克隆間相互作用對(duì)豌豆蚜性投資策略的影響

摘要：為探究克隆間相互作用對(duì)豌豆蚜性別分化的影響。本研究使用3個(gè)豌豆蚜克隆（MS克隆，PS克隆，Y克隆）作為研究對(duì)象。首先選用瓊脂法，在低溫短日照條件下誘導(dǎo)性母后，分別制作1頭區(qū)、2頭區(qū)和混合區(qū)，調(diào)查各試驗(yàn)區(qū)性母的日產(chǎn)蚜量、后代性比和性母的保幼激素3的滴度。結(jié)果顯示：在MS克隆的1頭區(qū)，雌雄后代比約為1∶1，當(dāng)初始性母數(shù)增加或與非我克隆共存時(shí)，后代的性雌蚜數(shù)會(huì)增加，雄蚜數(shù)減少。PS克隆與MS克隆共存時(shí)，相較于1頭區(qū)，PS克隆后代性雌蚜和雄蚜數(shù)均減少，胎生蚜數(shù)卻顯著增加，而2頭區(qū)的后代性別分化與1頭區(qū)相比未出現(xiàn)明顯差異。Y克隆各處理間性分化未出現(xiàn)差異。性母保幼激素3的滴度與雄蚜數(shù)量呈負(fù)相關(guān)，與胎生蚜數(shù)量呈正相關(guān)。本研究結(jié)果表明，豌豆蚜性母可以根據(jù)周邊克隆的類(lèi)型和密度調(diào)整后代性別比，以優(yōu)化其生態(tài)適應(yīng)性和基因傳播效率。

關(guān)鍵詞：豌豆蚜；競(jìng)爭(zhēng)；性比；保幼激素3；繁殖

中圖分類(lèi)號(hào)：S433.3 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-0435（2024）10-3113-08

Impact of Interclonal Interactions on Sexual Investment Strategies of Pea Aphids

LI Yang^*， SHI Wen-min

（College of Biology and Agriculture， Zunyi Normal University， Zunyi， Guizhou Province 563006， China）

Abstract：To investigate the effect of clonal interactions to sex differentiation in pea aphids. Three pea aphid clones （MS clone，PS clone，and Y clone） were used in this study. Firstly，the agar method was selected to induce sexuparae under low temperature and short-day light，and then using the sexupara of each clone to prepare a single aphid treatment and two-aphids treatment，as well as mixed clonal treatments consisting of different clones，and to investigate the daily aphid production of sexuparae，the sexual differentiation of the progeny，and the juvenile hormone III titer of sexuparae in each treatment. The results showed that in a single aphid treatment of the MS clone，the ratio of male to female progeny was about 1∶1，and the number of oviparous female aphids in the progeny increased and the number of male aphids decreased when the initial number of sexuparae was increased or coexisted with the non-self clone. When cohabitated with the MS clone，the PS clone exhibited a reduction in the count of oviparous females and males，alongside a marked increase in the population of viviparous aphids，in comparison to a single treatment，yet，the sexual differentiation observed in the progeny from the two-aphids treatment did not significantly deviate from that in a single aphid treatment. On the other hand，none of the Y clones showed significant differences in sex differentiation among treatments. The juvenile hormone III titer of sexuparae was negatively correlated with the number of male aphids，and positively correlated with the number of viviparous aphids. The findings of this study suggest that pea aphid sexuparae can adjust offspring sex ratios according to the type and density of peripheral clones to optimize their ecological fitness and gene transmission efficiency.

Key words：Acyrthosiphon pisum;Competition;Sex ratios;Juvenile hormone 3;Reproduction

收稿日期：2024-02-20；修回日期：2024-04-11

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金（32160259）；大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目（202310664673）；遵義師范學(xué)院博士啟動(dòng)金項(xiàng)目（遵師BS［2019］25號(hào)）共同資助

作者簡(jiǎn)介：

李楊（1985-），男，漢族，貴州銅仁人，博士，副教授，主要從事昆蟲(chóng)進(jìn)化生態(tài)學(xué)研究，E-mail：harayaka@qq.com；*通信作者Author of corresponding，E-mail：harayaka@qq.com

當(dāng)不同生物體在同一環(huán)境共存時(shí)，它們之間的互動(dòng)可能引發(fā)各自表型的調(diào)整^［1］。這種適應(yīng)性響應(yīng)可能涵蓋從互利共生、寄生、捕食和競(jìng)爭(zhēng)等多種相互作用形式^［2］。隨著時(shí)間的推移，這些相互作用可能促成協(xié)同進(jìn)化，使得一種物種的表型變化能夠適應(yīng)另一物種的特征或行為模式^［3］。

在自然界中，擁有多種生活史的無(wú)脊椎動(dòng)物表現(xiàn)出明顯的表型多態(tài)性，這使其能夠適應(yīng)因季節(jié)性變化引起的環(huán)境和捕食壓力^［4-5］。特別是蚜蟲(chóng)，擁有無(wú)翅型、有翅型、有性型和孤雌型等眾多表型^［6］。大部分的蚜蟲(chóng)在春季到夏季，通過(guò)孤雌生殖進(jìn)行繁衍后代；在秋季，受低溫短日照的影響，發(fā)育成性母產(chǎn)生性雌蚜和雄蚜，二者交配后以卵越冬。孤雌生殖和有性生殖之間的轉(zhuǎn)換不僅增加了蚜蟲(chóng)的遺傳多樣性，而且對(duì)其在寒冬中的生存至關(guān)重要^［7］。

蚜蟲(chóng)性比調(diào)控機(jī)制是進(jìn)化生態(tài)學(xué)中一個(gè)重要且尚未解決的問(wèn)題之一^［8］。目前一些學(xué)者對(duì)蚜蟲(chóng)性比影響因子研究中發(fā)現(xiàn)，不同光周期下豌豆蚜（Acyrthosiphon pisum）的后代性比有顯著差異^［9］，次生共生菌Spiroplasma通過(guò)殺雄作用降低豌豆蚜的雄蚜數(shù)^［10］，次生共生菌Hamiltonella和Regiella均會(huì)導(dǎo)致豌豆蚜性比偏雌^［11］。另外，Li等^［12］發(fā)現(xiàn)雪蟲(chóng)（Prociphilus oriens）的雌性比與當(dāng)年8月的降水量及9月的氣溫呈負(fù)相關(guān)性。

豌豆蚜隸屬于半翅目（Hemiptera）蚜科（Aphididae），主要寄生豆科植物，保幼激素是調(diào)節(jié)豌豆蚜生理期感知后生殖模式變化的重要物質(zhì)^［13-14］，能顯著影響蚜蟲(chóng)的生殖方式轉(zhuǎn)化^［5，15］。在秋季，無(wú)論寄主植物的質(zhì)量如何，光周期的變化都會(huì)直接影響蚜蟲(chóng)的發(fā)育^［16］。光周期通過(guò)控制保幼激素滴度誘導(dǎo)蚜蟲(chóng)產(chǎn)生有性世代^［14］。但目前關(guān)于豌豆蚜在不同性別分配模式下保幼激素3（蚜蟲(chóng)中唯一被發(fā)現(xiàn)的保幼激素^［14］）含量變化趨勢(shì)的研究還相對(duì)較少。雖然有研究探討了氣候條件如何誘導(dǎo)性蚜產(chǎn)生，但沒(méi)有研究評(píng)估蚜蟲(chóng)相鄰的生物環(huán)境如何影響其性別分配。很多研究都是使用豌豆蚜進(jìn)行單克隆飼養(yǎng)，將其置于不同的光周期和溫度條件下，以研究單個(gè)或幾個(gè)克隆的性蚜產(chǎn)蚜順序和性別比例^{［10，15］}。而野外寄主植物上通常有多個(gè)克隆共存，并同時(shí)產(chǎn)生性蚜^［17-18］。多克隆共存會(huì)使近親繁殖的機(jī)會(huì)增多，進(jìn)而影響后代的性別比例^［19］。前期研究發(fā)現(xiàn)，豌豆蚜具備“自我”和“非我”克隆的識(shí)別能力^{［11，20］}，并且能根據(jù)相鄰克隆的分布和密度，調(diào)節(jié)自身繁殖。當(dāng)豌豆蚜與非我克隆共存時(shí)，很可能會(huì)根據(jù)其他克隆的存在調(diào)整其后代的性別比例或有性形態(tài)和無(wú)性形態(tài)的比例，而在容器中飼養(yǎng)單一克隆會(huì)忽略克隆之間的相互作用。為了評(píng)估克隆間相互作用對(duì)豌豆蚜后代性分化的影響，本研究使用2個(gè)寄主種群的綠色型豌豆蚜克隆及1個(gè)基因突變的黃色型豌豆蚜克隆進(jìn)行試驗(yàn)，設(shè)置不同的試驗(yàn)區(qū)，調(diào)查豌豆蚜在與不同類(lèi)型克隆共存時(shí)的性母后代性別分化及保幼激素3滴度，旨在研究影響豌豆蚜性比調(diào)控因子，為豌豆蚜進(jìn)化機(jī)制研究及蟲(chóng)情預(yù)報(bào)提供新的理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 供試蟲(chóng)源

本研究使用2種色型（綠色型和黃色型）共3個(gè)豌豆蚜（A. pisum）克隆進(jìn)行試驗(yàn)，①在新疆維吾爾自治區(qū)呼圖壁縣紫花苜蓿（Medicago sativa）植株上采集的綠色克隆（以下稱(chēng)MS克隆）。②在貴州省道真縣豌豆（Pisum sativum）植株上采集的綠色克隆（以下稱(chēng)PS克隆）。③由綠色克隆基因突變而來(lái)的黃色克隆（以下稱(chēng)Y克隆）。所有克隆都在光照培養(yǎng)箱（溫度：20℃，光周期：L∶D=16∶8，光照強(qiáng)度：7000～8000 Lux，濕度：50%～60%）中，使用5 cm左右的蠶豆幼苗進(jìn)行單克隆繼代飼養(yǎng)，蠶豆品種為‘七星長(zhǎng)龍’。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.2.1 試驗(yàn)裝置 本研究試驗(yàn)使用瓊脂法^［21］進(jìn)行，所用培養(yǎng)基為直徑12 cm，高4 cm的塑料容器，葉片采集至株高15 cm左右的蠶豆植株‘七星長(zhǎng)龍’。

1.2.2 克隆間相互作用對(duì)豌豆蚜性母的后代性別分化及保幼激素3滴度的影響 本試驗(yàn)環(huán)境為溫度15℃，L∶D=10∶14，光照強(qiáng)度7000～8000 Lux，濕度50%～60%。分別將10頭MS克隆、PS克隆以及Y克隆的3齡胎生蚜若蟲(chóng)移動(dòng)到載有1片蠶豆葉的培養(yǎng)基中，作為G0進(jìn)行飼養(yǎng)，當(dāng)G0產(chǎn)出若蟲(chóng)（G1：性母）發(fā)育至3齡后，準(zhǔn)備以下3個(gè)試驗(yàn)區(qū)。

1頭區(qū)：分別將上述3個(gè)克隆的1頭G1移動(dòng)到載有1片蠶豆葉的培養(yǎng)基中進(jìn)行飼養(yǎng)，每隔5天添加或更換1片蠶豆葉，分別標(biāo)記1PS、1MS及1Y。

2頭區(qū)：分別將上述3個(gè)克隆的2頭G1移動(dòng)到載有1片蠶豆葉的培養(yǎng)基中進(jìn)行飼養(yǎng)，每隔5天添加或更換1片蠶豆葉。分別標(biāo)記為1PS+1PS，1MS+1MS和1Y+1Y。

異克隆共存區(qū)：將1頭MS克隆和PS克隆的1齡若蟲(chóng)同時(shí)放入載有1片蠶豆葉的培養(yǎng)基中進(jìn)行飼養(yǎng)，標(biāo)記為1MS+1PS。再使用相同的方法，制備PS克隆和Y克隆以及MS克隆和Y克隆這2個(gè)異克隆相鄰組合，分別標(biāo)記為1PS+1Y和1MS+1Y。

每個(gè)處理分別準(zhǔn)備20個(gè)培養(yǎng)基，G1產(chǎn)子開(kāi)始后每天上午9點(diǎn)統(tǒng)計(jì)一次各克隆總個(gè)體數(shù)。在各克隆G1產(chǎn)子開(kāi)始后第6天的上午10點(diǎn)，隨機(jī)從各處理的不同克隆中選擇4頭G1，使用按照J(rèn)H III ELISA試劑盒（凡科維，上海）說(shuō)明書(shū)的步驟測(cè)定各克隆保幼激素的滴度，重復(fù)3次，繼續(xù)飼養(yǎng)剩余培養(yǎng)基中的蚜蟲(chóng)直到G1全部死亡，待G1所產(chǎn)后代（G2）發(fā)育至成蟲(chóng)后，在解剖鏡下統(tǒng)計(jì)各克隆G2的性別。

不同克隆以及不同性別豌豆蚜的區(qū)分方法：PS克隆的腹管是黑色，而MS克隆的是淡黃色，在解剖鏡下通過(guò)腹管顏色可以區(qū)分PS克隆和MS克隆，Y克隆所有G2后代均為黃色，通過(guò)體色即可識(shí)別。雌蚜均為無(wú)翅型且體型較大，其中胎生蚜成蟲(chóng)腹部有紅點(diǎn)，性雌蚜成蟲(chóng)腹部無(wú)紅點(diǎn)。雄蚜成蟲(chóng)體型相對(duì)雌蚜成蟲(chóng)較細(xì)小，很容易辨識(shí)，MS克隆雄蚜為有翅型，Y克隆和PS克隆均為無(wú)翅型，可通過(guò)大小、體色、腹管顏色及翅型進(jìn)行3克隆雄蚜的區(qū)分。

1.3 數(shù)據(jù)處理

本研究所有數(shù)據(jù)均采用JMP V17進(jìn)行分析，不同相鄰區(qū)對(duì)豌豆蚜性母日均產(chǎn)子數(shù)、后代性分化以及保幼激素3滴度的影響使用廣義線性模型（GLM）進(jìn)行分析，兩兩比較采用T檢驗(yàn)進(jìn)行，保幼激素3滴度和各類(lèi)型后代個(gè)體數(shù)的關(guān)系采用皮爾遜分析法進(jìn)行，各克隆的增殖率比較使用重復(fù)測(cè)量進(jìn)行。繪圖軟件是Graphpad prism V10，表格使用Word V2019制作。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同相鄰對(duì)象共存時(shí)豌豆蚜后代的性分化

3個(gè)克隆在各處理中的性分化情況如圖1所示，不同相鄰對(duì)象對(duì)PS克隆后代的性分化具有顯著影響（P<0.001）。在1PS中，性雌蚜數(shù)為23.38頭，胎生蚜數(shù)為2.13頭，雄蚜數(shù)為6.13頭，與1PS+1PS處理間無(wú)顯著性差異。當(dāng)PS克隆與MS克隆共存時(shí)，其性蚜數(shù)較1PS顯著降低，當(dāng)PS克隆與Y克隆共存時(shí)，其雄蚜數(shù)較1PS顯著降低。但兩個(gè)處理中胎生蚜數(shù)量分別增加至23.25頭和19.5頭，且不同相鄰對(duì)象對(duì)PS克隆性母后代總數(shù)也有顯著影響（P<0.001）。1PS+1Y處理中PS克隆后代總數(shù)為42.13頭，1PS+1MS處理中PS克隆后代總數(shù)為39.88頭，均顯著高于1PS（圖1A）。不同相鄰對(duì)象對(duì)MS克隆后代的性分化也具有顯著影響（P<0.001）。在1MS中，性雌蚜為28.13頭，胎生蚜為1頭，雄蚜為28.5頭。在2MS處理、1MS+1PS處理及1MS+1Y處理中，相較于1MS，3個(gè)處理的雄蚜數(shù)量均顯著降低，而性雌蚜數(shù)量均顯著增加，與之相對(duì)，胎生蚜數(shù)變化幅度則較小。不同相鄰對(duì)象對(duì)MS克隆性母后代總數(shù)無(wú)顯著影響（P=0.27，圖1B）。但在Y克隆上，不同相鄰對(duì)象對(duì)其后代性分化以及后代總數(shù)均無(wú)顯著影響（性分化：P=0.7，后代總數(shù)：P=0.48），Y克隆性母在本實(shí)驗(yàn)條件中無(wú)胎生蚜產(chǎn)生，且只產(chǎn)生少量雄蚜（圖1C）。

2.2 不同相鄰對(duì)象共存時(shí)各克隆性母的日繁殖量變化

隨著產(chǎn)蚜?xí)r間的推移，不同相鄰對(duì)象對(duì)PS克隆和MS克隆性母的日繁殖量產(chǎn)生了顯著影響（PS克隆：P<0.001，圖2A；MS克隆：P<0.001，圖2B），而Y克隆性母日繁殖量卻未受相鄰對(duì)象的影響（P=0.08，圖2C）。在PS克隆中，第9天的1PS處理、1PS+1PS處理、1PS+1MS處理及1PS+1Y處理的產(chǎn)蚜數(shù)分別為2.5頭、2.19頭、1.87頭和1.38頭，各處理間無(wú)顯著性差異。在第10天，1PS+1MS的產(chǎn)蚜數(shù)顯著低于1PS，第11天，1PS+1MS和1PS+1Y的產(chǎn)蚜數(shù)均顯著低于1PS。在第12天，1PS+1MS和1PS+1Y的產(chǎn)蚜數(shù)分別達(dá)到4.5頭和5.5頭，超過(guò)1PS（2.88頭）和1PS+1PS（2.56頭）（圖2A）。在MS克隆中，1MS在第9天、第10天以及第11天的產(chǎn)蚜數(shù)分別為4.13頭、4.12頭和3.5頭，顯著高于其他3個(gè)處理，但在第12天，1MS+1MS，1MS+1PS及1MS+1Y的產(chǎn)蚜數(shù)分別增至5.56頭、5頭及5.25頭，均顯著高于1MS（圖2B）。

2.3 異克隆共存區(qū)中各克隆增殖率的比較

異克隆共存區(qū)各克隆的增殖情況如圖3所示，在1頭Y克隆和1頭PS共存區(qū)，PS克隆的增殖率顯著高于Y克隆（P=0.007，圖3A），在1頭MS克隆和1頭Y共存區(qū)，MS克隆的增殖率也顯著高于Y克隆（P<0.001，圖3B），在1頭PS克隆和1頭MS克隆共存區(qū)，MS克隆的增殖率顯著高于PS克隆（P<0.001，圖3C）。

2.4 不同相鄰對(duì)象對(duì)豌豆蚜性母保幼激素3滴度的影響

不同相鄰對(duì)象對(duì)PS克隆和MS克隆性母產(chǎn)蚜后第6天的保幼激素3滴度具有顯著影響（PS克隆：P<0.001，圖4A；MS克隆：P<0.001，圖4B），但是對(duì)Y克隆的保幼激素3滴度卻無(wú)顯著影響（P=0.49，圖4C）。將MS克隆和PS克隆各處理的保幼激素滴度和各類(lèi)型后代數(shù)分別合并，進(jìn)行相關(guān)性分析后的結(jié)果如表1所示，胎生蚜數(shù)和保幼激素3滴度間有顯著的正相關(guān)性（P=0.007），雄蚜數(shù)和保幼激素3滴度間呈負(fù)相關(guān)性（P=0.03），而性雌蚜數(shù)和保幼激素3之間無(wú)顯著相關(guān)性（P=0.48）。

3 討論

表型可塑性深植于基因組中，賦予生物多樣的形態(tài)、生理和行為特征，被認(rèn)為是一種進(jìn)化上的策略^［22-24］。眾多研究已經(jīng)證明，在單一克隆條件下，不同豌豆蚜克隆之間有性世代的性別分化存在顯著差異^{［9-10，25］}。本研究選用的兩個(gè)綠色克隆分別來(lái)源于不同地區(qū)和不同寄主植物，而黃色克隆則源自基因突變，三者在遺傳背景上有著明顯的區(qū)別。在1頭區(qū)，PS克隆有性世代的性別分化偏雌性（圖1A），MS克隆雌雄比約為1∶1（圖1B），而Y克隆極端偏雌，雄蚜數(shù)量極其稀少（圖1C）。1頭區(qū)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與前人研究^{［9-10，25］}相符。

Trivers等^［26］認(rèn)為雌性可能會(huì)根據(jù)自身生理狀態(tài)和繁殖期間所處的環(huán)境（如氣溫，降水以及食物供給等）調(diào)整后代的性別比例。PS克隆2頭區(qū)的性別分化與1頭區(qū)無(wú)明顯差異（圖1A），均偏雌性。PS克隆的雄蚜為無(wú)翅型，遷移困難，當(dāng)種群中雄性數(shù)量增加，有可能會(huì)導(dǎo)致雄性個(gè)體間的局部配偶競(jìng)爭(zhēng)（Local Mate Competition）^［27-29］，PS克隆在長(zhǎng)期繁衍過(guò)程中可能為了減少局部配偶競(jìng)爭(zhēng)，形成了偏雌的性比分配機(jī)制。當(dāng)其與非我克隆共存時(shí)，性雌蚜和雄蚜數(shù)量降低，胎生蚜數(shù)量激增（圖1A）。PS克隆采集地處貴州北部山區(qū)，冬季平均氣溫在0度以上，胎生蚜可以越冬。當(dāng)PS克隆面對(duì)來(lái)自非我克隆的競(jìng)爭(zhēng)時(shí)，性母投資胎生蚜，可以讓血緣后代在早春的競(jìng)爭(zhēng)中占據(jù)優(yōu)勢(shì)。此外，性母產(chǎn)下的性雌蚜和雄蚜血緣系數(shù)（Coefficient of kinship）僅為0.5，而胎生蚜血緣系數(shù)為1，作為性母，在混合種群中投資胎生蚜能更好地將自身的基因傳遞下去。MS克隆2頭區(qū)的后代性分化偏雌（圖1B），換言之，隨著種群中同克隆密度增加，MS克隆性母可能為了減少LMC帶來(lái)的不利后果，增加對(duì)性雌蚜的投資，同時(shí)減少對(duì)雄蚜的投資。當(dāng)MS克隆與異克隆共存時(shí)，性比分配模式與2頭區(qū)相似（圖1B）。蚜蟲(chóng)的性比也受干母競(jìng)爭(zhēng)的影響，為了在來(lái)年的競(jìng)爭(zhēng)中讓血緣干母占據(jù)優(yōu)勢(shì)，蚜蟲(chóng)也可能會(huì)根據(jù)周?chē)料x(chóng)分布調(diào)節(jié)自身后代的性比^［30］，MS克隆的性母在面對(duì)非我克隆的競(jìng)爭(zhēng)時(shí)，也采取增加性雌蚜的方式進(jìn)行應(yīng)對(duì)，這樣可以最大限度增加來(lái)年早春時(shí)血緣后代的數(shù)量。與PS克隆不同，MS克隆并未增加對(duì)胎生蚜投資，這可能是由于MS克隆采集地冬季平均氣溫在0度以下，胎生蚜無(wú)法越冬所導(dǎo)致。有研究表明在來(lái)自一年生寄主（豌豆）的豌豆蚜種群中，產(chǎn)生有翅雄蚜的比例較高，而在多年生寄主（紫花苜蓿）上，產(chǎn)生無(wú)翅雄蚜的比例較高^［31］，本研究結(jié)果與之相反。因此，雄蚜表型可能由寄主植物及氣候等多因素決定。本研究中，Y克隆是基因突變體，其性分化在各試驗(yàn)區(qū)間并未無(wú)顯著性差異，均為極端偏雌（圖1C），這可能是由于其特殊的基因型所決定，在未來(lái)的工作中，有必要對(duì)其繁殖的分子機(jī)制進(jìn)行詳細(xì)研究。

有性世代的交配程度和性母對(duì)子代投資的時(shí)機(jī)均能影響蚜蟲(chóng)的性比^［32］，本研究中的3個(gè)克隆在性母產(chǎn)蚜開(kāi)始后6 d內(nèi)，均只產(chǎn)出性雌蚜，之后中止產(chǎn)蚜2～3 d，觀察發(fā)現(xiàn)，恢復(fù)產(chǎn)蚜后數(shù)日內(nèi)產(chǎn)出的個(gè)體大部分為雄蚜，隨后各處理性母產(chǎn)出的后代出現(xiàn)不同程度的分化，這與前人研究結(jié)果^{［25，33］}類(lèi)似。雪蟲(chóng)性母產(chǎn)出1只性雌蚜所需的成本是雄蚜的1.85倍^［34］，因此，豌豆蚜性雌蚜和胎生蚜所需的成本可能也高于雄蚜，PS克隆的1頭區(qū)和2頭區(qū)雄蚜數(shù)高于異克隆共存區(qū)，所以恢復(fù)產(chǎn)蚜后1～3 d（即產(chǎn)蚜開(kāi)始后9～11 d）的1頭區(qū)（1PS）和2頭區(qū)（2PS）的日產(chǎn)蚜數(shù)高于異克隆共存區(qū)（1PS+1MS和1PS+1Y）。在產(chǎn)蚜開(kāi)始后第12 d，由于性母投資的胎生蚜胚胎發(fā)育完成，開(kāi)始大量產(chǎn)出，使得異克隆共存區(qū)第12 d的產(chǎn)蚜數(shù)激增（圖2A）。增殖率相近的蚜蟲(chóng)共存時(shí)，一方為了取得競(jìng)爭(zhēng)勝利，會(huì)采取增加產(chǎn)子數(shù)的策略以取得競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)^［35］。由圖3A可知，PS克隆和Y克隆的性母在前6 d的增殖率差異不明顯，在1PS+1Y處理中性母將大量資源投入給胎生蚜，PS克隆為了占據(jù)優(yōu)勢(shì)資源，在1PS+1Y處理中加速繁殖，最終總個(gè)體數(shù)大于1PS（圖1A）。另一方面，MS克隆1頭區(qū)（1MS）雄蚜數(shù)量顯著高于其他處理（圖1B），所以在第9-11 d的產(chǎn)蚜數(shù)均顯著高于其他處理，在第12 d，由于2頭區(qū)（2MS）和異克隆共存區(qū)（1MS+1PS和1MS+1Y）的性雌蚜胚胎發(fā)育完成大量產(chǎn)出，使得日產(chǎn)蚜數(shù)超過(guò)1MS（圖2B）。因此，推測(cè)豌豆蚜性母在產(chǎn)蚜中止的時(shí)候會(huì)根據(jù)周?chē)鷤€(gè)體的數(shù)量和密度來(lái)決定之后的性投資。另外，由于Y克隆在各處理中性分化未出現(xiàn)差異，所以日產(chǎn)子數(shù)間也未發(fā)現(xiàn)差異性（圖2C）。由圖3B和圖3C可知，MS克隆性母產(chǎn)蚜后的增殖率一直顯著高于PS克隆和Y克隆，一開(kāi)始便占據(jù)競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，所以MS克隆在1MS+1PS和1MS+1Y處理中并未出現(xiàn)性母產(chǎn)蚜數(shù)大于1MS的情況。光周期能影響豌豆蚜的性分化^［9，25］，在日光照長(zhǎng)度8-12 h范圍內(nèi)，隨著光照時(shí)數(shù)的逐漸縮短，豌豆蚜雄蚜數(shù)量逐漸減少，而性雌蚜數(shù)量逐漸升高^［25］。因此，相鄰對(duì)象的類(lèi)型和光周期對(duì)豌豆蚜性分化可能存在交互作用，今后還需對(duì)不同相鄰對(duì)象和光周期協(xié)同作用下的豌豆蚜的性比變化進(jìn)行探究。

蚜蟲(chóng)的表型分化與保幼激素3滴度有關(guān)^［36-38］，保幼激素滴還可能會(huì)對(duì)卵巢不同位置的胚胎產(chǎn)生不同的影響^［39］。本研究中，MS克隆和PS克隆與不同克隆共存時(shí)，后代性分化從性母產(chǎn)蚜后第6 d起，均出現(xiàn)不同程度的變化，在測(cè)量第6 d各處理性母的保幼激素3滴度時(shí)也發(fā)現(xiàn)了不同程度的差異（圖4），Y克隆各處理中后代性分化無(wú)明顯差異，而它的保幼激素3滴度也未檢測(cè)出差異（圖4C）。當(dāng)保幼激素滴度降低時(shí)，會(huì)產(chǎn)生雄蚜^［40］，當(dāng)補(bǔ)充外源保幼激素使得保幼激素滴度增加時(shí)，會(huì)讓性母的胎生蚜數(shù)量增加或者恢復(fù)孤雌生殖^［41］，本研究發(fā)現(xiàn)，性母保幼激素3滴度與雄蚜數(shù)呈負(fù)相關(guān)，與胎生蚜數(shù)呈正相關(guān)（表1），這一結(jié)果與前人研究^［40-41］相符，但是性雌蚜的具體影響因子尚不明確。未來(lái)的工作中，有必要對(duì)不同處理下的性母施加不同濃度的保幼激素3，以進(jìn)一步評(píng)估保幼激素3對(duì)豌豆蚜性比調(diào)控的影響。

4 結(jié)論

豌豆蚜的性母會(huì)根據(jù)周?chē)噜弻?duì)象的種類(lèi)和密度調(diào)整后代的性別比例，不同寄主種群的豌豆蚜?xí)扇〔煌男员日{(diào)控策略，促進(jìn)自身基因更廣泛地傳播，在性母對(duì)后代性比的調(diào)整過(guò)程中保幼激素3可能發(fā)揮了重要作用。

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（責(zé)任編輯 劉婷婷）