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Bactrocera tau (Walker) 的冷热耐受性表征

期刊:InsectsDOI:10.3390/insects13040329

本文档属于类型a,即报告了一项原创性研究。以下是对该研究的详细学术报告: 低参考性

1. 研究作者及机构

本研究的主要作者包括Huan Liu、Xiaoyan Wang、Zihan Chen和Yongyue Lu。他们分别来自河南科技大学园艺与植物保护学院、广东省农业科学院果树研究所、华南农业大学昆虫学系。该研究于2022年3月28日发表在期刊《Insects》上,文章标题为《Characterization of Cold and Heat Tolerance of Bactrocera tau (Walker)》。

2. 学术背景

本研究的主要科学领域是昆虫生态学,特别是关于昆虫对极端温度的耐受性研究。Bactrocera tau(南瓜实蝇)是一种全球性的入侵性害虫,对多种蔬菜和水果作物造成严重的经济损失。温度是影响昆虫活动、适应性和地理分布的关键因素,因此研究B. tau对极端冷热温度的耐受性具有重要意义。本研究旨在通过测量B. tau不同生命阶段的超冷点(supercooling point, SCP)及其在极端温度下的存活率,揭示其冷热耐受性,并为制定有效的植物检疫措施提供科学依据。

3. 研究流程

研究分为以下几个步骤:

3.1 昆虫饲养

B. tau在实验室条件下饲养,温度为25±1°C,相对湿度为75±1%,光照周期为14小时光照:10小时黑暗。昆虫种群至少饲养了20代,卵通过黄瓜片收集,幼虫以南瓜为食,成虫则饲喂酵母提取物和糖的混合物。

3.2 测量不同生命阶段的超冷点(SCP)

使用热电偶和自动温度记录仪测量B. tau不同生命阶段的超冷点。测试对象包括卵、1至3龄幼虫、1至8日龄蛹、2至3日龄成虫等。每个生命阶段测试30个样本,温度从10°C降至-30°C,降温速率为0.5°C/min。超冷点定义为昆虫体液自发冻结时的温度。

3.3 测定B. tau对极端冷热温度的耐受性

将B. tau的不同生命阶段(卵、1至3龄幼虫、1日龄蛹、3日龄成虫)暴露于6个低温(-9, -7, -5, -3, -1, 0°C)和6个高温(39, 40, 41, 42, 43, 44°C)下,持续时间分别为0.5、1.0、2.0和4.0小时。处理后记录卵的孵化率、蛹的羽化率以及幼虫和成虫的存活率。

3.4 数据分析

使用SAS 9.20软件进行统计分析,数据以均值±标准误表示。通过双变量逻辑方程拟合三维数据曲线,分析温度、时间和死亡率之间的关系。

4. 主要结果

4.1 不同生命阶段的超冷点

B. tau不同生命阶段的超冷点存在显著差异。卵的超冷点最低,为-25.82±0.51°C,其次是6日龄蛹(-22.95±0.34°C)。成虫的超冷点随年龄变化,8至10日龄雄性成虫的超冷点最低,为-15.69±0.90°C。

4.2 冷耐受性

随着温度的降低和暴露时间的延长,B. tau各生命阶段的死亡率逐渐增加。卵在-9°C暴露4小时后死亡率达到100%,而1龄幼虫在-7°C暴露1小时后的死亡率为80.92±1.19%。3龄幼虫在-7°C暴露1小时后的死亡率为56.56±1.39%,表明其对低温的耐受性较强。

4.3 热耐受性

随着温度的升高和暴露时间的延长,B. tau各生命阶段的死亡率也显著增加。卵在39°C暴露2小时后的死亡率达到95.30±1.54%,而3龄幼虫在44°C暴露0.5小时后的死亡率为47.08±1.32%。3龄幼虫表现出最强的热耐受性。

4.4 温度-时间-死亡率关系

通过三维表面模型拟合,发现B. tau的存活率与温度暴露时间和强度密切相关。卵的冷损伤上限(ULCIZ)为-2.819°C,而3龄幼虫的热损伤下限(LLTIZ)为41.443°C。

5. 结论

本研究揭示了B. tau对极端冷热温度的耐受性,特别是卵对低温的耐受性最强,而3龄幼虫对高温的耐受性最强。这些发现为制定针对B. tau的植物检疫措施提供了重要依据,尤其是在处理受感染的水果和蔬菜时,可以通过极端温度处理来杀灭害虫。

6. 研究亮点

  • 重要发现:B. tau在不同生命阶段对极端温度的耐受性存在显著差异,卵对低温的耐受性最强,而3龄幼虫对高温的耐受性最强。
  • 方法创新:本研究通过三维表面模型拟合,量化了温度、时间和死亡率之间的关系,为昆虫冷热耐受性研究提供了新的方法。
  • 应用价值:研究结果为制定针对B. tau的植物检疫措施提供了科学依据,尤其是在处理受感染的水果和蔬菜时,可以通过极端温度处理来杀灭害虫。

7. 其他有价值的内容

本研究还探讨了B. tau的冷热耐受性与其地理分布和入侵能力的关系,为进一步研究该害虫的生态适应性和防控策略提供了重要参考。

总之,本研究通过系统的实验设计和数据分析,揭示了B. tau对极端温度的耐受性,为制定有效的植物检疫措施提供了科学依据,具有重要的理论和应用价值。

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