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A Study on the Relation between the Nutritional Needs of Ericerus pela(Chavannes) and Nutritional Component of Host Plants

白蜡虫营养需求与寄主植物的营养关系



全 文 :林业科学研究 2005 ,18 (4) :421~424
Forest Research
  文章编号 :100121498 (2005) 0420421204
白蜡虫营养需求与寄主植物的营养关系
王自力 , 王绍云 , 叶寿德 , 陈 勇 , 冯 颖 , 陈晓鸣
(中国林业科学研究院资源昆虫研究所 ,云南 昆明 650224)
摘要 :研究了白蜡虫营养需求与寄主植物营养含量关系。结果表明 :白蜡虫雌虫生长发育与无机盐 ,蛋白质 ,脂肪 ,
纤维素和糖类物质密切相关 ;白蜡虫雄虫泌蜡与无机盐 ,水可溶性物质 ,纤维素和糖类物质有关。白蜡虫寄生的女
贞枝条中有 15 种氨基酸含量低于不放养白蜡虫的对照枝条 ,只有谷氨酸、组氨酸和色氨酸 3 种氨基酸含量高于对
照枝条 ,白蜡虫寄生使女贞枝条的氨基酸总量降低了 28117 %。K、Ca、Mn 3 种元素和 K、Na、Ca、Mg、Fe、Mn 等元素分
别是白蜡虫雌虫生长发育和雄虫泌蜡所必须。
关键词 :白蜡虫 ;营养需求 ;寄生 ;寄主植物 ;营养成分
中图分类号 :S89911    文献标识码 :A
收稿日期 : 2004209214
基金项目 : “十五”国家科技攻关计划项目 ( 2004BA502B04) 、云南省科技攻关项目 ( 2001NG16) 、农业科技成果转化资金项目
(02EFN215301189) 、“星火计划”项目 (2003EA169001)和国家林业局林业科技研究专项项目 (2003 - 040 - L40)的部分内容
作者简介 : 王自力 (1971 —) ,男 ,四川内江人 ,助理研究员 ,主要从事资源昆虫培育与利用及产业化研究.
A Study on the Relation between the Nutritional Needs of
Ericerus pela (Chavannes) and Nutritional Component of Host Plants
WANG Zi2li , WANG Shao2yun , YE Shou2de , CHEN Yong , FENG Ying , CHEN Xiao2ming
(Research Institute of Resources Insects , CAF , Kunming  650224 ,Yunnan ,China)
Abstract :The relation between nutritional needs of Ericerus pela and nutritional components of host plants are studied. The results
showed that growth of the female Ericerus pela was correlated with mineral ,protein ,fat ,vitamin and glucose. Wax secretion of the
male Ericerus pela was related with mineral ,water2solubility matter ,fibrin and glucose. There are 15 amino acids of privet (Ligus2
trum vulgare) branches hosted by Ericerus pela lower than that comparative branches and total amino acids of privet (Ligustrum
vulgare) branches decreased by 28. 17 % due to host of Ericerus pela . The results also showed that the growth of the female
Ericerus pela needed K,Ca ,Mn and Wax secretion of the male Ericerus pela needed K,Na ,Ca ,Mg ,Fe ,and Mn.
Key words : Ericerus pela ;nutritional needs ;host ;host plant ;nutritional component
在昆虫与植物的关系中 ,对于终生寄生于植物
表皮、器官和组织内部的昆虫 ,寄主植物受害 ,昆虫
受益[1 ] 。在寄主植物受害的同时 ,被寄生的植物利
用物理防御和化学防御等手段抑制昆虫取食为害。
但具剌吸式口器的白蜡虫 Ericerus pela (Chavannes)可
以选择口针插入和吸取液汁的部位 ,一般输导组织
内液汁含次生物质较少。通过显微切片可见口针对
植物组织内部取食的部位具有高度的选择性。数种
微量金属元素 ,包括 Fe、Zn、Mn、Cu ,是酶反应的辅因
素 ,被认为存在于一切昆虫体内。昆虫完成正常的
生理活动 ,必须满足一定比例的矿质元素浓度。同
样 ,植物完成正常代谢 ,对 N、P、K等矿质元素是必
须的 ,对 Fe、Mn、P、Zn、Cu、Mo、Cl 等 7 个元素的需要
量极微 ,稍多即发生毒害[2 ] 。
白蜡虫与寄主植物的研究 ,前人做了一些工
作[3~8 ] ,研究了白蜡虫与寄主植物及其枝龄的关系 ,
但对白蜡虫与寄主植物营养关系的研究尚未涉及 ,
陈晓鸣等[9~10 ] 研究了白蜡虫的孵化行为和分布特
征 ,王自力等研究了白蜡虫的孤雌生殖方式 ,赵欣
平[11 ]研究了白蜡虫及其寄主植物游离氨基酸含量 ,
探讨了白蜡虫对游离氨基酸的利用问题。白蜡虫寄
生在寄主植物上 ,通过具剌吸式口器的口针吸食寄
主植物的汁液而获得营养。白蜡虫对寄主植物的营
养需求研究涉及到白蜡虫与寄主植物之间的相互关
系。白蜡虫营养需求、寄主植物本身的营养变化和
生长状况是白蜡虫与寄主植物之间协同对抗 ,发展
和平衡的动态过程 ,对白蜡虫的生长发育和生产有
很大的关联。研究具有重要经济价值的资源昆虫白
蜡虫营养需求与寄主植物之间的相互关系 ,了解白
蜡虫生长发育的营养需求和寄主植物被寄生后的营
养变化及寄主植物的营养状况 ,对白蜡虫生理学 ,白
蜡生产具有重要的科学意义和现实意义。
1  材料和方法
111  试验地概况
试验点设置在既能培育白蜡虫种虫又能生产白
蜡的代表区域昆明市晋宁县晋城镇 ,位于 102°37′E ,
27°26′N ,海拔 1 820 m ,年平均降水量 1 14313 mm ,年
平均气温 1418 ℃,大于 10 ℃积温 4 800 ℃,年日照
时数 2 31412 h ,5 —8 月的平均气温为 2018 ℃,平均
相对湿度为 8517 % ,月最高平均气温为 2115 ℃,月
最低平均气温为 1917 ℃,月最高平均相对湿度为
9210 % ,月最低平均相对湿度为 7618 % ,属于中亚热
带气候区[12~13 ] 。昆明在历史上不进行白蜡虫种虫
和白蜡生产 ,但在自然环境中有白蜡虫分布 ,白蜡虫
多寄生于路边的行道树 ,公园的观赏植物和河埂 ,水
库边的绿化树上 ,寄主以女贞为主 ,也有白蜡树。昆
明地区的白蜡虫种虫粒大 ,怀卵量高 ,白蜡泌蜡量也
较好。试验地寄主植物女贞和白蜡树均为人工林 ,
同时用于生产白蜡虫种虫和白蜡。
112  试验材料
供试虫种 :白蜡虫 Ericerus pela (Chavannes) ,采自
于昆明地区 ,以下简称昆明种虫。
供试材料 :白蜡虫寄生和未寄生的女贞 Ligus2
trum lucidum Ait . 枝条。
1. 3  研究方法
选择自然条件下正常生长发育、健壮饱满、无病
虫害的成熟白蜡虫雌成虫 ,采用尼龙袋套袋方式 ,人
工放养在既能培育白蜡虫种虫又能生产白蜡的代表
区域昆明市晋宁县晋城镇试验示范区内树龄、树势
等基本一致的女贞寄主植物上 ,同时设置不放养白
蜡虫的女贞寄主植物作对照。在白蜡虫成熟期 ,选
择放养和不放养白蜡虫外观形态基本一致的女贞枝
条作氨基酸、无机盐类含量等营养成分分析。同时 ,
为了弄清白蜡虫雌雄群体对寄主植物的不同营养需
求 ,在白蜡虫泌蜡末期 (接近 2 龄雄幼虫化蛹羽化时
期) ,选择白蜡虫分泌蜡花覆盖的枝条 ,除去蜡被 ,将
枝条作营养成分分析 ,同时选择未放养白蜡虫的接
近部位的女贞枝条为对照作灰分、可溶物、粗纤维、
总糖和粗蛋白等营养成分分析 ;在白蜡虫雌成虫期 ,
选择生长发育较好的白蜡虫雌成虫寄生枝条 ,除去
雌成虫 ,将枝条作灰分、粗脂肪、粗纤维、蛋白质和总
糖等营养成分分析 ,同时选择未放养白蜡虫的接近
部位的女贞枝条为对照作营养成分分析。
2  结果与分析
211  白蜡虫对寄主植物的营养需求
昆虫的生长发育、生存繁衍和生殖特性需要蛋
白质 (氨基酸) ,糖类、脂肪 ,维生素 ,水分和无机盐类
等物质。各种昆虫对营养的需求是不一致的。白蜡
虫寄生与未寄生女贞枝条氨基酸含量测定结果表
明 ,白蜡虫寄生对寄主女贞枝条氨基酸含量产生影
响。在测定的 18 种氨基酸中 ,白蜡虫寄生的女贞枝
条中有 15 种氨基酸含量低于不放养白蜡虫的对照
枝条 ,只有谷氨酸、组氨酸和色氨酸 3 种氨基酸含量
表 1  白蜡虫寄生与未寄生女贞枝条
氨基酸含量测定 (g·kg - 1)
氨基酸 虫寄生枝条 未寄生枝条 变化量 变化率Π%
天门冬氨酸 2103 3157   1154   75186
苏氨酸 1150 2114 0164 42167
丝氨酸 1148 1188 0140 27103
谷氨酸 4172 4148 - 0124 - 5108
甘氨酸 1149 2104 0155 36191
丙氨酸 1141 2116 0175 53119
缬氨酸 1163 2139 0176 46163
蛋氨酸 0123 0141 0118 78126
异亮氨酸 2148 3127 0179 31185
亮氨酸 1141 1186 0145 31191
酪氨酸 0194 1110 0116 17102
苯丙氨酸 1123 1155 0132 26102
组氨酸 2195 2166 - 0129 - 9183
赖氨酸 1137 2140 1103 75118
精氨酸 1152 2100 0148 31158
色氨酸 2102 1174 - 0128 - 13186
脯氨酸 1147 2158 1111 44194
半胱氨酸 1115 1154 0139 33191
氨基酸总量 31103 39177 8174 28117
224 林  业  科  学  研  究 第 18 卷
高于对照枝条(表 1) ,放养白蜡虫的女贞枝条的氨基酸
总量比对照枝条的氨基酸总量减少了 8174 g·kg - 1 ,减
少 28117 %(表 1 ,2) ,表现出白蜡虫在生长发育过程中需
要从寄主摄取大量不同种类和数量的氨基酸才能生存
繁衍 ,完成其生活史。同时 ,白蜡虫也刺激寄主分泌谷
氨酸、组氨酸和色氨酸 3 种氨基酸 ,使得这 3 种氨基酸
在白蜡虫寄生的女贞枝条中高于对照。
在寄主植物矿质元素 K、Na、Ca、Mg、Cu、Mn、P 等
构成无机盐类含量的测定中可以看出 ,白蜡虫寄生
对其寄主无机盐含量产生影响 ,放养白蜡虫的女贞
枝条的无机盐类含量低于对照枝条 ,特别是 Mn 含
量 ,放虫枝条中 Mn 的含量仅为未放虫枝条的 1/ 4 左
右 ,说明白蜡虫在生长发育过程中对 K、Na、Ca、Mg、
Cu、Mn、P 都有不同程度量的需求 ,尤其对 Mn 的需
求是寄主本身含量的 4 倍左右 (表 2) 。
表 2  白蜡虫寄生与未寄生女贞枝条
无机盐类含量测定 (g·kg - 1)
项目 K Na Ca Mg Cu Mn P
有虫枝条 5103 0119 2162 1118 0109 0110 1102
对照 5155 0120 3115 1177 0114 0142 01132
212  白蜡虫雌虫对营养的需求
白蜡虫雌虫对寄主植物的营养需求和白蜡虫雌
虫寄生女贞枝条主要养分含量测定结果表明 ,放养
白蜡虫雌虫的女贞枝条与对照枝条比较 ,白蜡虫寄
生的枝条在灰分、粗脂肪、粗纤维、粗蛋白和总糖等
主要养分含量方面都低于对照 ,分别为灰分减少了
18. 55 % , 粗脂肪减少了 8. 64 % , 粗纤维减少了
20. 66 % ,粗蛋白减少了 12. 56 % , 总糖减少了
19. 96 %(表 3) 。
表 3  白蜡虫雌虫寄生女贞枝条主要
养分含量测定 (g·kg - 1)
项目 灰分 粗脂肪 粗纤维 粗蛋白 总糖
雌虫枝条   18. 0  14. 8  120. 6   36. 3   38. 1
无虫枝条 22. 1 16. 2 152. 0 41. 4 47. 6
变化量 4. 1 1. 4 31. 4 5. 2 9. 5
变化率Π% 18. 55 8. 64 20. 66 12. 56 19. 96
白蜡虫雌虫对寄主植物氨基酸的营养需求和白
蜡虫雌虫寄生与对照女贞枝条氨基酸含量测定结果
表明 ,放养白蜡虫雌虫的女贞枝条中的天门冬氨酸、
丝氨酸、组氨酸、谷氨酸、蛋氨酸、精氨酸、半胱氨酸、
赖氨酸等 8 种氨基酸减少 ,氨基酸总量减少了 3104
g·kg - 1 ,减少 24. 60 %(表 4 ,5) ,说明白蜡虫雌虫在生
长发育和生存繁衍过程中对这 8 种氨基酸都有不同
程度的需求。
表 4  白蜡虫雌虫寄生与未寄生女贞枝条
氨基酸含量测定 (g·kg - 1)
氨基酸 虫寄生枝条 未寄生枝条 变化量 变化率/ %
天门冬氨酸 3104 3163 0159   19141
丝氨酸 1156 1158 0102 1128
谷氨酸 3112 3186 0174 23172
蛋氨酸 0128 0138 0110 35171
组氨酸 1146 1186 0140 27140
赖氨酸 1110 1116 0106 5145
精氨酸 1120 2120 1100 83133
半胱氨酸 0160 0173 0113 21167
(氨基酸总量) 12136   15140   3104 24160
表 5  白蜡虫雌虫寄生与对照女贞枝条无机盐类含量测定 (g·kg - 1)
项目 K Na Ca Mg P Cu Zn Fe Mn
雌虫枝条   9172   610   5106   3122   1177   0114   0148   1105   0111
无虫枝条 1019 210 6119 3112 1176 0109 0148 0195 0143
变化量 1118 - 410 1113 - 0110 - 0101 - 0105 010 - 0110 0132
变化率Π% 10183 - 200 18126 - 3121 - 0157 - 55156 - 0100 - 10153 74142
白蜡虫雌虫对寄主植物无机盐的营养需求和白
蜡虫雌虫寄生与对照女贞枝条无机盐含量测定结果
表明 ,白蜡虫雌虫寄生女贞枝条的 K、Ca、Mn 3 种元
素减少 ,减少最多的是 Mn ,减少了 0132 g·kg - 1 ,减少
74142 % ,其余元素对照枝条高于放养雌虫枝条 (表
5) 。通过对白蜡虫雌虫寄生与对照女贞枝条无机盐
含量分析表明 , K、Ca、Mn 3 种元素是白蜡虫雌虫生
长发育所必须。
213  白蜡虫雄虫对营养的需求
白蜡虫雄虫寄生的女贞枝条与不放养白蜡虫雄
虫的对照寄主枝条主要营养成分含量测定结果表
明 ,在测定的灰分 ,水可溶性物 ,粗纤维 ,总糖和粗蛋
白中 ,白蜡虫雄虫寄生的寄主女贞枝条的灰分、水可
溶性物、粗纤维、总糖减少 ,粗蛋白增加。其中 ,灰分
(无机盐类)减少 34. 18 % ,水可溶性物减少 11. 73 % ,
粗纤维减少 13. 24 % ,总糖减少 17. 42 % ,粗蛋白增加
324第 4 期 王自力等 :白蜡虫营养需求与寄主植物的营养关系
20. 80 %(表 6 ,7) 。在组成蛋白质的氨基酸中 ,白蜡
虫雄虫寄生的女贞枝条氨基酸含量与对照比较 ,只
有天门冬氨酸和脯氨酸较对照氨基酸含量减少 (表
7 ,8) 。表明白蜡虫雄虫泌蜡和生长发育过程中对这
2 种氨基酸有需求。
 表 6  雄虫寄生与未寄生枝条营养成分测定 (g·kg - 1)
项目 灰分 可溶物 粗纤维 总糖 粗蛋白
雄虫枝条   12. 9   14. 3  118. 0  25. 6  30. 2
无虫枝条 19. 6 16. 2 136. 0 31. 0 25. 0
变化量 6. 7 1. 9 18. 0 5. 4 - 5. 2
变化率Π% 34. 18 11. 73 13. 24 17. 42 - 20. 80
白蜡虫雄虫寄生与对照女贞枝条无机盐类含量
测定结果表明 ,白蜡虫雄虫寄生的寄主女贞枝条中
表 7  白蜡虫雄虫寄生枝条氨基酸含量测定 (g·kg - 1)
项目 雄虫寄生枝条 对照
天门冬氨酸     1128     1174
脯氨酸 017 018
K、Na、Ca、Mg、Fe、Mn 等元素较对照枝条含量减少 , K
减少了 22. 03 % , Na 减少了 56. 67 % , Ca 减少了
31. 51 % ,Mg 减少了 43. 84 %、Fe 减少了 34. 32 % ,Mn
减少了 58. 00 %。其中 ,Na 和 Mn 减少得较多 ,减少
幅度达 50 %以上。而 P、Cu、Zn 等元素则较对照枝
条增加 (表 8 ,9) 。表明白蜡虫雄虫泌蜡和生长发育
需从寄主摄取大量 K、Na、Ca、Mg、Fe、Mn 等元素构成
的不同无机盐类。
表 8  白蜡虫雄虫寄生与对照女贞枝条无机盐类含量测量 (g·kg - 1)
项目 K Na Ca Mg P Cu Zn Fe Mn
雄虫枝条   9. 59   0. 13   4. 89   1. 96   2. 27   0. 58   0. 81   1. 11   0. 13
无虫枝条 12. 30 0. 30 7. 14 3. 49 1. 83 0. 13 0. 52 1. 69 0. 31
变化量 2. 71 0. 17 2. 25 1. 53 - 0. 44 - 0. 45 - 0. 29 0. 58 0. 18
变化率/ % 22. 03 56. 67 31. 51 43. 84 - 24. 04 - 346. 15 - 55. 77 34. 32 58. 06
3  小结与讨论
(1)白蜡虫生长发育的营养需求与寄主植物生
长状况密切相关。有 15 种氨基酸为白蜡虫生长发
育所需的营养 ,无机盐类物质中有 K、Na、Ca、Mg、
Mn、P 等元素与白蜡虫生长发育和生存繁衍有关。
白蜡虫寄生使女贞枝条的氨基酸总量降低了
28. 17 %。
(2)白蜡虫雌、雄虫生长发育所需的营养成分有
所区别。白蜡虫雌虫生长发育需要大量的无机盐 ,
蛋白质、脂肪、纤维素和糖类物质 ,有 K、Na、Mn 等 3
种元素被白蜡虫雌虫所利用。白蜡虫雄虫在泌蜡
期 ,需要大量的无机盐、水可溶性物质、纤维素和糖
类物质 ,而大量的无机盐 ( K、Na、Ca、Mg、Mn、Fe 等) 、
水可溶性物质 ,纤维素和糖类物质在白蜡虫雄虫泌
蜡期被利用 ,这与白蜡虫雄虫泌蜡的功能有关。白
蜡虫雌虫生长发育与无机盐、蛋白质、脂肪、纤维素
和糖类物质密切相关 ,白蜡虫雄虫泌蜡则与无机盐、
水可溶性物质、纤维索和糖类物质有关。
(3)白蜡虫雌、雄虫不同生长发育时期及所寄生
的不同部位 ,所需求的营养成分也有所区别 ,不同种
类氨基酸、无机盐对白蜡虫的作用 ,白蜡虫营养需求
与寄主植物营养之间的动态平衡关系还需要作进一
步的研究。
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