主要營養(yǎng)組分對主要蛀養(yǎng)類的影響主要對線上主要系統(tǒng)病人的研究

主要營養(yǎng)組分對主要蛀養(yǎng)類的影響主要對線上主要系統(tǒng)病人的研究

昆蟲人工飼料的研究始于20世紀(jì)30年代。hamitl在研究蚜蟲傳播病毒機(jī)制方面的首次嘗試。首先，他嘗試將蚜蟲放在含有人工飼料的膜下進(jìn)行飼養(yǎng)。Bradley首次將泊拉膜(parafilmM)應(yīng)用于蚜蟲的人工飼料飼養(yǎng)技術(shù)中,并成功地檢測到帶病毒的蚜蟲,在其口針刺進(jìn)或穿過惰性基質(zhì)時病毒的損失情況。但是,因蚜蟲是以植物韌皮部汁液為食,食性高度特化,其飼喂技術(shù)及人工飼料的研究難度大,直至20世紀(jì)60年代初,才有Mittler&Dadd及Auclair&Cartier取得歷史性突破,使得蚜蟲可在人工飼料上存活數(shù)周。隨后,他們分別對桃蚜及豌豆蚜的營養(yǎng)需求、飼料組分、飼養(yǎng)裝置及飼養(yǎng)技術(shù)等方面,做了一系列的研究[5,6,7,8,9,10,11,12],并逐步得出了飼養(yǎng)桃蚜和豌豆蚜的理想人工飼料,并為其它蚜蟲的飼養(yǎng)提供了理論指導(dǎo)。與此同時,Tahori&Hazan、Akey&Beck、Kunkel等也都致力于改善蚜蟲人工飼料的組分,并同時增加了飼養(yǎng)成功的蚜蟲種類。蚜蟲人工飼料飼養(yǎng)技術(shù)的出現(xiàn),使得蚜蟲在脫離寄主植物后得以短期或長期存活。這樣,研究者們就可以在小空間內(nèi)及特定的氣候、生理試驗(yàn)條件下,較方便地進(jìn)行蚜蟲試驗(yàn)。研究者們可在觀察蚜蟲取食過程中,測定食物的攝取、吸收及氧消耗等。另外,此項(xiàng)技術(shù)對觀察唾液分泌及排泄過程也是很方便的。蚜蟲人工飼料可應(yīng)用于蚜蟲傳播病毒機(jī)制、營養(yǎng)生理、共生菌、毒理與殺蟲活性物質(zhì)生物測定,以及昆蟲與植物相互關(guān)系等方面的研究,已成為這些研究的重要試驗(yàn)手段。中國在該領(lǐng)域的研究起步較晚,研究較少,僅見于有關(guān)桃蚜、麥蚜和棉蚜、麥長管蚜等少數(shù)蚜蟲的研究。本文按蚜蟲的人工飼料飼養(yǎng)方法、飼料類型及主要營養(yǎng)組分等方面,總結(jié)利用人工飼料飼養(yǎng)蚜蟲的情況,并結(jié)合文獻(xiàn)報(bào)道和作者本人經(jīng)歷,討論影響蚜蟲人工飼料飼養(yǎng)效果的關(guān)鍵因子及改進(jìn)方法。1人工飼養(yǎng)蚜蟲的方法1.1膜攝食系統(tǒng)目前,人工飼料飼養(yǎng)蚜蟲的方法多是仿照MittlerandDadd所采用的膜取食系統(tǒng),由雙層泊拉膜夾液態(tài)人工飼料組成。該飼養(yǎng)方法節(jié)約飼料、穩(wěn)定、便于觀察蚜蟲的取食、產(chǎn)仔等行為,是目前應(yīng)用最為廣泛的一種飼養(yǎng)方法。1.2parafilmm的飼料不同類型的蚜蟲飼育器(見圖1,A、B、C),雖然在大小、外型及具體的構(gòu)成部件等方面均存在較大差異,但都是由兩個基本的部分組成,即(1)放置液態(tài)飼料的飼料室,由雙層拉薄的ParafilmM夾人工飼料液滴構(gòu)成,即組成三明治式的蚜蟲取食液囊;(2)供蚜蟲取食、活動的取食室,通常為有底或無底的圓筒形玻璃或塑料容器,并作為膜的支持物。飼養(yǎng)時,飼料室固著于取食室的一端,將蚜蟲放入取食室,另一端圍以紗網(wǎng),防止蚜蟲逃逸,并可起到通風(fēng)的作用。蚜蟲口針可刺破ParafilmM吸食飼料,獲取所需的營養(yǎng)物質(zhì)。保持一定的溫度和濕度,并定期更換飼料,一般為2～3天更換一次。2人工飼料的類型和主要營養(yǎng)成分蚜蟲的人工飼料是液體飼料,以全純飼料為主,而半純飼料和實(shí)用飼料僅見于Mittler&Koski等少數(shù)報(bào)道。2.1飼料用量及用量蚜蟲對取食有嚴(yán)格的要求,除處在脫皮和遷移過程中外,蚜蟲必須連續(xù)地取食。任何時候的取食停滯,尤其是在低齡若蟲期,將直接影響其生長發(fā)育及成蚜的生殖潛力。因此蚜蟲對人工飼料的要求是非常嚴(yán)格的。目前所采用的全純飼料都是在Mittler&Dadd及Auclair&Cartier所配制的人工飼料基礎(chǔ)上,進(jìn)行逐步改善而成的。基本上都包含氨基酸、糖類、維生素、鹽類、微量元素等5大類基本組分。蚜蟲對人工飼料中氨基酸總含N量非常敏感,而且不同蚜蟲對各種氨基酸濃度的要求也有所不同。蚜蟲的人工飼料中一般都含有20種氨基酸,試驗(yàn)證明,當(dāng)無氨基酸存在時,桃蚜的若蚜就不能存活,氨基酸濃度低于2%時,桃蚜的生長速率快速下降。對桃蚜來說,氨基酸的最適濃度為3%,氨基酸的有無對其成蚜的存活無明顯影響,但高的產(chǎn)仔率則依賴于氨基酸的存在。甲硫氨酸及組氨酸可被蚜蟲的味覺識別,并能部分地控制蚜蟲的取食速度。另外,由于食物蛋白質(zhì)中所提供的氨基酸和用于蟲體內(nèi)合成的氨基酸都是L型的,因此,蚜蟲營養(yǎng)液中使用的氨基酸也需要是L型的。糖類是生物體內(nèi)能量的主要來源,對蚜蟲具有刺激取食和營養(yǎng)雙重作用,同時又是營養(yǎng)液滲透壓的調(diào)節(jié)劑。在糖類中,蔗糖的刺激取食作用最顯著、最廣泛,其次是果糖和葡萄糖。不同的蚜蟲所需的蔗糖濃度是不同的,實(shí)驗(yàn)證明,適合桃蚜取食的最適糖濃度為15%;棉蚜的為25%～30%,并有實(shí)驗(yàn)證明,在飼料中加入20%的蔗糖與10%的麥芽糖混合物飼養(yǎng)棉蚜,比單用蔗糖飼養(yǎng)效果要好,特別是對后代的生長更為有利;豌豆蚜所需糖濃度為35%;麥蚜所需糖濃度為20%～30%;桔二叉蚜所需的蔗糖濃度比其它蚜蟲要高一些,則為55%。維生素對昆蟲生長發(fā)育具有重要作用。有很多維生素都是蟲體內(nèi)輔酶的重要組成部分,和酶一起參與機(jī)體代謝過程。配制蚜蟲人工飼料宜選用水溶性維生素。實(shí)驗(yàn)證明,缺少硫胺素、吡哆醇、泛酸和葉酸中的任何一種,均導(dǎo)致蚜蟲大量死亡。葉酸和生物素需求量很少,但缺乏時蚜蟲生長發(fā)育較慢。肌醇和膽堿是組成類脂的成分,蚜蟲對二者有一定的需求量,缺乏二者時,蚜蟲發(fā)育緩慢,適量加入時,則能促進(jìn)蚜蟲正常生長發(fā)育?？箟难峒仁且环N取食抑制物,也是一種抗氧化劑。在蚜蟲人工飼料中,Fe3+是一種易被蚜蟲攝取的的離子形式,而抗壞血酸能減緩飼料中Fe3+還原為Fe2+的速率。抗壞血酸還是一種鰲合劑,它能保持Fe及其它痕量金屬,以離子的形式存在于飼料中,以利于蚜蟲攝取和吸收,因此其在飼料中是不可缺少的。對無機(jī)鹽來說,磷、鉀、鎂、鈣和鈉等五種元素最為重要,如用不含這些無機(jī)鹽的飼料飼養(yǎng)蚜蟲,3～4天就會死亡;其它如鐵、錳、鋅和銅等微量元素在營養(yǎng)液中也需要一定的比例,如缺乏鐵和鋅,在第一代就影響生長,缺乏錳,在第二代發(fā)生影響,而缺乏銅,在第三代才表現(xiàn)影響。2.2不同濃度酵母提取液和全純飼料的氨基酸組分含量對桃腈生長狀況的影響關(guān)于半純飼料和實(shí)用飼料的研究,僅見于Mittler&Koski等少數(shù)報(bào)道,其中半純飼料是在全純飼料中添加2.0%酵母抽提液而成。桃蚜在這種半純飼料上的飼養(yǎng)效果很好,平均每頭成蚜體重600～800μg,并且可連續(xù)飼養(yǎng)45代。實(shí)用飼料則用酪蛋白水解液,替代全純飼料中的氨基酸組分。其中一種實(shí)用飼料,是用2.0%的酵母提取液與2.5%酪蛋白水解液組合而成的;另一種實(shí)用飼料是僅由2.5%的酵母提取液組成。Mittler&Koski實(shí)驗(yàn)證明,2.0%的酵母提取液可以提供足量的氯化膽堿、生物素、葉酸和肌醇,但未能提供煙酸、泛酸、吡哆醇(VB6)和硫胺素。2.5%的酪蛋白水解液能夠取代全純飼料中的20種氨基酸,酵母提取液與酪蛋白水解液的混合液,無需另加微量元素(Fe、Cu、Mn、Zn)。2.5%的酵母提取液可提供足量的痕量元素、氨基酸及B類維生素,僅2.5%的酵母提取液就可連續(xù)飼養(yǎng)桃蚜21代。用實(shí)用飼料飼養(yǎng)的桃蚜生長狀況,較在全純飼料及半純飼料上差一些,平均每頭成蚜體重200～300μg。但在配制這種實(shí)用飼料時,準(zhǔn)備時間可節(jié)省75%,費(fèi)用可節(jié)約93%。如果在實(shí)驗(yàn)過程中蚜蟲營養(yǎng)狀況的好壞,對研究目的的影響不大,則可利用這種實(shí)用飼料。3桃改作全純飼料的飼養(yǎng)效果將蚜蟲在人工飼料上飼養(yǎng)的情況列于表1。其中,不少蚜蟲種類已實(shí)現(xiàn)了繼代飼養(yǎng),桃蚜和豌豆蚜則可連續(xù)飼養(yǎng)40代以上,vanEmden等報(bào)道了在全純飼料上連續(xù)飼養(yǎng)20年的桃蚜種群。本實(shí)驗(yàn)室根據(jù)vanEmden提供的全純飼料配方,已連續(xù)飼養(yǎng)桃蚜3代,飼養(yǎng)效果良好。但是,在全純飼料上的飼養(yǎng)效果,一般都不如天然寄主植物,即使是飼養(yǎng)最為成功的蚜蟲,這一問題也比較突出。與取食天然寄主植物的個體相比,人工飼料飼養(yǎng)的蚜蟲個體小,發(fā)育速率慢,繁殖力低。4影響昆蟲飼料在人類飼料中的效果的重要因素和改進(jìn)方法4.1不同去離子次數(shù)的飼養(yǎng)效果在配制飼料時,首先要注意的是,蚜蟲飼料中所用的水必須是多次去離子的超純水。實(shí)驗(yàn)證明,水的去離子次數(shù)越多,飼養(yǎng)效果越好。另一個重要問題是,在配制飼料時,飼料中的各營養(yǎng)組分一定要按特定的順序進(jìn)行配合,以避免各組分間發(fā)生不必要的化學(xué)沉淀反應(yīng),而影響所配飼料的質(zhì)量。配制好的飼料經(jīng)微孔濾膜過濾滅菌后需進(jìn)行分裝,-20℃以下冷凍貯存,避免飼料的多次重復(fù)凍溶。4.2紫外照射處理制備取食液囊的一個重要問題,就是保證其是無菌的。整個制作過程都應(yīng)在無菌條件下進(jìn)行。值得注意的是,在制備取食液囊之前,ParafilmM方塊應(yīng)置于紫外燈下進(jìn)行照射滅菌,照射時間隨輻射強(qiáng)度而定,但照射時間不能太長,否則的話,泊拉膜質(zhì)地變脆,延展時易于拉斷。在拉展泊拉膜時,一定注意不能將手接觸到膜的中央部位。夾飼料的雙層膜都應(yīng)是滅菌的一面接觸飼料,并且飼料應(yīng)盡量均勻分布于膜的中央部位,否則,兩層膜就不會緊密地粘結(jié)在一起,形成封閉的液囊,飼料也將接觸到空氣而變質(zhì)進(jìn)而影響飼養(yǎng)效果。4.3氧快速氧化法在飼料中,抗壞血酸既是一種取食抑制劑,也是一種飼料保鮮劑?？箟难針O易被氧化,即使在沸水中,抗壞血酸也能被氧快速氧化。在20℃下,它可以每天以15%的速度被氧化,在-20℃條件下,其還能以每天1.8%的速度被氧化掉。因此,配制的新鮮飼料應(yīng)貯存于-20℃以下,且保存時間不能太長,以防飼料變質(zhì),影響飼養(yǎng)效果。4.4影響翅門的遷移和定位蚜蟲飼養(yǎng)效果不僅受營養(yǎng)方面的影響,還受其它多方面的影響。其中顏色的影響就是其中的一個方面。研究表明,不僅有翅蚜的遷移和定位受黃桔色的影響,無翅蚜蟲也同樣比較喜歡桔色和黃色。因此,利用其顏色喜好行為,可部分地延長蚜蟲在取食膜上的持續(xù)時間,整個成蚜期間的生殖率也顯著提高,從而可以改善蚜蟲在人工飼料上的飼養(yǎng)效果。4.5膜食系統(tǒng)表面的濕度蚜蟲生長發(fā)育需要適宜的溫度,且適宜的溫度范圍在人工飼料上,比在自然寄主植物上要窄,一般18～21℃最適,低恒溫將顯著地縮短蚜蟲在飼料上的壽命,如在13℃下,很少有一齡桃蚜發(fā)育到三齡的;在短光照和15～18℃的溫度條件下飼養(yǎng)時,將出現(xiàn)兩性蚜。實(shí)驗(yàn)測得,葉表面的相對濕度大約為80%,因此可以推測,膜取食系統(tǒng)表面的相對濕度在80%時,才是最適合蚜蟲取食的。試驗(yàn)證明,在相對濕度為100%時,桃蚜停止繁殖后代;在相對濕度為17%時,桃蚜若蚜不能隨著溫度的增高而增加排泄。蚜蟲的多態(tài)性也受環(huán)境中相對濕度的影響。4.6口器損傷見表1在采集蟲源、轉(zhuǎn)接和更換飼料時,應(yīng)用毛筆筆尖輕碰蚜蟲頭部或觸角,讓蚜蟲自動將口器從組織或膜內(nèi)拔出,然后將其轉(zhuǎn)移,切勿使蚜蟲的口器受損傷,否則,蚜蟲會因口器損傷而無法取食?？傊?蚜蟲飼養(yǎng)是受多方面因素影響的,在整個飼養(yǎng)過程中,即在飼料的準(zhǔn)備、配制、蚜蟲的轉(zhuǎn)接、飼料的更換及飼養(yǎng)環(huán)境條件等方面都需要細(xì)心操作,才能達(dá)到理想的飼養(yǎng)效果。5人工飼料可提供大量生理標(biāo)準(zhǔn)較一致的供試藥物蚜蟲人工飼料方法是模仿天然飼料(植物韌皮部汁液),及其所在的植物活體發(fā)展的,由于對蚜蟲的天然飼料成分的組成及比例、以及蚜蟲與植物相互作用所形成取食系統(tǒng)的物理特性等方面,尚缺乏深入了解,致使該方法還有不少的缺陷,還達(dá)不到天然飼料的飼養(yǎng)水平。但是,應(yīng)用人工飼料飼養(yǎng)蚜蟲,既能提供大量生理標(biāo)準(zhǔn)較一致的供試蚜蟲,又可擺脫在自然苗上飼養(yǎng)蚜蟲營養(yǎng)背景不一致,及一些不可避免因素的干擾。在一些情況下,人工飼料可提供自然寄主植物無法提供的實(shí)驗(yàn)工具。例如,目前已報(bào)道有對蚜蟲