昆虫对寄主植物的选择及生理适应
调节能力研究进展
摘要:植食性昆虫获取用于生长发育的营养物质必须依靠取食寄主植物,繁殖活动则依靠选择有利的产卵寄主植物。所以植食性昆虫能够及时物色到适宜的取食、产卵寄主可视为其生活史中的关键。植食性昆虫对适宜寄主植物的辨别、对不同寄主植物之间的选择是极其复杂的行为机制,长时间演化的过程决定了影响植食性昆虫对寄主植物选择的因素的多样性,可大致分为物理性状和生理因素。物理性状因素指寄主植物的外部形态特征以及植物表面和内部的结构与物质等;生理因素主要涉及次生物质和营养物质等。本文综述了前人在昆虫对不同寄主植物的取食、产卵选择机制及影响其选择性的因素等方面的研究成果,主要从昆虫对寄主植物的取食和产卵选择机制、影响植食性昆虫选择的物理性状和生理因素以及两者的生理适应调节能力的研究进展,为推动害虫生物防治的发展提供理论依据。
关键词:寄主植物,昆虫,水稻品系,选择性
一、文献综述
植食性昆虫与其寄主植物之间通过营养、繁殖、保卫、扩散等因素保持密切的联系,二者之间相互适应,共同进化[1,21]。植食性昆虫的寄主植物可根据不同生理阶段简单分为两种:取食寄主和产卵寄主。其作用分别为植食性昆虫的生长提供营养物质和完成后代的繁衍[1]。这两种寄主植物都有一定的范围限制,且对取食寄主与产卵寄主的选择有时并不一致。选择性由很多因素决定,这种选择往往显示出昆虫对这些因素的好恶趋避。在对寄主植物的选择过程中,昆虫综合利用了各种感觉功能[2],这表明对适宜寄主植物的选择是个相当复杂的机制。
昆虫对寄主植物的选择机制
根据前人对亚洲玉米螟(Ostrinia furnacalis)、草地螟(Loxostege stieticatis)、甜菜夜蛾(Spodoptera exigua)、B型烟粉虱等相关研究[1,3-5]这些植食性昆虫对不同植物的产卵选择性和取食选择性表现出差异。所以我们有必要分开讨论昆虫对寄主植物的取食选择性和产卵选择性。
昆虫对寄主植物的取食选择性
发现寄主之前,植食性昆虫主要通过气流的流动进行迁移、扩散,也可通过昆虫自主的步行或者飞行进行移动。通过迁徙与转移,昆虫脱离之前生活的环境,寻找合适的生存环境及寄主植物。在找到新的寄主植物前,昆虫需在生境内的大量植物中进行挑选[2]。由于不同昆虫与寄主植物协同进化的差异性,不同昆虫感受到食物信号来源的次序不同,例如有些植食性昆虫以视觉感受器为主要感受器官及以视信号优先,而有些昆虫则以嗅觉感受信号优先,以便在复杂的生态环境中找到适宜的寄主植物[2,6]。在昆虫对寄主植物的选择中,一些植物的汁液对其有忌避作用,将其喷洒在昆虫喜食的植物上,昆虫则会对其产生忌避性,转而危害其他植物。生境中的生态因子如光、温湿度、CO2浓度、渗透压、生物因子等影响着植物的生长和发育,这种综合效应对应着植物体的生长情况,生长发育情况则会对其性状表达产成影响。植物体的颜色、特殊的表皮结构如角质膜、毛状附属物等均对影响着植食性昆虫在其表面进行营养、繁殖等活动。目前,水稻对褐飞虱的抵御机制,多集中在水稻叶片(叶鞘) 表皮外部结构及水稻粗纤维、叶绿体膜、胼胝质等物理微观结构降低稻飞虱对植物的取食、产卵选择性;水、糖类物质、含氮物质和挥发性化学物质等生理生化因子上[44]。而关于其抗虫反应主要集中在一些保护酶(如SOD、POD 等)[2] 、抗原次生物质[45,46] 、胼胝体及叶绿素含量等的研究[47]。这种综合效应还影响着植物物理性状以及植物汁液中的化学物质,两者密切相关综合决定着昆虫对寄主植物的取食选择行为。
1.2植食性昆虫的产卵选择性
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