温度和寄主植物对螺旋白粉虱（Aleurodicus dispersus，半翅目：粉虱科）的发育、繁殖及种群增长的影响

《Journal of Asia-Pacific Entomology》：Thermal and host-plant modulation of development, reproduction, and population growth of the spiraling whitefly, Aleurodicus dispersus (Hemiptera: Aleyrodidae)

温度和寄主植物共同影响螺旋白粉虱的发育、繁殖及种群动态，30℃木薯寄主最适种群增长，35℃热胁迫显著抑制存活和繁殖，为气候适应性IPM策略提供依据。

　　

T. Boopathi|N. Anusha|J.G. Prasuna|K. Divya

印度泰米尔纳德邦哥印拜陀泰米尔纳德农业大学农业昆虫学系，邮编641003

摘要

温度和寄主植物质量是影响变温性昆虫害虫生理、繁殖和种群动态的关键生态因素，它们通过直接限制外温动物的代谢率和能量分配来发挥作用。本研究在受控条件下，探讨了温度（25、30和35°C）和寄主植物（木薯和茄子）对螺旋白粉虱（Aleurodicus dispersus，半翅目：粉虱科）的发育时间、繁殖力、寿命及种群参数的交互作用。在测试的温度范围内（最高30°C），发育速率随温度升高而增加，但在35°C时急剧下降，表明在最高温度处理下存在热应激。与茄子相比，木薯显著缩短了发育时间，提高了繁殖力（r = 0.066 day?1）和净繁殖率（R? = 9.94 只雌性后代）。回归分析显示，总发育时间和繁殖力之间存在负相关关系，而卵的孵化率与成虫出现率之间存在正相关关系，这主要反映了不同处理之间的温度差异。基于年龄阶段的生命表分析表明，30°C是最有利于种群增长的温度，而在35°C时种群表现显著下降。这些发现强调了温度和寄主植物共同决定了A. dispersus的种群潜力，为预测害虫爆发和制定基于气候的综合作物保护（IPM）策略提供了宝贵的见解。

引言

温度和寄主植物质量通过影响外温生物的代谢限制，共同调节变温昆虫的生长、存活和繁殖，从而影响其生态分布和爆发潜力（Nava-Camberos等，2001；Deutsch等，2018；Chandi等，2021）。对于白粉虱而言，这些因素不仅决定了发育速率，还影响了繁殖力和种群增长（Hua等，2014；Zhang等，2020）。在全球变暖的背景下，理解这种温度-寄主相互作用变得尤为重要，因为适度的温度变化可能对害虫-寄主动态产生不成比例的生物影响（Lehmann等，2020）。

螺旋白粉虱Aleurodicus dispersus Russell（半翅目：粉虱科）是一种多食性且极具侵袭性的害虫，可侵害100多种植物，包括木薯（Manihot esculenta Crantz）和茄子（Solanum melongena L.）（Palaniswami等，1995；Boopathi等，2019）。由于具有广泛的寄主范围和对不同环境条件的适应性，该害虫在热带和亚热带地区的快速扩散得到了促进（Martin，1996；Curnutte等，2014）。A. dispersus的取食会消耗韧皮部养分，引发黄化病，并通过蜜露沉积促进煤烟病的发生，从而导致严重的产量损失（Van Lenteren和Noldus，1990；Boopathi，2022）。

温度对粉虱科物种的生物学特性有显著影响。针对Bemisia tabaci和Trialeurodes vaporariorum的研究表明，在27–30°C的中等温度下，它们的发育速度加快且繁殖力增强，而超过33–35°C后繁殖力和存活率会下降（Horowitz和Gerling，1992a；Wang和Tsai，1996；Parrella等，2012）。在Aleurodicus dugesii和Aleyrodes proletella中也观察到了类似的反应，即尽管发育速度加快，但热应激降低了繁殖力，这体现了发育速率与存活率之间的权衡（Schoeller和Redak，2018；Zhang等，2020）。然而，关于温度和寄主植物对A. dispersus综合影响的研究仍然有限，限制了我们对其在气候变化条件下种群生态学的理解。

寄主植物质量可以通过改变植食性昆虫的营养和植物化学环境来显著调节其对温度的响应（Jiang等，2018）。木薯是一种多年生植物，含有高量的碳水化合物，已被证明是更理想的寄主，其繁殖力和存活率比茄子等草本寄主高出约20–30%（Palaniswami等，1995；Banjo等，2004）。叶片形态、韧皮部汁液成分及防御性代谢物的差异会影响寄主适宜性，从而可能缓解或加剧白粉虱的热应激（Van Lenteren和Noldus，1990；Nava-Camberos等，2001）。

本研究探讨了温度和寄主植物对A. dispersus的发育、繁殖和种群参数的交互作用。具体而言，我们（i）量化了在三种温度（25、30和35°C）下两种寄主植物上的生活史特征；（ii）分析了温度-寄主相互作用如何在实验控制的温度范围内影响繁殖潜力和存活率；（iii）确定了对种群增长至关重要的温度阈值。通过整合生理学、人口统计学和统计分析，本研究为预测A. dispersus的种群动态和制定基于气候的综合作物保护策略提供了实证依据。

实验设计与概述

本研究采用了两因素完全随机设计（CRD），以探讨温度和寄主植物对螺旋白粉虱发育和繁殖的交互作用。

两个固定因素如下：

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温度 – 三个水平：25°C、30°C和35°C

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寄主植物 – 两个水平：木薯（M. esculenta，品种Mulluvadi-1）和茄子（S. melongena，品种Pusa Purple Round

每种处理组合（3个温度×2种寄主植物）包含十个独立的生物学重复实验。

温度和寄主植物对发育时间的影响

温度对A. dispersus的所有发育阶段均有显著影响（P < 0.001；表1）。总发育时间（从卵到成虫）随温度升高而显著缩短，从25°C时的38.8天降至35°C时的26.3天（表2）。在木薯上饲养的个体比在茄子上的个体发育更快，但未检测到温度×寄主的交互作用。卵期的持续时间从25°C时的8.6天缩短至35°C时的5.5天。

讨论

温度和寄主植物是决定昆虫种群表现的关键生态因素，因为它们直接调节了外温生物的代谢、发育和繁殖能力，而这些生物的生理过程与外部温度条件紧密相关。本研究表明，A. dispersus表现出明显的温度调节反应模式：在30°C时发育加快且繁殖力达到峰值，而在35°C时则急剧下降。

结论

A. dispersus的发育、存活和繁殖受到温度和寄主植物的显著影响。在测试的温度范围内，该物种在30°C时表现最佳，特别是在木薯上，其发育更快、繁殖力更高、种群潜力更大。茄子作为寄主则不太理想，导致发育时间延长和繁殖力降低。在35°C的极端温度下，存活率和繁殖成功率均显著下降。

CRediT作者贡献声明

T. Boopathi： 负责写作、审稿与编辑、原始稿件撰写、软件使用、数据分析及数据管理。

N. Anusha： 负责写作、审稿与编辑、原始稿件撰写、软件使用、数据分析及数据管理。J.G. Prasuna： 负责写作、审稿与编辑、原始稿件撰写、软件使用、数据分析及数据管理。

K. Divya： 负责写作、审稿与编辑、原始稿件撰写、软件使用、数据分析及数据管理。

资助

不适用。

利益冲突声明

作者声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文的研究结果。

致谢

作者衷心感谢印度泰米尔纳德邦哥印拜陀泰米尔纳德农业大学农业昆虫学系主任及植物保护研究中心主任在整个研究过程中提供的必要设施和支持。同时，作者还感谢使用生成式AI工具（ChatGPT、OpenAI）协助语言润色、改写以及提高科学写作的清晰度。