论文题目：入侵植物挥发物在调控植物与土著昆虫互作中的作用及机制
摘要：生物入侵对生态环境、社会经济和人类健康造成严重威胁,已成为21世纪全球性环境问题之一。因此,探索植物入侵机制已成为生态学研究的重要内容。研究入侵植物与昆虫的互作关系是揭示植物入侵机制的重要途径。从原产地到入侵地,外来入侵植物逃离了原产地与其具有长期协同进化关系的专食性昆虫的控制作用。而在植食性昆虫中,广食性昆虫占支配地位,专食性昆虫只占少部分。此外,在昆虫群落中还包含天敌昆虫、中性昆虫和传粉昆虫。然而,入侵植物如何通过调控昆虫群落影响植物入侵还不清楚。本实验选用17对入侵植物及其本土植物为研究对象,通过大范围的野外调查和同质园实验,在群落水平探明入侵植物和本土植物昆虫群落差异;采用昆虫行为学实验,在个体水平明确本土优势昆虫对入侵植物和本土同属植物的行为选择差异;对入侵植物和本土同属植物挥发物分析,在化学结构水平解析入侵植物挥发物对昆虫群落的调控作用。主要研究方法和结果如下:（1）通过大范围野外调查,比较样方内入侵植物和本土植物在野外自然环境中昆虫群落的差异。结果表明,入侵植物的昆虫多度、香农-维纳指数分别比本土植物低28%、32.3%。把昆虫群落按功能群分类,结果表明入侵植物群落内植食性昆虫、天敌昆虫和中性昆虫的多度和丰富度均低于本土植物,而传粉昆虫的丰富度高于本土植物。通过调查叶片危害率发现,入侵植物的叶片危害率比本土植物低61.5%,且本土植物叶片危害率与植食性昆虫的多度呈正相关关系。（2）将17对入侵植物和本土同属植物种植于同一生境,开展同质园昆虫群落调查。结果表明,7月份入侵植物的昆虫多度、丰富度和香农-维纳指数分别比本土同属植物的低141.5%、58.3%、286%;9月份入侵植物的昆虫多度、丰富度和香农-维纳指数分别比本土同属植物的低69.4%、29.1%、95.7%。按昆虫功能群分类,入侵植物的植食性昆虫、天敌昆虫、中性昆虫的多度和丰富度均低于本土同属植物,而入侵植物上的传粉昆虫的丰富度高于本土同属植物。通过调查叶片危害率发现,7月和9月份入侵植物叶片危害率分别比本土同属植物低81.5%、71.5%,且本土植物叶片危害率与植食性昆虫的多度呈正相关。（3）以17对入侵植物和本土同属植物为研究材料,选取优势昆虫开展室内行为学实验。结果表明,与入侵植物相比,植食性昆虫斜纹夜蛾更偏好在本土同属植物上产卵,植食性昆虫桃蚜及其天敌昆虫广赤眼蜂均对本土植物表现出明显的选择偏好。（4）通过顶空吸附法对17对入侵植物和本土同属植物进行挥发物收集,利用GC-MS对挥发物进行分析。结果表明,入侵植物挥发物的释放总量显著低于本土同属植物。将挥发物按化学结构分为烷烃类、萜烯类、醇类、羰基类和脂类等6类,入侵植物释放的烷烃类和萜烯类低于本土同属植物,其他类挥发物则在本土与入侵之间没有差异。综上所述,入侵植物昆虫群落中的植食性昆虫、天敌昆虫和中性昆虫少于本土植物,入侵植物的传粉昆虫多于本土植物。这可能与入侵植物挥发物的释放量,尤其是烷烃类和萜烯类释放量低于本土植物有关。研究结果对于揭示入侵植物挥发物对昆虫群落的调控作用及其生态学效应具有重要的理论价值,也将为入侵防控和生态系统管理提供前瞻性的指导。
关键词：植物入侵;植物挥发物;植物-昆虫互作;昆虫群落;调控作用
学科专业：生态学
摘要
ABSTRACT
第一章 前言
1.1 植物入侵
1.1.1 植物入侵的概念与危害
1.1.2 植物入侵假说
1.2 植物挥发物调控的植物与昆虫的互作关系
1.2.1 植物挥发物的概念及功能
1.2.2 植物挥发物调控的植物与昆虫的互作关系
1.3 植物挥发物与外来植物入侵
1.4 研究内容与意义
1.5 技术路线
第二章 材料与方法
2.1 实验材料与地点
2.1.1 植物物种
2.2 实验方法
2.2.1 野外调查入侵植物与本土植物昆虫群落
2.2.2 同质园调查入侵植物和本土同属植物昆虫群落
2.2.3 本土优势昆虫对入侵及本土同属植物的选择偏好
2.2.4 植物挥发物的收集与分析
第三章 实验结果
3.1 入侵和本土同属植物野外昆虫群落调查
3.1.1 入侵植物和本土植物昆虫群落分析
3.1.2 入侵植物和本土植物昆虫功能群分析
3.1.3 入侵植物和本土植物的叶片危害率分析
3.2 同质园调查入侵植物和本土同属植物昆虫群落
3.2.1 入侵植物和本土同属植物昆虫群落分析
3.2.2 入侵植物和本土同属植物昆虫功能群分析
3.2.3 入侵植物和本土同属植物的叶片危害率分析
3.3 本土优势昆虫对入侵植物和本土同属植物的行为选择结果
3.3.1 斜纹夜蛾对入侵植物和本土同属植物的产卵选择
3.3.2 桃蚜对入侵植物和本土同属植物的行为选择
3.3.3 广赤眼蜂对入侵和本土同属植物的行为选
3.4 入侵植物与本土同属植物挥发物分析结果
3.4.1 入侵植物与本土同属植物挥发物释放量分析
3.4.2 入侵植物与本土同属植物挥发物差异分析
第四章 讨论
4.1 入侵植物挥发物
4.2 入侵植物挥发物调控的植物与昆虫的互作关系
4.3 入侵植物与传粉昆虫的互作关系
4.4 入侵植物与中性昆虫的互作
第五章 结论与展望
5.1 总结
5.2 展望
参考文献
致谢
获奖情况