棉蚜种下变型的数值分类研究

分别对在四种夏寄主及棉花两个生育期和三个温度下的棉蚜的14个形态特征进行了种下数值分类研究。通过聚类分析和高氏距离分析,结果表明：夏寄主四季豆、西葫芦、棉花苗期的绿色蚜和黄色蚜间及蕾期的触角6节蚜型和5节蚜型间都无明显差异。但马铃薯蚜与棉花苗蚜、棉花苗蚜与伏蚜间的形态特征存在相当明显的分离,室内温度达30℃时棉蚜的形态特征与伏蚜相似。并分析出可用7个主要形态特征区分这些种下变型。     

棉花型和瓜型棉蚜形态和生态适应力的分化

棉蚜由于长期在同种或同类植物上生活,形成了多种寄主专化型。本研究以室内长期用单一寄主培养的棉花型和瓜型棉蚜为材料,采用形态测定、生命表技术、对寄主的选择性试验,以及接触刺激等方法,研究了两寄主型棉蚜的形态分化和生态适应力的差异。结果表明,瓜型棉蚜的一些形态特征值（如体长）极显著地大于棉花型个体,但是头宽、口针和各腿节的长度与体长的比值却极显著的小于棉花型个体。采用7个形态指标与体长的比值,可将瓜型和棉花型棉蚜区分开来。在24℃和26℃下瓜型蚜的净增殖率（R₀）极显著地高于棉花型蚜。27℃和32℃显著缩短了瓜型蚜的平均世代长度,而对棉花型蚜无影响。棉花型蚜对接触刺激的反应比瓜型蚜敏感。两寄主型蚜对寄主的选择能力表现为瓜型蚜显著强于棉花型蚜。因此,两寄主型棉蚜存在明显的形态和生态适应力的分化。     

棉花型和黄瓜型棉蚜对寄主植物的适合度

采用寄主转换建立生命表及触角电位 (EAG)方法比较了棉蚜两寄主专化型 (棉花型和黄瓜型 )对不同夏季作物的适合度。结果表明 ,棉花型蚜转到黄瓜上及黄瓜型蚜转接到棉花上均不能正常产仔繁殖和建立种群。两种蚜型均不能在茄子和苋菜上建立种群。黄瓜型蚜能在豇豆上建立种群 ,但棉花型蚜不能 ,表现出两种寄主型棉蚜对夏寄主利用上存在显著差异。受棉蚜为害 12～ 36 h后的黄瓜或棉花植株仍不适合于棉花型或黄瓜型蚜 ,表现出黄瓜型蚜不能在被棉花型蚜为害过的棉株上正常存活和繁殖 ,棉花型蚜也不能在被黄瓜型蚜为害过的黄瓜苗上存活和繁殖。两种寄主型蚜对不同寄主叶片丙酮提取物的触角电位表明 ,黄瓜型蚜对棉花、哈密瓜和马铃薯叶片提取物的反应显著强于棉花型蚜 ,而对黄瓜和甜瓜叶片提取物的反应上两种蚜型差异不显著。文中同时对棉花型和黄瓜型棉蚜产生的生态机制进行了讨论。     

不同温度条件对棉蚜、棉长管蚜种间竞争关系的影响

【目的】棉蚜Aphis gossypii和棉长管蚜Acyrthosiphon gossypii是棉花上的共存种,本文拟明确不同恒温条件下两种蚜虫单种和共存时的种群动态、有翅蚜发生及在棉株上的分布情况,探讨温度对两者种间竞争的作用。【方法】棉蚜、棉长管蚜单种、混合初始等蚜量设置,分别置于室内21、24和27℃恒温条件下,系统调查记录各处理种群数量、有翅蚜数量及在棉株上的分布,应用内禀增长率rm、空间分布情况、有翅蚜比例为竞争判别指标。【结果】棉蚜单种种群过程的rm均大于棉长管蚜,共存条件下一种对另一种蚜虫的rm均没有显著影响;棉蚜种群97%以上在叶片活动,棉长管蚜在叶片的比例为55%~75%;同一温度条件,两种共存不影响对方在棉花叶片和茎秆上的分布;棉蚜和棉长管蚜主要分布于棉花中上部。随温度升高,共存种群中棉蚜向棉株下部移动的比例增加,单种和共存种群棉长管蚜趋向于棉株上部移动。同一温度条件下,共存对棉蚜上下分布没有明显影响。21℃和27℃棉蚜的存在对棉长管蚜没有显著影响,但24℃时共存可使棉长管蚜在下部的比例明显增加;随温度的升高,棉蚜有翅蚜比例下降显著,而棉长管蚜无显著变化。【结论】适温范围内,两种蚜虫种间竞争的存在不影响彼此的内在繁殖能力,棉蚜比棉长管蚜具有更强的内在竞争能力;温度对棉蚜在竞争活动空间上的影响不明显,而对棉长管蚜的上下位置的选择有一定作用;种间竞争和种内竞争加速棉蚜有翅蚜的发生。     

棉花型和瓜型棉蚜产生有性世代能力的分化

为了明确寄主专化性是否会影响棉蚜的繁殖策略或生活史对策,采用低温和短光照组合（18℃,L∶D=8∶16）分别对棉花型和瓜型棉蚜进行有性世代的诱导,比较两寄主专化型棉蚜产生有翅蚜、雄性母、雌性母及无翅孤雌蚜的能力。结果表明：两寄主专化型棉蚜在产生有性世代能力上存在显著差异,表现为棉花型棉蚜在诱导后代中产生有翅蚜、雄性母和雌性母的比率显著高于瓜型棉蚜,并且雌、雄性母产生的时间明显早于瓜型棉蚜。瓜型棉蚜在诱导条件下产生无翅孤雌蚜的比率显著高于棉花型棉蚜,并且发现有不产生有性世代的营专性孤雌生殖个体,而在棉花型棉蚜中没有发现。产生性母蚜的棉花型和瓜型棉蚜均可同时产生孤雌胎生后代。寄主型与诱导时间长短对棉蚜有性世代的产生存在交互作用。采集于田间棉花和黄瓜上的棉蚜,也表现为棉花上的易产生有性世代,在诱导的第2代中产生性母蚜的比率显著高于黄瓜上的棉蚜,并且性母蚜比率在诱导的第2代与第3代间无显著差异; 但黄瓜上的棉蚜性母蚜产生比率第3代显著高于第2代。由此推测,棉蚜寄主专化性的形成与生活史特性的分化有关。     

棉蚜寄主专化型及其形成的行为机理

通过生活在甜瓜和棉花上的棉蚜Aphisgossypii Glover的行为,研究棉蚜的寄主专化型及其形成的行为机理。生物学观察显示： 两类棉蚜在寄主植物相互交换以后,定居数显著减少,棉花蚜型棉蚜的繁殖系数及若虫存活率显著下降,说明棉蚜存在甜瓜蚜型和棉花蚜型两种寄主专化型。通过刺探电位技术研究棉蚜的取食行为,以探索其寄主专化型形成的行为机理。结果表明： 甜瓜蚜型棉蚜在棉花上的取食行为容易被中断,但其口针定位韧皮部的能力并没有显著削弱;而棉花蚜型棉蚜在甜瓜上的取食行为受到更大的影响,口针无法顺利定位至韧皮部,并在2 h内根本无法在筛管内取食。生物学观察和EPG取食行为分析都显示： 与甜瓜蚜型棉蚜相比,棉花蚜型棉蚜对寄主的要求更严格-寄主专化程度更高,对寄主的利用率更高。     

棉蚜种群季节性变异的生态条件

研究棉蚜在不同温度下取食不同生育期棉叶后种群的变动情况。通过Weibull函数模拟、生命表分析和高氏距离分析比较表明,无论在苗期和蕾期,随着渐度的升高棉蚜种群的死亡高峰日均提前,世代寿命明显缩短;然而,在20-25℃范围内,相同温度时棉蚜生活在棉花蕾期叶上的繁殖力明显高于苗期叶上的繁殖力。在30℃时繁殖力普遍明显下降,温度20-25℃最适于棉蚜的生长与繁殖。且棉花殖生长期比营养生长期更适于棉蚜的生存和繁殖,温度与棉花生育期都是导致苗蚜与伏蚜生长与繁殖差异的外界因素。     

不同生物型棉蚜对夏寄主葫芦科作物的选择

于2008、2009年连续两年采用模拟田间自然扩散法,系统地研究了棉花型棉蚜和甜瓜型棉蚜有翅蚜对11种夏寄主的选择性.结果表明,棉花型棉蚜对杂交葫芦、小西葫芦表现出强选择性及适应性,而对香瓜、黄瓜、西瓜及甜瓜均不选择,或即使选择其若蚜在其上也不能存活;甜瓜型棉蚜对甜瓜、香瓜、南瓜、黄西葫芦、大西葫芦、杂交葫芦等均表现较强选择性,而对棉花及小西葫芦表现不选择.但是,甜瓜型棉蚜在小西葫芦上也能产若蚜并存活.从而证明小西葫芦是两种寄主型棉蚜的共同寄主,有可能成为两者相互转换的桥梁寄主.     

高温对共存种棉蚜与棉长管蚜死亡及繁殖的影响

棉蚜和棉长管蚜是棉花上的共存种,为探索其年内及年际间优势地位的不同是否与两者对高温的不同响应有关,室内研究了高温胁迫(32、34、36和38℃)对棉蚜和棉长管蚜死亡及繁殖的影响.结果表明:随着温度的升高和高温持续天数的延长,棉蚜和棉长管蚜累计死亡率均升高,棉长管蚜累计死亡率高于棉蚜;两种蚜虫的每日死亡率可用互补重对数模型较好地拟合,模型估计的棉蚜和棉长管蚜半数致死温度值随高温持续天数的延长而降低,棉蚜半数致死温度高于棉长管蚜;在32 ～ 38℃范围内,两种蚜虫的繁殖率随温度的升高而降低,棉蚜繁殖率显著高于棉长管蚜,表明在32℃以上高温条件下,棉蚜比棉长管蚜更具有竞争力.随着全球气候变暖,由于棉蚜比棉长管蚜更耐高温,推测未来棉蚜比棉长管蚜竞争优势更加明显.     

寄主型和迁飞型棉蚜的交配行为

棉蚜Aphis gossypii Glover种群存在寄主利用和迁飞能力上的明显分化,有棉花型和瓜型、迁飞型和滞留型之分。但是,棉花型与瓜型之间,以及迁飞型与滞留型之间是否能发生交配行为,尚无研究报道。本文在低温和短光照条件下分别诱导棉花型、瓜型、迁飞型和滞留型棉蚜的性蚜,并进行性蚜间的交配行为观察。结果表明,迁飞型和滞留型性蚜间可以发生交配行为,杂交时发生交配行为的个体比率与自交时无显著差异,但是杂交时雄蚜寻找配偶所花的时间要显著长于自交时,并且迁飞型雌蚜(M♀)与滞留型雄蚜(S♂)杂交时的交配持续时间也显著长于自交时。迁飞型和滞留型棉蚜同型交配容易完成,棉蚜的迁飞型和滞留型已在交配行为上产生了一定的分化。棉花型和瓜型棉蚜的性蚜间可以发生交配行为,并且两品系在正交和反交时雄蚜的寻偶时间与交配持续时间均无显著差异。     

RAPD‐PCR DETECTION OF DNA POLYMORPHISM OF COTTON APHID*

Abstract The RAPDPCR technique was used to determine the DNA polymorphism of the aphid Aphis gossypii(Glover) collected from different host plants and in different seasons. Three primers were selected from 20 primers and used for cluster analysis based on the data of Nei's genetic distance (D). The results showed that the aphids on Chinese prickly ash differentiated obviously from the aphids on the other four host plants at DNA level. The seasonal population of cotton aphid might be clustered into three groups, i.e. the spring and autumn yellow colored aphids, the spring and autumn green colored aphids and the yellow dwarf form aphid in summer. However, the genetic relationship of dwarf form was more closely to the spring and autumn green colored aphid.     

棉蚜(Aphis gossypii)种群寄主分化和季节分化的微卫星引物PCR研究

通过对棉蚜群体进行室外观察、室内培养和分子遗传标记的DNA多态性分析（用3个微卫星序列为引物进行PCR）等研究,结果表明：1、冬寄主（木槿、石榴和花椒）上棉蚜种群分化较小（种群相似笥指数在0.833-0.917之间）,而冬寄主种群和夏寄主（棉花和南瓜）种群之间有较大的分化（种群相似性指数在0.589-0.756之间）。2、棉蚜自然种群是由体色不变的生物型（干母为黄色,其后代始终为黄色）和体色可变型生物型（干母为绿色,其后代有绿色和黄色两种体色）组成的混合种群。3、黄色小型蚜（伏蚜）来源于混合类群,但主要来自绿色干母多代选择分化的黄色后代,也有小部分可能来处在干母黄色的体色不变型。     

Impact of transgenic cotton plants on a non-target pest, Aphis gossypii Glover

Abstract.  1. Transgenic crops have shown great promise for the control of target pest insects, but in some cases they can also influence non-target species. This study investigated the impact of Bt and Bt+CpTI transgenic cottons on the non-target cotton aphid, Aphis gossypii Glover, by comparing life-table parameters, feeding behaviour, and the fluctuating asymmetry of morphological traits of aphids reared on transgenic cotton and those on untransformed control plants.
2. Aphids on the Bt+CpTI cotton showed a shorter reproductive duration and maximum lifespan, lower survival rates and potential maximum fecundity, and an earlier occurrence of peak daily mortality in the first or second generation. However, the aphid population soon developed fitness and overcame the negative effect in the second or third generation. The aphids on the Bt cotton had significantly longer reproductive durations in the first generation, higher survival rates in the third generation, and apparently larger potential maximum fecundity in all three generations.
3. The percentages of accumulated duration of feeding waveforms E1 and E2 were significantly lower in aphids on the Bt+CpTI cotton than in those on the Bt or control cotton, whereas the frequencies of moving and finding feeding sites, and probe behaviour were significantly higher.
4. Fluctuating asymmetry in three morphological characters of aphids reared on transgenic and control cotton was detected. The fluctuating asymmetry value of the third segment of antenna in aphids on Bt+CpTI cotton was significantly higher than that of aphids on Bt or control cotton. Based on the fluctuating asymmetry value, the stress of cotton on the aphids could be ranked as Bt+CpTI cotton > Bt cotton > control cotton.     

南京地区棉蚜的飞行活动节律及其飞行能力

昆虫的飞行活动规律及飞行能力是研究其能否迁飞的基础。通过采用春季到秋季20 m高空黄盆诱蚜、高空所诱蚜和春季木槿树上有翅蚜的卵巢解剖,以及春夏秋三季田间有翅蚜的吊飞试验等方法,研究了南京地区棉蚜Aphis gossypii的飞行活动节律和飞行能力。结果表明,有翅棉蚜的日羽化高峰出现在19:00～20:00。2001年南京地区棉蚜的春、秋两季迁飞高峰分别在5月8日和10月25日。5月份高空诱集的棉蚜中,95.7%个体的卵巢小管数在7条以下,而木槿上羽化后1天的有翅蚜中有35.2%个体的卵巢小管数在7条以上;高空诱蚜和木槿上蚜的平均卵巢小管数存在极显著差异,分别为3.94±1.65和5.88±1.92。8月中下旬棉田棉蚜存在低空飞行行为,并且出现飞行高峰时有翅蚜的卵巢小管数平均在6条以下,超过6条则停止飞行。羽化后1～2天有翅棉蚜吊飞个体的飞行比率和平均飞行距离表现为春、秋季显著大于夏季,三季的最长飞行距离分别为3.89 km、6.15 km和1.44 km。     

棉蚜种群寄主转换的适应和变异规律研究

系统研究棉蚜在不同寄主植物间地其种群特征的影响。通过Ｗeibull函数模拟,生命表分析和高氏距离分析比较得出,棉蚜从冬寄主向夏寄主转换移时,木槿与石榴、石榴与花椒间表现有明显分离。４种夏寄主间相互转换时也有一定组合间有显著差异,但当经若干代生长、繁殖后４ 的种夏寄主上种群作比较时,其差异性均没有达到明显分离的程度。     

叶色草蛉的生物学研究Ⅱ.种群干扰和搜索行为(英文)

研究了叶色草蛉对棉蚜的搜索行为及其自身的种群干扰行为。结果表明:1)在两处地点的4种试验容器即培养皿、养虫器、内置障碍物的养虫器和内置盆栽棉花的笼罩中,草蛉幼虫的捕食效率因猎物的密度而变化。其捕食常数(Q)和干扰系数(m)随密度的增加而增大,但随空间异质性的增加而减小;2)在笼罩的棉株上,一龄和二龄草蛉幼虫每天的食蚜量分别为13.6头和29.4头。幼虫较多地在上部叶片上捕食棉蚜;3)在笼罩的棉株上,无论是一龄幼虫还是二龄幼虫草蛉都更多地停留在下部的棉叶上,且在上部叶片和下部叶片上的草蛉幼虫的百分率存在明显差异