改进支持向量机在棉铃虫人工饲料配方优化中的应用

发展新的实验设计与分析方法,通过实施尽可能少的实验而获得满意配方对动植物营养、发酵工程等复杂多因素多水平寻优问题极为重要。本研究结合均匀设计（uniform design, UD）与支持向量回归（support vector regression, SVR）,提出了一种新的配方优化实验设计与分析方法UD-SVR,将其应用于棉铃虫Helicoverpa armigera （Hübner）幼虫人工饲料配方优化。结果表明：在考虑6因素时仅通过2轮22个实验,表征配方优劣的指标--平均蛹重即由初始的0.2436 g高效提升至0.3044 g,明显优于二次多项式偏最小二乘回归等经验风险最小参比模型。UD-SVR预测精度高、指导性强、可解释性好、优化高效,有望在多因素多水平配方优化中得到广泛应用。     

稻纵卷叶螟人工饲料配方的优化研究

应用二次正交旋转组合设计对稻纵卷叶螟Cnaphalocrocis medinalis Guenée人工饲料的配方进行了优化,以化蛹率为目标函数建立了二次回归模型,结果表明稻叶粉、麦胚粉、玉米粉、干酪素、酵母对稻纵卷叶螟幼虫发育与化蛹率影响较大,大豆粉的影响不明显。通过统计寻优获得的优化配方为:每135 g人工饲料中,稻叶粉3 g、麦胚粉8 g、玉米粉4 g、干酪素4 g、酵母粉4 g。在温度27℃,相对湿度80%左右,光照L∶D=16∶8的条件下,使用该优化配方饲养稻纵卷叶螟,25.6%的供试初孵幼虫能完成幼虫发育并化蛹,幼虫期平均26.9 d,蛹重16²2mg。与以前的研究结果比较,化蛹率与蛹重均有显著提高,而幼虫历期略短。     

棉铃虫人工饲料概述

自 Bogdanow 1 90 8年首先发表了黑颊丽蝇 Vomitoria Calliphora的人工饲料配方以后 ,昆虫人工饲料的研究逐步发展起来。国外Singh等 [1] 曾收集了 1 0 0多种昆虫的饲料配方和饲养方法 ,国内忻介六等 [2 ,3]也对多种昆虫、螨类和蜘蛛的人工饲料进行论述。昆虫的人工饲料一般可分为 3种类型 ,即所有成分均为纯化学物质的全纯饲料 ,多数成分为纯化学物 ,另含一种或几种粗制动、植物材料的半纯饲料和主要由粗制动、植物材料组成的实用饲料 (又称半合成或半人工饲料 )。棉铃虫 H elicoverpa armigera(Hubner)是棉花生产的主要害虫。长期以…     

适合三种鳞翅目昆虫的一种人工饲料配方

【目的】昆虫的人工饲养是昆虫学研究和害虫防治技术研究的重要基础,开发一种适用于多种昆虫的人工饲料将大大减少昆虫饲养的成本,提高工作效率。【方法】本研究以美国白蛾Hyphantria cunea(Drury)为初试昆虫,通过两次正交试验开发出一种适合饲养美国白蛾、斜纹夜蛾Prodenia litura(Fabricius)和舞毒蛾Lymantria dispar(L.)3种多食性昆虫的人工饲料配方。【结果】该配方的成分和比例为:麦胚(12%)、蔗糖(2%)、酪蛋白(4.5%)、琼脂(1.5%)、氯化胆碱(0.05%)、韦氏盐(1.0%)、山梨酸(0.4%)、对羟基苯甲酸(0.25%)、抗坏血酸(0.5%)、范氏维生素B(0.003%)、胆固醇(0.1%)和肌醇(0.035%)。【结论】该配方饲养3种昆虫在幼虫历期、蛹重、成蛹率和羽化率等各项指标均表现优良。本研究的试验方法和配方将会为其他多食性昆虫人工饲料的开发提供借鉴。     

益生真菌在橘小实蝇规模化扩繁中的应用潜力

【目的】葡萄汁有孢汉逊酵母Hanseniaspora uvarum是存在于橘小实蝇Bactrocera dorsalis肠道的共生有益真菌,本研究通过改变饲料中酵母浸粉、麦麸和H. uvarum菌液的配比,筛选获得最优的橘小实蝇幼虫的饲料配方,为橘小实蝇规模化扩繁提供理论基础。【方法】利用响应面法（Responsesurface methodology,RSM）设计人工饲料中酵母浸粉、麦麸与H.uvarum的配比,统计取食不同配比的饲料后橘小实蝇幼虫的发育历期、蛹重和成虫羽化率,并计算每种饲料配方的成本;根据实验结果进行配方优化,预测取食最优配方饲料幼虫的发育历期、蛹重、成虫羽化率以及成本节约的百分比,同时,采用预测的最优饲料配方饲喂幼虫,统计取食最优饲料配方幼虫的发育历期、蛹重以及成虫羽化率,验证优化模型下的预测值与试验结果的相符性。【结果】饲料中酵母浸粉、麦麸和H.uvarum成分之间的拮抗或协同作用显著影响幼虫的发育历期、蛹重和成虫羽化率(P <0.000 1)。在饲料中添加H. uvarum菌液,可以减少酵母浸粉的添加量,并降低饲养成本。通过响应面法模型预测,获得最优的橘小实蝇饲料配方比例：每份人工饲料（375 g）包括酵母浸粉3.13 g、麦麸87.45 g、H. uvarum菌液4.42 g、玉米粉40 g、蔗糖40 g及水200mL。与传统饲料费用相比,每份人工饲料可节省成本2.35元,三组分（酵母浸粉、麦麸和H.uvarum菌液）的成本节约百分比为74.35%。采用最优饲料配方饲喂的幼虫发育历期为8.76 d,比预测值缩短了0.8 d,蛹重为13.85mg,羽化率为93.76%,与预测值没有显著性差异。【结论】响应面法设计优化饲料配方具有一定的可靠性,葡萄汁有孢汉逊酵母H. uvarum在橘小实蝇的规模化扩繁中具有一定的应用潜力。     

棉铃虫幼虫自相残杀习性与其龄期和食物营养的相关性（英文）

【目的】 昆虫自相残杀行为可以促进特定病原体的传播,这在利用昆虫病原体防治害虫方面有潜在的应用价值。本研究旨在探究棉铃虫 Helicoverpa armigera 幼虫自相残杀习性与其龄期及食物营养之间的相关性。【方法】 分别饲喂室内品系和野外品系的棉铃虫幼虫含不同Na⁺浓度的人工饲料,并在饲养至3龄、4龄、5龄和6龄时,将取食相同饲料的10头幼虫为一群组移入同一培养皿中,通过测定各处理幼虫存活率,评估幼虫龄期和饲料中的Na⁺含量对自相残杀行为的影响。【结果】 当以3龄和4龄为群组的起始龄期时,棉铃虫幼虫存活率显著低于起始龄期为5龄和6龄的群组。此外,取食正常人工饲料的幼虫存活率最高,取食缺钠饲料时,幼虫存活率明显下降。最后,幼虫群组起始龄期和食物Na⁺含量对幼虫化蛹率无明显影响。【结论】结果说明,棉铃虫4和5龄幼虫与3和6龄幼虫相比,自相残杀行为发生的概率更大,而Na⁺含量较低的食物在一定程度上促进自相残杀行为发生的可能性。本研究为在这一领域的进一步工作提供了基础。     

二次正交旋转回归设计在小菜蛾饲料配方筛选中的应用

应用二次正交旋转回归组合设计方法,筛选小菜蛾半合成人工饲料配方,以化蛹率为目标函数建立了二次回归模型,通过统计寻优获得的优化配方为:每100g人工饲料中,麦芽5g、蔗糖3.5g、菜叶粉5g、干酪素3g、螺旋藻0.75g。在温度24～26℃,相对湿度60%～70%,光照周期为13L∶11D的条件下,用该优化配方饲养小菜蛾,幼虫期8.45d,蛹期4.5d,初孵幼虫至成虫羽化的历期平均12.95d,化蛹率74.7%,羽化率94.9%,蛹重5.14mg/头,雌虫平均寿命9.5d,雄虫寿命13.5d,每雌产卵量135.67粒。与发芽菜苗饲养相比,存活率和发育速度无显著差异,蛹重和产卵量显著增加。该饲料价格低廉,配制和应用管理方便,饲养过程中不必更换饲料。     

沙棘绕实蝇成虫和幼虫人工饲料研究

【目的】本研究建立了沙棘绕实蝇Rhagoletis batava Hering实验种群,为该实蝇生物防治工作奠定基础。【方法】以蜂蜜、蔗糖、酵母膏等为原料,按照不同配比配成饲料,饲养沙棘绕实蝇成虫,观察其对成虫性成熟、交配产卵以及寿命的影响。此外,在室内条件(25.00±2.50)℃,光照周期为15L:9D,相对湿度65.00%±5.00%,以蔗糖、酵母膏、麦麸、沙棘果汁(果酱)等为原料,按照不同配比配成饲料,饲养沙棘绕实蝇幼虫,观察其对幼虫历期+化蛹历期、化蛹率及蛹特性的影响。【结果】4种不同配比的饲料对成虫性成熟、交配时间、产卵痕数量和雌雄成虫寿命有显著影响;其中配方D饲养的沙棘绕实蝇成虫性成熟历期、交配时间和产卵痕数量、雌雄成虫寿命分别为(1.78±0.09)d、(4.15±0.03)h、(4.52±0.17)个、(15.47±0.77)d和(15.15±0.79)d,与配方A、B、C均有极显著性差异(P0.01)。幼虫半人工饲料最佳配方为配方C,其化蛹率、幼虫历期+化蛹历期、蛹长、蛹宽、蛹重分别为50.00%±2.89%、(7.20±0.16)d、(4.74±0.03)mm、(2.45±0.24)mm、(7.21±0.11)mg;全人工饲料最佳配方为配方C,其化蛹率、幼虫历期+化蛹历期、蛹长、蛹宽、蛹重分别为35.00%±7.64%、(5.38±0.18)d、(4.26±0.04)mm、(2.30±0.02)mm、(6.12±0.18)mg;果酱饲料最佳配方为配方C,其化蛹率、幼虫历期+化蛹历期、蛹长、蛹宽、蛹重分别为45.00%±2.89%、(7.11±0.16)d、(4.45±0.07)mm、(2.44±0.02)mm、(6.78±0.21)mg。【结论】沙棘绕实蝇成虫饲养最佳配方为酵母膏20 g、蜂蜜20 g、纯净水160 mL;幼虫半人工饲料最佳配方为蔗糖10 g、酵母膏15 g、麦麸30 g、沙棘果汁50 mL;幼虫全人工饲料最佳配方为蔗糖10 g、酵母膏15 g、麦麸30 g、纯净水50 mL;幼虫饲养最佳果泥饲料配方为沙棘果酱50 g、酵母膏3 g、尼泊尔金0.3 g。     

瓜实蝇幼虫人工饲料设计及其优化

采用正交试验设计,对瓜实蝇幼虫人工饲料四种主要组成成分南瓜∶玉米粉=1∶1、酵母粉、蔗糖、苯甲酸钠进行优化筛选,以瓜实蝇幼虫的存活率、幼虫历期、老熟幼虫化蛹率、平均蛹重和羽化率作为试验考察指标,筛选出上述4种成分在瓜实蝇幼虫基础人工饲料中的最优量为南瓜∶玉米粉=200 g∶200 g、酵母60 g、蔗糖15 g、苯甲酸钠1.2 g。     

烟青虫人工饲料的改进研究

在原有饲料配方的基础上,通过添加适宜浓度的辣椒粉作为取食刺激剂及去除原饲料配方中的番茄酱组分,作者对烟青虫Helicoverpa assulta(Guenée)幼虫的人工饲料进行了改进研究。测定了6种人工饲料对烟青虫生物学参数、营养指标和生命表参数的影响。结果表明,与取食对照饲料相比,取食添加3%番茄酱的饲料后,烟青虫的幼虫历期、蛹重和生殖力无显著差异。在试验浓度内,取食添加辣椒粉的饲料后烟青虫幼虫存活率、幼虫相对取食量和蛹重均显著高于取食对照饲料的相应指标。但饲料中辣椒粉浓度达到或超过2%时烟青虫幼虫的消化能力降低,达到4%时成虫交配力显著降低。在6种供试饲料中,配方Ⅱ即添加1%辣椒粉的饲料为最佳配方饲料,与取食其他饲料相比,取食配方Ⅱ饲料后烟青虫生殖力和内禀增长率均显著提高。改进的人工饲料可大量饲养烟青虫以满足室内试验及工厂化生产核多角体病毒的需要。     

Effects of branched‐chain amino acid supplementation on fecundity,lifespan and flight ability of Helicoverpa armigera

The effects on cotton bollworm, Helicoverpa armigera, of supplementing the benchmark larval feeding formula with branched‐chain amino acids (BCAAs) were analyzed. The results show that supplementary BCAAs can increase adult longevity, and are conducive to improving development and reproductive capacity. In particular, by supplementing the ration with the three proteinogenic BCAAs at concentrations ten times that of the benchmark formula, all the selected physiological indices of cotton bollworm health were improved. The larval duration, pupae weight, pupation rate, fecundity and adult longevity for specimens fed the supplemented formula were 15.8 days, 0.348 g, 100%, 1340.7 eggs and 27.3 days, respectively. The same indicators for larvae fed the benchmark formula were 16.6 days, 0.306 g, 97.9%, 1167.0 eggs and 12.0 days, respectively. This study provides a reference for future research on amino acid supplementation and increasing lifespans     

棉铃虫幼虫取食Vip3Aa蛋白后的中肠组织病理变化

为了进一步明确Vip3Aa的作用机制, 利用透射电镜观察了棉铃虫4龄幼虫取食含Vip3Aa蛋白饲料后中肠杯状细胞的病理变化, 并比较了其病变与取食含Cry1Ac饲料后棉铃虫组织病变的差异。取食含Vip3Aa饲料后, 棉铃虫幼虫的中肠杯状细胞逐渐发生病变, 主要表现为： 微绒毛肿胀、 脱落; 细胞核核膜界限不清晰, 染色质分布不均匀; 线粒体变形、 数量减少, 内脊不清晰; 内质网杂乱不规则、 数量减少。与取食Cry1Ac的棉铃虫相比, 取食Vip3Aa的棉铃虫中肠杯状细胞发生病变较为缓慢, 在取食12 h后才发现明显病变, 随着取食时间的增加病变越来越明显; 而取食Cry1Ac的棉铃虫2 h后中肠杯状细胞就出现明显病变。本研究可为Vip3Aa作为新毒素策略的重要蛋白在棉铃虫Helicoverpa armigera综合防治中更好地发挥作用提供理论依据。     

棉铃虫一种新的实用人工饲料(英文)

本文报道饲养棉铃虫的一种新的含有番茄酱的实用人工饲料。取食这种饲料时,绝大部分幼虫只有5个龄期。因此,幼虫历期大为缩短。在该饲料中加入适量绿豆粉取代麦胚能在一定程度上提高成虫的繁殖力。在连续12代饲养期间,幼虫期存活率在87．5％－98．7％之间,蛹期死亡率不到5％;第11代成虫平均产卵千粒左右,孵化率达86．5％。这些结果表明,经过2年连续饲养后,棉铃虫的活力并没有明显的降低。     

Bollworm responses to release of genetically modified Helicoverpa armigera nucleopolyhedroviruses in cotton

Helicoverpa armigera single nucleocapsid nucleopolyhedrovirus (HaSNPV) has been developed as a commercial biopesticide to control the cotton bollworm, H. armigera, in China. The major limitation to a broader application of this virus has been the relative long time to incapacitate the target insect. Two HaSNPV recombinants with improved insecticidal properties were released in bollworm-infested cotton. One recombinant (HaCXW1) lacked the ecdysteroid UDP-glucosyltransferase (egt) gene and in another recombinant (HaCXW2), an insect-selective scorpion toxin (AaIT) gene replaced the egt gene. In a cotton field situation H. armigera larvae treated with either HaCXW1 or HaCXW2 were killed faster than larvae in HaSNPV-wt treated plots. Second instar H. armigera larvae, which were collected from HaCXW1 and HaCXW2 treated plots and further reared on artificial diet, showed reduced ST(50) values of 15.3 and 26.3%, respectively, as compared to larvae collected from HaSNPV-wt treated plots. The reduction in consumed leaf area of field collected larvae infected with HaCXW1 and HaCXW2 was approximated 50 and 63%, respectively, as compared to HaSNPV-wt infected larvae at 108 h after treatment. These results suggest that in a cotton field situation the recombinants will be more effective control agents of the cotton bollworm than wild-type HaSNPV.     

取食Cry2Ab蛋白后棉铃虫幼虫中肠组织的病理变化

为了明确Cry2Ab杀虫蛋白的作用机制, 利用透射电镜观察了棉铃虫Helicoverpa armigera (Hübner)3龄末幼虫取食含Cry2Ab蛋白（8 μg/g）饲料后中肠的组织病理变化, 并与分别取食含Cry1Ac蛋白（0.97 μg/g）饲料和正常饲料的棉铃虫进行了比较。结果表明： 棉铃 虫取食Cry2Ab蛋白后中肠细胞及其细胞器均发生了明显的病变, 主要表现为： 中肠杯状细胞的杯腔肿胀或拉长, 部分柱状细胞被杯状细 胞挤压出来, 微绒毛脱落, 细胞核皱缩, 质膜和核膜不清晰, 染色质凝聚, 线粒体拉伸变形, 内质网肿胀断裂; 并且随着取食时间 的延长病变越来越明显。与取食Cry1Ac蛋白的棉铃虫相比, Cry2Ab引起棉铃虫中肠组织发生病变的速度较慢。本研究可为Cry2Ab作为转基 因棉花的重要杀虫蛋白在将来更好地发挥作用提供理论依据。     

小分子热激蛋白基因HaHSP19.8在棉铃虫抗逆反应中的作用

【目的】小分子热激蛋白(small heat shock protein, sHSP)在昆虫抵御外界环境压力中至关重要。本研究旨在探究小分子热激蛋白sHSP19.8基因在棉铃虫Helicoverpa armigera生长发育、抵御高温胁迫和对Cry1Ac杀虫蛋白抗性机制中的作用,为更深入探析该基因作用机理及棉铃虫的防治奠定基础。【方法】通过PCR结合RACE克隆棉铃虫sHSP19.8基因序列,利用生物信息学软件对该基因序列进行分析;通过qRT-PCR测定Cry1Ac敏感棉铃虫5龄幼虫在40℃高温下处理1 h和2 h及饲喂含30 μg/mL Cry1Ac的人工饲料1 h和2 h后该基因的表达量,并测定抗感Cry1Ac棉铃虫不同发育阶段(1-5龄幼虫、蛹及成虫)和5龄幼虫不同组织(前肠、中肠、后肠、马氏管及表皮)中该基因的表达模式。【结果】获得了棉铃虫sHSP19.8基因的全长cDNA序列,命名为HaHSP19.8(GenBank登录号: XP_021195228.1),长608 bp,开放阅读框长528 bp,编码175个氨基酸残基,具有小分子热激蛋白的典型α-晶体结构域(α-crystallin domain, ACD)。该基因受40℃高温和30 μg/mL Cry1Ac杀虫蛋白诱导时在Cry1Ac敏感棉铃虫5龄幼虫中均过量表达;在Cry1Ac敏感棉铃虫整个发育阶段和5龄幼虫各组织中均表达,其中在成虫和5龄幼虫以及5龄幼虫表皮、马氏管和中肠内表达量较高;但是该基因在Cry1Ac抗性品系各个发育阶段和5龄幼虫各组织中表达量相比敏感品系都显著较低。【结论】结果说明HaHSP19.8参与棉铃虫生长发育和生理生化的过程,帮助昆虫抵御外界环境压力,并可能参与到棉铃虫对Cry1Ac的抗性机制中。     

New resistance mechanism in Helicoverpa armigera threatens transgenic crops expressing Bacillus thuringiensis Cry1Ac toxin

In Australia, the cotton bollworm, Helicoverpa armigera, has a long history of resistance to conventional insecticides. Transgenic cotton (expressing the Bacillus thuringiensis toxin Cry1Ac) has been grown for H. armigera control since 1996. It is demonstrated here that a population of Australian H. armigera has developed resistance to Cry1Ac toxin (275-fold). Some 70% of resistant H. armigera larvae were able to survive on Cry1Ac transgenic cotton (Ingard) The resistance phenotype is inherited as an autosomal semidominant trait. Resistance was associated with elevated esterase levels, which cosegregated with resistance. In vitro studies employing surface plasmon resonance technology and other biochemical techniques demonstrated that resistant strain esterase could bind to Cry1Ac protoxin and activated toxin. In vivo studies showed that Cry1Ac-resistant larvae fed Cy1Ac transgenic cotton or Cry1Ac-treated artificial diet had lower esterase activity than non-Cry1Ac-fed larvae. A resistance mechanism in which esterase sequesters Cry1Ac is proposed.     

食物对棉铃虫生长发育及繁殖的影响

用棉花、花生、玉米及人工饲料作为食料,模拟幼虫田间取食习性,同时为雌蛾设立补充和无补充营养两个处理,研究了食物对棉铃虫 Helicoverpa armigera (Hübner) 生长发育及繁殖的影响。4种食料组幼虫历期之间有显著差异;雌、雄蛹重花生组显著小于其余三组。雌蛾腹部干重及其脂肪百分含量与雌蛹体重的排列顺序一样,雌蛾腹部干重人工饲料组显著大于棉花组和花生组。雌蛾寿命和繁殖受幼虫食料和成虫食物的双重影响。喂10%蜂蜜时,雌蛾寿命、交配率和产卵量在四个幼虫食料组之间没有显著差异。但喂以清水时,花生组雌蛾均未交配,寿命和产卵量显著小于其余三组。从同种幼虫食料来看,除人工饲料组外,其余3组雌蛾喂清水时的产卵量和寿命均比喂10%蜂蜜溶液时的显著下降。基于这些结果,作者认为棉花、玉米比花生更适合于棉铃虫的生长发育和繁殖。在田间自然栽培状态下,不同食料植物的糖分含量对棉铃虫生长发育和繁殖影响较大,含氮量的变化影响小。     

茉莉酸甲酯处理对棉铃虫生长和解毒能力的影响

【目的】为明确茉莉酸甲酯（methyl jasmonate, MeJA）的不同处理方式对昆虫生长和解毒代谢能力的影响,以及MeJA熏蒸处理昆虫对植物防御和昆虫解毒代谢之间关系的影响。【方法】本文比较了取食MeJA和MeJA熏蒸等两种处理对棉铃虫Helicoverpa armigera 3龄末幼虫生长和解毒代谢酶活性的影响,并系统研究了经MeJA熏蒸处理的棉铃虫3龄末幼虫,再取食经MeJA喷雾处理的棉叶,其中肠解毒酶活性的变化。【结果】取食MeJA和MeJA熏蒸两种不同处理,对棉铃虫幼虫的生长及解毒能力的影响有所不同。取食含2.9 μg/g MeJA的人工饲料显著抑制了棉铃虫的生长,同时诱导棉铃虫幼虫P450活性增加了1.92倍,而MeJA熏蒸虽然没有影响棉铃虫幼虫的生长,但MeJA熏蒸处理使棉铃虫幼虫P450活性和羧酸酯酶活性分别增加了2.94倍和1.16倍。经MeJA熏蒸处理后的棉铃虫幼虫,再取食正常的或经MeJA喷雾处理的棉叶,其幼虫P450活性显著增加,其中经MeJA熏蒸处理的棉铃虫,再取食经MeJA喷雾处理的棉叶,其P450酶显示了最高活性。【结论】MeJA熏蒸处理棉铃虫,不仅使棉铃虫中与P450酶相关的解毒能力显著增加,而且增加了棉铃虫对于MeJA所诱导的棉花防御反应的解毒能力。