摘要:為探究黑腹胃蠅卵的發(fā)育歷期,本試驗(yàn)在實(shí)驗(yàn)室條件下,設(shè)置6個(gè)恒定溫度,定期檢查卵的發(fā)育狀態(tài),記錄發(fā)育為一齡幼蟲的時(shí)間及數(shù)量。采用有效積溫法則“最小二乘法”對(duì)黑腹胃蠅卵的發(fā)育起點(diǎn)溫度和有效積溫進(jìn)行計(jì)算。結(jié)果顯示:黑腹胃蠅卵的發(fā)育起點(diǎn)溫度為(3.191±1.48)℃,有效積溫為(182.7±12.03)d·℃。卵期發(fā)育速率與溫度的模型為:V=0.035×e0.048T,發(fā)育速率與溫度顯著相關(guān)(R2=0.983,P<0.0001)。結(jié)果表明,黑腹胃蠅卵可在低溫下完成發(fā)育。
關(guān)鍵詞:黑腹胃蠅;發(fā)育歷期;發(fā)育起點(diǎn)溫度;有效積溫
黑腹胃蠅(Gasterophilus pecorum,G.pecorum)為雙翅目(Diptera)環(huán)裂亞目(Cyclorrhapha)胃蠅科(Gasterophilidae)下的胃蠅屬(Gasterophilus)[1-2]。此種寄生蟲病在中國(guó)新疆卡拉麥里山有蹄類自然保護(hù)區(qū)廣為流行,當(dāng)?shù)匾榜R的感染量遠(yuǎn)超國(guó)內(nèi)外所有記錄[3]。
與世界各地馬胃蠅區(qū)系以腸胃蠅(G.intestinalis)和鼻胃蠅(G.nasalis)為優(yōu)勢(shì)種[1,4-5]不同的是,新疆卡山有蹄類自然保護(hù)區(qū)馬胃蠅優(yōu)勢(shì)種為黑腹胃
蠅(G.pecorum)。
目前,關(guān)于黑腹胃蠅的研究多集中在生物學(xué)、形態(tài)學(xué)、病理學(xué)、地理分布等方面[1,6],而對(duì)于其流行病學(xué)方面的研究資料相對(duì)匱乏,關(guān)于黑腹胃蠅體外發(fā)育階段——卵的發(fā)育歷期、發(fā)育起點(diǎn)溫度和有效積溫的相關(guān)研究更是未見報(bào)道。本文在室內(nèi)恒溫條件下對(duì)黑腹胃蠅卵的發(fā)育動(dòng)態(tài)進(jìn)行研究,為開展新疆荒漠草原普氏野馬馬胃蠅蛆病[7-8]的后續(xù)研究奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
1 材料與方法
1.1 實(shí)驗(yàn)材料
2018年3—4月在新疆卡拉麥里山蹄類自然保護(hù)區(qū)非批量性采樣,通過跟蹤保護(hù)區(qū)內(nèi)野放的普氏野馬,收集糞便中自然排出的黑腹胃蠅老熟幼蟲備用。
1.2 實(shí)驗(yàn)用具
透明塑料杯、電子溫度計(jì)、PRX-450 B型人工氣候箱(溫度誤差±1℃,寧波賽福實(shí)驗(yàn)儀器有限公司)、亞克力昆蟲飼養(yǎng)籠、濾紙、鑷子、培養(yǎng)皿、顯微鏡等。
1.3 試驗(yàn)方法
用易于觀察的透明塑料杯作為化蛹培養(yǎng)容器,在杯中盛5 cm高的細(xì)沙土,將野外收集的黑腹胃蠅老熟幼蟲置于沙土上進(jìn)行培養(yǎng),將同一天化蛹的黑腹胃蠅蛹劃為一組,轉(zhuǎn)移到新的塑料杯中,待其羽化成蠅后立即將雌雄黑腹胃蠅進(jìn)行配對(duì),并隔離飼養(yǎng)在亞克力昆蟲籠里。觀察到雌蠅交配產(chǎn)卵后,收集卵粒,采用隨機(jī)抽查的方法在解剖鏡下進(jìn)行破壞性檢查,確定此雌蠅母本所產(chǎn)的卵為受精卵后,保留備用。
利用人工氣候箱測(cè)定黑腹胃蠅卵的發(fā)育起點(diǎn)溫度和有效積溫。設(shè)置6個(gè)溫度處理:16、20、24、28、30、32(誤差±1)℃,相對(duì)濕度RH70%~80%,光照4400 Lx,光周期 L∶D=14∶10。每個(gè)培養(yǎng)溫度下做三組平行重復(fù)試驗(yàn),三組黑腹胃蠅受精卵樣本分別來自不同母本,在每組培養(yǎng)皿中放入約300粒受精卵。采取定期破壞性檢查的方法,每天9∶00和21∶00各檢查
1次黑腹胃蠅卵胚胎發(fā)育完成程度,每次每組檢查10枚受精卵,直至卵殼內(nèi)一齡幼蟲胚胎發(fā)育率達(dá)到100%為止,記錄不同溫度下每組樣本的發(fā)育歷期。
1.4 數(shù)據(jù)處理方法
根據(jù)有效積溫法則:
其中,K為有效積溫,N為發(fā)育歷期,T為試驗(yàn)溫度,C為發(fā)育起點(diǎn)溫度。因?yàn)镹為發(fā)育速率V的倒數(shù),因此該公式可以寫為:
即為試驗(yàn)溫度T與發(fā)育速率V的直線回歸方程,有效積溫K和發(fā)育起點(diǎn)溫度C是線性關(guān)系中的待定系數(shù),結(jié)合6個(gè)處理溫度下測(cè)得的發(fā)育歷期,采用“最小二乘法”[9]計(jì)算出黑腹胃蠅卵的發(fā)育起點(diǎn)溫度C和有效積溫K以及發(fā)育起點(diǎn)溫度的標(biāo)準(zhǔn)誤差Sc和有效積溫的標(biāo)準(zhǔn)誤差Sk;計(jì)算公式分別為:
根據(jù)有效積溫法則,求出溫度理論值T’。T’=V+CK;
(3)~(6)式中:n為設(shè)置溫度梯度數(shù),T為試驗(yàn)溫度(℃),V為發(fā)育速率(1/N),N為發(fā)育歷期(d),T’為溫度理論值;為發(fā)育速率的平均值。
根據(jù)求得的發(fā)育起點(diǎn)溫度C和有效積溫K,建立發(fā)育速率V與試驗(yàn)溫度T的一元線性回歸方程,并使用SPSS分析軟件對(duì)該回歸模型進(jìn)行顯著性檢驗(yàn),從而建立發(fā)育歷期預(yù)測(cè)公式:
所有數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)上利用Excel和SPSS統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和模型模擬,并對(duì)黑腹胃蠅受精卵在不同溫度條件下的發(fā)育歷期進(jìn)行方差分析。
2 結(jié)果與分析
2.1 黑腹胃蠅卵在不同溫度下的發(fā)育歷期
以發(fā)育速率為縱坐標(biāo),溫度梯度為橫坐標(biāo)繪制溫度與發(fā)育速率的關(guān)系圖(圖1),由圖1可知,在16、20、24、28、30、32℃六個(gè)溫度梯度處理中,溫度與發(fā)育速率呈正相關(guān),即隨著溫度升高,黑腹胃蠅卵的發(fā)育速率明顯加快。
2.2 黑腹胃蠅卵的發(fā)育起點(diǎn)溫度和有效積溫
不同溫度下測(cè)得的發(fā)育歷期、發(fā)育試驗(yàn)溫度、發(fā)育速率等數(shù)據(jù)見表1。將表1數(shù)據(jù)代入有效積溫計(jì)算式(3)(4)中,計(jì)算得出:發(fā)育起點(diǎn)溫度C=3.191℃,有效積溫K=182.70 d·℃。將求得的C及K值代入公式(2)可求得各組理論溫度T’,將表2相關(guān)數(shù)據(jù)代入公式(5)(6)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)差Sc=1.48℃、Sk=12.03 d·℃。
因此,新疆黑腹胃蠅卵的發(fā)育起點(diǎn)溫度C=(3.191±1.48)℃,有效積溫K=(182.7±12.03)d·℃,
將C、K值及對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)差Sc、Sk代入公式(7),建立黑腹胃蠅卵的發(fā)育歷期預(yù)測(cè)式:
2.3 黑腹胃蠅卵發(fā)育速率與溫度關(guān)系的擬合
根據(jù)發(fā)育速率V與溫度T的散點(diǎn)圖分布特點(diǎn)
(圖1),分別建立線性回歸方程、多項(xiàng)式回歸方程以及指數(shù)回歸方程,比較并選出最優(yōu)擬合優(yōu)度的回歸方程。
將發(fā)育歷期N轉(zhuǎn)化為發(fā)育速率1/N,公式(1)K=N(T-C)也可寫為:K=1/V(T-C),建立發(fā)育期間發(fā)育速率V與平均溫度T的線性回歸方程:
V=-0.0138+0.0053T,用SPSS對(duì)一元線性方程進(jìn)行回歸分析,結(jié)果顯示:R2=0.983,P<0.001;建立V與T的多項(xiàng)式回歸方程:V=0.0437+0.003T+0.0001T2,對(duì)方程進(jìn)行顯著性分析,R2=0.983,P<0.01;對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)建立指數(shù)回歸方程,得到:V=0.035×e0.048T,經(jīng)SPSS檢驗(yàn),該方程的R2=0.983,P<0.0001。上述三個(gè)回歸方程R2均達(dá)到0.9以上,說明方程擬合度均良好;三個(gè)方程的P值均小于0.01,表明溫度與發(fā)育速率的相關(guān)性都達(dá)到極顯著水平。通過作圖及P值比較可知,指數(shù)回歸方程:V=0.035×e0.048T對(duì)數(shù)據(jù)的擬合度最佳。
3 討論
本文對(duì)黑腹胃蠅卵發(fā)育起點(diǎn)溫度和有效積溫進(jìn)行了研究,結(jié)果表明:黑腹胃蠅卵的發(fā)育起點(diǎn)溫度為(3.191±1.48)℃,有效積溫為(182.7±12.03)d·℃。
此結(jié)果說明,相比其他許多昆蟲物種,黑腹胃蠅卵的發(fā)育起點(diǎn)溫度相對(duì)較低,有較好的耐低溫能力。根據(jù)前人對(duì)蜂類和蠅類發(fā)育起點(diǎn)的研究不難看出,有些種類蠅和蜂的卵期發(fā)育確實(shí)具有耐低溫的特點(diǎn),如對(duì)茶足柄瘤蚜繭蜂(Lysiphlebus testaceipes
Cresson)(半翅目:蚜科)[10]、月斑鼓額食蚜蠅(Scaeva selenitica Meigen)(雙翅目:食蚜蠅科)[11]、樟葉蜂(Mesoneura rufonota Rohwer)(膜翅目:葉蜂科)[12]等的研究,卵期發(fā)育起點(diǎn)溫度分別為6.50、6.04、5.26℃。
本研究中,在試驗(yàn)溫度范圍內(nèi)(16~32℃),黑腹胃蠅卵的發(fā)育歷期隨溫度升高而縮短。建立的線性模型、多項(xiàng)式模型、指數(shù)模型均可用來描述黑腹胃蠅卵的發(fā)育速率與溫度間的關(guān)系,但指數(shù)模型對(duì)二者間的關(guān)系描述更準(zhǔn)確。據(jù)文獻(xiàn)記載[13],在溫度偏低或偏高時(shí),用Logistic模型預(yù)測(cè)昆蟲發(fā)育速率比線性日度模型更加準(zhǔn)確,即線性日度模型只在特定溫度范圍內(nèi)有
效[10]。在本研究中則發(fā)現(xiàn),指數(shù)模型對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的變化規(guī)律描述更貼切。由此可見,應(yīng)用何種模型預(yù)測(cè)昆蟲發(fā)育歷期更有效不能一概而論,應(yīng)視昆蟲種本身特性和溫度范圍而定。
迄今為止,對(duì)黑腹胃蠅卵發(fā)育歷期和有效積溫的研究未見報(bào)道,本試驗(yàn)首次對(duì)其發(fā)育規(guī)律進(jìn)行了研究,并對(duì)其發(fā)育速率與溫度關(guān)系進(jìn)行了擬合。因?yàn)楹诟刮赶壜训陌l(fā)育歷期與其感染潛能關(guān)系密切,所以關(guān)于黑腹胃蠅卵發(fā)育歷期的研究對(duì)判斷其感染潛能具有重要流行病學(xué)意義,可為開展新疆荒漠草原普氏野馬馬胃蠅蛆病后續(xù)研究奠定基礎(chǔ),也對(duì)普氏野馬野放工作至關(guān)重要。
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