棉铃虫

正棉铃虫(Helicoverpa armigera),鳞翅目,夜蛾科,广泛分布在中国及世界各地,中国棉区和蔬菜种植区均有发生,其中黄河流域棉区、长江流域棉区受害较严重。棉铃虫是棉花蕾铃期重要的钻蛀性害虫,主要蛀食蕾、花、铃,也取食嫩叶。棉铃虫属于完全变态发育,生长史包括卵、幼虫、成虫和蛹4个阶段,约2个月一个世代。目前主要通过种植转Bt基因抗虫棉、释放赤眼蜂以及喷洒生物或化学农药的方式进行防治。     

关于棉铃虫食性和营养的某些特点

本工作选用棉花不同器官所含有的几种化学成分作为嗅觉和味觉刺激剂, 测验棉铃虫对它们的反应;结果表明一至三龄的幼虫对甲醇三甲基胺、香草酸等的趋性不同, 四龄幼虫对不同的糖类、氨基酸等的取食反应也各不一。这说明幼虫对食料植物中的个别化学成分有感觉辨识的能力。用不同品种的海岛棉、陆地棉、以及棉花和其它锦葵科植物杂交所产生的后代的叶片来试验棉铃虫对它们的趋性和取食反应, 结果表明当有选择的机会时幼虫对陆地棉和一定品种海岛棉有较强的趋性, 对某些杂交后代的趋性很弱。在不能选择的条件下棉铃虫在一定时间内对不同种类或品种的棉叶的取食量也不相同, 并对原来的食料植物可形成条件化。 曾对棉花不同器官的含水量、含氮物质和糖类进行了测定, 同时分别用叶、蕾和铃将新孵化的幼虫饲养到老熟。幼虫取食不同器官时的累积食量、发育速度、死亡率, 和变成的蛹的重量均有明显的差别。当以大叶为食时幼虫的总食量超过以嫩叶为食时的一倍以上;以铃为食时总食量可为以嫩叶为食时的数倍。这种差异可能是因铃中水分和含糖量较高, 对幼虫的取食发生强烈的助长作用所造成的。因此, 同株植物上含糖和含水缺多的器官对棉铃虫似乎有较好的营养效应, 而这种效应可能是通过糖类等的味觉刺激来增加取食量所造成。     

新疆棉区转Bt基因棉对棉铃虫生物学的影响

棉铃虫Helicoverpaarmigera高龄幼虫取食转Bt基因棉花组织后 ,化蛹率、羽化率、蛹重、体长均有显著下降 ,在转Bt基因棉花上棉铃虫的取食行为也受到较大的影响 ,表现为取食次数明显减少、吐丝下垂次数明显增加 ;无论是转Bt基因棉花还是常规棉花 ,棉铃虫 3龄幼虫主要分布于繁殖器官上 ,在转Bt基因棉花各繁殖器官上的分布概率为 :花 >棉铃 >棉蕾 ,常规棉花上分布概率为 :棉蕾 >棉铃 >花 ;棉铃虫高龄幼虫取食转Bt基因棉花各组织 ,成虫羽化后产卵量、卵孵化率均有明显下降 ;在较低的棉铃虫虫口密度下 ,转Bt基因棉花对棉铃虫有一定的产卵排趋性。     

棉花植株中的单宁测定方法研究

通过 3种方法测定棉花组织中单宁含量比较表明,Folin酚还原法测定的 4个品种不同组织和不同生育期顶叶的含量显著高于正丁醇盐酸法 (即花色素反应,专门用于缩合单宁的测定)近 2倍,说明这种方法测定出的是相对总酚含量,用于表达棉花缩合单宁的含量是不合适的,而香草醛法测定结果与正丁醇盐酸法差异不显著,可用于棉花组织单宁含量的测定.在棉花各个组织中,花萼、铃皮和叶片缩合单宁含量较高,陆地棉中一般达 5%～10%;花瓣、花柱子房和铃心中含量较低 (2%左右).顶端嫩叶缩合单宁含量从苗期 (1%以下)起不断增加,至吐絮期达最高 (10%左右),表明缩合单宁含量与植物组织成熟衰老和木质化程度密切相关.     

不同食料植物对棉铃虫生长发育和繁殖的影响

报道了棉花、烟草、番茄和辣椒4种植物对棉铃虫Helicoverpa armigera生长发育和繁殖的影响。棉铃虫成虫喜欢在番茄上产卵,在辣椒上的着卵量最少。初孵幼虫喜选食嫩棉叶,选食辣椒嫩叶的虫数最少。4组幼虫取食嫩叶时的平均相对生长速率都有显著差异,顺序为棉叶组>烟叶组>番茄叶组>辣椒叶组。幼虫存活率以取食棉花时最高,取食番茄时最低。棉花组成虫的产卵量最高,烟草组的产卵量最低。取食棉花的棉铃虫种群增长的速度约为取食番茄时的14倍。6龄幼虫能有效利用和转化棉铃、烟草蒴果、辣椒果实,而对番茄果实的利用和转化效率较低。棉铃虫可分别以这4种植物的不同器官为食完成世代循环。其中,棉花是最适宜的寄主,辣椒和番茄是较不适宜的寄主。     

转Bt基因棉花国抗62对棉铃虫生长发育的影响及田间抗虫效果

为了明确新疆第一个自主转Bt基因棉花品种国抗62对棉铃虫Helicoverpa armigera生长发育影响及田间抗虫效果,2005年进行了室内生物测定和田间小区试验。在室内以国抗62（转Cry1Ac基因棉花）和中棉35（对照常规棉花）的叶片饲喂棉铃虫幼虫,从幼虫发育历期、体重、存活率、化蛹等方面,分析了棉铃虫生长发育动态。结果表明,国抗62对棉铃虫生长发育的抑制作用非常显著。与对照相比,取食国抗62的棉铃虫幼虫1～6龄龄期分别延长了1.0,7.8,8.2,17.8,20.3和＞21.3天;幼虫发育到6龄时存活率仅为2.6%,最终无一化蛹,而对照幼虫发育到6龄时存活率为91.8%,最终化蛹率为89.8%。田间小区调查结果显示国抗62对第2代棉铃虫有非常好的抗虫效果：两个品种棉田棉铃虫落卵量无显著差异,但国抗62棉田比对照棉田虫口数量降低85.7%,顶尖被害率降低94.4%,蕾铃被害率降低95.1%,差异达到显著和极显著水平。但国抗62对第3代棉铃虫的田间抗虫效果欠佳。棉铃虫在新疆棉田以第2代为害为主,因此,国抗62能够起到有效的控制作用。     

实夜蛾属二近缘种对寄主植物次生物质的反应:次生物质对幼虫生长和食物利用的影响

实夜蛾属(Heliothis)的棉铃虫(H. armigcra)和烟青虫(H. assulta)是近缘种,幼虫期取食多种相同的植物,其中含有不同的次生物质.本项工作是在人工饲料中分别加入0.5%的烟碱、番茄苷、棉子酚、丹宁酸等饲养早期六龄的幼虫,测定它们对生长和食物利用的影响.结果表明这些次生物质对两种幼虫有不同的作用:烟碱对棉铃虫没有明显影响,但对烟青虫的取食却有一定的刺激作用.丹宁酸、棉子酚、番茄苷可抑制两种幼虫的生长,而以番茄苷抑制烟青虫的生长最为显著.番茄苷主要通过抑制取食来影响幼虫的生长,而丹宁酸和棉子酚则具有降低消化率的作用.通过次生物质对这两种幼虫效应的比较可知,棉铃虫有较大的忍耐力.     

华北棉区棉铃虫种群动态与其为害特征分析

本文述及棉铃虫为害特性及其与为害后棉株的补偿作用关系。根据棉株生命表资料,蕾期棉株蕾花的脱落主要系由棉铃虫为害所致。而铃期蕾铃的脱落,则主要系由棉株的生理条件。在蕾期,前三周内蕾花被害脱落后,棉株的补偿作用是很高的,从第四周起补偿作用逐渐下降,而到铃期阶段时补偿作用降至很低水平。因此蕾期棉株遭受一定数量以内的棉铃虫为害,而使蕾花脱落后,反而可促使棉花增产。根据棉铃虫生命表资料,从卵期至三龄末幼虫期的累计死亡率占总死亡率的90%以上,结合幼虫死亡率与不同龄期为害水平分析,棉铃虫对棉株的主要为害阶段系在2—3龄期,其对果实的为害量占总为害的65%。而棉株被害蕾铃的田间空间分布型系遵从负二项分布,期公共K值为3.4626。     

伤害和挥发物对棉花花外蜜的诱导效应

植物花外蜜的分泌是一种植物间接防御反应。为了明确植食性昆虫、机械伤和机械伤诱导的挥发性气体在植物花外蜜诱导分泌中的作用,分析了咀嚼式口器昆虫棉铃虫Helicoverpa armigera(Hübner)、刺吸式口器昆虫棉蚜Aphis gossypii Glover取食、剪刀机械伤、剪刀机械伤+棉铃虫反吐物、针刺机械伤以及机械伤诱导挥发物、顺式-茉莉酮对棉花Gossypium hirsutum L.叶片花外蜜分泌量的影响。结果表明,棉铃虫取食、剪刀机械伤、剪刀机械伤+棉铃虫反吐物处理均显著增加了被处理叶片花外蜜的分泌量。棉花花外蜜的诱导效应在处理叶片上表现明显,并且在较幼嫩的第3片真叶上也有系统性增长。顺式-茉莉酮和机械伤挥发物处理1 d对棉花较幼嫩的第4、5片真叶花外蜜有诱导效应。棉花叶片花外蜜的诱导主要与植物组织损伤有关;不同口器类型的昆虫对棉花叶片花外蜜的诱导量不同,咀嚼式口器的棉铃虫对棉花花外蜜的诱导强度显著高于刺吸式口器的棉蚜;顺式-茉莉酮和机械伤诱导的挥发物能作为棉花植株间交流的信息物质诱导棉花幼嫩叶片花外蜜的分泌。     

二点委夜蛾适应性与玉米苗营养物质和次生代谢物质含量的关系

【目的】二点委夜蛾Athetis lepigone是夏玉米Zea mays苗期的一种新发害虫。本研究旨在测定不同品种玉米苗对二点委夜蛾幼虫的生物学和营养效应,揭示其发生与玉米品种的关系。【方法】二点委夜蛾3,4和5龄幼虫分别饲喂3种普通玉米(鲁单9032、先玉335、郑单958)和1种甜玉米(超甜6)苗,测定幼虫鲜重、干重、存活率、相对取食速率(RCR)、相对生长速率(RGR)、近似消化率(AD)、食物转化率(ECD)和食物利用率(ECI),分析这些指标与玉米苗中营养物质、蜡质和次生物质含量之间的关系。【结果】不同龄期的二点委夜蛾幼虫取食玉米苗的生物学和营养指标有较大差异。4种玉米苗的营养物质、蜡质和次生物质含量有显著差异。3龄幼虫取食鲁单9032和超甜6时相对取食速率、相对生长速率和近似消化率均较高,其存活率、鲜重、干重、相对取食速率、食物转化率与玉米苗可溶性糖含量呈显著正相关;相对生长速率与玉米苗蛋白质含量和氨基酸含量均呈显著正相关;存活率和相对取食速率与玉米苗总酚含量呈显著负相关;食物转化率与玉米苗单宁含量呈显著负相关。4龄幼虫取食先玉335时鲜重和干重最低,取食超甜6时近似消化率最高,取食郑单958时食物利用率最高,其鲜重、干重、相对取食速率和相对生长速率与玉米苗总酚含量呈显著负相关。5龄幼虫取食鲁单9032和先玉335时鲜重、干重和食物转化率较高,取食郑单958和超甜6时相对取食速率和近似消化率最高,取食先玉335的食物利用率最高,其相对生长速率与玉米苗蛋白质、氨基酸含量显著正相关。【结论】随着幼虫龄期的增加,二点委夜蛾在玉米上的适应性提高;二点委夜蛾幼虫对玉米的适应性与玉米叶片中可溶性糖、蛋白质和氨基酸含量呈正相关,与总酚和单宁含量呈负相关。     

不同性状的棉花及其杂交F1代对棉铃虫的抗性

通过连续两年的田间试验,系统、全面地研究了棉花对棉铃虫(Helicoverpa armigera)的形态抗虫作用。研究结果表明：在小区试验条件下,以百株累积卵量、百株平均幼虫量及百株平均蕾铃受害量为考察指标,红叶可使危害减轻28.1%、31.45%和36.O%;鸡脚叶可使其下降19.0%、25.4%和28.4%;窄卷苞叶使其降低25.8%、32.9%和34.0%;光叶使各指标分别降低32.7%、35.1%和37.3%。高棉酚(油腺)抗性主要表现为对幼虫的抗生作用,使幼虫量下降了45.1%,使蕾铃受害量下降了51.4%。此外,研究还表明,两种抗虫性状的抗性效果有累加作用,鸡脚叶与红叶联合作用使三项指标分别下降达48.3%、55.2%和57.9%;红叶与窄卷苞叶则使危害减轻了52.7%、58.3%和60.6%;具有光叶与较密油腺两个抗虫性状的品种受害可减轻29.9%、54.9%和58.3%。将一些具有相对性状的品种进行杂交,其F₁有不同的抗虫表现。红叶、鸡脚叶和光叶品种与其对照杂交后的F1代因在不同程度上保持了抗虫性状故能表现出抗性,而窄卷苞叶品种与其对照杂交后F1代苞叶正常,则未能表现出抗性。因小区条件限制了无蜜腺抗性的表达,无蜜腺小区未表现出明显差异。     

转Bt基因棉花主要抗虫黄酮类化合物时空动态的HPLC分析

棉花植株中的黄酮类化台物是重要的抗病虫害物质。运用高效液相色谱技术,对转Bt基因棉花主要抗虫黄酮类化合物的种类、含量和时空动态进行了初步探讨。结果表明,棉花组织中主要抗虫黄酮类化台物(包括异斛皮苷、芳香苷和槲皮素等)能够用HPLC方法检测并进行定量;异树皮苷、芳香苷和树皮素的含量均以花瓣中最高,花萼、苞叶和棉铃中较少;棉花生长中后期顶端嫩叶中抗虫黄酮类化合物的含量明显高于苗期．不同组织不同生长期的主要抗虫黄酮类化合物含量有一定的差异,所起的抗虫作用也有所不同．     

营养和幼期密度对棉铃虫飞翔能力的影响

采自棉花、玉米、花生、绿豆和芝麻5种作物上的棉铃虫Helicoverpa armigera(Hubner),其飞翔能力依次为：棉花和玉米>花生>绿豆和芝麻。对室内利用人工饲料、棉铃、棉蕾和棉叶饲养的棉铃虫吊飞表明,取食人工饲料和棉铃的个体的飞翔能力数倍于取食棉叶者。成虫体重越大,飞翔能力越强。获得补充营养个体的飞翔距离是无补充营养者的2倍左右。本试验还研究了食物质量对棉铃虫卵巢发育的影响,结果显示成虫期的补充营养明显影响幼期营养较差个体的卵巢发育进程。对不同幼虫密度下发育个体的吊飞则表明成虫的飞翔能力和幼期密度关系不大。鉴于较差的营养条件和较高的幼期密度并不导致成虫飞翔能力的增加,本文认为,棉铃虫的远距离运动是成虫对羽化阶段不良环境的行为反应。     

华北棉区第三代棉铃虫对棉花为害损失与经济阈值的研究

通过在华北棉区棉花蕾铃期阶段,连续５ａ的田间蕾铃脱落原因的观察,明确了在第三代棉铃虫的中常发生年份,影响蕾铃期蕾铃脱落的主要因素是棉株本身的自然脱落其脱落率占总脱落的９０％以上,而因第三代棉铃虫为害造成的脱落率在５％以上。根据田间棉铃虫Ｈｅｌｉｃｏｖｅｒｐａ ａｒｍｉｇｅｒａ（ｈｕｂｎｅｒ）３龄幼虫虫量与为害力的关系研究,结合多年第三代棉铃虫田间生命表,文中提出了三代棉铃虫的经济阈值为百株累计卵量     

棉铃虫迁飞规律及其与寄主植物的互作关系研究进展概况

用飞行磨、透射电镜、风洞等测定了棉铃虫Helicoverpa armigera(Htibner)成虫的飞行能力和飞行肌结构的变化,结合不同虫源滞育条件及抗寒能力比较、蛹与成虫的形态学比较及分子生物学标记、幼虫抗药性地理分布、海轮上捕捉、成虫携带花粉的分析和小规模成虫颜色标记-释放-回收试验,证明棉铃虫是一种典型的兼性迁飞性害虫;初步推断辽河流域特早熟棉区的棉铃虫虫源来自黄河流域棉区,各相邻的棉区之间有频繁的棉铃虫种群交流。观察棉铃虫触角上不同类型嗅觉感器的形态和分布,用EAG、GC-EAG、GC-MS等测试分析了棉铃虫对不同植物各器官抽提物的电生理反应及抽提物中的活性组分。发现吸引棉铃虫取食的挥发性它感化合物主要为极性较小的单萜烯类,而吸引其产卵的主要为倍半萜烯类及其它一些极性较大的化合物。改进了测定棉株内抗生性次生代谢产物的定性、定量方法,研究了棉酚、单宁对棉铃虫发育、繁殖的影响及2类次生物间的交互作用,通过杂交初步探讨了棉花常规抗虫性的遗传特性,并尝试了切断胚轴和转Bt基因内生菌处理棉花增强抗虫性的作用。认为在利用棉花自然抗虫性的同时,应结合各种人为手段增强其抗性,使其在棉铃虫猖獗条件下发挥更大的控制作用。从气候、营养、天敌、抗药性等方面研究了棉铃虫猖獗原因,初步认为：气候干旱是棉铃虫暴发的最主要环境条件,施肥水平特别是施氮量的日益增高是棉铃虫严重性上升的主要物质基础,而不合理使用化学农药是造成棉铃虫种群失控的主要人为因子。     

Longevity and egg development of adult female boll weevils fed exclusively on different parts and stages of cotton fruiting bodies

The capacities of the rind (i.e., the developing calyx and petals of squares; and the outer casing, or husk, of bolls) and the internal reproductive portion of cotton, Gossypium hirsutum L. (Malvaceae), squares of three sizes, and bolls of three ages to influence adult female boll weevil, Anthonomus grandis grandis Boheman (Coleoptera: Curculionidae), longevity and egg production were evaluated in laboratory bioassays. While feeding on the reproductive portion of squares was expected to support adult boll weevils for considerable periods of time (e.g., medium square reproductive portion: ≈185 days), feeding on rinds also resulted in substantial longevity (e.g., medium square rind: ≈120 days). As anticipated, feeding on the reproductive portion of squares resulted in formation of chorionated eggs in mated females, but a diet comprised exclusively of rinds, particularly from large squares, was associated with gravidity and high fecundity relative to rinds of young and mature bolls. The reproductive portion and rind of post‐bloom and young bolls as sources of food resulted in limited gravidity while mature bolls were not associated with any egg formation. These findings further our understanding of how boll weevils feed on different parts of the cotton plant and how those parts as food sources are related to the biology and ecology of the boll weevil.     

棉铃虫蛾对寄主植物挥发油的嗅觉电生理及行为反应

本项研究以Tenax TA、Tenax GR为吸附剂,正己烷为洗脱剂,得到了玉米雄穗、玉米花丝、棉花花、棉花顶尖、棉蕾、芹菜、花生叶及花的挥发油。触角电位(EAG)测试结果表明,参试寄主植物及器官的挥发油均有一定的EAG活性,EAG的反应幅度为0.1～1.2mV,雌性棉铃虫Helicoverpa armigera对其产卵寄主或器官的EAG反应在1～10日龄内有随着日龄增加而增大的趋势,交配蛾对棉花花、棉花嫩尖、芹菜、棉蕾的挥发油的EAG反应显著高于处女蛾,雌蛾在经过花生、玉米花丝及棉花顶尖挥发油处理的滤纸上落卵量显著高于对照,表明这几种挥发油中含有可刺激棉铃虫选择其产卵的它感信息化合物。剂量反应曲线表明,交配可显著降低雌蛾对棉花嫩尖和棉花花挥发油的敏感阈值。四臂嗅觉仪测试棉铃虫对不同寄主植物挥发油的行为反应表明,棉蕾、棉花叶、玉米花丝、花生的挥发油均具有-定的诱蛾活性,选择系数分别为0.78、0.61、0.49、0.31。     

茉莉酸对棉花单宁含量和抗虫相关酶活性的诱导效应

以植物生长调节物茉莉酸(Jasmonic acid,JA)为诱导子,以常规棉为研究对象,探讨了外源茉莉酸对棉花幼苗单宁和蛋白酶抑制素以及其它抗虫相关酶活性诱导的浓度依赖性和持久性,讨论了棉花抗虫相关物质的抗虫效果.结果表明,0.01、0.1和1.0 mmol/L茉莉酸都能在2周内诱导棉花单宁和胰蛋白酶抑制素(Proteinase inhibitors,PIs)含量增加,诱导多酚氧化酶(Polyphenol oxidase,PPO)、苯丙氨酸解氨酶(Phenylalanine ammonia-lyase,PAL)、过氧化物酶(Peroxidase,POD)和过氧化氢酶(Catalase,CAT)活性升高.对3种浓度茉莉酸的诱导效应进行分析表明,0.1 mmol/L茉莉酸对于诱导PIs、PPO、POD和CAT最有效,0.1和1.0 mmol/L茉莉酸对于诱导棉花单宁和苯丙氨酸解氨酶等效,二者的诱导效应均高于0.01 mmol/L.对茉莉酸诱导抗性的持久性进行分析表明,最佳诱导效应发生的时间各不相同:POD活性在JA处理后第1天最高,随后呈下降趋势,PIs和单宁含量分别在JA处理后第7天和第14天达最大值;JA处理后第1天和第7天的PPO活性无明显差异,但明显高于第14天;JA处理后第7天和第14天的PAL活性无明显差异,但明显高于第1天;JA处理后第1、7和14天棉花叶片的CAT活性均无明显差异.以上结果表明,茉莉酸可通过增加棉叶单宁和PIs含量、提高棉叶PAL、PPO、POD和CAT活性等增强棉花幼苗的抗虫性.