1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)
赤眼蜂属膜翅目(Hymenoptera),细腰亚目(Apoctita),赤眼蜂科(Trichogrammatidae),赤眼蜂属(Trichogramma),是现代农林害虫生物防治种应用最成功的一类卵寄生性天敌昆虫,其成虫会将卵寄放在其他的寄主卵中孵化,进而使寄主的卵无法完成孵化过程,以实现生物防治。因此,赤眼蜂被认为是害虫的天敌,也是目前世界范围内利用在害虫防治方面最为广泛的昆虫,因而研究影响到其产卵成功率及其效率的因素,如本课题将要探讨的后足胫节长度及产卵器长度之间的关系等一系列因素就显得极其重要。
利用赤眼蜂防治害虫的案例遍布世界,比如,1883年,Westwood描述了第一个赤眼蜂-广赤眼蜂(Trichogramma evanescens Westwood),标志着赤眼蜂研究的开始。1913年最早记录了可寄生水稻螟虫(Diatraea saccharalis )卵的微小赤眼蜂(T.minutum Riley),Shiraki 于1917年发现该赤眼蜂也可寄生三化螟卵。随后,各国开始围绕稻螟卵天敌赤眼蜂展开了大量的研究。我国赤眼蜂的研究始于1934年,祝佐汝、胡永熙对广赤眼蜂生活史进行了研究,1941-1946年张若芷在四川成都进行了三化螟卵寄生蜂(包括赤眼蜂)的田间保护试验。蒲蛰龙和刘志诚等于1953年在广州进行了甘蔗螟虫和水稻三化螟卵赤眼蜂的研究。湖南于1955-1956年开展了应用赤眼蜂防治二化螟、豆荚螟、甘蔗螟虫等害虫的工作。这些应用是我国利用赤眼蜂防治害虫的雏形。然而,由于20世纪40年代化学农药的大量使用,生物防治的发展受到严重影响,导致这些研究没有普遍应用到生产上。直至20世纪60-70年代,由于害虫抗性、农药残留和环境污染等问题,生物防治的研究和应用得以重新恢复和重视。70年代以来,我国赤眼蜂的应用工作高速发展,在这个领域有了显著的成果,也因此成为世界范围内利用赤眼蜂进行生物防治应用最广的国家,形成了北方以松毛虫赤眼蜂防治玉米螟,南方以螟黄赤眼蜂或稻螟赤眼蜂防治蔗螟、棉铃虫和稻螟的格局。但目前还没有关于后足胫节长度和产卵器长度之间关系的研究成果,这给我这次实验以及以后的研究领域留下了很大的可操作空间。
如果本次课题能够发现赤眼蜂后足胫节长度及产卵器长度之间存在的一些关系,那么对未来在田间利用赤眼蜂进行生物防治会有很大的指导意义,比如往后田间释放赤眼蜂可以选择性地区释放更有竞争力的个体。
2. 研究的基本内容和问题
本课题研究的目标主要是找出赤眼蜂后足胫节长度与产卵器长度之间的关系。因为赤眼蜂用于生物防治的核心是将卵产在目标害虫的体内,所以产卵器是最直接参与其中的因素。当雌性赤眼蜂找到目标害虫以后,根据寄主害虫卵大小、硬度、外观及密度来确定产卵数量。本课题假设赤眼蜂产卵器长度与其后足胫节长度之间存在一些关系,如是否会存在后足胫节长度越长,那对应的产卵器长度就比较长,从而可以深入到寄主卵中产卵。等我们在同一种蜂间确定某种线性关系后去延伸到这种关系是否存在于不同种之间,是否有特定的种,其产卵器以及后足胫节长度比其他种更长或更短,这种特性及关系在田间赤眼蜂生物防治上会有什么样的体现。
3. 研究的方法与方案
材料:选取十种不同的赤眼蜂,分别测量雌蜂产卵器长度及后足胫节长度。
测量方法:将赤眼蜂个体用3%-5%的NaOH溶液浸泡十分钟到二十分钟后取出,在事先确定好倍数的解剖镜下测量其产卵器长度及后足胫节长度,每种蜂观察至少50个样本。
可行性分析:赤眼蜂个体经过NaOH溶液浸泡后除了骨化的产卵器外其他附着在产卵器周围的部分都可以被溶解,因此赤眼蜂产卵器解剖过程难度大大降低,为产卵器长度测量提供了很大的便利性;其次,在测量后足胫节长度的环节,只要保证不出现赤眼蜂个体被浸泡时间过长从而导致的足变透明影响测量的情况外做到找准胫节部分再测量精确就没有很大技术上的问题。所以,我认为本实验在技术层面上是完全可行的。
4. 研究创新点
从其寄生机制来上看,赤眼蜂属于多食性寄生蜂,在用生物防治害虫的技术上应用相对广泛。根据有关研究表明,赤眼蜂能够以1000多种昆虫卵作为寄主,其中以鳞翅目昆虫为最多,涉及28个科,比如在玉米田可寄生玉米螟、黏虫、条螟、棉铃虫、斜纹夜蛾和地老虎等鳞翅目害虫的卵。经过对国内24种赤眼蜂的寄主进行分析表明,目前寄生蜂种存在127种寄主昆虫卵能够满足其生存需求。其中,稻螟赤眼蜂、红赤眼蜂、松毛虫赤眼蜂等相对较多。这些研究结果表明,赤眼蜂在生物防治上取得了很多较显著的成果,因此未来研究方向应该会较集中在如何利用改变一切环境因素、赤眼蜂自身因素以及技术的升级来提高赤眼蜂的寄生率。有很多研究探讨过赤眼蜂产卵器长度在种间的差异和寄主对产卵器长度的影响,比如2000年北京植保站发表的松毛虫赤眼蜂的寄主选择与产卵器的构造关系,但关于研讨赤眼蜂产卵器长度与后足胫节长度以及这种关系体现在种间的研究还比较少,所以本课题在研究方向上可以说比较创新,但研究技术和理念是用的前人留下的结果。
5. 研究计划与进展
总体的研究计划都围绕着测量十种不同的赤眼蜂(每个处理至少50个个体,所以实验目标为得出至少500个赤眼蜂个体的相关数据)的产卵器长度和后足胫节长度展开。预期进展是成功得到一份关于产卵器和后足胫节长度的数据后用专业的数据处理软件去挖掘两者之间的任何一种线性关系以及这种关系在不同种间的体现。
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