短时高温暴露对B型烟粉虱和温室白粉虱存活以及生殖适应性的影响

1短时高温暴露对B型烟粉虱和温室白粉虱存活以及生殖适应性的影响崔旭红1，谢明1,2，万方浩1,2（1中国农业科学院植物保护研究所植物病虫害生物学国家重点实验室，北京，100094；2农业部外来入侵生物预防与控制研究中心，北京，100081）摘要：【目的】研究短时高温暴露对B型烟粉虱和温室白粉虱成虫存活和生殖适应性影响的差异。【方法】将B型烟粉虱和温室白粉虱的成虫在不同温度（37℃、39℃、41℃、43℃、45℃）下暴露1h后比较两种粉虱存活、产卵量、后代存活情况的变化以及两者的差异。【结果】随着暴露温度的升高，B型烟粉虱成虫的存活率从99.1%下降到42.6%，温室白粉虱成虫的存活率从95.0%下降到13.5%。两种粉虱雌雄虫在45℃高温暴露1h后，B型烟粉虱成虫的寿命超过10d，而温室白粉虱成虫存活的时间不足24h，存在显著差异。高温暴露对B型烟粉虱成虫的产卵量没有显著影响，但后代的存活率随着暴露温度的升高由70.7%下降到25.1%。温室白粉虱成虫在3743℃暴露1h后雌虫产卵量由62.4粒下降到1.5粒，45℃暴露1小时后停止了产卵活动；导致B型烟粉虱和温室白粉虱成虫后代50%和90%个体死亡的温度分别相差1.6℃和4.1℃。【结论】B型烟粉虱成虫的耐热性高于温室白粉虱，高温对B型烟粉虱成虫存活和生殖适应性的影响要小于温室白粉虱，这有利于B型烟粉虱种群在夏季高温季节的发生。B型烟粉虱和温室白粉虱对高温适应性存在差异尤其是高温对两者生殖适应性的影响是导致它们种群季节动态格局和分布存在差异的重要原因。关键词：B型烟粉虱；温室白粉虱；高温暴露；存活；生殖EffectsofBriefExposuretoHighTemperatureonSurvivalandFecundityofTwoWhiteflySpecies:BemisiatabaciB-biotypeandTrialeurodesvaporariorum(Homoptera:Aleyrodidae)CUIXu-hong1,XIEMing1,2,WANFang-hao1,2(1StateKeyLaboratoryforBiologyofPlantDiseasesandInsectPests,InstituteofPlantProtection,ChineseAcademyofAgriculturalSciences,Beijing100094;2CenterforManagementofInvasiveAlien收稿日期：2006-12-28；接受日期：2007-基金项目：国家“973”项目（2002CB111400）资助作者简介：崔旭红（1977-），女，湖北襄樊人，博士研究生，研究方向为生物入侵，Tel:[phone];Email:[e-mail]。通讯作者万方浩（1956-），男，湖南临澧人，研究员，博士，研究方向为入侵生物学和昆虫生态学。Tel:[phone];Email:[e-mail]2Species,MinistryofAgriculture,Beijing100081)Abstract:【Objective】Theeffectsofbriefexposuretohightemperatureonsurvivalandfecundityoftwowhiteflyspecies,TrialeurodesvaporariorumandBemisiatabaciB-biotype,(Homoptera:Aleyrodidae)werestudiedtounderstandoccasionalchangesinthebiologicalcharacteristicofwhiteflyspeciesencounteredhightemperaturestress.【Method】Thesurvivalrate,longevity,reproductionandsurvivalratefromeggtoadultofF1progenyofB.tabaciB-biotypeandT.vaporariorumwereevaluatedaftertheadultswereexposedtofivedegreesoftemperature,37,39,41,43and45℃,for1hourinclimaticincubators.【Result】Thesurvivalratesofadultsofbothwhiteflyspeciesdecreasedwiththeincreaseoftemperature.Withintherangeof37to45℃,thesurvivalrateofB.tabaciB-Biotypeadultsdecreasedfrom99.1%to42.6%,andT.vaporariorumadultsvariedfrom95.0%to13.5%.Afterexposureto45℃for1h,thelongevityofbothsexualadultsofB.tabaciB-biotypeexceeded10days,whileallT.vaporariorumdiedin24h.ThereproductionperfemaleofB.tabaciB-biotypevariedwiththeexposuretemperature,buttherewerenosignificantdifferencesbetweenthetreatedandthecontrolfemaleindividuals.However,thetotalsurvivalratefromeggtoadultofF1progenythatproducedbyheatedadultsofB.tabaciB-biotypedecreasedfrom70.7%to25.1%。InthecaseofT.vaporariorum,themeaneggnumberofperT.vaporariorumfemaleadultdecreasingfrom62.4to1.5withintherangeof37℃to43℃andthefemaleadultsceasedovipositionactivityafterexposureto45℃for1h.ThetotalsurvivalratefromeggtoadultofF1progenythatproducedbyadultsofT.vaporariorumwassignificantlyaffectedbyexperienceofbriefexposuretohightemperatureandthetemperaturethatcaused50%and90%F1progenyindividualsdiedexceedB.tabaciB-biotypeby1.6℃and4.7℃,respectively.【Conclusion】Therewereprominentdifferencesbetweentwotestedwhiteflyspeciesintheiradaptationtohightemperature,andtheheattoleranceofT.vaporariorumwassignificantlylowerthanthatofB.tabaciB-Biotype.TheadultsofB.tabaciB-biotypewerefoundtobemoreadaptabilitytohightemperaturethanthatofT.vaporarioruminsurvivalandfecundity,whichcouldfacilitatethepopulationofB.tabaciB-Biotypedevelopmentinhotseasons.TheadaptivedivergenceoftolerancetohightemperaturemaybeanimportantreasonthatleadstotwowhiteflyspeciesinterspecificdifferentiationinseasonaldynamicsanddistributioninChina.Keywords:BemisiatabaciB-biotype;Trialeurodesvaporariorum;hightemperatureexposure;3survival;fecundity0引言【本研究的重要意义】温室白粉虱（TrialeurodesvaporariorumWestwood）和B型烟粉虱（Bemisiatabaci(Gennadius)B-biotype）是先后入侵我国的重要害虫，两者的形态、危害特征及生活史很相似，在生态位上有重叠[1~4]。近年来，B型烟粉虱在我国北京、河北、山东、广东、海南、江苏等地相继暴发，其危害已经超过温室白粉虱，成为我国园林花卉、蔬菜和一些经济作物的重要害虫[5，6]。研究B型烟粉虱和温室白粉虱对高温反应的差异，对探讨B型烟粉虱种群扩张以及B型烟粉虱烟粉虱与近缘种-温室白粉虱自然种群的替代现象具有重要意义。【前人研究进展】已有研究发现B型烟粉虱和温室白粉虱在生境适应过程中种群优势关系具有地域性和季节性差异。近年来，B型烟粉虱在中国南北方大发生，而温室白粉虱长期以来是北方的一种主要温室害虫，在南方一直没有造成过严重危害[5~7]；在两种粉虱混合发生的地区，其种群消长具有一定的季节性规律，夏季高温季节以B型烟粉虱种群为主，而到春秋两季气候趋凉时温室白粉虱种群上升为优势种群[8]。【本研究切入点】因此，我们推测B型烟粉虱和温室白粉虱季节种群动态差异可能与它们对温度特别是极端温度的反应差异有关。【拟解决的关键问题】我们在室内采用高温暴露试验，研究了B型烟粉虱和温室白粉虱的耐热性差异以及高温对两种粉虱生殖的影响，希望能从生物学的角度阐明这一生态学现象，解释B型烟粉虱和温室白粉虱种群消长具有季节性差异的原因。1.材料与方法1.1供试昆虫和寄主植物实验中所用的B型烟粉虱和温室白粉虱成虫均采自在温室中长期保持的实验种群。温室内的平均温度22~28℃，相对湿度为50~60%，自然光。实验中B型烟粉虱和温室白粉虱的适宜寄主植物分别为棉花（GossypiumhirsutumL.，泗棉3号）和菜豆（PhaseolusvulgarisL.，供给者）。泗棉3号由中国农业科学院植物保护研究所惠赠，菜豆的种子购自中国农业科学院蔬菜花卉研究所。1.2高温处理方法和饲养条件高温暴露在人工气候箱中进行（型号：MHT-350，日本三洋电机股份有限公司），设置5个暴露温度，分别为37℃、39℃、41℃、43℃和45±0.2℃，处理时间为1h。处理结束后，将粉虱4转移到(26±0.5)℃人工气候箱（型号：PRX-500D-30,中国宁波海曙赛福实验仪器厂）中，2h后观察其存活情况，取活的成虫进行高温暴露对粉虱生殖影响的实验，饲养条件为：26±0.5℃，相对湿度60~70%，光周期14:10h(L:D)。1.3两种粉虱成虫耐热性比较采集B型烟粉虱成虫于玻璃管中(尺寸：2.4×8cm)，管口用纱布（120目/cm2）包扎防止成虫逃逸。每管不少于50头成虫。按上述高温暴露设置及方法处理，处理结束后将粉虱放置在人工气候箱中2h，待成虫苏醒后记录其存活情况，统计其存活率。温室白粉虱成虫的处理方法同B型烟粉虱。两种粉虱均以采集后没有经过高温处理直接放入(26±0.5)℃下的处理为对照。每个处理重复不少于5次。1.4高温暴露对两种粉虱成虫生殖的影响成虫寿命：采集新羽化的B型烟粉虱成虫于指形管，每管1头成虫。在解剖镜下辨别雌雄并按性别进行分组，按1.2进行处理，待成虫苏醒后取存活的粉虱用微虫笼[9]（臧连生等，2005）接虫在棉