異色瓢蟲黑化突變體ml在兩種不同食物條件下的抗紫外線能力測(cè)定

摘要

紫外線輻射對(duì)昆蟲具有重要影響，表皮黑化程度不同的個(gè)體對(duì)紫外線輻射的抵抗能力不同，而食物是影響昆蟲表皮黑化程度的一個(gè)重要因素。本研究以豌豆蚜Acyrthosiphon pisum與人工飼料為食料，通過測(cè)定異色瓢蟲Harmonia axyridis黑化突變體（ml）和野生型（wt）各齡幼蟲（1～4齡）經(jīng)紫外線輻照處理后的存活率、發(fā)育歷期及發(fā)育至成蟲的體重等，評(píng)價(jià)不同食物條件下兩種表型的異色瓢蟲抗紫外線能力的差異，以及不同發(fā)育階段接受紫外線輻照對(duì)其抗紫外線能力的影響。結(jié)果表明：1）對(duì)兩種食物飼喂的異色瓢蟲1～4齡幼蟲進(jìn)行紫外線照射，ml在多個(gè)發(fā)育階段較wt具有更高的存活率，且其總發(fā)育歷期大多也明顯縮短，且ml型1齡幼蟲經(jīng)紫外線照射后發(fā)育至成蟲時(shí)體重更重。2）低齡幼蟲（1齡和2齡）接受紫外線照射，其后續(xù)發(fā)育階段的存活率較低，且在1齡幼蟲紫外線處理中ml的適合度表現(xiàn)明顯優(yōu)于wt;4齡幼蟲接受紫外線照射后后續(xù)階段存活率最高，但2種表型間沒有顯著差異。3）2種表型的異色瓢蟲均以取食豌豆蚜的個(gè)體抗紫外線能力整體優(yōu)于取食人工飼料的個(gè)體，食物因素對(duì)兩種表型存活率的影響存在差異。綜上，異色瓢蟲黑化突變體的抗紫外線能力強(qiáng)于野生型，且受處理幼蟲階段及食物類型的影響。本研究結(jié)果為進(jìn)一步探究異色瓢蟲的抗逆能力及篩選適應(yīng)不同環(huán)境的生防資源奠定了理論基礎(chǔ)。

關(guān)鍵詞

異色瓢蟲;" 黑化突變體;" 存活率;" 發(fā)育歷期;" 體重

中圖分類號(hào)：

S 476.2

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：" A

DOI：" 10.16688/j.zwbh.2024055

收稿日期：" 20240129""" 修訂日期：" 20240415

基金項(xiàng)目：

甘肅省青年科技基金計(jì)劃（21JR7RA848）;甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)伏羲青年英才培養(yǎng)計(jì)劃（Gaufx-03Y05）

致" 謝：" 參加本試驗(yàn)部分工作的還有江代禮、譚翰杰、張能和紀(jì)燁斌等同學(xué)，特此一并致謝。

* 通信作者

E-mail：

haoya_nan@126.com

#

為并列第一作者

Determination of the UV-resistance of a melanism mutant ml of Harmonia axyridis under two different food conditions

LI Yuan，" QIN Yalong，" SUN Yuanxing，" HAO Yanan*

（College of Plant Protection， Gansu Agricultural University， Biocontrol Engineering Laboratory of Crop

Diseases and Pests of Gansu Province， Lanzhou" 730070， China）

Abstract

UV radiation significantly affects insects， but individuals with different degrees of cuticle melanism vary in their resistance to UV radiation. Food is an important factor affecting the cuticle melanism of insects. In this study， the melanism mutant （ml） and the wild type （wt） of Harmonia axyridis were reared with two different foods， i.e.， pea aphid （Acyrthosiphon pisum） or artificial diet， and the larvae at different stages （1st instar to 4th instar） were exposed to UV. After exposure， the cumulative survival rate in subsequent stages， developmental duration， and adult body weight were measured to evaluate the UV-resistance of the two phenotypes as well as the influences of UV-exposure stage. The results showed that： 1） Under both foods conditions， the ml type versus wt type had a relatively higher survival rate in most development stages and， in most cases， had shortened developmental time after their 1st to 4th instar larvae exposed to UV. Meanwhile， ml had significantly higher body weight when the 1st instar larvae exposed to UV; 2） UV exposure of early-stage larvae （1st instar and 2nd instar） resulted in the lowest subsequent survival rates， but ml had significantly better fitness than wt in UV-exposure treatment of the 1st instar larvae. The highest survival rates were observed in UV-exposure treatment of the 4th instar larvae， but no significant difference was detected between the two phenotypes; 3） For both phenotypes， pea aphid-fed individuals exhibited higher UV-resistance than those feeding on artificial diet. However， food factor exhibited different influences on survivals of the two phenotypes. In conclusion， the melanism mutant demonstrated stronger UV-resistance than wt， and their UV-resistance affected by the UV-exposure stage and the food type. This study provides a theoretical foundation for further research on the stress resistance of H.axyridis and the identification of biocontrol agents adapted to different environments.

Key words

Harmonia axyridis;" melanism mutant;" survival rate;" developmental duration;" body weight

紫外線（ultraviolet，UV）是一種電磁輻射，可分為3種不同的波長(zhǎng)類型：紫外線A（UVA： 320～400 nm）、紫外線B（UVB： 280～315 nm）和紫外線C（UVC： 200～280 nm），紫外線所攜帶的能量與波長(zhǎng)成反比，即波長(zhǎng)越短能量越高，對(duì)生物體造成的傷害也越嚴(yán)重［1］。UVB和UVC對(duì)生物的傷害較大，但部分UVB和全部UVC被大氣層中的氧和臭氧吸收，因此進(jìn)入地表環(huán)境的主要是UVA［2］。UVA對(duì)環(huán)境、植被、昆蟲等產(chǎn)生諸多不良影響。

Rebollar等［3］的研究表明，紫外線能夠引發(fā)生物體產(chǎn)生大量超氧陰離子、過氧化氫、羥自由基和單線態(tài)氧等對(duì)蛋白質(zhì)和脂膜造成損傷的活性氧（reactive oxygen species， ROS），破壞昆蟲正常的細(xì)胞結(jié)構(gòu)和生理功能，從而帶來存活率下降、發(fā)育歷期延長(zhǎng)、化蛹推遲及蟲體質(zhì)量減輕等諸多危害［1，4］。例如，低強(qiáng)度UVA輻射能明顯延長(zhǎng)果蠅的發(fā)育歷期［5］。昆蟲對(duì)紫外線輻射的抵抗能力受多重因素影響。首先，不同發(fā)育階段昆蟲對(duì)紫外線的抵抗能力不同。其中，一般未發(fā)育完全的幼齡昆蟲更易受到紫外線直接或間接的影響［6］。此外，表皮黑色素含量對(duì)昆蟲的紫外線抗性具有重要作用［78］，昆蟲黑色表皮相較于淺色表皮能更有效地抵御紫外線，如體色為白色的家蠶幼蟲相比黑色家蠶幼蟲對(duì)UVA照射更敏感［9］。在自然條件下，黑化是昆蟲最為常見的體色變異現(xiàn)象［1011］，但有關(guān)黑化突變體的抗紫外線能力僅有少量研究。

異色瓢蟲Harmonia axyridis屬鞘翅目Coleoptera瓢甲科Coccinellidae［12］，可捕食多種害蟲，尤其對(duì)各類蚜蟲有較強(qiáng)的捕食能力，作為重要生防天敵在全球農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中被廣泛應(yīng)用［13］。異色瓢蟲因其鞘翅的多樣性而著稱，是一種典型的多型性生物，其鞘翅底色大多由紅黃色與黑色組成［14］，其上分布黑色或黃色斑點(diǎn)以形成豐富的斑型變化。本實(shí)驗(yàn)室在室內(nèi)飼養(yǎng)種群中發(fā)現(xiàn)了一體色異常黑化的突變體（ml）。該突變體各發(fā)育階段的體色都呈現(xiàn)出明顯的黑化特征，其典型表型如圖1所示［15］。本研究以豌豆蚜Acyrthosiphon pisum與人工飼料為食料探究異色瓢蟲ml各齡幼蟲經(jīng)紫外線輻照處理后后續(xù)階段的存活率、發(fā)育歷期及發(fā)育至成蟲的體重的變化規(guī)律，并分析ml與野生型（wt）響應(yīng)紫外線輻射的差異。旨在為進(jìn)一步明確異色瓢蟲的環(huán)境適應(yīng)機(jī)制奠定基礎(chǔ)。

1" 材料與方法

1.1" 材料

1.1.1" 兩種食物及供試蟲源

本試驗(yàn)所用異色瓢蟲黑化型突變體（ml）為實(shí)驗(yàn)室內(nèi)長(zhǎng)期飼養(yǎng)種群，對(duì)照野生型（wt）為黃底型異色瓢蟲，于2022年5月采自蘭州市安寧區(qū)黃河北岸（103°34′E-103°47′E， 36°5′N-36°10′N）的黃刺玫Rosa xanthina上，在實(shí)驗(yàn)室長(zhǎng)期飼養(yǎng)。2種表型的異色瓢蟲均飼養(yǎng)于直徑為9 cm的培養(yǎng)皿內(nèi)，每皿4頭，每天提供充足且新鮮的綠色型豌豆蚜Acyrthosiphon pisum，培養(yǎng)皿放置在人工氣候箱［溫度（25±1）℃，濕度60%～65%，光周期L∥D=14 h∥10 h］內(nèi)。豌豆蚜飼養(yǎng)于盆栽蠶豆幼苗上，并置于人工氣候箱［溫度（20±1）℃，濕度60%～65%，光周期L∥D=14 h∥10 h］內(nèi)繁殖種群以供后續(xù)試驗(yàn)使用。

1.1.2" 人工飼料的配制

固體人工飼料參照前期研究所述配方及方法［1617］提前配制，并分裝在2 mL離心管中置于-20℃冰箱內(nèi)保存?zhèn)溆?，飼料主要成分及含量見?。

1.2" 方法

1.2.1" 幼蟲飼養(yǎng)

2種表型的異色瓢蟲成蟲分別飼養(yǎng)在直徑9 cm培養(yǎng)皿內(nèi)，提供充足豌豆蚜，雌雄交配后將所產(chǎn)卵挑出置于直徑3 cm培養(yǎng)皿內(nèi)，并放置1個(gè)浸滿蒸餾水的棉球用于保濕，2～3 d后卵開始孵化，將黑化型和野生型初孵幼蟲分別置于直徑為3 cm的培養(yǎng)皿內(nèi)單頭飼養(yǎng)，并分別使用人工飼料（AD）和豌豆蚜（AP）飼喂。用人工飼料喂養(yǎng)時(shí)，將人工飼料添加至邊長(zhǎng)為0.5 cm左右的硫酸紙上然后放入培養(yǎng)皿，并在培養(yǎng)皿中放入一浸濕蒸餾水的棉球保濕，2 d更換1次人工飼料，及時(shí)給棉球添水并更換培養(yǎng)皿以保持飼養(yǎng)環(huán)境干凈。用豌豆蚜喂養(yǎng)時(shí)，每天提供充足且新鮮的豌豆蚜并及時(shí)清理培養(yǎng)皿。所用試驗(yàn)幼蟲均飼養(yǎng)于人工氣候箱內(nèi)［溫度（25±1）℃，濕度60%～65%，光周期L∥D=14 h∥10 h］。當(dāng)幼蟲發(fā)育至所需階段后進(jìn)行抗紫外線能力測(cè)定。

1.2.2" 紫外線處理不同齡期幼蟲

本試驗(yàn)分別對(duì)1齡（L1）或2齡（L2）、3齡（L3）和4齡（L4）幼蟲進(jìn)行紫外線輔照處理，記為UV-L1、UV-L2、UV-L3及UV-L4。每個(gè)齡期共計(jì)處理25頭幼蟲。準(zhǔn)備一方形泡沫塑料盒（28 cm × 16 cm × 18 cm），在其頂部按照手提式紫外線分析儀（365 nm，WFH-204B，杭州齊威儀器有限公司）濾光片的大小裁剪出一長(zhǎng)方形開口（16.5 cm × 6.5 cm），并將手提式紫外線分析儀置于泡沫盒上。紫外線處理時(shí)，用橡皮筋將紗網(wǎng)固定在每個(gè)裝有試驗(yàn)幼蟲的培養(yǎng)皿（1頭/皿）的外壁上，將培養(yǎng)皿轉(zhuǎn)移至泡沫盒內(nèi)，并將紫外線分析儀的光源對(duì)準(zhǔn)紗網(wǎng)。紫外燈距培養(yǎng)皿8 cm，持續(xù)照射4 h后將供試幼蟲挑出并轉(zhuǎn)移至新的培養(yǎng)皿中繼續(xù)單頭飼喂。每天觀察幼蟲的存活及發(fā)育情況，統(tǒng)計(jì)經(jīng)紫外線處理的幼蟲發(fā)育至后續(xù)各階段的累計(jì)存活率［發(fā)育至各階段的存活數(shù)/初始幼蟲數(shù)（25）×100%］、后續(xù)各階段的發(fā)育歷期以及新羽化成蟲的體重（羽化后24 h）。

1.3" 數(shù)據(jù)分析

采用SPSS 26軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。其中，紫外線處理不同齡期幼蟲后的累計(jì)存活率采用4×2列聯(lián)表法進(jìn)行卡方檢驗(yàn)，顯著水平均設(shè)置為0.05;當(dāng)檢測(cè)到顯著差異時(shí)，各處理進(jìn)一步通過2×2列聯(lián)表法依次進(jìn)行兩兩比較［18］;發(fā)育歷期、新羽化成蟲體重采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)進(jìn)行差異顯著性比較，顯著水平均設(shè)置為0.05。使用Excel作圖。

2" 結(jié)果與分析

2.1" 紫外線處理不同齡期幼蟲后后續(xù)不同發(fā)育階段試蟲的累計(jì)存活率

取食豌豆蚜的幼蟲經(jīng)紫外線處理后，其發(fā)育至后續(xù)階段的累計(jì)存活率均逐漸降低，黑化突變體（ml）幼蟲發(fā)育至各階段的累計(jì)存活率均稍高于野生型（wt），但無顯著差異（Pgt;0.05）。其中，ml型1齡幼蟲和wt型2齡幼蟲經(jīng)紫外線照射后發(fā)育至成蟲的存活率最低，分別為80%與68%（圖2a，b）;而ml型和wt型的4齡幼蟲接受紫外線照射后發(fā)育至成蟲的存活率最高，分別為92%和80%（圖2d）。

取食人工飼料的幼蟲經(jīng)紫外線照射后，其發(fā)育至后續(xù)階段的累計(jì)存活率也均逐漸降低。其中，1齡幼蟲接受紫外線照射后，ml型發(fā)育至2齡（χ2=8.000， P=0.005）、3齡（χ2=12.578， Plt;0.001）、4齡（χ2=6.522， P=0.011）、蛹（χ2=6.876， P=0.009）及成蟲（χ2=5.128， P=0.024）的存活率均顯著高于wt型（圖2a）。但2齡幼蟲接受紫外線照射后，ml型發(fā)育至3齡的累計(jì)存活率顯著低于wt型（χ2=8.140， P=0.004）（圖2b）。3齡及4齡幼蟲接受紫外線處理后，ml型發(fā)育至后續(xù)各階段的累計(jì)存活率均略高于wt，但兩者間無顯著差異（Pgt;0.05）。就發(fā)育至成蟲的累計(jì)存活率來說，ml型2齡幼蟲及wt型1齡幼蟲接受紫外線照射后存活率最低，分別為56%與36%（圖2a，b）;ml型3齡幼蟲及wt型4齡幼蟲接受紫外線照射后存活率最高，均為76%（圖2c，d）。

比較取食豌豆蚜和人工飼料的異色瓢蟲的抗紫外能力發(fā)現(xiàn)，ml型1齡幼蟲接受紫外線照射后發(fā)育至后續(xù)各階段的累計(jì)存活率均沒有顯著差異（Pgt;0.05），但取食豌豆蚜的ml型2齡幼蟲接受紫外線照射后發(fā)育至3齡（χ2=8.140， P=0.004）和成蟲的累計(jì)存活率（χ2=4.667， P=0.031）及其4齡幼蟲接受紫外線照射后發(fā)育至成蟲的累計(jì)存活率（χ2=4.500， P=0.034）顯著高于取食人工飼料的個(gè)體;取食豌豆蚜的wt型1齡幼蟲接受紫外線照射后發(fā)育至2齡幼蟲（χ2=5.711， P=0.017）、3齡幼蟲（χ2=9.921， P=0.002）、4齡幼蟲（χ2=8.681， P=0.003）、蛹（χ2=9.934， P=0.002）及成蟲（χ2=6.522， P=0.011）的累計(jì)存活率均顯著高于取食人工飼料的個(gè)體（圖2a）。在其他齡期幼蟲接受紫外線照射，同種表型異色瓢蟲經(jīng)2種食物飼養(yǎng)，個(gè)體的存活率均無顯著差異（Pgt;0.05）（圖2b～d）。

2.2" 紫外線處理不同齡期幼蟲后后續(xù)發(fā)育階段的發(fā)育歷期

當(dāng)紫外線處理1齡幼蟲時(shí)，2種食物條件下ml發(fā)育至成蟲的總發(fā)育歷期均顯著短于wt（Plt;0.05），且取食豌豆蚜?xí)rml型3齡幼蟲與蛹的發(fā)育歷期顯著短于wt型（Plt;0.05）;取食人工飼料時(shí)ml型1齡與4齡幼蟲的發(fā)育歷期也顯著短于wt型（Plt;0.05）。此外，比較取食兩種食物的幼蟲發(fā)育歷期，發(fā)現(xiàn)取食豌豆蚜的ml型和wt型幼蟲總發(fā)育歷期均顯著短于取食人工飼料的個(gè)體（Plt;0.05）（表2）。

當(dāng)紫外線處理2齡幼蟲時(shí)，2種食物條件下ml發(fā)育至成蟲的總發(fā)育歷期與wt型個(gè)體均無顯著差異（Pgt;0.05）。取食人工飼料的ml型個(gè)體的4齡幼蟲發(fā)育歷期顯著短于wt型個(gè)體（Plt;0.05），但豌豆蚜飼喂處理的4齡幼蟲歷期以及人工飼料飼喂處理的蛹期顯著長(zhǎng)于wt（Plt;0.05）。此外，取食豌豆蚜的ml型和wt型異色瓢蟲總發(fā)育歷期顯著短于取食人工飼料的個(gè)體（Plt;0.05）。取食2種食物的wt型異色瓢蟲蛹期無顯著差異（Pgt;0.05）（表3）。

當(dāng)紫外線處理3齡幼蟲時(shí)，ml取食豌豆蚜?xí)r發(fā)育至成蟲的總發(fā)育歷期與wt間無顯著差異（Pgt;0.05），而取食豌豆蚜?xí)r的4齡及取食人工飼料時(shí)的3齡幼蟲發(fā)育歷期及發(fā)育至成蟲的總歷期均顯著短于wt（Plt;0.05）;而當(dāng)紫外線處理4齡幼蟲時(shí)，ml取食豌豆蚜與人工飼料時(shí)各階段的發(fā)育歷期及發(fā)育至成蟲的總歷期均與wt間無顯著差異（Pgt;0.05）。此外，除UV-L3處理中wt的蛹期外，2種表型異色瓢蟲取食豌豆蚜后各階段發(fā)育歷期及總發(fā)育歷期均顯著短于取食人工飼料的個(gè)體（Plt;0.05）（表4）。

2.3" 紫外線處理不同齡期幼蟲后新羽化成蟲的體重

取食不同食物情況下，取食豌豆蚜的ml型異色瓢蟲的1齡幼蟲（t=-4.726， Plt;0.001）與4齡幼蟲（t=-3.625， P=0.002），wt型的2齡幼蟲（t=-2.627， P=0.015）、3齡幼蟲（t=-5.676， Plt;0.001）與4齡幼蟲（t=-8.727， Plt;0.001）經(jīng)紫外線處理后發(fā)育至成蟲的雌蟲體重均顯著高于取食人工飼料的個(gè)體。當(dāng)取食豌豆蚜?xí)r，1齡幼蟲接受紫外線照射后ml型個(gè)體發(fā)育至成蟲的體重顯著高于wt（t=4.369， Plt;0.001），但3齡幼蟲接受紫外線照射后ml型發(fā)育至成蟲的體重顯著低于wt（t=-2.819， P=0.011）。當(dāng)取食人工飼料時(shí)，ml型4齡幼蟲接受紫外線照射后發(fā)育至成蟲的體重顯著高于wt（t=3.120， P=0.005），但其他齡期的幼蟲紫外線處理后2個(gè)表型發(fā)育至成蟲的體重均無顯著差異（Pgt;0.05）（圖3）。

取食不同食物情況下，取食豌豆蚜的ml型異色瓢蟲的1齡幼蟲（t=-4.390，Plt;0.001）與4齡幼蟲（t=-3.534，P=0.003），wt型1齡幼蟲（t=-5.758，Plt;0.001）、2齡幼蟲（t=-2.584，P=0.017）、3齡幼蟲（t=-5.652，Plt;0.001）與4齡幼蟲（t=-7.503，Plt;0.001）經(jīng)紫外線照射后發(fā)育得到的雄成蟲體重顯著高于取食人工飼料的個(gè)體。當(dāng)取食豌豆蚜?xí)r，ml型1齡幼蟲接受紫外線照射的處理中發(fā)育至雄成蟲的體重顯著高于wt（t=5.384，Plt;0.001），但在2齡幼蟲（t=-2.587，P=0.019）與3齡幼蟲（t=-3.250，P=0.004）接受紫外線照射的處理中雄成蟲體重顯著低于wt。當(dāng)取食人工飼料時(shí)，ml型1齡幼蟲接受紫外線照射的處理中雄成蟲體重顯著高于wt（t=2.340，P=0.028），但2個(gè)表型在其他齡期幼蟲紫外線暴露處理后獲得的雄成蟲體重均無顯著差異（Pgt;0.05）（圖4）。

3" 結(jié)論與討論

紫外線處理2種表型幼蟲后，異色瓢蟲黑化突變體（ml）較野生型（wt）的存活率升高，總發(fā)育歷期縮短，1齡幼蟲接受紫外線照射后發(fā)育至成蟲的體重更高。前期研究發(fā)現(xiàn)，ml與wt在正常條件下的主要生物學(xué)表現(xiàn)無顯著差異［15］，由此說明，ml抗紫外線的能力強(qiáng)于wt。對(duì)不同表型果蠅的研究也獲得了類似的結(jié)果，正常型果蠅Drosophila melanogaste相比黃化型果蠅的抗紫外線能力更強(qiáng)［1920］。兩種表型抗紫外線能力差異可能是由于ml型個(gè)體體內(nèi)的黑色素含量較wt高或表皮厚度不同，對(duì)其進(jìn)行了有效保護(hù)。紫外線照射通常會(huì)引起昆蟲外骨骼黑色素含量增高及角質(zhì)層增厚［1］，從而提高其免疫力，達(dá)到光保護(hù)作用。相關(guān)功能已在部分昆蟲中證實(shí)，如天藍(lán)細(xì)蟌Coenagrion puella被紫外線照射后體內(nèi)的黑色素合成能力相對(duì)增強(qiáng)［21］，而赤擬谷盜Tribolium castaneum被紫外線照射后外表皮變厚［22］。此外，紫外線輻射會(huì)引起昆蟲產(chǎn)生大量氧自由基，但體內(nèi)的黑色素可通過螯合自由基來抵擋紫外線輻射對(duì)昆蟲造成的生理和外部形態(tài)上的損傷［2324］。

本研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，2種表型的異色瓢蟲均在紫外線處理低齡幼蟲時(shí)（1齡和2齡幼蟲）引起的后續(xù)階段存活率最低，而紫外線處理高齡幼蟲（4齡幼蟲）引起的后續(xù)階段存活率最高。同時(shí)，ml型1齡幼蟲經(jīng)紫外線處理后，后續(xù)階段的適合度表現(xiàn)明顯優(yōu)于wt（存活率及發(fā)育至成蟲的體重顯著增高，而發(fā)育歷期顯著縮短）;而4齡幼蟲經(jīng)紫外線處理，ml與wt間的生物學(xué)特性無顯著差異。上述結(jié)果表明，紫外線照射處理不同齡期幼蟲對(duì)2種表型異色瓢蟲的生物學(xué)表現(xiàn)具有不同的影響。通常，紫外線對(duì)昆蟲卵的傷害最大，幼蟲次之，成蟲最?。?］。Ali等［25］在東方黏蟲Mythimna separata抗紫外線研究中也發(fā)現(xiàn)UVA輻射對(duì)低齡幼蟲的危害大于高齡幼蟲。這種差異主要是由于高齡幼蟲體內(nèi)蛋白質(zhì)和脂質(zhì)等含量較高，可在免疫防御紫外線輻射等不利環(huán)境中發(fā)揮重要作用［2627］。本研究還發(fā)現(xiàn)紫外線處理某一齡期幼蟲后，2個(gè)表型在該階段的生物學(xué)表現(xiàn)無差異，但在后續(xù)的某些發(fā)育階段表現(xiàn)出明顯差異，如紫外線處理1齡幼蟲后，其1齡幼蟲發(fā)育歷期在2種表型間無差異，但在3齡及蛹期卻表現(xiàn)出明顯差異。上述結(jié)果表明，紫外線處理造成的不利影響是隨昆蟲生長(zhǎng)發(fā)育逐漸表現(xiàn)出來的，且可能存在累加效應(yīng)。Ali等［6］研究發(fā)現(xiàn)UVA輻射東方黏蟲后導(dǎo)致其成蟲壽命縮短但產(chǎn)卵率升高。此外，張雅君等［28］發(fā)現(xiàn)紫外線輻射雄性果蠅可能會(huì)引發(fā)基因突變，即親代受到紫外線輻射后造成子代表現(xiàn)異常的現(xiàn)象。因此，后續(xù)研究還需測(cè)定紫外線輻射處理不同齡期幼蟲對(duì)異色瓢蟲黑化突變體ml成蟲生殖力與子代生長(zhǎng)發(fā)育的影響及與野生型wt的差異。

同時(shí)，研究發(fā)現(xiàn)喂飼不同食物的異色瓢蟲幼蟲經(jīng)紫外線輻射后后續(xù)階段的生物學(xué)特征表現(xiàn)出明顯差異。從整體來看，取食豌豆蚜的ml和wt型個(gè)體較取食人工飼料的個(gè)體具有更高的存活率，更短的發(fā)育歷期。與此同時(shí)，當(dāng)取食人工飼料時(shí)，ml型在部分紫外線處理中的表現(xiàn)優(yōu)于野生型wt（1齡幼蟲處理中的存活率及4齡幼蟲處理中的雌成蟲體重）。造成上述差異的原因可能是與人工飼料相比豌豆蚜營(yíng)養(yǎng)更為豐富［29］，更有利于異色瓢蟲生長(zhǎng)發(fā)育［30］。特別是，與抗紫外線有關(guān)的黑色素的合成需要從食物中獲取蛋白質(zhì)等原料［31］，而2種食物中蛋白質(zhì)的含量可能存在較大差異。同時(shí)，本試驗(yàn)研究結(jié)果也表明在人工飼料條件下ml較wt對(duì)食物的利用效率更高，以利于其提升保護(hù)性酶的含量等［32］。昆蟲體色影響其食物利用效率的研究已有相關(guān)報(bào)道，如Ethier等［33］發(fā)現(xiàn)天幕毛蟲Malacosoma neustria取食相同食物后黑化型較正常型的雄蟲體型變小。

本試驗(yàn)研究了UVA對(duì)2種表型異色瓢蟲幼蟲生長(zhǎng)發(fā)育的影響，結(jié)果表明黑化突變體較野生型具有更強(qiáng)的抗紫外線能力且取食人工飼料可進(jìn)一步提升黑化突變體的抗紫外線優(yōu)勢(shì)。此外，本實(shí)驗(yàn)室前期已有研究發(fā)現(xiàn)，取食豌豆蚜后黑化突變體的抗干旱能力也明顯優(yōu)于野生型（未發(fā)表）。由上可知，黑化突變體已表現(xiàn)出良好的自然環(huán)境適應(yīng)能力，但對(duì)其他環(huán)境因子如極端溫度［3435］的適應(yīng)力還有待進(jìn)一步評(píng)價(jià)。同時(shí)，本試驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)黑化突變體對(duì)蚜蟲的日捕食量很高（成蟲體重與野生型相當(dāng)或稍高），且前期研究發(fā)現(xiàn)其幼蟲取食人工飼料后的適合度表現(xiàn)優(yōu)于野生型，具有利用人工飼料飼養(yǎng)的重要優(yōu)勢(shì)［15］。綜上，黑化突變體是具有重要應(yīng)用潛能的生防資源，可依據(jù)不同地區(qū)的紫外線輻照、干旱程度等條件合理使用。同時(shí)，本文基于食物因子影響抗紫外線能力的結(jié)果也可為科學(xué)飼養(yǎng)適于不同環(huán)境的天敵昆蟲產(chǎn)品提供有益指導(dǎo)。參考文獻(xiàn)

［1］" 王姿燁， 王飛鳳， 何萬財(cái)， 等. UV對(duì)昆蟲的生物學(xué)效應(yīng)及昆蟲適應(yīng)機(jī)制［J］. 應(yīng)用昆蟲學(xué)報(bào)， 2022， 59（1）： 1628.

［2］" WANG Shaobin， SU Weihan， WEI Dingwen. Biologically effective radiation of solar ultraviolet radiatin and the depletion of ozone layer ［J］. Acta Scientiae Circumstantiae， 1993， 13（1）： 114119.

［3］" REBOLLAR E， BOUNOS G， OUJJA M， et al. Influence of polymer molecular weight on the chemical modifications induced by UV laser ablation ［J］. Journal of Physical Chemistry B， 2006， 110（29）： 1421514220.

［4］" ZHANG Changyu， MENG Jianyu. Identification of differentially expressed proteins in Ostrinia furnacalis adults after exposure to ultraviolet A ［J］. Environmental Science and Pollution Research， 2018， 25： 2507125079.

［5］" 鄭俊麗. UVA照射對(duì)黑腹果蠅生物學(xué)特性和抗氧化反應(yīng)的影響［D］. 武漢： 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)， 2011.

［6］" ALI A， RASHID M A， HUANG Qiuying， et al. Effect of UV-A radiation as an environmental stress on the development， longevity， and reproduction of the oriental armyworm， Mythimna separata （Lepidoptera： Noctuidae） ［J］. Environmental Science and Pollution Research International， 2016， 23（17）： 1700217007.

［7］" FUTAHASHI R， FUJIWARA H. Juvenile hormone regulates butterfly larval pattern switches ［J/OL］. Science， 2008， 319（5866）： 1061. DOI： 10.1126/science.1149786.

［8］" TALLOEN W， DYCK H V， LENS L. The cost of melanization： butterfly wing coloration under environmental stress ［J］. Evolution， 2004， 58（2）： 360366.

［9］" HU Yonggang， SHEN Yihong， ZHANG Ze， et al. Melanin and urate act to prevent ultraviolet damage in the integument of the silkworm， Bombyx mori ［J］. Archives of Insect Biochemistry and Physiology， 2013， 83（1）： 4155.

［10］WITTKOPP P J， CARROLL S B， KOPP A. Evolution in black and white： genetic control of pigment patterns in Drosophila ［J］. Trends in Genetics， 2003， 19（9）： 495504.

［11］WITTKOPP P J， BELDADE P. Development and evolution of insect pigmentation： Genetic mechanisms and the potential consequences of pleiotropy ［J］. Seminars in Cell and Developmental Biology， 2009， 20（1）： 6571.

［12］ROBERTSON J A， SLIPINSKI A， MOULTON M， et al. Phylogeny and classification of Cucujoidea and the recognition of a new superfamily Coccinelloidea （Coleoptera： Cucujiformia） ［J］. Systematic Entomology， 2015， 40（4）： 745778.

［13］王甦， 張潤(rùn)志， 張帆. 異色瓢蟲生物生態(tài)學(xué)研究進(jìn)展［J］. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)， 2007， 18（9）： 21172126.

［14］BEZZERIDES A L， LOOFBOURROW S A. Melanic facial patterns and their significance in the multicolored Asian lady beetle （Harmonia axyridis） ［J］. The American Midland Naturalist， 2014， 172（2）： 366371.

［15］李明凌， 王森山， 郝亞楠， 等. 不同突變體異色瓢蟲取食人工飼料的適合度研究［J］. 西北農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)， 2022， 31（11）： 15071513.

［16］孫元星， 陳明娟， 李明凌， 等. 人工飼料添加花粉對(duì)異色瓢蟲幼蟲生長(zhǎng)發(fā)育的影響［J］. 中國(guó)生物防治學(xué)報(bào)， 2023， 39（5）： 10581065.

［17］SUN Yuanxing， HAO Yanan， LIU Tongxian. A β-carotene-amended artificial diet increases larval survival and be applicable in mass rearing of Harmonia axyridis ［J］. Biological Control， 2018， 123（1）： 105110.

［18］SIGHINOLFI L， FEBVAY G， DINDO M L， et al. Biochemical content in fatty acids and biological parameters of Harmonia axyridis reared on artificial diet ［J］. Bulletin of Insectology， 2013， 66（2）： 283290.

［19］DRAPEAU M D， RADOVIC A， WITTKOPP P J， et al. A gene necessary for normal male courtship， yellow， acts downstream of fruitless in the Drosophila melanogaster larval brain ［J］. Journal of Neurobiology， 2010， 55（1）： 5372.

［20］DRAPEAU M D， CYRAN S A， VIERING M M， et al. A cis-regulatory sequence within the yellow locus of Drosophila melanogaster required for normal male mating success ［J］. Genetics Society of America， 2005， 172（2）： 10091030.

［21］DEBECKER S， SOMMARUGA R， MAES T， et al. Larval UV exposure impairs adult immune function through a trade-off with larval investment in cuticular melanin ［J］. Functional Ecology， 2015， 29（10）： 12921299.

［22］LIU Yanmei， YU Lin， ALI S， et al. Effects of UVA radiation on cuticle microstructure of Tribolium castaneum ［J］. 廣東農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2018， 45（6）： 8489.

［23］RIEDEL F， VORKEL D， EATON S. Megalin-dependent yellow endocytosis restricts melanization in the Drosophila cuticle ［J］. Development， 2011， 138（1）： 149158.

［24］楊松. 昆蟲黑化反應(yīng)的分子機(jī)制研究進(jìn)展［J］. 國(guó)外醫(yī)學(xué)：寄生蟲病分冊(cè)， 2003， 30（4）： 164168.

［25］ALI A， RASHID M A， HUANG Qiuying， et al. Influence of UV-A radiation on oxidative stress and antioxidant enzymes in Mythimna separata （Lepidoptera： Noctuidae） ［J］. Environmental Science and Pollution Research， 2017， 24（9）： 83928398.

［26］RAVANAT J L， DOUKI T， CADET J. Direct and indirect effects of UV radiation on DNA and its components ［J］. Journal of Photochemistry and Photobiology B： Biology， 2001， 63（1/2/3）： 88102.

［27］CADET J， SAGE E， DOUKI T. Ultraviolet radiation-mediated damage to cellular DNA ［J］. Mutation Research， 2005， 571（1/2）： 317.

［28］張雅君， 梁佳勇， 曾慕衡. 紫外線對(duì)雄果蠅壽命及子代生理的影響［J］. 天津農(nóng)業(yè)科學(xué)， 2013， 19（7）： 7578.

［29］WOLF S， ROMEIS J， COLLATZ J. Utilization of plant-derived food sources from annual flower strips by the invasive harlequin ladybird Harmonia axyridis ［J］. Biological Control， 2018， 122： 118126.

［30］張屾.非昆蟲源人工飼料對(duì)異色瓢蟲生物學(xué)、生化特性及捕食行為影響的研究［D］. 北京： 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院， 2014.

［31］QIAO Liang， LI Yuanhao， XIONG Gao， et al. Effects of altered catecholamine metabolism on pigmentation and physical properties of sclerotized regions in the silkworm melanism mutant ［J/OL］. PLoS ONE， 2012， 7（8）： e42968. DOI： 10.1371/journal.pone.0042968.

［32］周冬， 杜一民， 楊杰， 等. 連續(xù)多代UV-B照射對(duì)麥長(zhǎng)管蚜保護(hù)酶活性的影響［J］. 昆蟲學(xué)報(bào)， 2014， 57（7）： 762768.

［33］ETHIER J， DESPLAND E. Effects of polymorphic melanism and larval diet on life history traits of Malacosoma disstria moths ［J］. Journal of Insect Physiology， 2012， 58（1）： 6774.

［34］伍興隆， 余佳敏， 劉國(guó)， 等. 高溫處理對(duì)七星瓢蟲生長(zhǎng)發(fā)育及繁殖的影響［J］. 昆蟲學(xué)報(bào)， 2024， 67（2）： 223234.

［35］趙鋒， 卜亞莉， 韓慧， 等. 階段性極端高溫對(duì)七星瓢蟲生長(zhǎng)發(fā)育和繁殖的影響［J］. 植物保護(hù)學(xué)報(bào)， 2023， 50（1）： 129135.

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