白质)的条件下,橘小实蝇精巢颜色由刚羽化2 h的极少部分浅黄色到2日龄的大部分黄色、4日龄黄色的变化过程,但从3日龄开始精巢周围出现脂肪体,且到9、10日龄达到最高。从羽化开始,连续提供人工饲料少于2 d的情况下,在试验期间橘小实蝇卵巢在形态上看不出发育的痕迹;连续提供3 d人工饲料的情况下,后期未见成熟卵;连续提供4 d人工饲料的情况下,卵巢体积增大不明显且内部卵很少,并在6日龄时发现个别个体出现未成熟卵被吸收的现象,仅25%左右的实蝇后期有少量成熟卵;连续提供人工饲料5 d的情况下,60%的实蝇后期有一定数量的成熟卵,但未成熟卵和脂肪体很少。在一直提供人工饲料的条件下,橘小实蝇卵巢从3日龄开始体积变大(约是1日龄的1.5倍),并开始有脂肪的沉积,4日龄卵巢明显增大,6日龄的卵巢周围有大量脂肪体,7、8日龄有成熟卵,脂肪进一步增加且9、10日龄达到最高。10日龄很难解剖到完整的卵巢,卵巢体积几乎占据整个膨大的腹腔,11、12日龄卵巢体积减小,内部成熟卵变少,未成熟卵排列不紧密,13日龄的卵巢未成熟卵排列紧密,数目较12日龄多(图1)。在羽化第4天才开始提供人工饲料的情况下,卵巢仍能正常发育,但极个别个体出现卵巢不对称发育现象。从羽化第5天开始持续提供人工飼料的情况下,出现卵巢中卵变少、卵巢体积变小现象(最大时体积约为一直提供人工饲料组卵巢体积的80%左右),在第8天才开始提供人工饲料的情况下卵巢发育变慢,卵巢体积进一步变小,内部卵也进一步减少。

2.2不同营养对橘小实蝇交配和产卵的影响

一直饲喂人工饲料的情况下,橘小实蝇在5日龄时有交配现象,8、9日龄达到交配高峰;只饲喂蔗糖的情况下,9日龄时才发现有交配现象;4 d后改喂蔗糖的实蝇也是5日龄有交配现象,但与一直提供人工饲料组相比,交配次数明显减少;而4 d后改喂人工饲料的实蝇与一直人工饲料的实蝇相比,开始交配日龄和交配高峰日龄都发生了相应推迟。

一直喂人工飼料的实蝇在7日龄时有产卵动作,在12日龄时达到产卵高峰;仅喂蔗糖的实蝇在试验期间内未发现有产卵动作;4 d后改喂人工饲料实蝇产卵高峰为17日龄,产卵总量有一定减少,与提供人工饲料组相比,实蝇产卵量在日龄间差异变小,但在个体间差异增大。4 d后改为蔗糖实蝇产卵数量很少,23日龄最多,也仅为7.6667粒。

3讨论

在不提供人工饲料(蛋白质)的情况下,橘小实蝇在试验期间仅交配了16.666 7次,且没有产卵现象;前4 d提供蛋白质的条件下,橘小实蝇一共交配了27.666 7次,产卵量为31666 7粒;而一直喂人工饲料的实蝇一共交配了101.333 3次,产卵量为3 337.333 3粒,交配次数是前4 d提供蛋白质的3.662 6倍,产卵量是105.389 4倍。说明蛋白质对橘小实蝇交配和产卵都产生致命影响,蛋白质对橘小实蝇的生殖是必需的。同时,从图2、图3也可以看出,在喂人工饲料组实蝇第2次交配高峰发生在11、12日龄,而只喂蔗糖的实蝇没有二次交配现象,说明实蝇二次交配与营养条件和产卵与否有关;但第1次交配对产卵量影响较第2次大,据此推测在田

间食物条件[5]和环境条件复杂的情况下,橘小实蝇大多不存在二次交配现象。

在羽化第4天才开始提供人工饲料的情况下,除极个别个体发现卵巢不对称发育外,未发现蛋白质对卵巢发育速度的影响,说明橘小实蝇对蛋白质缺乏有一定的耐受能力。但从羽化第5天开始才提供人工饲料的情况下,出现卵巢中卵变少、卵巢体积变小现象,也说明4日龄是橘小实蝇发育的关键日龄,这与Roberts等的研究[6-7]一致。只提供2 d或3 d蛋白质的情况下,后期未见成熟卵;提供4 d蛋白质的情况下,可有25%左右的实蝇后期有少量成熟卵;饲喂蛋白质5 d的情况下,60%的实蝇后期有较多成熟卵,但未成熟卵几乎没有,脂肪也较少。说明实蝇后期蛋白质摄入不足,严重影响产卵量及产卵期,也进一步说明4日龄是橘小实蝇发育的关键日龄。在第8天才开始提供蛋白质的情况下卵巢发育变慢,卵巢体积变小,内部卵减少,说明缺少蛋白质会延长橘小实蝇的产卵前期,明显减少交配次数和产卵量,这与Epsky等的研究[8-9]相符合。

[JP3]实蝇一生中花费大量时间寻求食物[10],食物的质量对其寿命和繁殖产生显著影响[5,11],其中糖类是生命活动维持物质,蛋白质是繁殖必需物质。田间自然条件下,实蝇的食物匮乏,所以在实蝇活动区喷洒蛋白诱剂,可以达到理想的防治效果。[JP]

参考文献:

[1]杜迎刚,陈家骅,季清娥. 一种新型蛋白诱剂对橘小实蝇引诱作用[J]. 福建林学院学报,2007,27(3):259-262.

[2]杜迎刚,季清娥,陈家骅,等. 橘小实蝇触角感器超微结构及蛋白感受功能[J]. 福建林学院学报,2008,28(3):229-232.

[3]Houston W W K. Fluctuations in numbers and the significance of the sex ratio of the Mexican fruit fly,Anastrepha ludens,caught in McPhail traps[J]. Entomologia Experimentalis et Applicata,1981,30(2):140-150.

[4]James D B,Sridhar P. Feeding and survivorship of blueberry maggot flies (Diptera:Tephritidae) on protein baits incorporated with insecticides[J]. Florida Entomologist,2005,88(3):268-279.

[5]Hendrichs J,Lauzon C R,Cooley S S,et al. Contribution of natural food source to adult longevity and fecundity of Rhagoleis pomonella (Diptera:Tephritidae)[J]. Annals of the Entomological Society of America,1993,86(3):250-264.

[6]Roberts J A,Kitching R L. Ingestion of sugar,protein and water by adult Lucilia cuprina (Wied.) (Diptera,Calliphoridae)[J]. Bulletin of Entomological Research,1974,64(1):81-88.

[7]杜迎刚,陈家骅,季清娥,等. 橘小实蝇对蛋白和糖的反应[J]. 福建农林大学学报(自然科学版),2007,36(4):357-360.

[8]Epsky N D,Heath R R,Sivinski J M,et al. Evaluation of protein bait formulations for the Caribbean fruit fly(Diptera:Tephritidae)[J]. Florida Entomologist,1993,76(4):626-635.

[9]Strangways-Dixon J. The relationship between nutrition,hormones,and reproduction in the blowfly Calliphora erythriocephala (Meig.). Ⅰ. Selective feeding in relation to the reproductive cycle,the corpus allatum volume,and fertilization[J]. Journal of Experimental Biology,1961,38:225-235.

[10]Prokop R J,Roitberg B D. Fruit fly foraging behavior[M]//Robinson A S,Wandemberg C A,Rieger E E,et al. Fruit flies:their biology,natural enemies and control. Amsterdam:Elsevier,1989.

[11]Webster R P,Stoffolano J G,Prokopy R J. Long-term intake of protein and sucrose in relation to reproductive behavior of wild and laboratory cultured Rhagoletis pomonella[J]. Annals of the Entomological Society of America,1979,72(1):41-46.

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