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“庇护所”策略在延缓棉铃虫抗性上升的问题中,动态地合理优化“庇护所”是保证抗性管理的基础。其中,不同来源棉铃虫种群动态、关键影响因素和有效交配的频率范围确定对其合理优化具有重要指导意义,但至今仍然缺乏深入、系统的研究。因此,本文通过室内棉铃虫交配实验、同位素技术和种群动态建模,模拟自然种群动态和交配过程从而确定影响不同寄主来源的棉铃虫种群动态的关键因素和估计有效交配频率范围,为庇护所的合理优化提供理论参考。具体结果如下: (1)不同日龄棉铃虫成虫交配的特征 人工饲料饲养的棉铃虫种群内,不同成虫日龄组合的交配实验结果表明,棉铃虫雌性成虫在随机交配中对不同日龄间交配频率的影响具有决定性作用。0~2日龄期的雌性棉铃虫成虫的交配频率普遍较高,平均水平在60%以上;小于5日龄的棉铃虫雌性成虫较5~8日龄雌性成虫的交配频率,平均高出20%左右;在本研究中,雄性成虫对交配频率的影响不显著。 (2)田间棉铃虫DYMEX模型模拟与因素效能分析 建立的棉铃虫DYMEX模型能较高精度地模拟田间棉铃虫的种群发生过程(R2>0.4,P<0.05)。杀虫剂和天敌对棉铃虫的控制作用对各代棉铃虫种群动态变异贡献率分析,第一次和第二次杀虫剂的喷洒,对卵和幼虫影响显著,平均变异贡献率为40%左右,但第三次杀虫剂对第三代卵和幼虫变异的贡献率下降;天敌对棉铃虫各代虫口减退的贡献率较为稳定,捕食性和寄生性天敌的平均贡献率分别为27%和17%;杀虫剂和天敌交互影响后,其对各代卵和幼虫减退的贡献率均呈下降趋势。 (3)不同寄主来源棉铃虫交配过程 依据同位素虫源分析数据中不同来源棉铃虫种群动态的变化,利用建立的DYMEX模型进行模拟并校验,发现模拟的田间不同寄主来源种群的动态过程与调查分析结果基本趋势一致。结合不同日龄棉铃虫的交配频率实验结果,计算了不同寄主来源棉铃虫的理论交配频率范围平均为0.2~0.51之间,并估计了各代不同寄主棉铃虫的间相遇交配的频率随时间的变化量。场景模拟了不同庇护所模式对交配频率的影响,发现不同寄主来源棉铃虫的相遇期和发生量均对交配频率范围有显著影响,体现在对各来源雌性成虫的龄期和种群相对密度影响的交配类型比例对同源和非同源交配频率的影响。 (4)模拟有效交配频率的变化对抗性管理的影响 考虑景观尺度棉铃虫的寄主间转移对棉铃虫同源或非同源的交配频率分析,棉铃虫的有效交配频率是受到发生期和种群密度的影响,模拟发现C3来源和C4来源棉铃虫的交配频率的理论平均范围为0.1~0.37,交配期的早晚对棉铃虫种群的增长会产生影响,随着各来源的成虫交配高峰期相差天数增加,棉铃虫种群增长率呈下降趋势。模型模拟不同基因型个体在各代同生群中比例的变化情况,并且计算了同生群种群相对数量的变化过程,确定了庇护所作物在发挥稀释抗性基因频率中,需要结合Bt棉的种植比例和分布类型,确定庇护所作物的种植面积和布局。 因此,建立的棉铃虫DYMEX模型,可模拟田间复杂条件下的种群发生过程,对有害生物综合防控和农业生产活动方面产生积极作用。针对模型模拟不同庇护所模式下,不同寄主来源棉铃虫种群交配情况,理论上认识了田间棉铃虫种群交配动态,对庇护所开展合理布局提供思路。本研究通过对不同寄主来源棉铃虫的种群发生过程模拟、关键影响因素的效能分析和理论估计了有效交配频率范围,将有助于指导复杂生境下的棉铃虫种群发生防控;明确棉铃虫交配过程将有利于优化庇护所的建立,可为今后延缓棉铃虫抗性上升,延长Bt棉使用寿命方面提供参考。