一种研究共生模式下捕食行为的实验装置

1.本实用新型涉及生物防治技术领域，具体涉及一种研究共生模式下捕食行为的实验装置。


背景技术：

2.动物会为了自身生存对其所处环境中猎物进行搜索并产生一定的捕食行为，从而使得猎物种群数量降低。研究动物的捕食行为对于研究生物防治有着至关重要的作用。
3.研究共生模式下稻田中的共生养殖物的捕食行为可以为生物防治提供理论依据。在稻田中，田间害虫作为被捕食者，共生养殖物作为捕食者，捕食者对被捕食者进行捕食，通过捕食为和胁迫可有效地降低田间害虫数量，降低田间害虫对稻田的影响。以此为基础而设计的实验装置，可以模拟稻田环境及共生模式，对共生养殖物(捕食者)的捕食行为进行研究。
4.现有技术中的测试稻田捕食功能反应的实验装置，图1所示，包括用于容纳捕食者和水稻的第一实验箱1，用于容纳被捕食者的第二实验箱2；其中，第一实验箱1为危险区域。现有的测试稻田捕食功能反应的实验装置有以下几个缺点：1、实验装置中的水稻的种植受捕食者影响，易出现倒塌的现象，使捕食者搜索猎物的能力增强，捕食效果进而增强，引起实验误差：2、实验结束后，实验装置中剩余被捕食者的活体数量难以进行量化，引起实验误差：3、实验装置无法重复利用，试验成本高；4、实验装置无法对捕食者捕食猎物(被捕食者、田间害虫)时产生的生理活动进行拍摄。亟需一种新的实验装置或实验手段(方法)来避免上述的一个或多个缺点。


技术实现要素：

5.为此，本实用新型提供一种研究共生模式下捕食行为的实验装置，以解决上述的技术问题。
6.为了实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
7.本实用新型提供了一种研究共生模式下捕食行为的实验装置，其包括：
8.用于容纳捕食者的第一实验箱；
9.用于容纳被捕食者的第二实验箱，所述第二实验箱设置于所述第一实验箱的顶部且两者连通，所述第二实验箱的侧部设有可开关的出入口；
10.用于移植种植物的种养箱，所述种养箱设置于所述第一实验箱内；
11.用于吸引聚集被捕食者的照明主板，所述照明主板设置于所述第二实验箱的顶部一角落，所述照明主板射出的光朝向实验箱内。
12.进一步地，所述实验装置还包括摄像系统，所述第二实验箱的顶部中心设有一透明板，所述透明板的直径为5cm，所述摄像系统的镜头设置于所述透明板的上侧，且所述镜头的视场角朝向实验箱内。
13.进一步地，所述第一实验箱、第二实验箱、种养箱均为立方体结构，所述第一实验
箱的长宽高为30
×
30
×
25cm，所述第二实验箱的长宽高为30
×
30
×
45cm，所述第一实验箱和种养箱的侧壁为不透明的亚克力板材，所述第二实验箱的侧壁为120目纱绢网。
14.进一步地，所述第二实验箱包括不锈钢的主体框条和所述纱绢网，所述主体框条设有多根，多根主体框条组成立方体骨架，所述立方体骨架固定于所述第一实验箱的顶部敞口处，所述纱绢网包覆设置在所述立方体骨架外。
15.进一步地，所述出入口设置于侧部的所述纱绢网上，所述出入口处设有拉链，所述拉链长度为30cm。
16.基于上述的实验装置，本实用新型还提供了一种研究共生模式下捕食行为的实验方法，利用上述的实验装置，在一个实验周期内执行如下步骤：
17.将捕食者多次暂养于第一实验箱，培养捕食者在第一实验箱内的适应性；
18.将符合实验标准的种植物移植到种养箱，并使种植物在实验装置内生长至实验结束；
19.将被捕食者放入与第二实验箱相同的环境内，培养被捕食者在第二实验箱内的适应性；
20.对适应了第一实验箱环境的捕食者进行饥饿处理；
21.将适应了第二实验箱环境的被捕食者按照对应密度放入第二实验箱，同时将饥饿处理后的捕食者按照对应密度放入第一实验箱；
22.记录捕食次数，记录被捕食者在实验箱不同区域的数量，实验结束时记录被捕食者的活体数量。
23.进一步地，所述实验周期为10天，包括第1-7天的第一实验时间段、第2-8天的第二实验时间段、第5-8天的第三实验时间段、第8天的第四实验时间段、第9天的第五实验时间段、以及第10天的第六实验时间段，其中：
24.在第一实验时间段，每天分别将每只捕食者对应放入一个第一实验箱内活动120分钟，使得每只被捕食者能在对应的第一实验箱内活动以适应对应的第一实验箱的环境，用被捕食者虫体进行投喂，产生捕食记忆；
25.在第二实验时间段，分别将养成的符合实验标准的种植物对应放入第一实验箱内的种养箱内并注水，使得种植物能在对应的种养箱内生长一周及以上，以适应对应的种养箱内的环境，防止种植物在实验期间发生枯萎等现象，引起实验误差；
26.在第三实验时间段，将被捕食者的养虫笼放入与实验环境相同条件下进行养殖三天及以上，使得每只被捕食者能在对应实验环境内生长，以适应对应的第二实验箱内的环境；
27.在第四实验时间段，分别将第一实验时间段培养的每只捕食者对应取出进行统一暂养，饥饿处理24小时及以上；
28.在第五实验时间段，分别将第三实验时间段内培养的被捕食者按照对应密度统一放入第二实验箱内，在相同时间下分别将第三实验时间段内饥饿处理后的被捕食者按照对应密度统一放入第一实验箱内；
29.在第六实验时间段，捕食者和被捕食者共处实验箱24小时后，第一时间将捕食者取出，打开照明设施，一小时后观察被捕食者的活体数量，并记录实验数据。
30.进一步地，在第一实验时间段之前，先在光照培养箱中培养种植物的种子和实验
用的被捕食者，使种植物高度达到35-45厘米以符合实验标准。
31.进一步地，在第五、六实验时间段，摄像系统对实验箱内的生物活动情况进行录像。
32.进一步地，实验箱不同区域包括第一实验箱的水面和第二实验箱内种植物的0-10厘米高度范围两处危险区域、以及第二实验箱内种植物10-20厘米高度范围、20-35厘米高度范围和网箱三处驱离区域。
33.本实用新型具有如下优点：
34.本实用新型提供的实验装置，通过在第一实验箱内设置种养箱，当种植物移植或栽种在其中，不会因捕食者的活动而使种植物出现倒伏甚至折断等现象，提高了实验准确率；通过设置照明主板，利用昆虫的趋光性，将所有活体被捕食者集中到第二实验箱上方的一个角落，方便进行实验数据的测量，提高了实验效率，并进一步提高实验准确性；通过设置可开关的出入口，可在实验前快速放入捕食者，并在实验结束后快速取出捕食者，降低因取出时间差导致实验数据产生误差；在实验结束后可回收实验装置，多次循环利用，降低试验成本；此外，通过设置摄像系统，可为实验结果提供图像资料，提高了实验的说服力。
附图说明
35.为了更清楚地说明本实用新型的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引申获得其它的实施附图。
36.本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。
37.图1为本实用新型背景技术提供的一种测试稻田捕食功能反应的实验装置的结构示意图；
38.图2为本实用新型具体实施方式提供的一种研究共生模式下捕食行为的实验装置的结构示意图；
39.图3为本实用新型具体实施方式提供的研究共生模式下捕食行为的实验方法的流程图。
40.图中：1-第一实验箱，2-第二实验箱，3-种养箱，4-主体框条，5-照明主板，6-透明板，7-拉链，8-摄像系统。
具体实施方式
41.以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护
的范围。
42.本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。
43.如图2所示，本实用新型的一个具体实施例提供了一种研究共生模式下捕食行为的实验装置，其包括第一实验箱1、第二实验箱2、种养箱3(移植或栽种水稻)、照明装置(包括照明主板5)和摄像系统8(包括镜头)。
44.第一实验箱1用于容纳捕食者。在本实施例的一个可选方案中，第一实验箱1为顶端设有广口的立方体箱体，第一实验箱1的长宽高为30
×
30
×
25cm，采用透明的亚克力板材制作。
45.第二实验箱2整体呈立方体状，用于容纳被捕食者。在本实施的一个可选方案中，所述第二实验箱2的整体长宽高为30
×
30
×
45cm，第二实验箱2包括立方体骨架和包裹在立方体骨架外的120目纱绢网，立方体骨架主要由多根不锈钢的主体框条4组成，立方体骨架固定在第一实验箱1的顶部敞口处，一般主体框条4位于第一实验箱1的四个角部，纱绢网包裹住立方体骨架的前后左右及上侧，纱绢网的下侧边沿与第一实验箱1的壁板粘合，立方体骨架的下侧不设纱绢网，从而保证第一实验箱1和第二实验箱2连通，以便使捕食者捕获被捕食者。第二实验箱2的侧部设有可开关的出入口，在本实施例中，出入口设置于侧部的纱绢网上，所述出入口处设有拉链7，所述拉链7长度为30cm。
46.种养箱3用于移植种植物，也可以用于直接栽种种植物，一般呈顶部开口的立方体容器，侧壁为不透明的亚克力板材，种养箱3设置于所述第一实验箱1内。
47.照明装置的照明主板5设置于所述第二实验箱2的顶部一角落，照明主板5射出的光朝向实验箱内，用于吸引聚集被捕食者的。
48.所述第二实验箱2的顶部中心设有一透明板6，一般采用无色透明材料制造，可采用亚克力材料，也可采用玻璃材料，所述透明板6的直径为5cm，所述摄像系统8的镜头设置于所述透明板6的上侧，且所述镜头的视场角朝向实验箱内。
49.通过在第一实验箱1内设置种养箱3，当种植物移植或栽种在其中，不会因捕食者的活动而使种植物出现倒伏甚至折断等现象，提高了实验准确率；通过设置照明主板5，利用昆虫的趋光性，将所有活体被捕食者集中到第二实验箱2上方的一个角落，方便进行实验数据的测量，提高了实验效率，并进一步提高实验准确性；通过设置可开关的出入口，可在实验前快速放入捕食者，并在实验结束后快速取出捕食者，降低因取出时间差导致实验数据产生误差；在实验结束后可回收实验装置，多次循环利用，降低试验成本；此外，通过设置摄像系统8，可为实验结果提供图像资料，提高了实验的说服力。
50.如图3所示，本实用新型的另一个具体实施例提供了一种研究共生模式下捕食行为的实验方法，利用上述的实验装置，在一个为期10天的实验周期内执行如下步骤(以稻蟹共生为例，种植物为水稻，捕食者为蟹类，被捕食者为稻田害虫)。
51.步骤s1，将捕食者多次暂养于第一实验箱，培养捕食者在第一实验箱内的适应性。步骤s1在第一实验时间段(第1-7天)内进行，每天分别将每只捕食者对应放入一个第一实验箱内活动120分钟，使得每只被捕食者能在对应的第一实验箱内活动以适应对应的第一实验箱的环境，用被捕食者虫体进行投喂，产生捕食记忆
52.步骤s2，将符合实验标准的种植物移植到种养箱，并使种植物在实验装置内生长至实验结束。步骤s2在第二实验时间段(第2-8天)内进行，分别将养成的符合实验标准的种植物对应放入第一实验箱内的种养箱内并注水，使得种植物能在对应的种养箱内生长一周及以上，以适应对应的种养箱内的环境，防止种植物在实验期间发生枯萎等现象，引起实验误差。
53.步骤s3，将被捕食者放入与第二实验箱相同的环境内，培养被捕食者在第二实验箱内的适应性。步骤s3在第二实验时间段(第5-8天)内进行，将被捕食者的养虫笼放入与实验环境相同条件下进行养殖三天及以上，使得每只被捕食者能在对应实验环境内生长，以适应对应的第二实验箱内的环境。
54.步骤s4，对适应了第一实验箱环境的捕食者进行饥饿处理。步骤s4在第四实验时间段(第8天)内进行，分别将第一实验时间段培养的每只捕食者对应取出进行统一暂养，饥饿处理24小时及以上。
55.步骤s5，将适应了第二实验箱环境的被捕食者按照对应密度放入第二实验箱，同时将饥饿处理后的捕食者按照对应密度放入第一实验箱。步骤s5在第五时间段(第9天)内进行，分别将第三实验时间段内培养的被捕食者按照对应密度统一放入第二实验箱内，在相同时间下分别将第三实验时间段内饥饿处理后的被捕食者按照对应密度统一放入第一实验箱内。
56.步骤s6，记录捕食次数，记录被捕食者在实验箱不同区域的数量，实验结束时记录被捕食者的活体数量；其中，实验箱不同区域包括第一实验箱的水面和第二实验箱内种植物的0-10厘米高度范围两处危险区域、以及第二实验箱内种植物10-20厘米高度范围、20-35厘米高度范围和网箱三处驱离区域。步骤s6在第六时间段(第10天)内进行，捕食者和被捕食者共处实验箱24小时后，第一时间将捕食者取出，打开照明设施，一小时后观察被捕食者的活体数量，并记录实验数据；将从实验装置内取出的捕食者，用手术剪、剥离针和镊子对捕食者的胃和肠道进行取样，并迅速用液氮进行冷冻，在液氮中研磨后进行dna提取，-80℃下冷冻保存；参照ncbi的基因库，设计被捕食者的基因引物，利用pcr扩增技术，对取样dna进行扩增，对扩增产物进行电泳处理，观察条带，并将电泳产物纯化后测序，比对测序结果，得出结论。
57.在第一实验时间段之前，先在光照培养箱中培养种植物的种子和实验用的被捕食者，使种植物高度达到35-45厘米以符合实验标准；在第五、六实验时间段，摄像系统对实验箱内的生物活动情况进行录像。
58.本实施例提供的实验方法，采用上一实施例提供的实验装置，不仅具有上一实施例提供实验装置所带来的准确率高的优点，而且步骤合理，实验效率高，简单易操作。
59.虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本实用新型作了详尽的描述，但在本实用新型基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本实用新型精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本实用新型要求保护的范围。