全 文 ： 1997—01—30收稿。
梁成杰副研究员,赵玲,吴燕,王贵成(中国林业科学研究院森林保护研究所 北京 100091)。
* 国家科委“七五”攻关项目“春尺蠖病毒增殖及制剂标准化研究”及“八五”攻关项目“春尺蠖杆状病毒杀虫剂及防治技
术的研究”部分内容。
春尺蠖蛹呼吸代谢与滞育关系的研究*
梁成杰 赵 玲 吴 燕 王贵成
关键词 春尺蠖 呼吸代谢速率 冷刺激 滞育
春尺蠖( Apocheima cinerar ius Erschof f )属于一化性昆虫[ 1] ,蛹期滞育长达 180～210 d。蛹
滞育前后形态上无明显差别。通过Warburg 呼吸器测定不同发育期蛹呼吸代谢速率变化, 获
得春尺蠖滞育起点和终止的呼吸率生理指标[ 2]。对在 20±1 ℃恒温条件下发育 45 d的蛹, 进
行不同时间的冷刺激, 定期测定呼吸率变化,从中寻找解除滞育的最佳时间, 具有理论和应用
价值。本文内容在森林昆虫研究中尚属首次报道。
1 材料和方法
1. 1 试虫及处理
在 20±1 ℃ LRH-250-G光照培养箱中连续饲养的春尺蠖化蛹后, 将蛹小心埋入盛细砂
的玻璃罐头瓶内(罐头瓶及细砂均在 150～160 ℃干燥箱中高温消毒 6～8 h,细砂用无菌水拌
匀( 20% RH) ,每瓶内盛蛹 25～30头, 置入 20±1 ℃ LRH-250-G 光照培养箱(无光照) 45 d,
再移置 LG-8F 冬梅牌冷藏柜中,在 4～6℃条件下处理 30、60、90 d,到时各取出 5瓶置于20±
1 ℃ LRH-250-G 光照培养箱中, 逐日观察蛹羽化率和历期。对照蛹始终放置在 20±1 ℃
LRH-250-G光照培养箱中直至羽化,也逐日观察蛹羽化情况。
1. 2 呼吸率测定方法
用Warburg 呼吸计对三种冷冻时间处理的蛹放在20±1 ℃的水浴下定期测定耗氧量。以
L( O2 ) / ( mg·h)表示呼吸强度。测定前将蛹从砂罐中取出,置入测定瓶内, 测定前先稳定 20
min,每次测定时间不少于 60 m in,测定样品每次不少于 12头蛹,测定频率从化蛹后 5 d开始,
每隔 5 d测定一次, 当呼吸频率稳定在同一水平后每 15 d 测定一次,呼吸率回升时又间隔 5 d
测定直到有蛹羽化。对照蛹同步测定。
2 结果及分析
图 1可见春尺蠖蛹呼吸代谢在正常的情况下呈“U”形曲线变化。化蛹 30 d后呼吸代谢速
率逐渐降低, 降至 0. 03 L( O 2 ) / ( mg·h)时不再明显减弱,一直长达 180～210 d, 维持在这一
指标上下波动称为呼吸的低谷,即春尺蠖蛹的滞育期。滞育解除时呼吸代谢速率首先开始回
升,并迅速急剧上升,其值达到 0. 159 L( O 2) / ( mg·h)时可见成虫羽化。
林业科学研究 1998, 11( 3) : 339～341
Forest Resear ch
图 1 春尺蠖蛹呼吸代谢率变化
A.冷处理 30 d B.冷处理 60 d C.对照
表 1可见,当蛹形成后接受低温处理前,在 20±1℃恒温条件下放置一定时间对成虫羽化
率影响很大。试验表明,只有在 20±1 ℃恒温条件下发育 45 d以上的蛹接受低温处理方可达
到预期目的。而且发育 45 d接受 4～6℃低温处理 30、60、90 d的各组均能提前解除滞育。但
低温处理30 d 的成虫羽化不整齐、羽化率低;接受 90 d低温处理者在冷藏柜中已有成虫羽化,
羽化期拖延较长,羽化率也仅为 64. 06% ;最好的低温处理时间为 60 d,处理结束次日即见成
虫羽化, 3～6 d为羽化高峰, 15 d全部羽化完毕,羽化率比对照高5. 5%。可以提前解除滞育 90
～120 d。当利用活虫室内大量复制春尺蠖核型多角体病毒( AciNPV)时,提前解除蛹滞育, 可
使虫源的提供不受时间限制,这有很大的应用价值。
表 1 不同时间冷处理蛹滞育解除结果
(北京, 1992年)
蛹发育时间( d)
( 20℃)
处理时间( d)
( 4～6℃) 蛹数(头) 羽化期( d)
性比
♀∶ 羽化率( % )
0
15
30
45
60
180～210( CK)
30 100 - - 0
60 100 - - 0
90 100 - - 0
30 100 - - 0
60 100 156～200 1∶1 0. 08
90 100 210 2♀ 0. 02
30 120 100～150 1 0. 01
60 120 98～156 1∶1 0. 09
90 120 100～120 1∶1 0. 13
30 125 25～100 1∶0. 93 53. 71
60 125 2～15 1∶1. 03 71. 00
90 125 1～20 1∶0. 87 64. 06
30 125 30～100 1∶1. 50 20. 00
60 125 4～125 1∶1. 00 44. 00
90 100 5～105 1∶1. 02 47. 00
0 90 15～20 1∶1. 07 65. 50
340 林 业 科 学 研 究 11卷
对接受不同时间的冷刺激处理的蛹,测定呼吸率发现均提前回升,但蛹羽化前呼吸率的变
化几乎呈直线上升, 其值达到 0. 159 L( O 2) / ( mg·h)时均出现蛹羽化,与对照组蛹羽化时的
呼吸率几乎相等。因此,此值可认为是识别春尺蠖蛹滞育解除的生理指标。
3 讨 论
经多次解剖发现, 春尺蠖蛹刚形成时,内部器官发育尚未完全达到成熟, 进行上述的冷刺
激处理, 不但不能提前终止滞育, 反而导致蛹大量死亡。由此可见, 春尺蠖蛹要在 20±1℃经过
45 d以上的蛹后发育, 也只有蛹完全发育后在冷刺激下才能提前解除滞育。昆虫滞育历期受
遗传控制[ 4, 5] , 一定时间的低温刺激可激活控制遗传基因的问题尚有待深入研究。
参 考 文 献
1 萧刚柔主编.中国森林昆虫(第 2版) .北京:中国林业出版社, 1991. 890～892.
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3 赵玲,梁成杰.人工饲养春尺蠖的新方法.林业科学研究, 1994, 7( 5) : 589～591.
4 H.丁格编著(巫国瑞等译校) .昆虫迁飞和滞育的进化.北京:科学出版社, 1984. 58～59.
5 T aub er M J, T au ber C A. Insect s easonalit y: diapause main tenance, terminat ion, and postdiapause development . Ann.
Rev. Entomol. , 1976, 21: 81～107.
Relationship between Respiratory Metabolism and Diapause of
Pupae of Apocheima cinerarius
L iang Chengj ie Zhao L ing Wu Yan Wang Guicheng
Abstract The research on oxygen consumpt ion of the pupae o f Ap ocheima cinerarius is
determined w ith Warburg manometric. T he respiratory rates [ L( O 2) / ( mg·h) ] of diapaus-
ing pupae is char acter ized by conspicuous reduct ion in the metabolic intensity w ith the pro-
longat ion of the pupal period. M etabolism rate of papuae fo llow s classic U -shaped pat tern
and the bot tom region of the curv e lasted for nearly 180～210 day s. T he r espiratory rate 0. 03
L( O2 ) / ( mg·h) is the start ing point of diapause and 0. 15 L( O 2 ) / ( mg·h) is the termi-
nated diapause of the pupae. Keeping pupae, w hich has been developed for 45 days at 20 ℃
and then under 4～6℃ ( cold st imulat ion) for 60 day s, diapuase term inat ion could be shifted
to an earlier t ime o f 90～120 day s.
Key words Ap ocheima cinerar ius r espiratory metabo lism rate cold st imulat ion dia-
pause
Liang Chengjie,As sociate Profess or , Zhao Ling ,Wu Yan, Wang Gu icheng ( T he Research Ins t itu te of Fores t Protect ion,
CAF Beijin g 100091) .
3413期 梁成杰等: 春尺蠖蛹呼吸代谢与滞育关系的研究