不同光質(zhì)對(duì)果蠅生長(zhǎng)發(fā)育的影響

楊竹香，楊春梅

(迪慶州藏文中學(xué)生物教研室，云南 香格里拉 674400)

昆蟲(chóng)資源具有其他生物無(wú)可比擬的生產(chǎn)優(yōu)勢(shì)與營(yíng)養(yǎng)優(yōu)勢(shì)，因此它在飼養(yǎng)、食用和醫(yī)藥領(lǐng)域有很大的發(fā)展空間［1］。目前，國(guó)內(nèi)已有不少學(xué)者研究過(guò)昆蟲(chóng)對(duì)不同單色光的趨光性行為，并將其應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，進(jìn)行對(duì)有害昆蟲(chóng)的誘殺。如傅建煒等［2］研究發(fā)現(xiàn)不同蔬菜害蟲(chóng)對(duì)同一色彩的敏感性不同，同一害蟲(chóng)對(duì)不同色彩的敏感性也不同;周建波［3］發(fā)現(xiàn)利用棕黃薊馬有趨藍(lán)色的習(xí)性，可以在作物種植行間懸掛藍(lán)色誘集帶或誘集板誘殺成蟲(chóng);姚渭等［4］測(cè)定了紅、黃、綠、紫、藍(lán)光對(duì)8種儲(chǔ)糧昆蟲(chóng)的光趨避強(qiáng)度，發(fā)現(xiàn)銹赤扁谷盜和長(zhǎng)角扁谷盜有比較明顯的趨光行為;劉曉英等［5］做了基于LED誘蟲(chóng)燈的果蠅趨光性試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)果蠅趨性最強(qiáng)的光源波長(zhǎng)為560nm，光強(qiáng)比較弱的黃綠光誘捕效果最好;李建宇等［6］發(fā)現(xiàn)色板對(duì)多種害蟲(chóng)具有誘集作用，具有廣闊的應(yīng)用前景。

國(guó)外的研究則主要集中于果蠅遺傳、器官和基因的結(jié)構(gòu)與功能機(jī)制。如日本小林悟等［7］研究人員發(fā)現(xiàn)了果蠅避免不孕的機(jī)制;杜克大學(xué)醫(yī)療中心的Natasha等人［8］提出一份關(guān)于蒼蠅舌頭的知覺(jué)地圖，結(jié)果顯示昆蟲(chóng)對(duì)于苦味的辨識(shí)力可能更勝于哺乳動(dòng)物;西班牙格拉納達(dá)大學(xué)生物技術(shù)研究所的研究人員分離并鑒別出對(duì)果蠅幼蟲(chóng)致毒性特強(qiáng)的菌根，開(kāi)發(fā)出能有效殺滅果蠅的新型生物殺蟲(chóng)劑等等。

就目前而言，關(guān)于單色光照對(duì)昆蟲(chóng)的影響的研究情況與應(yīng)用，其范圍仍然比較局限。本文擬將模式生物果蠅在紅、藍(lán)、綠三種單色光下培養(yǎng)，觀察不同光質(zhì)對(duì)果蠅生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖的具體作用，探討單色光對(duì)果蠅生長(zhǎng)、發(fā)育和繁殖的影響，以期闡明單色光應(yīng)用于昆蟲(chóng)飼養(yǎng)的可行性。相較于添加激素的飼料而言，單色光增產(chǎn)法有著更綠色、更安全、更經(jīng)濟(jì)的明顯優(yōu)勢(shì)。

1.材料與方法

1.1 材料

普通果蠅 (Drosophila melanogaster)、飼養(yǎng)箱、LED單色燈、乙醚、玉米培養(yǎng)基［9］、DNP－9272型電熱恒溫培養(yǎng)箱、LDZX－75KB立式壓力蒸汽滅菌器。

1.2 處女蠅的收集

于每天8∶00、15∶00、21∶00定時(shí)收集剛羽化的果蠅，雌雄分離培養(yǎng)。培養(yǎng)4天后，雌蟲(chóng)飼養(yǎng)瓶中未出現(xiàn)幼蟲(chóng)，確定該瓶中雌蟲(chóng)為處女蠅。

1.3 單色光飼養(yǎng)

在3個(gè)飼養(yǎng)箱中分別安插紅、藍(lán)、綠LED單色燈，形成單色光培養(yǎng)環(huán)境。同時(shí)將1個(gè)飼養(yǎng)箱置于黑暗環(huán)境下，作為對(duì)照組。溫度統(tǒng)一設(shè)置為25℃，每箱100只，雌雄各半，雌蠅為處女蠅。

1.4 數(shù)據(jù)采集、整理與處理

出現(xiàn)大量幼蟲(chóng)后，于同一時(shí)間放掉親本成蟲(chóng)，幼蟲(chóng)繼續(xù)培養(yǎng)。定期觀察子代的生長(zhǎng)發(fā)育狀況，分別記錄子代果蠅最先出現(xiàn)幼蟲(chóng)、蛹、快要羽化的蛹及成蟲(chóng)的時(shí)間、數(shù)量和突變個(gè)體數(shù)量等。數(shù)據(jù)采用SPSS軟件進(jìn)行單因素方差分析和卡方檢驗(yàn)，以判斷單色光對(duì)果蠅生長(zhǎng)發(fā)育所產(chǎn)生的影響的顯著性。

2.結(jié)果與分析

2.1 不同光質(zhì)對(duì)三齡幼蟲(chóng)生長(zhǎng)的影響

紅、藍(lán)、綠三種單色光都能不同程度的促進(jìn)果蠅三齡幼蟲(chóng)的生長(zhǎng)。其中，紅光作用最明顯，藍(lán)、綠光依次次之 (見(jiàn)圖1)。

2.2 不同光質(zhì)對(duì)蛹期蛹生長(zhǎng)的影響

紅、藍(lán)、綠三種單色光對(duì)蛹這一階段的生長(zhǎng)有影響。其中紅、藍(lán)光作用最明顯，綠光稍次之(見(jiàn)圖2)。

圖1 不同光質(zhì)對(duì)三齡幼蟲(chóng)數(shù)量的影響Fig.1 Influence of third instar larva amount with different lights

圖2 不同光質(zhì)條件對(duì)蛹數(shù)的影響Fig.2 Influence of pupa amount with different lights

2.3 不同光質(zhì)對(duì)快羽化的蛹的生長(zhǎng)影響

圖3 不同光質(zhì)對(duì)快羽化的蛹數(shù)的影響Fig.3 Influence of pupa amount that will eclosion with different lights

圖4 不同光質(zhì)對(duì)羽化果蠅數(shù)量的影響Fig.4 Influence of eclosion Drosophilas amount with different lights

紅、藍(lán)、綠三種單色光對(duì)果蠅由蛹向羽化這一遞進(jìn)階段的生長(zhǎng)有影響。其中，紅、藍(lán)光作用最明顯，綠光稍次之 (見(jiàn)圖3)。這可能是因?yàn)椴煌墓庹?，不同程度打亂了果蠅的羽化節(jié)律，最終影響到其羽化過(guò)程和發(fā)生量［10］。

2.4 不同光質(zhì)對(duì)羽化果蠅生長(zhǎng)的影響

紅、藍(lán)、綠三種單色光對(duì)果蠅的羽化有促進(jìn)作用。其中，紅、藍(lán)光作用最明顯，綠光稍次之(見(jiàn)圖4)。

2.5 數(shù)據(jù)分析

一個(gè)培養(yǎng)周期結(jié)束后，統(tǒng)計(jì)各組的各項(xiàng)觀察指標(biāo)，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 不同光質(zhì)對(duì)果蠅生長(zhǎng)發(fā)育的影響Tab.1 Influence of Drosophilas development with different lights

使用SPSS 17.0軟件對(duì)羽化果蠅總量進(jìn)行單因素方差分析表明，不同光質(zhì)的培養(yǎng)條件對(duì)果蠅的羽化總量即繁殖量造成的影響差異極顯著 (p＜0.01);對(duì)果蠅三齡幼蟲(chóng)量的影響差異不顯著(p＞0.05);對(duì)果蠅性比的影響差異不顯著 (p＞0.05);綠光對(duì)果蠅變異的影響極顯著 (p＜0.01)，而紅光、藍(lán)光對(duì)果蠅變異的影響差異不顯著 (p＞0.05)。

在觀察中發(fā)現(xiàn)有翅膀向外微卷的紅眼果蠅 (見(jiàn)圖5)，經(jīng)資料［9］查詢比對(duì)后鑒定其為紅眼卷翅品系。進(jìn)一步將紅眼卷翅果蠅單獨(dú)培養(yǎng)，其子代和孫代中并沒(méi)有出現(xiàn)與親本性狀相同的果蠅。說(shuō)明單色光培養(yǎng)過(guò)程中所得到的紅眼卷翅品系果蠅性狀不穩(wěn)定，不能穩(wěn)定地遺傳給后代。

圖5 紅眼卷翅型與野生型Fig.5 Curly wing type with red eyes and wild type注：a)紅眼卷翅♀；b)紅眼卷翅♂與野生型♂，虛線框中為野生型♂Note:a)Curly wing type with red eyes,female;b)Curly wing type with red eyes and wild type showed in dashed box,male

綜上，本文認(rèn)為，紅、藍(lán)、綠三種單色光對(duì)果蠅的繁殖量有著明顯的促進(jìn)作用，這個(gè)促進(jìn)作用主要表現(xiàn)在影響成蟲(chóng)羽化過(guò)程，而不是影響三齡幼蟲(chóng)的數(shù)量;單色光培養(yǎng)對(duì)果蠅成蟲(chóng)的性別比例沒(méi)有顯著影響，而對(duì)成蟲(chóng)翅膀形態(tài)的變異有影響。

3.討論

光照是一個(gè)復(fù)雜的生態(tài)因子，它通過(guò)復(fù)雜的生理生化和分子機(jī)制，最終影響果蠅的發(fā)生量［11］。銹赤扁谷盜和長(zhǎng)角扁谷盜對(duì)紅、黃、綠、紫、藍(lán)光有比較明顯的趨向行為［4］;棕黃薊馬有趨藍(lán)色的習(xí)性［3］;同一害蟲(chóng)對(duì)不同色彩具有不同的敏感性［2］;生物具有躲避不利條件而趨向有利條件的本能特性。上述現(xiàn)象表明:相應(yīng)顏色光可能會(huì)對(duì)昆蟲(chóng)的生長(zhǎng)發(fā)育產(chǎn)生促進(jìn)作用，致使它們本能的趨向那種顏色的光。本文的結(jié)果也支持這一觀點(diǎn)，紅、藍(lán)兩種光照使得果蠅的繁殖量明顯提高，而且對(duì)果蠅的變異、性比影響不明顯，不會(huì)影響子代的品質(zhì)。綠光雖然也能明顯提高果蠅的子代數(shù)量，但它也會(huì)在一定程度上導(dǎo)致果蠅變異，存在一定不利影響，因此在培育繁殖時(shí)候并不提倡使用會(huì)產(chǎn)生類似結(jié)果的光照。總而言之，部分單色的光確實(shí)可以對(duì)昆蟲(chóng)的生長(zhǎng)、發(fā)育、繁殖產(chǎn)生明顯影響。

基于不同種昆蟲(chóng)之間的特性可能有差異做出初步推測(cè):特定顏色的光照可以在不影響子代品質(zhì)的情況下提高昆蟲(chóng)產(chǎn)量。因此，可以將單色光作為一種綠色、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)的手段廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

卷翅型對(duì)野生型正常翅是顯性性狀，紅眼卷翅型與野生型雜交，在F1代中會(huì)同時(shí)出現(xiàn)野生型與卷翅型，且兩者比例符合1∶1，而不只是兩者中的一種［10］。然而在本文的研究中，當(dāng)把紅眼卷翅與野生雄果蠅放在一起培養(yǎng)，無(wú)論F1代還是F2代，都沒(méi)有發(fā)現(xiàn)與親本性狀相同的果蠅，明顯與上述結(jié)論相矛盾。經(jīng)對(duì)比，發(fā)現(xiàn)李紅偉［10］所使用的紅眼卷翅品系是由中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)專門提供的，而本文所用的紅眼卷翅品系是在單色光培養(yǎng)過(guò)程中偶然得到的。由此推測(cè)，偶然突變而來(lái)的紅眼卷翅性狀不穩(wěn)定，致使它們?cè)诒緦?shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中出現(xiàn)的性狀在子代中隱去了的現(xiàn)象。同時(shí)，并不是突變一發(fā)生就能得到一種穩(wěn)定的果蠅突變品系，只有通過(guò)一定時(shí)間的培養(yǎng)篩選，才有可能得到性狀穩(wěn)定的果蠅突變品系。

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