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褐飞虱生长发育与取食行为对磁场变化的响应探究

2021-03-07 15:41编辑: www.jxszl.com景先生毕设
生物赖以生存的地球周围存在地磁场,而磁场变化对各生物生命活动的影响不尽相同。本文通过将亚磁空间系统产生的近零磁场与EPG技术相结合,探究磁场对迁飞性害虫褐飞虱生长发育和取食行为的影响。试验表明,较正常磁场而言,近零磁场环境显著推迟了褐飞虱的卵期和若虫发育历期,且不同龄期的若虫对近零磁场的响应不同,还造成其成虫体重下降,也影响了褐飞虱取食波的持续时间:对5龄若虫口针刺探效率有提高的趋势;对取食持续时间有减少的趋势,但效果不明显。这些结果为预测在未来磁场变化的条件下褐飞虱的危害提供理论支持。
目录
摘要......1
关键词.1
Abstract...1
Key words...1
引言.1
1 材料与方法.....3
1.1 供试材料..3
1.1.1 供试水稻...3
1.1.2 供试虫源 .....3
1.1.3 试验磁场装置...................3
1.1.4 卵和生长历期及成虫体重测定方法...3
1.2 EPG试验方法...4
1.2.1 负压法...4
1.2.2 褐飞虱的粘连...4
1.2.3 褐飞虱EPG波形图谱..4
1.2.4 记录的重复数5
1.3 数据处理..5
2 结果与分析.5
2.1 褐飞虱卵生长历期对磁场变化的响应..5
2.2 褐飞虱若虫生长历期对磁场变化的响应..6
2.3 成虫体重对磁场变化的响应..6
2.4 褐飞虱5龄若虫取食行为对磁场变化的响应..7
3 讨论.....................8
致谢.......10
参考文献...11
褐飞虱生长发育与取食行为对磁场变化的响应探究
引言
引言
地球周围存在的地磁场是人类和生物赖以生存的的重要环境,磁场变化即生物效应对生物生命活动的影响研究是当下人类关注的热点。磁场生物效应是多种多样的,不同类型的磁场,如零磁场、恒定磁场、交变
 

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磁场、脉冲磁场,及不同方向和强度的磁场所产生的生物效应不尽相同[1]。
磁场生物效应与磁场的作用时间有关。对大多数生物体而言,适时的中低剂量磁处理,对其有促进生长作用或正效应,而高剂量长时间的磁处理,对生物体往往有负作用或致死、致残作用[2]。目前,磁场应用于生物体的方式主要有3类[3]。一是利用磁场直接处理生物体,即将生物直接置于不同强度的磁场中处理一定时间后,直接测定各项指标;二是利用水流通过磁场切割磁力线获得的磁场处理水,浸泡或浇灌生物体,使其生长代谢,一段时间后再检测各项指标;三是将磁化水与外磁场处理交替进行。磁场处理参数主要有恒定磁场的感应强度大小,作用时间长短,交变磁场的变化频率与作用时间等[4]。
大量实验研究表明:磁场不仅影响植物的生长发育还影响其化学特性并产生明显的性别效应。将植物的种子放置在南极方向时,其根向着南极生长且发芽和生长速度会加快;当种子将根转向北极,幼苗生长就变慢且在雌花数量居多。适当的磁处理能提高种子生理活性,显著地促进根系的生长、株高、茎粗及叶面积、叶绿素含量等,增加植株的抗逆性,提高分蘖能力、穗数和千粒重,从而改善产量和品质[5,6]。
磁场对人体也有影响,且影响有利有弊。所以我们需要针对不同对象选择合适的磁场参数达到磁利用目的[7]。磁场对人体的影响主要包括:磁场神经系统效应、磁场的细胞生物学效应、磁场的血液微循环效应、磁场的促骨再生效应、磁场对离子通道电特性的影响等[8]。
磁场神经系统效应表现为通过磁刺激调节神经递质水平,达到改善睡眠、提高学习能力、释放镇痛物质等目的;磁场的细胞生物学效应表现为磁场通过对酶活性的影响,进而使新陈代谢反应及生物膜的离子转运能力受影响,改变了一些生理和生化过程,从而影响生物体电活动;恒定及旋转磁场通过改变血液的流变性,降低血液黏度、促进血液循环,从而形成了磁场的血液微循环效应;磁场的促骨再生效应表现在低频电磁场促进骨再生的代谢过程,促使纤维母细胞和成骨细胞较早出现,消除疼痛,减少功能障碍,增强抗生素的杀菌效力等作用[9];磁场对离子通道电特性的影响是通过影响细胞膜表面蛋白质分子的电泳作用,改变细胞膜表面的电荷分布与受、配体结合情况,从而刺激信号传导系统,改变细胞膜上离子通道的电特性,最终使细胞生命活动发生变化[10] 。
此外,一些鸟类及鱼类对磁场也异常敏感,它们脑部的磁性物质能够帮助其感知磁场方向,所以许多动物依靠地磁场进行定位导航[11],使其能每年定时定点并正确地选择游动或飞行方向进行长距离迁徙,甚至有些趋磁细菌体在外界磁场的作用下也能做定向运动[12]。
昆虫也有磁感应现象。由于社会性昆虫觅食、定向都需要参考各种自然因素,即利用信号交流比其他昆虫多,所以它们成为了最受关注的研究对象。许多迁飞昆虫利用地磁进行定向[13],有实验表明,蜜蜂有使用地磁场的能力[14],它通过地磁场对蜂巢进行定位,当受到外界磁场干扰时,就可能无法顺利返回蜂巢[15],所以过强和过弱的磁场对昆虫是不利的[16]。
褐飞虱作为暴发性和致害性极强的远距离迁飞性害虫,常群居稻株基部,通过定位反应、口针刺探和口针刺吸三个过程[17],吸食汁液,引起植株萎焉枯死,导致减产甚至绝收,严重影响水稻的产量及品质,是当前水稻生产上的首要害虫,此外,它还是水稻病毒病草状丛矮病和齿叶矮缩病的传播媒介。目前针对褐飞虱及其传播病毒病的主要防治措施是使用化学杀虫剂,但长期使用化学杀虫剂,不仅恶化环境,产生农药残留,危害人类健康;还杀死天敌,破坏生态平衡,并促使害虫产生抗药性。抗虫品种的应用被认为是最为经济有效的防治措施。但由于褐飞虱能不断演化新的致害型,以适应品种抗性,导致之前推出的抗性基因的品种仅几年后其抗性便被褐飞虱新种群克服,给抗褐飞虱育种带来新的挑战。而通过EPG技术研究在零磁场和正常磁场环境下褐飞虱若虫的生长发育及取食行为,可以为我们更好地研究褐飞虱对农药的抗性机理以及传毒机制等方面的提供简单有力的方法[18]。
磁场比温、湿度等环境因素微弱,所以其生物学效应不易被发现,导致关于磁场对昆虫的影响研究还处于初始阶段。随着科技的进步,关于磁场对昆虫的影响研究主要为昆虫行为学和对昆虫的生长发育影响两方面,但试验证据仍缺乏。因褐飞虱生活周期短、世代繁殖快,所以研究其在未来磁场变化下的生理活动对解决昆虫危害问题大有帮助[19]。

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