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自然状态下,毛竹林内同时存在大、小年竹叶和新竹叶,而竹林经营的改制使林分中竹叶类型的多样性减少,这就可能对毛竹食叶害虫及其天敌群落产生一系列的影响,进而影响到食叶害虫种群的暴发。本研究以不同毛竹叶-食叶害虫刚竹毒蛾-天敌白僵菌为研究对象,测定了不同类型竹叶的重要营养物质和次生物质含量,通过室内饲养研究了竹叶类型对3代刚竹毒蛾主要种群参数(幼虫存活率、幼虫历期、化蛹率、蛹重、成虫羽化率和产卵量)、体内纤维素酶活力及重要抗性相关酶活力的影响,探讨了白僵菌寄生不同饲料饲养的刚竹毒蛾幼虫后的生物学特性,取得了如下主要结果: 1.取食不同类型毛竹叶对刚竹毒蛾的影响 取食大年竹叶、小年竹叶和新竹叶对刚竹毒蛾的主要种群参数产生了明显的影响。与其它类型竹叶相比较,取食大年竹叶刚竹毒蛾幼虫的发育历期更短,生殖力更强;用大、小年和新竹叶混合后饲养刚竹毒蛾,其幼虫存活率、化蛹率、蛹重、成虫羽化率和产卵量均比其他单一类型竹叶饲养下的更小;在相同类型竹叶饲养下,第一代刚竹毒蛾幼虫存活率、化蛹率、蛹重、成虫羽化率和产卵量均小于第二代和越冬代。 室内生物测定结果表明:不同类型竹叶的蛋白质、多糖和可溶性糖含量以大年竹叶最高,小年竹叶较低,新竹叶在一年中变化较大;不同类型竹叶的黄酮、单宁和总酚含量则以小年竹叶显著大于大年竹叶,新竹叶在一年中变化最大。典型相关分析结果显示,取食不同类型毛竹叶的刚竹毒蛾幼虫发育历期和成虫产卵量与竹叶中黄酮、单宁和总酚含量显著相关;幼虫蛹重则与蛋白质、多糖和可溶性糖含量有显著相关性。 各代刚竹毒蛾幼虫内切-β-1,4-葡聚糖酶(EG)、外切-β-1,4-葡聚糖酶(CBH)和β-葡萄糖苷酶(BG)的活力均以取食大年竹叶的最高,其后依次为取食小年竹叶、新竹叶和混合竹叶。混合竹叶饲养下刚竹毒蛾幼虫纤维素酶的活力最低,且BG与CBH活力相近,取食单种不同类型竹叶下刚竹毒蛾幼虫的3种纤维素酶活力相近,均以EG酶系活力最高,BG稍大于CBH,但后两种酶的活力都只有EG的50%左右。 测定5龄和6龄刚竹毒蛾幼虫的乙酰胆碱酯酶(AChE)和谷胱甘肽s-转移酶(GSTs)活力的结果表明:大、小年竹叶饲养处理间并无显著差异,但取食新竹叶幼虫的AChE和GSTs活力比大年、小年竹叶饲养条件下的均更高。 综合上述研究认为,新竹叶饲养下刚竹毒蛾主要种群参数及纤维素酶活力在3代中变化较大,且AChE和GSTs活力较高,这与新竹叶次生物质含量较高且在一年中的变动较大有关。大年竹叶饲养对刚竹毒蛾的种群与个体的发育较为有利,这与大年竹叶主要营养物质含量较高有关。混合饲料饲养对刚竹毒蛾的种群和个体都有明显的负面影响。 2.混合饲料中不同比例新竹叶对刚竹毒蛾的影响 在发现新竹叶对刚竹毒蛾主要种群参数具有显著影响的基础上,模拟自然条件,进一步研究含有不同比例新竹叶的混合饲料对刚竹毒蛾种群的影响。结果表明:与含有其它比例新竹叶的混合饲料相比较,新竹叶比例为10%和20%的混合饲料饲养能够显著延长刚竹毒蛾蛹期、降低蛹的重量、成虫的产卵量和卵的孵化率,但新竹叶比例为50%的饲料饲养则能极显著缩短刚竹毒蛾蛹期,提高蛹的质量、成虫的产卵量和卵孵化率。 相关分析结果显示:新竹叶比例的变化对刚竹毒蛾纤维素酶活力有一定影响。小比例(20%以下)新竹叶混合饲料饲养条件下,刚竹毒蛾纤维素酶的活力仍然会在6龄出现较明显的上升,随着新竹叶比例的增加,酶活力在时间上的变化则越来越小。3类纤维素酶中,EG和BG活力均随着新竹叶比例的上升而下降,但在20%以后下降的幅度显著降低,然而 CBH的活力在时间尺度上的变化极小。 随着食物中新竹叶比例的增加,刚竹毒蛾幼虫 AChE和GSTs的活力逐渐上升,6龄幼虫比5龄幼虫高,在较高新竹叶比例(>20%)情况下,酶活力上升的幅度极小。 从上述研究可以看出,混合饲料中新竹叶比例为10%和20%时对刚竹毒蛾的种群发展较为不利。从刚竹毒蛾幼虫纤维素酶活力及 AChE和GSTs的活性的变化可以看出,新竹叶比例在10%和20%条件下刚竹毒蛾幼虫的食物利用率和抗性均较低。 3.白僵菌对取食不同竹叶刚竹毒蛾幼虫的致病性 在接种F代(第一代)和S1代(F代子代)白僵菌下,取食大年竹叶刚竹毒蛾5、6龄幼虫的寿命均极显著大于取食小年竹叶的寿命。在混合饲料处理中,随着饲料中新竹叶比例的增加,刚竹毒蛾5、6龄幼虫对F代白僵菌的抗性明显上升。F代白僵菌对新竹叶比例20%饲养的刚竹毒蛾5、6龄幼虫的致病力最强,对新竹叶比例为50%饲养刚竹毒蛾幼虫的致病力最低。 以混合饲料饲养的刚竹毒蛾5、6龄幼虫为寄主,白僵菌的生长量、产孢量、孢子萌发率、耐热性和抗紫外线能力在代内差异极小,且不随着新竹叶比例的变化而显著变化。但上述指标在代间出现显著差异,S2代(S1代子代)的生长量、产孢量均较S1代上升,但随着新竹比例的增加,其生长量、产孢量的上升幅度降低。 混合饲料饲养下刚竹毒蛾5龄和6龄幼虫的酚氧化酶(PO)活力均极显著大于大、小年和新竹叶单独饲养。各处理6龄幼虫的PO酶活力均稍大于5龄。随着新竹叶在食物中比例的上升,刚竹毒蛾幼虫 PO酶活力逐渐上升,高峰期逐渐提前,PO酶活力在时间尺度上的变化越小。新竹叶比例10%混合饲料饲养下5龄和6龄幼虫的PO酶活力显著小于40%和50%处理。 根据上述研究认为,白僵菌对取食混合饲料刚竹毒蛾幼虫的致病力比取食小年竹叶和新竹叶的幼虫小,这与混合饲料饲养下刚竹毒蛾幼虫PO、AChE和GSTs活力较高有关。食物中新竹叶比例超过30%时,白僵菌对刚竹毒蛾5、6龄幼虫的致病力下降。刚竹毒蛾5、6龄幼虫抗性相关酶(PO、AChE和GSTs)活力随着食物中新竹叶比例的上升而提高是其重要原因。 综合本文研究结果,取食不同竹叶饲料导致刚竹毒蛾的主要种群参数产生较大差异,其中以大年竹叶饲养对刚竹毒蛾的生长发育最为有利;新竹叶对刚竹毒蛾生长发育的影响在时间尺度上的变化最大;混合饲料饲养与单种竹叶相比对刚竹毒蛾的生长发育更为不利;随着混合饲料中新竹叶比例的上升,刚竹毒蛾蛹期缩短,蛹的重量、成虫的产卵量和卵孵化率均有提高。这与不同竹叶的重要营养物质和次生物质含量存在差异,以及取食不同竹叶饲料后刚竹毒蛾幼虫的纤维素酶活力的差异相关。与此同时,取食不同竹叶饲料后刚竹毒蛾幼虫的抗性相关酶(PO、AChE和GSTs)活力也发生了相应的变化,致使白僵菌对取食不同竹叶饲料刚竹毒蛾幼虫致病力产生差异。主要表现为白僵菌对取食大年竹叶的刚竹毒蛾幼虫致病力最低;对取食新竹叶和混合竹叶饲料的幼虫致病力较高;随着食物中新竹叶比例的增加,白僵菌对刚竹毒蛾幼虫的致病力下降。本文研究证明:毛竹林经营制度的改变(花年竹林改为大小年竹林)可通过改变林中竹叶类型的组成,对竹林食叶害虫及其天敌产生一系列的影响,进而影响到害虫种群的暴发。