斑潜蝇种内通讯和种间隔离的化学生态学机制

南美斑潜蝇（Liriomyza huidobrensis）和美洲斑潜蝇（L.sativae）适应性强、寄主植物广泛，是世界性的农业害虫。它们于上世纪90年代传入中国，已对我国农业生产造成严重影响。尽管两种斑潜蝇分布区和生态位有所重叠，但没有种间杂交的报道；实验室观察也未发现两种斑潜蝇之间有交配行为。我们前期研究首次证实斑潜蝇存在种内通讯的信息化合物，以C15-C27直链和支链饱合烷烃为主。因此，我们提出科学假设：斑潜蝇个体的信息化合物是其种内通讯和种间隔离的主要因素。本项目拟以两种近缘斑潜蝇种内通讯的信息化合物为研究核心，综合运用昆虫行为生态学、化学生态学、电生理学等多学科的研究技术与分析方法，揭示斑潜蝇种内通讯的关键信息化合物，阐明斑潜蝇种内通讯和种间隔离的化学生态学机制，探讨物种形成的生物化学基础，研究结果不但可以填补斑潜蝇研究的国际空白，还可以为该类害虫防治提供科学依据。

国家基金面上项目“斑潜蝇种内通讯和种间隔离的化学生态学机制”（资助号31170361）拟通过研究斑潜蝇昆虫源的信息化合物来探讨关键信息化合物在种内通讯和种间隔离中的作用。项目实施过程中一系列的化合物分析、行为测定否认了斑潜蝇存在性信息素的假设。相反，植物源化合物对两性交配行为却有明显的影响。自动行为追踪系统的分析显示斑潜蝇采取了一种很容易被人忽略物理振动传声法来进行两性的交流。多谱勒激光测振仪测定了南美和美洲斑潜蝇交配行为产生的振动信号。结果显示两种斑潜蝇雄性求偶信号在300-400HZ，而雌性召唤信号为140HZ，当雄性接受到召唤信号后进一步发出140HZ左右的信号并趋近雌性，它们产生的频谱并不相同。两种斑潜蝇表现出雄性求偶的波谱的分化，而雌虫回应信号的频率是一致的。行为马尔科夫链分析显示，它们的求偶序列也不相同，南美斑潜蝇雄性求偶步骤要较美洲斑潜蝇复杂，而且交配成功率要低于美洲斑潜蝇。深入研究交配行为发现雄性表现出dance的求偶对策和sneak的求偶对策。雄性会通过自身营养状态和环境中食物信号的有无来做出相应的求偶行为对策。这提示斑潜蝇的求偶和交配策略是两性通过物理信号与食物信号协同作用进化来的，而雌性在性选择中的主导作用可能是这类昆虫形成雄性求偶行为策略可塑性的主要动力。通过本期面上基金资助，我们首次发现斑潜蝇利用物理信号进行通讯的现象，改变了人们一贯认为化学信号是两性识别最为关键物质的观念。深入的研究斑潜蝇利用物理信号进行两性识别及种间隔离分化，将为揭示昆虫两性识别过程中物理通讯的形成、进化和适应及在性选择中的作用和意义做贡献。同时也为发展斑潜蝇类害虫的新的防治策略提供科学依据。