成虫体型大小对黑水虻成虫交配成功率的影响

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探究成虫体型大小对黑水虻成虫交配成功率，后续产卵量和卵孵化率的影响。

1、以两种密度饲养幼虫，以产生两种大小等级的成虫（即大和小）。

2、本次研究共3个实验，实验一：全部为大型成虫或全部为小型成虫的均一虫群；实验二：50％的混合虫群（即相同数量大雄成虫与小雌成虫，反之亦然）；实验三：25％的混合虫群（即大雄成虫，小雄成虫，大雌成虫和小雌成虫的数量相同）。记录每小时的交配观察结果，记录每个处理的成虫体重，形态，交配对的总数和失败的交配尝试次数，多次交配次数以及产卵量和孵化率。

1、大雄成虫体重比小雄成虫大21％，大雌成虫体重比小雌成虫大50％。

2、实验一结果显示，除体重外，其他测量变量之间没有显著差异。

3、实验二结果显示，大雄小雌和小雄大雌的交配成功率分别提高了50％至100％。多次交配的总数增加了两到三倍。产卵量下降15-20％，孵化率下降约10％。

4、实验三结果显示，大小雄成虫的成功交配对的数量比均一种群中的多280％。尝试失败的交配次数也增加了2到3倍。

5、对于均一和混合虫群，多次交配次数总体较低（10％）。在混合虫群中，大雄成虫的侵略性一般比小雄成虫大两倍。在25％的混合虫群中，分别比全部为大型成虫的种群多48%的卵，比全部为小型成虫的虫群多343％的卵，而孵化率没有差异，平均为70％。但是，卵孵化率的不稳定性比全部为大型成虫的虫群大40倍，比全部为小型成虫的虫群大40％。

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如图1A-1C，在三个实验中，不同性别的成虫体重不同（F3,20 = 88.0092，P <0.0001）。

相同性别下，大型成虫是小型成虫的1.5倍。

图1  黑水虻成虫的平均体重（g）±SD（n = 4）

（A）均一虫群；

（B）50％混合虫群;

（C）25％混合虫群。

 LF =大雌成虫；

 LM =大雄成虫；

 SF =小雌成虫；

 SM =小雄成虫。

笼子（s128 × 84 ×84 cm）T=39±4.1 °C ，RH=44±3.8%

在整个实验一过程中，全部为大型成虫或全部为小型成虫的虫群间的成功交配数量没有显著差异（t1=-0.260，P=0.7971）；交配失败数量没有显著差异（F1,1=1.2161，P=0.4689）；多次交配的总数没有显著性差异（t 23=-0.9486，P=0.3611）；产卵总量没有显著差异（H7=1.6903，P=0.1936）；总体孵化率没有显著差异（H7=0.2269，P=0.6339）（表1）。

表1：均一虫群的交配观察结果平均值±SD（n=4）

在整个实验二过程中，均一虫群和50%混合虫群间的成功交配数量存在显著差异（F3,3=104.373，P<0.0001），与小雄大雌（36.00±3.45）相比，大雄小雌的交配对总数最高（54.00±4.21）；均一虫群和50%混合虫群间的多次交配的总数有所不同（H12=9.2389，P=0.0263），大雄小雌的多次交配的总数最多（14.00±0.70），而小雄大雌的为（5.00±0.27）；均一虫群和50%混合虫群间的产卵总量存在显著差异（F3,3=8.373，P=0.0019），小雄大雌产卵总量（15,087.00±3,277.13）比大雄小雌（5,781.00±2,953.90）的多；均一虫群和50%混合虫群间的卵孵化率存在显著差异（F3,3=4.687，P=0.0181），全部为小型成虫的均一虫群的孵化率最高（84.87±3.65％），小雄大雌的孵化率最低（68.51±2.66％）（表2）

表2：50%混合虫群的交配观察结果平均值±SD（n=4）

不同体型的雄性和雌性交配对总数显著不同（F5,5=6.4950，P=0.0038）；均一虫群和25%混合虫群间的产卵总量存在显著差异（H9 = 8.4797，P = 0.0144），其中，25%混合虫群产卵总量（31,384.00±1,898.65）比全为小型成虫的均一虫群（7,082.00±4,005.61）的多；均一虫群和25%混合虫群间的总体孵化率没有显著差异（H9 = 3.0723，P = 0.2152），但是，由标准误可知，卵孵化率的不稳定性比全部为大型成虫的虫群大40倍，比全部为小型成虫的虫群大40％。（表3）

表3：25%混合虫群的交配观察结果平均值±SD（n=4）

与小雄大雌的组合的交配对总数（9.00±2.96）相比，大雄小雌的组合具有最高的交配对总数（24.00±7.13）（图2 A-B）。

图2  25%混合虫群间和均一虫群观察到的交配对数（A）和成功交配对数（B）

通过相关性分析，大雄成虫与大雌或小雌交配的可能性没有区别。然而，小雄成虫更趋向于与小雌性交配（P <0.05）（图3 A-B）。

图3  与均一虫群相比， 25%混合虫群大雄获得大小雌成虫的可能性（A）和小雄获得大小雌成虫的可能性

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Jones B.M. and Tomberlin J.K.. Effects of adult body size on mating success of the black soldier fly, Hermetia illucens (L.) (Diptera: Stratiomyidae)[J]. Journal of Insects as Food and Feed, 2021, 7(1) : 5-20.