云南三地区桔小实蝇种群时空动态及控制策略

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桔小实蝇BactroceradorsalisHendel,隶属于双翅目(Diptera)、实蝇科(Tephritidae)昆虫。该虫寄主范围广、繁殖量大、危害严重,主要分布于亚洲及环太平洋多数国家和地区,属世界性重要检疫害虫。在我国,桔小实蝇分布于南方大部分省区,云南是我国桔小实蝇发生和危害最为严重的省份。由于多方面原因,我省对桔小实蝇的防治相对滞后,对桔小实蝇发生发展规律缺乏足够研究。随着云南与东南亚国家农产品零关税贸易的增长,系统深入开展云南桔小实蝇防治研究显得十分迫切。 本研究基于种群生态学的基本原理,集成了分子生物学、标记释放、种群系统分析等技术和方法,选择在代表了云南桔小实蝇发生既严重又典型的景洪、元江、昆明3地区,对云南桔小实蝇种群时空动态进行了较为深入系统研究,获得以下重要成果。 1.首次全面揭示了云南景洪、元江和昆明3地区桔小实蝇种群数量变动规律,系统分析了影响上述种群数量变动的环境条件及主导因子。通过连续两年的诱捕数据并结合过去的历史资料揭示,在代表热带气候类型的景洪和代表干热河谷气候类型的元江地区,桔小实蝇常年发生,具有相同的种群变动模式。其种群数量在冬季较低,随气温回升逐渐增大,分别于6月、7月或8月达到种群增长高峰,全年呈单峰型数量变动。在处于亚热带的昆明高原地区,桔小实蝇呈季节性发生,每年发生于5-11月。研究表明,桔小实蝇种群变动规律主要受气温、降雨、寄主及种群基数的影响,但环境因子的作用方式和强度因地而异,从而确定了上述3地桔小实蝇种群的数量动态特征。经对上述3个地区环境影响因子分析表明,冬季低温是导致桔小实蝇种群下降的主要原因,而适宜寄主的挂果期是造成桔小实蝇种群高峰的重要因素。在景洪,夏季降雨是影响桔小实蝇种群高峰迅速下降的重要因子;而在元江,5月的高温天气是造成桔小实蝇在种群上升过程中数量突然下降的主要因子。昆明桔小实蝇种群主要受迁入种群数量的影响。上述研究揭示了桔小实蝇在云南特定条件下的发生发展规律,丰富了我们对桔小实蝇的认识,为桔小实蝇的防治提供了科学依据。 2.首次采用分子遗传标记技术并结合标记—释放—回收试验,证明了云南中部即昆明、曲靖等地桔小实蝇源于元江等地。本文对云南中南部地区桔小实蝇的6个地理种群(元江、化念、水塘、盘溪、昆明、曲靖)共71个个体线粒体DNACOI基因片断的部分序列进行了PCR扩增产物的序列测定,最终得到长度为501bp的序列。在71条序列中共检测到47个多态位点和47种单倍型。种群内的遗传多样性分析表明,位于常年分布区的元江、化念、水塘和盘溪等4个种群的单倍型多样性显著高于季节性分布区的昆明和曲靖种群(P<0.05)。说明季节分布区的桔小实蝇种群来源于常年分布区。单倍型频率的分布、种群间分化度(FST)和核苷酸差异平均数一致显示,昆明和曲靖种群与元江和化念2个种群之间的关系十分密切,UPGMA聚类树也表明,昆明和曲靖种群以97%的自举支持率与元江、化念种群聚类在一起。而盘溪种群表现出较高的遗传分化。该研究结果间接表明,昆明和曲靖种群至少部分源于元江、化念。 在元江—昆明一线对桔小实蝇进行了标记—释放—回收试验,揭示了元江种群可以扩散迁移至昆明,从而证明了昆明桔小实蝇有可能源于元江的推论。研究发现,元江桔小实蝇向北迁飞极大地借助了西南气流,并主要沿峡谷或高速公路所形成的南北通道行进,飞行距离最远可达150km。该项研究结果解释了过去多年一直未能问答的昆明桔小实蝇来源之谜。 3.通过对元江桔小实蝇起飞迁出机理的初步探讨,发现光照、温度和湿度是桔小实蝇飞翔的重要环境条件。在元江芒果园内,受光照、温度和相对湿度的综合影响,桔小实蝇表现出明显的日间双峰型活动节律,即8:00~9:00和18:00~20:00。桔小实蝇飞翔日节律与元江干热河谷及其盆周区气流方向相耦合,被认为是桔小实蝇得以迁出元江北上昆明的重要原因。本文还对处于元江北边的甘庄坝桔小实蝇种群向元江迁移进行了初步研究,揭示甘庄坝桔小实蝇种群可沿峡谷随南向下沉气流向元江河谷迁移,从而解释了为什么甘庄桔小实蝇种群数量偏低的原因。 4.研究认为,由于云南特定的山地环境,以及与山地相关联的气候条件和寄主分布,使得云南南部至中部地区桔小实蝇的实际栖息地呈破碎化的斑块状分布,这就从根本上规定了桔小实蝇在较大范围空间上呈不连续散布的分布格局。同时,又由于云南山脉呈南北走向和云南广大地区受西南气流控制的影响,为桔小实蝇沿峡谷随气流实现在部分地区的南北迁移提供了便利,使得部分地区的局域种群如元江种群可以在更大范围内散布。在本研究区域内,桔小实蝇的种群可分为3大种群,即景洪种群、盘溪种群和元江—昆明集合种群。景洪种群和盘溪种群,特别是盘溪种群,因山地屏障作用与外界相对隔离,少有种群交流。由于元江种群的扩散迁移活动,使得元江种群占据了以元江到昆明的较大地域范围,形成特定的元江—昆明集合种群结构。在该集合种群中,元江种群可以视为核心种群,而昆明种群可定义为以元江为基地的亚种群。本项研究引入集合种群的概念,不仅较好地解释了元江、昆明种群之间的内在联系,也较为准确地阐释了该地区桔小实蝇种群空间动态的基本特征。 5.基于桔小实蝇种群时空动态的研究成果,本文对在所研究地区开展桔小实蝇的可持续控制策略进行了探讨。我们认为,对于桔小实蝇持续控制的基本思想,应该是因地制宜,分类指导。在景洪地区和盘溪地区,应该采取就地综合治理的策略。对于昆明地区桔小实蝇的防治,应该利用桔小实蝇迁移规律,控制其迁移量,并重在压低发生初期虫源基数。
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