松墨天牛内生殖器发育及高温胁迫对其影响
1.研究背景及意义
松墨天牛Monochamus alternatus属鞘翅目Coleoptera天牛科Cerambycidae沟腔天牛亚科Lamiinae墨天牛属Monochamus，别名松褐天牛，是重要的松科植物蛀干害虫。其寄主危害松属、冷杉属、云杉属、雪松属和落叶松属共70多种针叶树种；其中，马尾松、湿地松为2种天牛危害最为严重的树种。在我国，松墨天牛分布非常广泛，主要在东南部地区，种群密度大，危害严重，而往西北方向逐渐减少[1]。松墨天牛分布与各地区的气候条件有关，温度是主要因素[2]。松墨天牛如此广受关注的原因不仅仅是因为它是对针叶树种危害严重的蛀干害虫，更重要的松材线虫Bursaphelenchus xylophilus的主要传播媒介。
松材线虫病是以松材线虫为病原引起的一种毁灭性的森林病害[3]。我国是松材线虫病在亚洲地区危害最为严重的国家，该病害已经在我国18个省区造成了大面积松树死亡，现有6000万公顷松林正面临着松材线虫病大流行的威胁[4]。随着夏季气温的增加，松墨天牛的分布将在西南地区和北方地区扩散，对我国森林资源造成更大的损害以及对森林生态造成更严重的影响[5]。在我国的福建、江西、广东、重庆、江苏等地，由于气候变暖，增加了极端高温的出现频率，夏季的高温可达近40℃，温度是影响昆虫生长、发育、繁殖及存活的重要影响因子。环境高温会对昆虫的生长发育及繁殖力产生不良影响，进而影响昆虫的种群动态及地理分布。因此本研究采取生物学测定及形态解剖学方法，解析高温胁迫对松墨天牛内生殖器发育的影响，不仅为预测松墨天牛在气候变暖大背景下的种群动态提供依据，更为松材线虫病的传播及分布范围预测提供理论支撑。
2 国内外研究现状及问题分析
2.1 松墨天牛的研究概况
- 松墨天牛生物学特性
松墨天牛在浙江、安徽、江苏、湖北、湖南、四川等地1 年发生l代。4 ~ 5月份老熟幼虫开始化蛹，6 ~ 7月中旬成虫羽化盛期，成虫的寿命较长，可达40天以上。卵期10天左右。幼虫期280 ~ 320天，蛹期15天左右。赣南地区的松墨天牛1年发生1 ~ 2代，以1年1代为主，2代数量仅约2％，在广东省1年发生 2 ~ 3代，以2代为主。第l代的幼虫期约为50天，蛹期10天，越冬代的卵期是4 ~ 7天，幼虫期216 ~ 226天，越冬代的老熟幼虫于3月中旬在蛹室内开始羽化。该虫在台湾1年 1代，高山地区可2年发生1代[6]。
松墨天牛的一生可分为卵、幼虫、蛹及成虫四个阶段。成虫羽化后可分为三个时期：移动分散期、补充营养期和交配产卵期[7]。松墨天牛的交配行为大多发生在黄昏,多数从 17∶00 开始,但也有个别成虫在中午(11∶30 ~ 15∶30)交配。交配前,雄虫静止不动,触角向前伸展,而雌虫则很活跃,经常在雄虫附近取食。一旦雌虫触角与雄虫触角相碰,雌虫即离开雄虫一段距离,但还是在离雄虫不远处取食,并来回活动。此时雄虫保持静止状态,只是偶尔轻微地动一下触角。不久,雄虫突然接近雌虫,用前足抱住雌虫后胸,并用前足的跗节紧紧抓住雌虫后胸两侧并骑在雌虫背面 。雌虫受到刺激后背着雄虫爬行,而雄虫则紧抱住雌虫后胸,咬住雌虫翅鞘阻止其逃逸。交尾前,雄虫用前足和中足抱住雌虫,用后足顶住树皮固定身体,而后弯曲腹部末端进行交尾。交尾过程中,雄虫腹部末段弯曲,伸出外生殖器(可伸达体长的12左右,呈弯曲软管状),紧抱住雌虫外生殖器进行交尾。随着交尾的进行, 雄性外生殖器由白色透明变成黄色,再逐渐变成橙黄色,在此过程中可看到精子的流动。而雌性外生殖器则呈褐色，交配后,外生殖器端部会有白色液体流出。交配完成之后, 雌虫寻找产卵场所, 边取食、边产卵[8]。
松墨天牛成虫交尾，雌雄均无专一性，既能1雄多雌，也能1雌多雄。一般交尾次数对产卵量和卵的孵化率无显著影响。成虫对产卵场所的树种和树性有显著的偏嗜性选择行为[7]。雄虫羽化后5 d即可交配与授精。雌虫羽化后需进行16 ~ 30 d (平均20 d) 补充营养未成熟卵方能成熟。也有记载成虫羽化后10 d即可进行交配，产卵高峰期一般在羽化后45 d左右[9]。
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