袁偉寧,　朱仰艷,　孫小玲,　楊巧燕,　劉長(zhǎng)仲

(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院, 草業(yè)生態(tài)系統(tǒng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 蘭州　730070)

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紫外線脅迫對(duì)紅色型豌豆蚜生物學(xué)特性的影響

袁偉寧,朱仰艷,孫小玲,楊巧燕,劉長(zhǎng)仲*

(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)草業(yè)學(xué)院, 草業(yè)生態(tài)系統(tǒng)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 蘭州730070)

由于臭氧層消耗,南北半球中高緯度地區(qū)紫外線(UV-B)脅迫增強(qiáng),為了探求增強(qiáng)的UV-B脅迫對(duì)紅色型豌豆蚜生物學(xué)特性的影響,以期明確UV-B輻射在豌豆蚜種群演替和種下分化中的作用。本研究以40 W紫外線燈連續(xù)輻射處理紅色型豌豆蚜8代,每代從初產(chǎn)若蚜開始每天處理1次,連續(xù)照射6 d,分20、30、40、50和60 min 5個(gè)處理,并設(shè)置白熾燈對(duì)照。結(jié)果顯示,同一世代,隨著UV-B輻射時(shí)間延長(zhǎng),豌豆蚜體長(zhǎng)逐漸減短,體重逐漸減輕,凈增殖率、內(nèi)稟增長(zhǎng)率、周限增長(zhǎng)率逐漸減小,平均世代周期逐漸延長(zhǎng)。同一UV-B輻射時(shí)間下,隨著世代增加,豌豆蚜體長(zhǎng)、體重、凈增殖率、內(nèi)稟增長(zhǎng)率、周限增長(zhǎng)率均呈先上升后顯著下降的趨勢(shì),平均世代周期呈先下降后顯著上升的趨勢(shì)。至F8代,不同輻射時(shí)間下豌豆蚜平均體長(zhǎng)為對(duì)照的42.58%～81.94%,平均體重為對(duì)照的33.77%～73.12%,凈增殖率為對(duì)照的6.94%～46.55%,周限增長(zhǎng)率為對(duì)照的77.00%～87.94%,平均世代周期為對(duì)照的1.20～1.38倍,內(nèi)稟增長(zhǎng)率降低,且50～60 min處理下小于對(duì)照的1/2,種群數(shù)量增長(zhǎng)放緩。以上說(shuō)明長(zhǎng)期UV-B脅迫對(duì)豌豆蚜的生長(zhǎng)發(fā)育和種群增長(zhǎng)最終都有抑制作用。

UV-B；豌豆蚜;生命表;種群參數(shù);內(nèi)稟增長(zhǎng)率

生物體受紫外線損害的程度與紫外線的輻射波長(zhǎng)相關(guān),紫外線波段一般分為3部分:UV-A(320～400 nm),UV-B(280～320 nm),UV-C(200～280 nm)[1]。根據(jù)1979-1993年衛(wèi)星測(cè)得的全球臭氧資料,由于對(duì)流層的污染,導(dǎo)致平流層臭氧量減少,致使南北半球中高緯度地區(qū)UV-B輻射顯著增加[2],并對(duì)水陸生態(tài)系統(tǒng)的生物和化學(xué)鏈產(chǎn)生了廣泛影響[3]。UV-B選擇壓力的增強(qiáng),導(dǎo)致蚜蟲(Aphidoidea)種下遺傳分化普遍[4]。有報(bào)道稱,紫外脅迫(UV-B)使蚜蟲種群相關(guān)防御基因表達(dá)增加[5-6],上調(diào)表達(dá)生長(zhǎng)因子[7],類似于蚜蟲對(duì)光周期[8]、低溫脅迫[9]、重金屬脅迫[10]等的抗逆反應(yīng)。蚜蟲還有可能在UV脅迫下,通過(guò)體內(nèi)共生菌影響熱休克蛋白的表達(dá)[11]。豌豆蚜(AcyrthosiphonpisumHarris)是重要的牧草害蟲,多聚集在寄主植物的幼嫩部位取食汁液,影響牧草生長(zhǎng)發(fā)育、開花結(jié)實(shí)和產(chǎn)量[12],并且其分泌的蜜露可以引起葉片發(fā)霉, 影響牧草的質(zhì)量,最為嚴(yán)重的是它是苜?；ㄈ~病毒的傳播媒介,其造成的損失遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)蚜蟲的直接為害[13],因此豌豆蚜成為農(nóng)牧業(yè)主要的防治對(duì)象之一。國(guó)際蚜蟲基因組聯(lián)盟(IAGC)已于 2010 年完成了豌豆蚜全基因組序列的測(cè)定工作, 并在《Insect molecular biology》發(fā)表了專輯[14]。在我國(guó),綠色型豌豆蚜各地均有分布,而紅色型分布范圍較窄[15],2009年調(diào)查,紅色型豌豆蚜主要分布在甘肅、青海、寧夏、新疆等地[16]。2013年,金娟等[17]對(duì)甘肅省內(nèi)4個(gè)紅色型豌豆蚜的地理種群遺傳多樣性進(jìn)行了報(bào)道。杜軍利等[18]認(rèn)為,近幾年我國(guó)豌豆蚜種群發(fā)生了很大變化,由于包括UV輻射等因素的影響,豌豆蚜已成為苜蓿(Medicagosativa)田的優(yōu)勢(shì)害蟲,紅色型所占的比例也在逐年上升。

雖然領(lǐng)域內(nèi)學(xué)者開展了較多關(guān)于紫外輻射對(duì)蚜蟲影響的研究,但多以高強(qiáng)度UV-B輻射做一次性處理[19-24]或只處理一代內(nèi)的蚜蟲[25],而自然環(huán)境中UV-B輻射強(qiáng)度較低,并一直對(duì)生物產(chǎn)生脅迫,前人處理?xiàng)l件與自然環(huán)境差異很大。本研究以豌豆蚜為材料,小劑量UV-B連續(xù)脅迫多代,以觀察UV-B脅迫對(duì)豌豆蚜生物學(xué)特性的影響,從而探求UV-B輻射在豌豆蚜種群動(dòng)態(tài)中的作用,為豌豆蚜生態(tài)遺傳與進(jìn)化及害蟲綜合治理提供理論依據(jù)。

1　材料與方法

1.1供試材料

紅色型豌豆蚜于2015年4月采自甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)苜蓿(M.sativa)試驗(yàn)基地。將無(wú)翅胎生雌蚜單頭飼養(yǎng)在盆栽‘臨蠶9號(hào)’蠶豆(ViciafabaLinn.)植株上進(jìn)行單克隆系的培養(yǎng),環(huán)境條件:溫度(25±1)℃,濕度50%±10%,光照L∥D=16 h∥8 h。

1.2試驗(yàn)方法

1.2.1試蟲飼養(yǎng)

采用“離體葉片”飼養(yǎng)法。在培養(yǎng)皿底部墊一張定性濾紙,濾紙中央鋪一塊與蠶豆葉片大小相仿的脫脂棉,厚度不超過(guò)2 mm,脫脂棉上平鋪一片蠶豆葉片,背面朝上,葉柄用脫脂棉纏裹,在處理好的培養(yǎng)皿中注入蒸餾水,以濾紙和脫脂棉含滿水為宜。單頭接入若蚜后在溫度為(25±1)℃,相對(duì)濕度50%±10%,光周期L∥D=16 h∥8 h的RH-250-G型光照培養(yǎng)箱中進(jìn)行飼養(yǎng)。

1.2.2UV-B輻射若蚜

每世代將12 h內(nèi)產(chǎn)的若蚜飼喂12 h后置于40 W紫外燈(波長(zhǎng)313 nm)下垂直距離30 cm處,分別處理20、30、40、50、60 min,對(duì)照組(CK)白熾燈照射。每個(gè)處理60頭,每天1次,連續(xù)處理6 d,連續(xù)試驗(yàn)8代。

1.2.3觀察記載方法

對(duì)處理的蚜蟲每隔12 h觀察1次,記錄每頭蚜蟲的蛻皮和死亡時(shí)間,產(chǎn)蚜量,直至成蟲死亡。若蚜發(fā)育至4齡時(shí)測(cè)量其體重、體長(zhǎng)、體寬。

1.3統(tǒng)計(jì)方法

種群參數(shù):凈增殖率R0=∑lxmx; 平均世代周期T=∑xlxmx/∑lxmx;內(nèi)稟增長(zhǎng)率rm=lnR0/T;周限增長(zhǎng)率λ=exp(rm);式中,x為時(shí)間間隔(d),lx為在x期開始時(shí)的存活率,mx為在x期間平均單頭產(chǎn)蚜量。

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用 SPSS 19.0 軟件進(jìn)行方差分析和 Duncan 多重比較,Excel 2007制表。

2　結(jié)果與分析

2.1連續(xù)UV-B脅迫對(duì)紅色型豌豆蚜體長(zhǎng)的影響

UV-B脅迫影響豌豆蚜體型的大小。相同世代中,紅色型豌豆蚜在UV-B脅迫下,體長(zhǎng)隨著輻射時(shí)間延長(zhǎng)而逐漸減短(表1)。20～30 min脅迫下F5～F8代顯著低于對(duì)照(P<0.05),40～60 min脅迫下各代均顯著低于對(duì)照(P<0.05)。在相同UV-B輻射時(shí)間處理下,隨著豌豆蚜受輻射世代數(shù)的增加,體長(zhǎng)均表現(xiàn)出先增長(zhǎng)后減短的趨勢(shì)。在UV-B 20～50 min處理下,F4代相對(duì)于F1代體長(zhǎng)增長(zhǎng),但均未達(dá)到顯著水平(P>0.05)。F5～F8代體長(zhǎng)較F4代均明顯減短(P<0.05),且隨著代數(shù)的增加顯著縮短(P<0.05),20、40、50、60 min 處理下F8代體長(zhǎng)最短,30 min處理下雖然F7代體長(zhǎng)最短,但F7代與F8代之間沒有顯著差異。20～50 min處理下,F8隨著輻射時(shí)間的延長(zhǎng)依次為對(duì)照的81.94%、79.03%、69.68%、61.61%。60 min處理下F4代開始逐漸減短,至F8代最小,為對(duì)照的42.58%。

表1　不同UV-B輻射時(shí)間連續(xù)脅迫紅色型豌豆蚜8代的體長(zhǎng)變化1)

1) 同列中不同大寫字母表示同一輻射時(shí)間下不同世代之間差異顯著(P<0.05),同行中不同小寫字母表示相同世代不同輻射時(shí)間之間差異顯著(P<0.05)。下同。

The different uppercase letters in the same column and the lowercase letters in the same row indicate significantly different at 5% level. The same below.

2.2連續(xù)UV-B脅迫對(duì)紅色型豌豆蚜體重的影響

由表2可以看出,長(zhǎng)時(shí)間UV-B脅迫對(duì)豌豆蚜的體重產(chǎn)生了較大影響。同世代豌豆蚜的體重隨著UV-B脅迫時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸減輕,F1～F4代40～60 min處理下顯著減輕,F5～F8代各處理下均顯著減輕,各代豌豆蚜的體重均以60 min處理下最輕。

同一脅迫時(shí)間下隨著輻射處理代數(shù)的增加體重先增加后減少。20～50 min處理時(shí)間下體重均增加至F4代后逐漸減輕,F8代時(shí)顯著減輕,隨著輻射時(shí)間的延長(zhǎng)依次為對(duì)照的73.12%、58.03%、44.59%、38.03%。60 min處理下豌豆蚜體重增大至F3代后逐漸減輕,F8代豌豆蚜體重最輕，為對(duì)照的33.77%。

表2不同UV-B輻射時(shí)間連續(xù)脅迫紅色型豌豆蚜8代的體重變化

Table 2Effects of different time periods UV-B stress on weight of red pea aphid adult for 8 generations

世代Generation體重/mg WeightCK20min30min40min50min60minF1(3.11±0.18)aA(2.86±0.04)abB(2.61±0.04)bcAB(2.28±0.10)cdBC(2.10±0.23)dAB(1.48±0.07)eAF2(3.08±0.09)aA(2.89±0.04)aAB(2.79±0.24)aA(2.27±0.15)bBC(2.23±0.12)bAB(1.51±0.04)cAF3(2.98±0.13)aA(2.98±0.03)aAB(2.85±0.08)aA(2.37±0.15)bAB(2.28±0.07)bAB(1.59±0.04)cAF4(3.07±0.25)aA(3.10±0.15)aA(2.87±0.06)aA(2.63±0.06)abA(2.34±0.16)bA(1.28±0.04)cBF5(3.10±0.12)aA(2.86±0.07)bB(2.52±0.04)cAB(2.34±0.05)cABC(1.98±0.10)dAB(1.22±0.03)eBCF6(3.12±0.09)aA(2.83±0.03)bB(2.27±0.08)bBC(2.01±0.04)dC(1.88±0.09)dB(1.17±0.11)eBCF7(3.09±0.12)aA(2.51±0.05)bC(2.03±0.11)cCD(1.41±0.14)dD(1.28±0.07)deC(1.06±0.08)eCF8(3.05±0.19)aA(2.23±0.09)bD(1.77±0.13)cD(1.36±0.32)dD(1.16±0.06)deC(1.03±0.01)eC

2.3連續(xù)UV-B脅迫對(duì)豌豆蚜平均世代周期的影響

由表3可以看出,相同世代紅色型豌豆蚜的平均世代周期隨著UV-B輻射時(shí)間的延長(zhǎng)表現(xiàn)出延長(zhǎng)趨勢(shì)。在UV-B的脅迫下,各世代豌豆蚜的平均世代周期除20 min處理外,其他處理的F3～F8代均是逐漸延長(zhǎng)的。各處理下F1代平均世代周期雖然隨著處理時(shí)間的延長(zhǎng)而延長(zhǎng),但是差異不顯著(P>0.05),F2代40～60 min處理下平均世代周期總體比20～30 min處理的長(zhǎng)。F8代平均世代周期在各處理下均為最長(zhǎng),隨輻射時(shí)間的延長(zhǎng),分別為對(duì)照的1.28、1.20、1.34、1.35、1.38倍。

平均世代周期在同一脅迫時(shí)間下隨著世代增加均先縮短后延長(zhǎng)。20～50 min處理下F4代組內(nèi)最短, 60 min處理下F2代組內(nèi)最短,但均較對(duì)照長(zhǎng)。

2.4連續(xù)UV-B脅迫對(duì)豌豆蚜凈增殖率的影響

由表4可以看出UV-B脅迫對(duì)紅色型豌豆蚜的凈增殖率產(chǎn)生了影響,受UV-B 脅迫后,與對(duì)照相比凈增殖率顯著下降(P<0.05)。同一世代中,脅迫時(shí)間越長(zhǎng),凈增殖率越小。脅迫產(chǎn)生的影響積累至F8代時(shí),各處理間差異顯著(P<0.05),隨著輻射時(shí)間的延長(zhǎng)凈增殖率分別為對(duì)照的46.55%、32.94%、 27.64%、22.63%、6.94%。

同一UV-B處理時(shí)間下凈增殖率隨著世代數(shù)增加先增大后減小,20～50 min處理下凈增殖率以F4代最大,隨后逐漸減小, 60 min處理下以F2代最大,隨后遞減。

表3　不同UV-B輻射時(shí)間連續(xù)脅迫紅色型豌豆蚜8代的平均世代周期變化

表4　不同UV-B輻射時(shí)間連續(xù)脅迫紅色型豌豆蚜8代的凈增殖率變化

2.5連續(xù)UV-B脅迫對(duì)豌豆蚜內(nèi)稟增長(zhǎng)率的影響

由表5可以看出,在UV-B脅迫下,豌豆蚜內(nèi)稟增長(zhǎng)率呈降低趨勢(shì)。同一世代下,隨著輻射時(shí)間延長(zhǎng)內(nèi)稟增長(zhǎng)率降低,除F4代20 min處理外,相同世代各處理的內(nèi)稟增長(zhǎng)率均低于對(duì)照,且各世代40、50、60 min處理下明顯降低(P<0.05)。

同一UV-B處理時(shí)間下內(nèi)稟增長(zhǎng)率隨著世代數(shù)的增加先增大后減小,20～50 min處理下內(nèi)稟增長(zhǎng)率增大至F4代后逐代顯著減小(P<0.05),60 min處理下F2代后顯著減小。50 min處理下,由于脅迫產(chǎn)生的遺傳積累,F8代內(nèi)稟增長(zhǎng)率小于同世代對(duì)照的50%,60 min處理下僅為對(duì)照的26.20%。

表5　不同UV-B輻射時(shí)間連續(xù)脅迫紅色型豌豆蚜8代的內(nèi)稟增長(zhǎng)率變化

2.6連續(xù)UV-B脅迫對(duì)豌豆蚜周限增長(zhǎng)率的影響

相同世代各處理下的周限增長(zhǎng)率均是隨著輻射時(shí)間的延長(zhǎng)而降低,除F4代的20 min處理外,其他世代各處理均低于對(duì)照,50、60 min處理下各世代周限增長(zhǎng)率明顯降低(P<0.05)。

同一處理下周限增長(zhǎng)率隨著世代數(shù)的增加先上升后下降,20～50 min處理下F4代最高,60 min處理下F2代最高。各UV-B處理時(shí)間下F8代周限增長(zhǎng)率均為最低,依處理時(shí)間長(zhǎng)短分別為對(duì)照的87.94%、87.03%、 84.22%、83.10%、77.00%。因此長(zhǎng)期UV-B脅迫不利于豌豆蚜種群數(shù)量的增長(zhǎng)。

表6　不同UV-B輻射時(shí)間連續(xù)脅迫紅色型豌豆蚜8代的周限增長(zhǎng)率變化

3　結(jié)論與討論

由于大氣污染,導(dǎo)致臭氧層消耗,致使中高緯度地區(qū)UV-B輻射顯著增加[2],增加的UV-B輻射對(duì)地球生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)生了影響[26],導(dǎo)致蚜蟲種下遺傳分化現(xiàn)象普遍[4],牧草害蟲豌豆蚜也不例外,紫外脅迫上調(diào)了蚜蟲表達(dá)生長(zhǎng)因子[7],致使線粒體基因COⅠ-Ⅱ突變[21],并且UV-B輻射降低田間麥蚜復(fù)合種群數(shù)量[27-28]等。本研究采用小劑量的UV-B連續(xù)脅迫單克隆系紅色型豌豆蚜8代,以觀察UV-B脅迫對(duì)豌豆蚜生物學(xué)特性的影響,最終獲得了連續(xù)多代種群生命表,統(tǒng)計(jì)出凈增殖率、內(nèi)稟增長(zhǎng)率、平均世代周期和周限增長(zhǎng)率等參數(shù)。研究結(jié)果表明,UV-B脅迫對(duì)豌豆蚜的體長(zhǎng)、體重,凈增殖率、內(nèi)稟增長(zhǎng)率、平均世代周期和周限增長(zhǎng)率都產(chǎn)生了一定的影響。不同時(shí)間UV-B輻射連續(xù)脅迫紅色型豌豆蚜8代后,F8代成蟲平均體長(zhǎng)顯著減小,隨著輻射時(shí)間的延長(zhǎng)依次為對(duì)照的81.94%、79.03%、69.68%、61.61%、42.58%;成蟲平均體重顯著減輕,隨著輻射時(shí)間的延長(zhǎng)依次為對(duì)照的73.12%、58.03%、44.59%、38.03%、33.77%。在同一輻射時(shí)間處理下,兩者均是隨著世代數(shù)的增加先增大后減小,20～50 min處理下,體長(zhǎng)和體重增大至F4代后逐代迅速減小,60 min處理下增大至F3代后逐代迅速減小。體長(zhǎng)和體重是國(guó)外學(xué)者評(píng)價(jià)環(huán)境對(duì)昆蟲影響的指標(biāo),比生命表更簡(jiǎn)單直接[29],因此在UV-B脅迫下,最終豌豆蚜體長(zhǎng)縮短,體重減輕表明UV-B輻射抑制豌豆蚜的生長(zhǎng),與杜軍利的研究結(jié)果相似[18],并且這種抑制是逐世代加強(qiáng)的,說(shuō)明UV-B輻射產(chǎn)生的影響能夠遺傳積累[21,24],這種遺傳積累很可能是由于紫外輻射誘發(fā)了基因變異而產(chǎn)生的[30-31]。處理組F1～F4代內(nèi)體長(zhǎng)和體重均有不同程度的增加,這可能與其抗逆反應(yīng)過(guò)程中保護(hù)酶活性的上升有關(guān)[32],也可能是低劑量UV-B脅迫誘導(dǎo)豌豆蚜生理生化反應(yīng)而產(chǎn)生的“毒物興奮效應(yīng)[33]”,這種效應(yīng)與“毒物”劑量有關(guān),高劑量下表現(xiàn)為抑制作用。凈增殖力(R0)、平均世代周期(T)、內(nèi)稟增長(zhǎng)率(rm)和周限增長(zhǎng)率(λ)是評(píng)價(jià)特定環(huán)境中種群變化的重要參數(shù)[34]。本研究中,紅色型豌豆蚜受UV-B連續(xù)脅迫8代后,其F8代凈增殖率與對(duì)照相比顯著降低,隨著輻射時(shí)間的延長(zhǎng)分別為對(duì)照的46.55%、32.94%、 27.64%、22.63%、6.94%;F8代周限增長(zhǎng)率相對(duì)于對(duì)照顯著減小,分別為對(duì)照的87.94%、87.03%、 84.22%、83.10%、77.00%;由于脅迫產(chǎn)生的遺傳積累,50～60 min 處理下F8代內(nèi)稟增長(zhǎng)率均小于對(duì)照的1/2,說(shuō)明此時(shí)豌豆蚜種群增長(zhǎng)呈衰退趨勢(shì);F8代平均世代周期相對(duì)于對(duì)照顯著增長(zhǎng),隨輻射處理時(shí)間延長(zhǎng)分別為對(duì)照的1.28、1.20、1.34、1.35、1.38倍,以上說(shuō)明UV-B脅迫抑制了豌豆蚜種群數(shù)量的增長(zhǎng),研究結(jié)果與Nigel等[3]對(duì)桃蚜的研究結(jié)果相似。處理組內(nèi)隨著世代的增加,凈增殖率、內(nèi)稟增長(zhǎng)率和周限增長(zhǎng)率均是先增大后減小,平均世代周期先縮短后顯著延長(zhǎng),各種群參數(shù)在20～50 min處理下均以F4代為轉(zhuǎn)折點(diǎn),60 min處理下以F2代為轉(zhuǎn)折點(diǎn)。出現(xiàn)這種現(xiàn)象可能與豌豆蚜的抗逆反應(yīng)有關(guān)[5-6]。李進(jìn)步等[35]認(rèn)為,當(dāng)遇到紫外輻射、高溫等惡化環(huán)境時(shí),蚜蟲會(huì)出現(xiàn)體色分化應(yīng)對(duì),進(jìn)一步通過(guò)調(diào)節(jié)生理代謝來(lái)提高機(jī)體能量,進(jìn)而以改變其繁殖力來(lái)應(yīng)對(duì)。

綜上所述,長(zhǎng)期UV-B脅迫對(duì)豌豆蚜的生長(zhǎng)發(fā)育和種群增長(zhǎng)都有抑制作用,具體表現(xiàn)為:體長(zhǎng)減短,體重減輕,凈增殖率、內(nèi)稟增長(zhǎng)率和周限增長(zhǎng)率降低,平均世代周期延長(zhǎng)。本試驗(yàn)所有試驗(yàn)結(jié)果均是在實(shí)驗(yàn)室理想條件下獲得的,僅就連續(xù)多代UV-B脅迫下豌豆蚜的種群參數(shù)做了研究,對(duì)UV-B誘導(dǎo)產(chǎn)生負(fù)作用的機(jī)理探究不明確,但仍然可以為紫外誘導(dǎo)豌豆蚜種群演替和害蟲綜合防治提供理論依據(jù)。若要完全明確UV-B脅迫在豌豆蚜種群演替和進(jìn)化中的作用,還需從分子機(jī)理、酶及相關(guān)蛋白和DNA、RNA等方面做進(jìn)一步研究。

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(責(zé)任編輯：田喆)

Effects of UV-B stress on biological characteristics of red pea aphidAcyrthosiphonpisumHarris

Yuan Weining,Zhu Yangyan,Sun Xiaoling,Yang Qiaoyan,Liu Changzhong

(Pratacultural College of Gansu Agricultural University; Key Laboratory of Grassland Ecosystem of Ministry of Education, Lanzhou730070, China)

The depletion of ozone resulted in enhanced UV-B stress in middle and high latitudes of the northern or southern hemisphere. These situations generally made genetic divergence of aphids. This study sought to determine the effects of UV-B stress on biological properties of the red pea aphid and on species succession and subspecies differentiation. The newly born red pea aphids were treated for 8 generations by 40 W UV-B radiation, once a day, 6 times at 20 min, 30 min, 40 min, 50 min and 60 min. The results indicated that, with UV-B radiation time prolonged, the average body length of red pea aphids cut back, with average weight lightened, net reproductive rate, finite rate of increase and intrinsic rate reduced, and the mean generation time was prolonged in the same generation. Continuous UV-B radiation made average body length, average weight, net reproductive rate, finite rate of increase and intrinsic rate all increase in the first four generations, then reduce greatly with generation increasing, but the mean generation time declined at first, then increased. Up to F8, the average body length, average weight, net reproductive rate, finite rate of increase and mean generation time were 42.58%-81.94%, 33.77%-73.12%, 6.94%-46.55%, 77.00%-87.94%, and 1.20-1.38 times of the CK.However, the intrinsic rate decreased to 1/2 of the CK under the treatments of 50 min and 60 min, indicating that the population quantity was negative increase. All these data suggested that a long period of UV-B stress might lead to inhibitory effects on development and population growth of the red pea aphid.

UV-B;Acyrthosiphonpisum;life table;parameter of population dynamics;intrinsic rate of increase

2015-07-07

2015-09-22

國(guó)家自然科學(xué)基金(31260433) ；甘肅省農(nóng)牧廳科技項(xiàng)目；高等學(xué)校博士學(xué)科點(diǎn)專項(xiàng)科研基金博導(dǎo)類資助課題(20136202110007)

E-mail:liuchzh@gsau.edu.cn

S 435.24

A

10.3969/j.issn.0529-1542.2016.04.011