基于EPG的三种刺吸式害虫在苹果苗上的取食行为比较

【目的】苹果绵蚜Eriosoma lanigerum、绣线菊蚜Aphis citricola和梨网蝽Stephanitis nashi是苹果园的一类重要害虫,它们以刺吸式口器对苹果树造成不同程度的危害。本研究旨在明确这3种刺吸式昆虫在苹果树上取食行为差异。【方法】利用刺吸电位(electrical penetration graph, EPG)技术对苹果绵蚜和绣线菊蚜成虫在苹果苗韧皮部和非韧皮部上的EPG指标,以及苹果绵蚜、绣线菊蚜和梨网蝽成虫苹果苗上的取食行为进行了比较分析,分析了这3种害虫的成虫在苹果苗上取食8 h各种波形平均持续时间的占比。【结果】结果表明,苹果绵蚜和绣线菊蚜成蚜在苹果苗上均产生6种取食波形,即非刺探波(np)、路径波(C)、意外穿刺细胞非主动取食细胞波(pd)、木质部取食波(G)、韧皮部唾液分泌波(E1)和韧皮部取食波(E2);而梨网蝽成虫取食过程中只产生非刺探波(np)、表皮刺穿波(A)、叶肉细胞取食波(Gc)和木质部取食波(E)4种波形。从蚜虫在苹果苗非韧皮部上取食的EPG指标看,苹果绵蚜成蚜pd波平均时间显著高于绣线菊蚜的,而刺探次数、np波总时间和pd波次数均显著低于绣线菊蚜的。从蚜虫在苹果苗韧皮部上取食的EPG指标来看,除第1次出现E2波的时间外,各指标没有显著差异。从3种害虫在苹果苗上取食8 h各波形的占比来看,梨网蝽成虫的np波总时间所占比例最高(53%),其次是绣线菊蚜成虫的(24%),苹果绵蚜成虫的最低(为1%)。同时,苹果绵蚜和绣线菊蚜成虫取食波为E2波,所占总时间比例分别为35%和25%,而梨网蝽的取食波为Gc波(占总时间比例为36%)和E波(占总时间比例为11%)。【结论】本研究阐释了苹果园刺吸式口器害虫的生态位分离和取食行为学机制,为果园刺吸式口器害虫的综合治理提供了理论依据。     

桃蚜取食行为对大气CO_2浓度升高的响应

【目的】近年来随着人类活动的增加,温室气体尤其是大气CO_2浓度升高造成的虫害爆发已成为国际上关注的焦点,因此,研究拟南芥Arabidopsis thaliana上桃蚜取食行为的变化对大气CO_2浓度升高的响应意义重大。【方法】本研究以拟南芥和绿色桃蚜Myzus persicae为研究对象,利用野生型拟南芥Col-0,茉莉酸途径信号传导缺失突变体(jar1)、水杨酸途径信号传导缺失突变体(npr1)、乙烯途径信号传导缺失突变体(ein2-5)为材料,以大气CO_2浓度升高为影响因子,利用刺吸式电位仪(EPG)记录了桃蚜在不同处理的拟南芥上的取食波形。【结果】研究结果发现:CO_2浓度升高缩短了Col-0和jar1植株上蚜虫首次刺探时间和首次到达韧皮部的时间,却延长了npr1和ein2-5上蚜虫首次到达韧皮部的时间,降低了jar1植株上蚜虫总的刺探时间且增加了其总的取食韧皮部时间,但没有改变其它基因型植株上蚜虫总的刺探和取食时间;同时增加了野生型植株上蚜虫的刺探频率,却没有影响其它基因型植株上的刺探频率。【结论】CO_2浓度升高降低了野生型植株和jar1植株抗性,有利于蚜虫到达韧皮部;却增加了npr1和ein2-5上的植物抗性,从而不利于蚜虫到达韧皮部。     

白背飞虱对不同抗虫性稻株糖类物质的利用

本文通过对白背飞虱Sogatella furcifeta Horvath在不同苗龄抗虫品种Rathu Hee nati(简称RHT)和感虫品种Taichung Native 1(简称TNl)稻株上的取食反应,对摄入食物中糖类的利用和体内葡糖苷酶的活性变化,以及对稻株含糖量的分析,初步探讨了白背飞虱对稻株糖类物质的利用。白背飞虱在抗虫、感虫品种上的取食均随稻株苗龄的增长而降低,沮不管品种的抗虫性如何,稻株内的总糖量却随稻株苗龄的增加而上升。高效液相色谱分析飞虱分泌的蜜露结果表明,在RHT上分泌的蜜露里,蔗糖和果糖的含量明显地低于在TNI上分泌的。由此推测白背飞虱从RHT稻株韧皮部中吸食的汁液较从TNI中的少,但利用率高。取食RHT后的白背飞虱,体内的葡糖苷酶活性明显地较取食TNl后的低,并与飞虱体重的变化呈正相关。在白背飞虱体内可能存在着两种独立的、可控制食物的摄入及摄入食物的消化和吸收的机制。     

转换寄主前后扶桑绵粉蚧取食行为的EPG分析

【目的】分析扶桑绵粉蚧Phenacoccus solenopsis在发生寄主转移前后的取食行为,以据此评价其寄主适应性。【方法】利用刺吸电位（EPG）技术,量化扶桑绵粉蚧转换寄主植物前后的取食行为并进行对比分析。【结果】寄主转换后,扶桑绵粉蚧的取食行为受到显著的影响,需要耗费更多的时间到达韧皮部,总取食时间显著变短,取食效率降低。但寄主转换后,下一代成虫的取食效率提高,总刺探数、取食刺探数、总刺探时间以及到达韧皮部的效率与时间均与寄主转换前的扶桑绵粉蚧个体不存在显著差异。【结论】扶桑绵粉蚧的取食行为存在高度可塑性,这种特性利于扩大其寄主植物范围,有可能是促其成为重要农业入侵生物的原因之一。     

不同水稻品种对白背飞虱取食和产卵选择性的影响

为进一步了解抗虫品种对白背飞虱的抗性机制,运用标准苗期群体鉴定法、蜜露测定法等方法,研究了8个不同抗性水平水稻品种对白背飞虱Sogatella furcifera(Horváth)取食和产卵选择性的影响。结果表明,水稻品种IR54751-2-34-10-6-2、MR1532、Rathu Heenati表现为高抗;IR54742-1-18-12-11-2、IR71604-4-1-4-10-8-5-3-1表现中抗;IR72表现为中感;BG367-7、TN1表现为高感。白背飞虱对MR1532、IR54751-2-34-10-6-2和Rathu Heenati上的取食趋性较弱,这几个品种对白背飞虱取食量的影响最大;MR1532、Rathu Heenati和IR54751-2-34-10-6-2上的卵量显著少于产在对照品种TNI的卵量,IR54742-1-18-12-11-2、IR71604-4-1-4-10-8-5-3-1、IR72上的卵量与产在对照品种TNI上的卵量差异不显著。白背飞虱在抗虫品种上并非完全不取食,只是抗性越强取食量越少;抗性表现为抗的品种对白背飞虱成虫产卵选择性有明显影响。     

应用EPG技术分析不同品种苜蓿对苜蓿斑蚜的抗性

【目的】明确苜蓿斑蚜Therioaphis trifolii对不同品种苜蓿Medicago sativa的取食行为,探明抗蚜因子和抗虫位点,筛选抗蚜苜蓿品种。【方法】利用刺吸电位技术(electrical penetration graph, EPG)记录苜蓿斑蚜成蚜在10个苜蓿品种上的取食行为,并基于聚类分析方法筛选合适的EPG参数进行抗蚜性评价。【结果】苜蓿斑蚜成蚜在取食苜蓿过程中呈现np波、pd波、A波、B波、C波、E波、F波和G波8种波形,其中E波、F波和G波的总时间在不同品种间表现出显著差异。在5 h测试期间,E波持续时间在敖汉上最长,金皇后和中苜3号上次之,草原2号和阿尔冈金上最短;F波总时间以准格尔、阿尔冈金和金皇后上最长,敖汉、德宝和草原2号上最短,说明前者具有较强的机械抗性而后者机械抗性较弱。以第1次刺探持续时间、总刺探时间、F波总时间、C波总时间、E波总时间作为聚类分析的指标,10个苜蓿品种被聚成3类：阿尔冈金、草原2号、WL168HQ、德宝、中苜2号和新牧2号为第Ⅰ类,金皇后、中苜3号和准格尔为第Ⅱ类,敖汉为第Ⅲ类。【结论】苜蓿斑蚜成蚜在不同苜蓿品种上的取食行为存在差异,草原2号、阿尔冈金和WL168HQ在叶表皮、叶肉和韧皮部层次对苜蓿斑蚜成蚜存在抗性,金皇后在叶表皮和叶肉部位表现出抗性;苜蓿斑蚜成蚜在敖汉上能够长时间刺吸取食,因此敖汉抗性最弱。本研究为深入探讨苜蓿抗虫机理和蚜虫综合治理提供了理论参考。     

望谟紫芽茶树优良品系‘W016’与黄金芽抗茶蚜性能比较

茶蚜Toxoptera aurantii Boyer是茶树上的重要害虫之一,深入研究抗蚜特异资源的抗性机理对培育茶树抗蚜品种具有重要意义。课题组前期收集的望谟紫芽茶树优良品系‘W016’对茶蚜抗性强,为初步探明该种质的抗蚜特性,利用刺吸电位技术测定了茶蚜在‘W016’和黄金芽(感虫品种)上的取食行为,并探明影响茶蚜刺探取食叶片的主要物理性状及生化成分因子。结果表明,茶蚜在两种供试种质上均产生9种EPG波形,依次为非刺探波(np波)、路径波(A波、B波、C波、pd波)、机械阻力波(F波)、木质部吸食波(G波)、韧皮部唾液分泌波(El波)和韧皮部汁液吸食波(E2波)。刺探取食过程中,茶蚜在‘W016’上的非刺探时间(np波)和C波总持续时间均显著长于黄金芽。二者口针遇到阻力的次数(F波)和总持续时间无差异,但韧皮部吸食汁液(E2波)时间‘W016’显著短于黄金芽。茸毛密度、下表皮厚度和栅栏组织厚度是‘W016’抗茶蚜取食胁迫的主要物理屏障因子,而咖啡碱和可溶性糖含量为主要生化因子。表明‘W016’对茶蚜的取食抗性与其叶片理化性质密切相关。     

番茄褪绿病毒对MED烟粉虱成虫在不同寄主植物上的寄主选择性和取食行为的影响

【目的】由粉虱传播的番茄褪绿病毒(tomato chlorosis virus, ToCV)具有较强的暴发性和流行性,目前该病毒现已蔓延至世界各地,可为害多种作物,对农林经济生产造成严重危害。病毒侵染会影响介体昆虫的寄主选择性和取食行为,从而影响病毒传播。本研究旨在明确ToCV对MED烟粉虱Bemisia tabaci在不同寄主上的寄主选择性及取食行为的影响。【方法】利用Y型嗅觉仪测定携带和未携带ToCV的MED烟粉虱雌成虫的寄主选择性,利用刺吸电位(electrical penetration graph, EPG)技术比较携带和未携带ToCV的烟粉虱雌成虫在健康的番茄、辣椒、棉花和豇豆4种寄主植株上的取食行为差异。【结果】未携带ToCV的MED型烟粉虱雌成虫对于4种寄主植物的选择偏好性排序为番茄、辣椒>棉花>豇豆;携带ToCV烟粉虱雌成虫对4种寄主植物的选择性偏好性降低,排序为番茄、辣椒、棉花>豇豆。与未携带ToCV烟粉虱雌成虫相比,携带ToCV烟粉虱雌成虫取食4种植物所产生的刺探次数均显著增加,第1次到达韧皮部的时间有明显延后,取食总时间与韧皮部的取食时间明显减...     

B型烟粉虱在6个烟草品种上的取食行为

【背景】不同烟草品种会影响B型烟粉虱的取食选择性,但具体的机制尚不明确。刺吸电波图（EPG）技术是研究刺吸式昆虫对寄主植物取食选择性的重要手段,通过烟粉虱取食产生的电信号,可以分析其对不同烟草品种的取食差异。【方法】应用EPG技术对B型烟粉虱雌成虫在6个烟草品种（翠碧1号、K326、闽烟7号、云烟85、云烟87、红花大金元）上的取食行为进行比较研究。【结果】6个烟草品种上有效记录的雌成虫数均为18头,在翠碧1号、K326、闽烟7号、云烟87、云烟85和红花大金元叶片上能够到达韧皮部的个体数分别为15、15、12、13、15和15头,能够持续吸食的个体数分别为13、14、8、12、14和15头。烟粉虱雌成虫在6个烟草品种上的非刺探（np）波所占的比例差异显著,在红花大金元上所占的比例最小,显著低于其他5个品种。雌成虫在红花大金元和K326上E1波的总持续时间显著短于闽烟7号和云烟87。雌成虫在红花大金元上E2波的总持续时间显著长于其他5个品种,而在闽烟7号、云烟87和云烟85上显著短于其他3个品种。【结论与意义】在6个烟草品种中,B型烟粉虱雌成虫最喜食红花大金元,最不喜食闽烟7号和云烟87。因此,在福建省B型烟粉虱的发生区,选择烟草品种时可根据实际情况减少红花大金元的种植,增多闽烟7号和云烟87等抗B型烟粉虱品种的种植。     

亚洲柑橘木虱成虫和5龄若虫在感染黄龙病的柑橘上的取食行为及获菌效率比较

【目的】亚洲柑橘木虱Diaphorina citri是柑橘的毁灭性病害——黄龙病亚洲种‘Candidatus Liberibacter asiaticus’(‘C las’)的主要传播媒介。本研究的目的是明确木虱成虫和5龄若虫的取食行为、获菌效率是否有差异,以及寄主感染黄龙病是否对5龄若虫取食产生影响。【方法】利用直流型刺吸电位仪(DC-EPG Giga-4)记录柑橘木虱成虫和5龄若虫在携带黄龙病的酸橘Citrus reticulata cv.Sunki嫩梢上10 h的取食行为,用qPCR单头检测其获得黄龙病病原菌的效率,并比较5龄若虫在感病和健康植株嫩梢上的取食行为。【结果】柑橘木虱成虫与5龄若虫在感染黄龙病的酸橘上的取食行为有显著差异。5龄若虫比成虫更快地开始在韧皮部和木质部进行吸食,口针在韧皮部的总过程以及吸食时间显著长于成虫。此外,5龄若虫和成虫在EPG测定(同时饲菌)10 h后获菌率分别为37.5%和20.0%,若虫明显高于成虫。寄主植物感染黄龙病对5龄若虫的取食行为有一定的影响,表现在感病植株上的刺探次数、唾液分泌次数和韧皮部吸食次数都显著少于健康植株,而两者分泌唾液和韧皮部吸食时间没有显著差异。另外,在感病植株上首次韧皮部取食出现时间较在健康植株上要早。【结论】在同等时间下,柑橘木虱5龄若虫比成虫在感染黄龙病的酸橘上的取食能力更强、取食量更大、获菌率更高,原因可能是若虫需要更多的营养物质供其生长发育所致。寄主感染黄龙病对木虱5龄若虫的取食有利,使其更快地开始取食,而且更改取食位点次数变少,推测可能与黄龙病菌破坏了植物的防御有关。     

水稻施硅对白背飞虱刺吸和寄主选择行为的影响

【目的】硅可增强植物对多种植食性昆虫的抗性。本研究旨在了解硅处理对水稻叶鞘硅化程度及其对白背飞虱Sogatella furcifera刺吸和寄主选择行为的影响,以明确施硅增强水稻对白背飞虱的抗性的部分机制。【方法】采用扫描电镜观察施硅水稻的叶鞘硅化程度;利用刺吸电位技术记录白背飞虱若虫刺吸行为;采用笼罩法测定白背飞虱雌成虫栖息和产卵选择性。【结果】与不施硅的对照相比,硅处理(0.16和0.32 g SiO2/kg土壤)增加了水稻叶鞘硅细胞的数量,延长了白背飞虱若虫刺吸行为中非刺探波和路径波的总时间,缩短了取食韧皮部汁液的时间。在选择性测定中,与对照组相比,白背飞虱雌成虫对0.16和0.32 g SiO2/kg土壤处理的水稻的栖息率分别降低48.0%和67.4%,在其上的产卵量分别降低34.8%和46.1%。【结论】施硅增加水稻对白背飞虱的排驱性,阻碍白背飞虱的刺吸行为,因此有助于增强水稻对白背飞虱的抗性。     

Behavioral responses of the whitebacked planthopperSogatella furcifera (Homoptera: Delphacidae) on rice plants whose odors have been masked

In a two-choice test, moreS. furcifera females settled more often on exposed plants than on parafilm-masked ones, regardless of the susceptibility of rice varieties. This indicates that rice volatiles play an important role in the insect's short-range orientation to its host. The fact that more insects settled on exposed resistant Rathu Heenati (RHT) than to masked susceptible Taichung Native 1 (TN1) suggests that there must be certain common volatiles released by both varieties. Few females landed on masked plants of either RHT or TN1. This implies that the insect could not recognize at a distance that a plant was resistant or susceptible without olfactory stimuli.S. furcifera excreted less honeydew on masked plants than on exposed ones for both varieties and more on masked TN1 than on exposed RHT. The electronic monitoring of feeding behavior demonstrates that the insect made more frequent probes and had shorter phloem ingestion durations on exposed RHT than on exposed TN1 and on masked RHT than on masked TN1. Moreover, the insect had longer phloem ingestion durations on masked TN1 than on exposed RHT. These results suggest that volatile chemicals given off by resistant RHT plants have a negative effect on feeding.     

运用电子记录技术检测白背飞虱田间种群致害性

运用电子记录技术和蜜露量测定法,对浙江富阳和安徽长丰的白背飞虱田间种群进行了致害性检测.结果表明,在2、4和6h3种记录时间处理下,在感虫对照水稻品种TaichungNative1(TN1)和高抗白背飞虱水稻品种RathuHeenati(RHT)上,韧皮部取食时间的TN1/RHT比值相对稳定,将2h确定为电子记录检测白背飞虱田间种群致害性的较短记录时间.富阳的白背飞虱田间种群在N22(Wbph1)、ARC10239(ARC,Wbph2)、ADR52(Wbph3)、N'DiangMarie(ND,Wbph5)上分泌的蜜露量之间没有显著差异,且均显著低于在TN1上的;在ARC和ADR52上的韧皮部取食时间也没有显著差异,同时显著地短于在TN1上的.长丰的白背飞虱种群在N22和ARC上的蜜露量没有显著差异,在ADR52和ND上的蜜露量也不存在显著差异,但在前2个品种上的蜜露量显著高于后2个品种,在ADR52上的韧皮部取食时间(22.3min·2h^-1)也显著地短于在ARC上的(49.8min·2h^-1).浙江富阳的白背飞虱田间种群没有发生致害性的变化,而安徽长丰的白背飞虱田间种群则对N22和ARC产生了一定的适应性,有致害性变化的趋势.电子记录技术为快速、准确检测白背飞虱种群致害性及监测其变化提供了一种新的手段.     

Electrical penetration graphs indicate that tricin is a key secondary metabolite of rice,inhibiting phloem feeding of brown planthopper,Nilaparvata lugens

Tricin (5,7,4′‐trihydroxy‐3′,5′‐dimethoxyflavone) is a valuable secondary metabolite which is widely present in gramineous plants, including cultivated rice (Oryza sativa L.) (Poaceae). It can defend the rice plant against damage by the brown planthopper (BPH), Nilaparvata lugens (Stål) (Hemiptera: Delphacidae), one of the most important pests of rice. This study was conducted to elucidate the mechanisms of action of tricin on BPH feeding behavior. BPH feeding behavior in resistant (Rathu Heenati, RHT) and susceptible (Taichuang native 1, TN1) rice varieties and artificial diets was monitored using the electrical penetration graph (EPG) technique. Tricin concentrations in leaves of varieties RHT and TN1 were quantitatively analyzed by liquid chromatography, coupled to tandem mass spectrometric techniques. Six (NP and N1‐5) and four (NP, N1, N2, and N4) types of waveforms occurred during feeding on rice plants and artificial diets, respectively. The tricin concentration of rice varieties was correlated with total and average durations of N4. Moreover, EPG data indicated that tricin significantly increased the duration of non‐probing and pathway periods and strongly inhibited phloem ingestion (N4). The inhibition was strongly dose dependent, resulting in complete suppression of activity in the phloem region when the tricin concentration was increased to 1 g l^?1. This study revealed that tricin disturbed the feeding behavior of BPH mainly by increasing the non‐probe period and inhibiting phloem ingestion. We confirmed the hypothesis that tricin is a ‘stylet probing stimulant’ of rice planthoppers as proposed in previous studies. The information on the ecological effect of tricin from this study may be useful to clarify the resistance mechanism against BPH of RHT and other tricin‐containing rice varieties.     

Survival rate and stylet penetration behavior of current Korean populations of the brown planthopper,Nilaparvata lugens,on resistant rice varieties

To understand the development of host plant resistance-breaking ability of the current BPH populations in Korea, we conducted nymphal survivorship tests and electrical penetration graph (EPG) studies on susceptible and resistant rice varieties with four different BPH populations, which were collected in the early 1980s (S-BPH) and in 2005, 2006, and 2007. The S-BPH had low survival rates on resistant rice varieties carrying either Bph1 or bph2. However, the current BPH populations have high resistance-breaking ability on the varieties with their elevated survival rates, whereas their survival rates were still low on the other resistant varieties, Gayabyeo (Bph1  the other unknown gene) and Rathu Heenati (Bph3). The EPG analysis also revealed that the ratio of BPH that could reach the phloem sap ingestion waveform (N4-b) within 15 h on the resistant rice varieties containing Bph1 or bph2 was higher in the current BPH populations (16.7–50%) than in the S-BPH population (0-4.2%). However, the pre-reaching time from the penetration start to the first N4-b waveform in the current BPH populations was significantly longer on resistant varieties (Bph1 or bph2) than on susceptible varieties. Furthermore, the total duration of N4-b waveform was significantly shorter on the resistant varieties.From these results, we suggest that, although the current BPHs collected in Korea have a high resistance-breaking ability through the increase of survival rate on resistant rice varieties carrying either Bph1 or bph2, they still have some difficulties feeding on the phloem sap of the resistant rice varieties.     

川东地区白背飞虱迁入种群虫源地分布与降落机制

【目的】本研究旨在确定四川达州白背飞虱Sogatella furcifera(Horváth)迁入虫源地及其降落机制,以期为川东地区白背飞虱预警和有效防控提供依据。【方法】运用大气质点轨迹分析平台HYSPLIT4.8对1991-2013年达州灯下白背飞虱主要迁入高峰日进行轨迹模拟,并运用气象图形处理软件Grads对主要迁入高峰日进行气象背景分析。【结果】达州白背飞虱主要在6-7月迁入,7月份是迁入高峰期。6月虫源主要来自广西西北、中部地区;7月虫源主要来自贵州中西部、北部,广西西北部和云南东北部也可提供部分虫源。【结论】四川达州白背飞虱迁入虫源主要来自贵州大部,部分来自云南东北部和广西西北部。由于气候条件和地形胁迫引起的降水、垂直气流和风向切变是白背飞虱大规模集中降落的主要原因。     

稻虱红单节螯蜂寄生不同虫龄白背飞虱对二者发育表现的影响

【目的】为了解稻虱红单节螯蜂Haplogonatopus apicalis与白背飞虱Sogatella furcifera间的互作关系,开展了稻虱红单节螯蜂在白背飞虱不同龄期寄生时,对寄主及其自身发育表现影响的研究。【方法】在室内25℃条件下,观察了被寄生的白背飞虱各龄若虫及其寄生蜂稻虱红单节螯蜂的发育表现。【结果】白背飞虱2, 3, 4和5龄若虫被寄生后,当龄及其后各龄的历期均显著延长;2和3龄若虫被寄生后,成虫羽化率仅分别为54.29%和60.95%,显著低于在4和5龄若虫被寄生后的成虫羽化率（分别为96.20%和100%）。稻虱红单节螯蜂寄生白背飞虱5龄若虫后的发育历期（23.77 d）显著短于寄生2龄若虫后的发育历期（27.77 d）;寄生3龄若虫的成蜂羽化率最高,为56.19%;而寄生5龄若虫的羽化雄蜂比例最高,为77.12%。【结论】稻虱红单节螯蜂寄生可使白背飞虱若虫发育历期显著延长,白背飞虱2和3龄若虫是稻虱红单节螯蜂发育的适宜寄主。