CO2浓度倍增对褐飞虱适合度及取食行为的影响(2)
2.4 CO2升高对褐飞虱成虫寿命及繁殖力的影响 6
2.5 CO2升高对褐飞虱取食行为的影响 7
3 讨论 7
致谢 8
参考文献 8
CO2浓度倍增对褐飞虱适合度及取食行为的影响
引言：目前，地球正面临着大气CO2浓度升高的问题。据报道，1700~1900年，大气CO2浓度升高了近10μl/L，达到290μl/L；而1900~1998年，大气CO2浓度则升高了77μl/L，达到了 367μl/L；并预计在21世纪末，CO2浓度将加倍，即增加到750μl/L左右[1,2]。CO2是植物进行光合作用的原料，其浓度增加对植物有“施肥效应”[3]，尤其是有利于提高C3植物（如小麦、水稻、大豆、棉花等）的光合作用和生产力[4]。同时，也引起植物化学组分和营养价值的改变，如降低了组织的含氮量，增加了C/N比等[5]。这些变化又将影响到以之为食的昆虫的生长发育[6,7]，进而通过食物链影响到天敌昆虫的发生[8]。目前，国内外非常重视大气CO2浓度变化对昆虫的影响，并开展了大量的研究[9,10]。
水稻是我国第一大栽培作物，年播种面积达3000万hm2，占我国粮食总产量的40％，因此水稻在我国的农业生产中占有举足轻重的地位。然而，水稻也是受虫害侵袭最为严重的粮食作物之一，据不完全统计，每年因虫害造成的损失占水稻总产量的5％以上。其中稻飞虱（主要包括褐飞虱和白背飞虱）是目前严重危害我国水稻生产的主要害虫之一。它具有“国际性、迁飞性、暴发性、毁灭性”四大特性，全国各主要稻区把它作为防治的重点对象，每年使用的杀虫剂有一半以上是用于防治稻飞虱。稻飞虱暴发危害的威胁十分严峻，一旦放松监测预警与防治工作，就有可能在大范围内造成严重危害。
大气中CO2浓度改变可能直接影响植食性昆虫的生长发育，但主要是通过影响植物来间接的影响到昆虫[7,11]。CO2浓度升高能够提高植物的光合效率，特别是C3作物，同时还会改变植物体内的次生物质的含量，增加植物体内的C/N，这些变化最终影响以之取食的昆虫[12-14]。关于植食昆虫对高CO2浓度的响应机理主要有以下3中假说：营养补偿假说，毒素假说和碳氮营养平衡假说。大气CO2浓度的升高导致植物组织中含氮量降低而植食性昆虫会因为食物中缺乏其生长繁殖所必须的某些营养成分（如含氮量不足）而增加取食所以在高CO2浓度下，昆虫可能增加取食或者减缓生长发育；毒素假说认为CO2浓度升高增加了植物体内次生代谢物质（单宁、酷类）的含量而减少昆虫的取食[12,15,16]；碳氮营养平衡假说则认为植物组织内的可利用的碳氮含量限制植物体内化学防御物质的产生，大气CO2浓度升高导致植物光合作用提高且植物组织内含氮量降低，因此，含碳化学防御化学物质增加，导致昆虫的发育延缓，死亡率增加[5,17]。
针对稻飞虱刺吸危害的情况，我们引进了EPG技术。McLean和Kinsey[18]第一次设计使用了AC-EPG型昆虫电子取食监测仪对蚜虫的刺吸取食进行了最早的相关报道。相继之后，Tjallingii[19]又在McLean and Kinsey的基础上发展了更精确、受干扰更小的DC-EPG型昆虫电子取食监测仪。自此，对昆虫的取食行为开始了更广泛的研究。但是，在昆虫固定的方式上不同方法存在较大的误差，为了克服以前实验在昆虫固定上存在的问题，本实验室相应发明了新型的昆虫固定装置（专利号: ZL201420133901.3），使连接昆虫电极更方便，操作更简易，使人为操作对昆虫的负面影响降到最低。
本研究模拟CO2升高的环境条件，探究CO2加倍对褐飞虱发育、繁殖等生物学特性和取食行为的影响。