中国媒介生物学及控制杂志  2017, Vol. 28 Issue (3): 205-208

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段恒璐, 杨军, 王义冠, 刘蓉蓉, 师灿南, 鲁亮, 刘起勇
DUAN Heng-lu, YANG Jun, WANG Yi-guan, LIU Rong-rong, SHI Can-nan, LU Liang, LIU Qi-yong
不同温度下白纹伊蚊成蚊生存时间比较研究
The survival times of adult Aedes albopictus under different temperatures
中国媒介生物学及控制杂志, 2017, 28(3): 205-208
Chin J Vector Biol & Control, 2017, 28(3): 205-208
10.11853/j.issn.1003.8280.2017.03.003

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收稿日期: 2016-12-27
网络出版时间: 2017-04-11 16:16
不同温度下白纹伊蚊成蚊生存时间比较研究
段恒璐, 杨军, 王义冠, 刘蓉蓉, 师灿南, 鲁亮, 刘起勇     
中国疾病预防控制中心传染病预防控制所媒介生物控制室, 传染病预防控制国家重点实验室, 世界卫生组织媒介生物监测与管理合作中心, 北京 102206
摘要: 目的 研究不同温度下白纹伊蚊的生存时间,为预测其种群动态和扩散能力提供数据支持。 方法 以26℃生存的白纹伊蚊作为对照,以5℃为梯度,分别设置(11±1)、(16±1)、(21±1)、(26±1)、(31±1)和(36±1)℃ 6个温度梯度,记录白纹伊蚊成蚊的日生存情况;采用两独立样本t检验进行两组差异性比较,单因素方差分析进行多组单因素差异性比较,析因分析进行多因素比较;同时绘制生存曲线,比较不同温度下雌雄蚊生存率差异。 结果 在11~36℃时,蚊虫存活时间呈先上升后下降趋势,在16℃时生存时间最长,平均生存时间为(49.82±17.83)d,最长达80 d,在36℃(较高温)下生存时间最短,平均生存时间为(8.61±5.02)d,蚊虫在20 d内全部死亡;相同温度和时间下,雌蚊生存时间明显高于雄蚊,差异有统计学意义(F=37.261,P < 0.05);雌蚊的生存率均高于雄蚊,尤其在11和26℃时;不同温度与蚊虫性别间存在交互作用(F=2.772,P=0.017)。 结论 16℃下白纹伊蚊生存时间较长,温度较高或较低均不利于其生存,尤其是极端温度;不同温度下白纹伊蚊雌蚊生存时间均优于雄蚊。
关键词: 白纹伊蚊     温度     生存时间     生命表     生存率    
The survival times of adult Aedes albopictus under different temperatures
DUAN Heng-lu, YANG Jun, WANG Yi-guan, LIU Rong-rong, SHI Can-nan, LU Liang, LIU Qi-yong     
State Key Laboratory of Infectious Disease Prevention and Control, National Institute for Communicable Disease Control and Prevention, Chinese Center for Disease Control and Prevention, WHO Collaborating Centre for Vector Surveillance and Management, Beijing 102206, China
Supported by the National Basic Research Program of China(973 Program)(No. 2012CB955501)
Corresponding author: LU Liang, Email:luliang@icdc.cn
Abstract: Objective To investigate the survival times of adult Aedes albopictus under different ambient temperatures in laboratory and to provide evidence in predicting the population dynamics and the spread of Ae. albopictus. Methods The Ae. albopictus at 26℃ was used as the control, with a gradient of 5℃. Six groups of adult mosquitoes were reared under ambient temperatures of (11±1), (16±1), (21±1), (26±1), (31±1), and (36±1)℃, respectively. The dead mosquitoes in each replicate were counted and sexed twice every day until all the mosquitoes died off naturally. The survival analysis was employed to compare the difference of survival times among the groups. Results Under 11-36℃, the survival time of mosquitoes increased first and then decreased. Mosquitoes under 16℃ survived the longest, with average of (49.82±17.83) d and maximum of 80 d. All the mosquitoes died off within 20 d with an average of 8.61±5.02 at the temperature of 36℃ (the higher temperature). Moreover, female mosquitoes survived longer than males for all groups, especially for those at 11℃ and 26℃ (F=37.261, P < 0.05). Interactions between the ambient temperatures and the sex can be identified in this study (F=2.772, P=0.017). Conclusion The survival time of Ae. albopictus lived at 16℃ was longer, and the higher or lower temperature was not conducive to its survival, especially under extreme temperatures. Moreover, females lived longer than did males.
Key words: Aedes albopictus     Temperatures     Survival times     Life-time table     Survival rate    

白纹伊蚊(Aedes albopictus)属于家栖半家栖蚊种,来源于东南亚,散布于马达加斯加以东至新几内亚,北至朝鲜半岛的高纬度地区[1],可传播多种传染病,如登革热、基孔肯雅热及黄热病等。白纹伊蚊在我国分布广泛,其分界线从辽宁省一路向西南,穿过河北、山西、陕西、甘肃和四川省,至西藏自治区南部,此分界线以南地区均有分布,其中30° N以南地区白纹伊蚊的密度较高[2]。白纹伊蚊竞争力极强,在全球气候变化背景下,随着航运和交通的发展,逐渐从亚洲东部向美洲、非洲及高纬度高海拔地区扩散,危害人类健康,引起广泛关注[3]

白纹伊蚊是典型的温度敏感昆虫,温度影响该蚊的种群季节消长[4]。尤其在极端环境下,白纹伊蚊的耐寒耐热能力是其种群存在与发展的重要前提,决定其生殖、扩散、分布及下一季节的发生动态[5]。生态学研究常以生命表(life table)简单而直观地反映种群的存活和死亡过程[6]。特定年龄生命表(age-specified life table)则以种群的年龄阶段(如虫态或虫龄)作为划分时间的标准,系统地跟踪、记载不同发育阶段或年龄组中的种群死亡数量、原因及成虫阶段的繁殖数量[7]。特定年龄生命表是分析影响种群数量变化的关键因素,可用于评估种群发展趋势指数,进而构建预测模型等[8]。白纹伊蚊传播登革热病毒的能力由多种因素决定,除易感性外,蚊虫的生态习性和种群数量也是重要因素,其中生命表是了解蚊虫种群数量动态变化的重要手段[9]。柳忠婉等[10]对白纹伊蚊生命表及其种群动态进行过研究,但仅在26 ℃下观察;钟作良和何桂铭[11]对20~30 ℃下白纹伊蚊的死亡率进行研究发现,该温度内雌蚊寿命与温度呈负相关;而白纹伊蚊在极端温度(<20 ℃或>30 ℃)下的死亡率却鲜有报道。我国属亚热带气候,四季温度变化较大,蚊虫密度变化也较大[12]。为评估不同温度下蚊虫密度和传染病风险,本研究设计的温度覆盖了成蚊能活动的温度范围,通过模拟白纹伊蚊成蚊在不同温度下的死亡情况,同时为深入探究白纹伊蚊种群动态、地理分布及其扩散提供基础数据。

1 材料与方法 1.1 供试蚊虫

中国CDC传染病预防控制所媒介生物控制室饲养的白纹伊蚊(采自江苏省),经过实验室多代繁殖饲养达到正常繁殖水平。

1.2 实验条件

(11±1)、(16±1)、(21±1)、(26±1)、(31±1)和(36±1)℃ 6个温度梯度,相对湿度为(75±5)%,光照周期为L:D=12 h:12 h。

1.3 材料及设备

猪肝粉和馒头粉等比例混配。成虫血源为小白鼠新鲜血液,平时供给10%蔗糖水。三洋低温生化培养箱(Sanyon MLR-35-1H)、温湿度计(testo saveris 2)。

1.4 实验方法 1.4.1 温度的校准

各生化培养箱均放置testo saveris 2电子温湿度计,适时校准温度和湿度。

1.4.2 蚊卵孵化和蚊幼虫饲养

温度为(26±1)℃,相对湿度为(75±5)%,光照时间为12 h。饲养蚊幼虫的方形塑料盆保持清洁,每盆饲养蚊幼虫200~300条,每日添加饲料1~2次,1~2龄幼虫添加的饲料略少,若水面有膜需去除。饲养用自来水需放置一夜以脱氯。成蚊羽化后,用吸蚊管将同一天羽化的雌雄蚊各30只转移至生化培养箱的蚊笼中。

1.4.3 成蚊饲养及处理

在成蚊转移3 d后开始在蚊笼内供新鲜鼠血,并提供10%蔗糖溶液,于供血的第2天在蚊笼中放置装有少量水的烧杯,烧杯内放置潮湿的滤纸;雌雄成蚊各30只分别置于11、16、21、26、31、36 ℃的生化培养箱中进行培养。每天分别于09:00和18:00观察白纹伊蚊成蚊的死亡、吸血和产卵情况。每个温度设置3个重复蚊笼。为避免培养箱不同位置温湿度差异对蚊虫的影响,每天循环更换3个蚊笼的位置。

1.5 统计学处理

采用SPSS 19.0软件进行统计学分析,计量资料统计描述采用均数±标准差(x ± s),两组差异性比较采用独立样本t检验,多组单因素差异性检验采用单因素方差分析,多因素比较采用析因分析。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果 2.1 白纹伊蚊产卵和吸血情况

白纹伊蚊成蚊在11 ℃时不吸血、不产卵,36 ℃时几乎不吸血,也不产卵,16~31 ℃下均吸血、产卵。

2.2 不同温度白纹伊蚊存活情况

图 1可见,在11~36 ℃下,白纹伊蚊存活时间呈先上升后下降趋势,在16 ℃下其生存时间最长,可达80 d,其次为21、26和31 ℃;在36 ℃下其生存时间最短,蚊虫在20 d内全部死亡;相同温度和实验天数下,雌蚊的生存率均高于雄蚊,尤其在11和26 ℃下。

图 1 不同温度下雌雄白纹伊蚊成虫生存曲线 Figure 1 The survival curves of male and female Ae. albopictus adults in different temperatures

不同温度下白纹伊蚊生存天数差异有统计学意义(F=266.448,P<0.001)。在16 ℃下白纹伊蚊存活时间最长,平均生存天数为(49.82±17.83)d,而在较低(11 ℃)或较高(36 ℃)温度下,其生存天数明显缩短,分别为(14.69±9.94)和(8.61±5.02)d,雌雄白纹伊蚊存活天数差异有统计学意义(F=37.261,P<0.05)。在11、26和36 ℃下,雌雄蚊虫存活时间差异均有统计学意义(F=4.399、5.138、2.208,均P<0.05);且不同温度与性别间存在交互作用(F= 2.772,P=0.017),见表 1

表 1 不同温度下雌雄白纹伊蚊成虫生存时间 Table 1 The survival time of male and female Ae. albopictus adults in different temperatures
3 讨论

根据目前发展趋势,科学家预测全球气候变暖的可能性极大。世界气象组织宣布,目前是有记载以来温度较高的十几年[13]。全球温度不断升高,可能使以前白纹伊蚊因寒冷而无法生存的高海拔或北方地区变得适宜其生存,而南方地区可能因温度过高而使白纹伊蚊密度降低。

钟作良和何桂铭[11]观察发现,在20~30 ℃下白纹伊蚊雌成蚊平均生存天数由20 ℃时的40.91 d降到30 ℃时的25.46 d,本实验温度与其接近,但白纹伊蚊雌蚊的生存时间呈整体下降趋势,26 ℃下其平均生存天数(37.13 d)高于21 ℃(33.68 d)和31 ℃(26.39 d),整体生存率曲线与Brady等[14]模型更为相似。且本实验对温度、湿度和光照等变量的控制较为准确,故推测白纹伊蚊在26 ℃下酶活力较高,从而生命力更强。

本实验发现,在16 ℃下白纹伊蚊存活时间最长,平均生存天数达51.86 d,与Delatte等[15]结果类似,但高于其观察的38.59 d,可能因白纹伊蚊未吸血繁殖,减少了生殖损耗而仅进行生存活动所致。高巨真等[16]观察发现,在相同温湿度条件下,正常吸血产卵的雌蚊寿命短于单独吸糖水的雌蚊,在11 ℃(较低温)下,白纹伊蚊雌蚊不再吸血,其生存时间明显缩短为(14.69± 9.94)d。喻潇[17]观察发现,在11 ℃下白纹伊蚊成虫前期不能全代发育,说明在此温度下白纹伊蚊不能完成发育和繁殖。白纹伊蚊成蚊在36 ℃(较高温)下生存时间最短,蚊虫在20 d内全部死亡,平均生存时间为9.43 d,与Delatte等[15]观察结果类似,但低于其观察的19.86 d。李菊林等[18]在40 ℃下观察到白纹伊蚊成蚊生长发育出现严重受阻现象。Murdock等[19]对按蚊进行温度梯度处理实验发现,环境温度对按蚊的体液和细胞免疫有深远影响,高温会改变其体内细胞形状,从而影响按蚊的生存时间。因此,推测高温同样有可能使白纹伊蚊成蚊免疫力下降及细胞形态改变等而使其难以存活。

刘阳等[20]研究发现,白纹伊蚊雄蚊对雌蚊的第1、2个生殖营养周期的吸血和产卵行为有明显促进作用,可显著增加其吸血次数和产卵数量,从而增加蚊虫密度。关于白纹伊蚊雄蚊生命表的研究较少,而本实验获得了白纹伊蚊雄蚊生存时间数据。在登革热消除计划(eliminate dengue program,EDP)中,人为释放感染沃尔巴克氏体(Wolbachia)的雄蚊进行伊蚊密度控制成为目前控制登革热媒介伊蚊的重要手段之一[21]。本实验获得的数据可预测不同温度下白纹伊蚊雄蚊的生存时间,对利用沃尔巴克氏体感染雄蚊控制白纹伊蚊种群密度有重要参考意义。

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