中国和美国红火蚁毒腺生物碱组分的比较分析

【目的】比较两个入侵地红火蚁Solenopsis invicta毒腺生物碱成分及相对含量的地区间差异。【方法】以在中国广东省惠州、 广州、 深圳、 东莞、 珠海和美国阿拉巴马州采集的红火蚁工蚁为材料, 用正己烷溶剂浸提48 h获得浸提液, 将浸提液进行硅胶柱层析分离, 用气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）分析其所含的生物碱成分及其相对含量。【结果】红火蚁毒腺生物碱含顺式生物碱组分和反式生物碱组分。通过总离子图对比, 得到了7种顺式生物碱、 8种四氢吡啶和7种反式生物碱, 并计算得到这些组分的相对百分含量。【结论】中国广东省5个地区红火蚁生物碱组成无差别, 相对含量略有差异, 惠州种群和深圳种群差别最大, 其他地区间没有差别。中美两国入侵地的红火蚁种群生物碱成分种类无差别, 其各个组分之间相对含量略有差异, 美国阿拉巴马州种群与中国深圳种群各组分相对含量差别最大, 与中国广州种群差别最小。另外, 在检测的中国广东样品中, 只确认了红火蚁的存在, 提示杂合蚁与黑火蚁还未传入中国。     

红火蚁工蚁对跟踪信息素的触角电位和行为反应

【目的】测定红火蚁Solenopsis invicta Buren工蚁对其跟踪信息素的触角电位（EAG）及行为反应。【方法】解剖红火蚁工蚁的杜氏腺, 用正己烷溶剂提取其分泌的跟踪信息素进行气相色谱-质谱（GC-MS）分析, 并测定了红火蚁工蚁对杜氏腺提取物、 工蚁提取物和合成的法尼烯混合物的EAG和招募行为反应。【结果】通过与合成的法尼烯混合物的气相色谱（GC）保留时间和质谱图比对, 发现杜氏腺提取物的主要成分并不是Z, E-α-法尼烯。EAG测定结果表明, 红火蚁工蚁对杜氏腺提取物、 工蚁提取物及100 μg的法尼烯混合物均有较强的EAG反应, 其次为10 μg和1 μg的法尼烯混合物。在招募行为测定中, 杜氏腺提取物和工蚁提取物招募作用明显, 而10, 1, 0.1和0.01 μg法尼烯混合物的作用均不显著。【结论】Z, E-α-法尼烯不是红火蚁跟踪信息素的主要成分; 红火蚁工蚁对杜氏腺提取物、 工蚁提取物有较强的EAG反应和明显的招募行为反应。     

红火蚁巢穴土壤中生物碱成分分析

【目的】红火蚁Solenopsis invicta栖息在真菌和细菌较丰富的土壤环境中,容易受多种真菌和细菌性病原体的侵染,因红火蚁的毒液具有很好的防御和抗菌作用,致使红火蚁能生存于此类土壤环境中。为了探索这一奥秘,本研究旨在建立红火蚁巢穴土壤中的毒液生物碱的最佳提取方法,并对毒液生物碱成分进行定量分析。【方法】采集蚁巢周边3 m处的土壤,进行添加、回收红火蚁毒液实验。采用抽滤法提取土壤中的毒液生物碱,利用GC-FID对毒液生物碱成分进行定量分析,筛选最佳的提取溶剂,并且确定添加三乙胺的最佳体积比。然后用最优方法提取蚁巢土壤中的毒液生物碱,并进行定量分析。【结果】正己烷、二氯甲烷、乙酸乙酯、丙酮和甲醇5种提取溶剂中,正己烷处理的生物碱回收率略优。当添加的三乙胺的体积为1 mL及以上时,提取效果最佳。红火蚁巢穴土壤中的毒液生物碱成分中,trans-C15∶1的含量最高,trans-C13∶1的含量次之。巢穴土壤中总生物碱含量约为22μg/g。【结论】三乙胺有助于提取蚂蚁巢穴土壤中的毒液生物碱。红火蚁巢穴土壤中的生物碱浓度较高,有可能对巢穴土壤微生物群落产生重要影响。     

红火蚁告警信息素的GC-EAD分析

【背景】2-乙基-3,6-二甲基吡嗪是红火蚁告警信息素的主要成分,本研究旨在分离、鉴定红火蚁工蚁浸提液中告警信息素成分,分析红火蚁工蚁对告警信息素合成样品混合物的电生理反应。【方法】200 g红火蚁工蚁的正己烷浸提液过硅胶柱,正己烷—丙酮体系洗脱,气相色谱(GC)和气相色谱—质谱联用(GC-MS)分析检测浸提液中含告警信息素的流分,气相色谱—触角电位联用仪(GC-EAD)分析红火蚁工蚁对2-乙基-3,5(6)-二甲基吡嗪混合物的电生理活性。【结果】红火蚁工蚁正己烷浸提液硅胶柱层析分离能够得到含2-乙基-3,6-二甲基吡嗪的流分,GC-MS分析的保留时间在11.45 min。经过GC-EAD分析,发现红火蚁工蚁对2-乙基-3,5(6)-二甲基吡嗪混合物有显著的电生理反应。【结论与意义】红火蚁工蚁对2-乙基-3,6-二甲基吡嗪的电生理反应比2-乙基-3,5-二甲基吡嗪高。     

脂肪酸对红火蚁搬尸行为的影响

【目的】工蚁死亡后易受病原菌的侵染,进而危害蚁巢的健康。为了避免病菌横向传播,活工蚁根据尸体体内特定的化学物质的变化来识别尸体并将其搬运到弃尸堆。本实验旨在研究6种脂肪酸(油酸、亚油酸、棕榈油酸、棕榈酸、硬脂酸和肉豆蔻酸)对红火蚁Solenopsis invicta工蚁搬尸行为的影响,明确不同脂肪酸在其搬尸行为中发挥的作用。【方法】本实验利用GC-MS分析了工蚁活体和尸体提取物的脂肪酸成分,并在室内用滤纸片法测定了红火蚁对6种脂肪酸(10 μg/μL)、不同浓度(0.75和3 μg/μL)的单组分油酸或亚油酸以及不同浓度(0.01, 0.1, 1和10 μg/μL)的这两种酸的混合液的反应。【结果】结果表明,红火蚁尸体仅含有亚油酸和油酸两种脂肪酸;另外4种脂肪酸(棕榈油酸、棕榈酸、硬脂酸和肉豆蔻酸)对红火蚁的搬尸行为无显著影响;单组分的油酸和亚油酸均能促进红火蚁的搬尸行为,浓度越高,搬尸行为越显著。10 μg/μL的油酸和亚油酸混合液对工蚁的搬尸行为也具有显著的促进效果,低浓度的混合液对其无明显的促进作用(P>0.05)。【结论】结果提示油酸和亚油酸可调控红火蚁的搬尸行为,其他脂肪酸对红火蚁搬尸行为不产生影响。     

不同剂量灭蚁威饵剂对红火蚁的田间防治效果评价

【目标】明确红火蚁Solenopsis invicta Buren毒饵最佳使用剂量有助于有效控制红火蚁、降低防治成本和保护生态安全。【方法】采用活动蚁巢减退率、工蚁减退率与蚁群级别降低率综合评价了单蚁巢点施不同剂量灭蚁威饵剂对红火蚁的田间防治效果。【结果】结果表明,地表有效体积大小一致的蚁巢实施25、20、15、10、5 g饵剂处理25 d后,对应的活动蚁巢减退率分别为80%、90%、100%、90%、90%,工蚁减退率分别为100%、100%、100%、98.1%、99.2%,蚁群级别降低率为86.7%、90%、100%、80%、76.7%。同时,在最适投饵量基础上,针对不同地表有效体积大小的蚁巢投施相应饵剂量,综合防治效果达94%以上。【结论】上述结果可见,对蚁巢地表有效体积大小0.066 m~3的蚁巢施用15 g灭蚁威饵剂能起到最佳的防治效果,而且每0.03 m~3蚁巢地表有效体积大小相对应的饵剂量为5 g。     

高效氯氟氰菊酯微囊悬浮剂与二阶段法对红火蚁的田间防治效果评价

研究了高效氯氟氰菊酯微囊悬浮剂与二阶段法对红火蚁的田间防治效果。结果表明,0.25 g/L高效氯氟氰菊酯微囊悬浮剂施药后击倒红火蚁迅速,14 d后活动蚁巢减退率、工蚁减退率、蚁巢级别降低率、综合防治效果均达到100%。使用0.045%茚虫威饵剂搭配0.25 g/L高效氯氟氰菊酯微囊悬浮剂的二阶段法,5 d后红火蚁的活动蚁巢和工蚁数量均显著下降,14 d后活动蚁巢减退率、工蚁减退率、蚁巢级别降低率、综合防治效果均达到100%。结果表明,0.25 g/L高效氯氟氰菊酯微囊悬浮剂对红火蚁具有高效的控制作用,在实际使用时可根据防治面积的大小选择单独灌巢还是配合饵剂的二阶段法。     

不同品级红火蚁体内生物碱含量的比较

本文旨在比较不同有机溶剂,不同浸泡时间对红火蚁体内生物碱的提取效率以及同巢蚁群中不同品级的红火蚁体内生物碱之间的差异。选用红火蚁整体浸泡法,获取生物碱样品,利用GC-FID技术进行定量分析。结果表明利用正己烷浸泡1 h即可获得红火蚁体内大部分的生物碱。同巢蚂蚁种群中,雌性生殖蚁体内生物碱含量最高,约为82μg/头,而工蚁体内的生物碱含量与个体大小呈正相关。     

四种农药两种处理方法对红火蚁工蚁作用的室内筛选

【目的】为探讨及筛选对红火蚁Solenopsis invicta Buren工蚁高效低毒的药剂,以应用于红火蚁的化学防治。【方法】本试验采用胃毒、药膜法测定阿维菌素、甲维盐、辛硫磷、高效氯氰菊酯4种农药对红火蚁工蚁的室内毒力测定。【结果】辛硫磷对红火蚁工蚁的胃毒LC_(50)值最小,为3.42×10~(-4)mg/m L;而甲维盐对红火蚁工蚁的触杀LC_(50)值最小,为2.56×10~(-5)mg/m L。【结论】红火蚁工蚁对辛硫磷、甲维盐较为敏感。甲维盐作为以阿维菌素为原料经过化学修饰而得到的一种高效杀虫剂,利用红火蚁"交哺习性"进行传毒,作为胃毒饵剂具有较好的前景。     

红火蚁工蚁受侵扰的行为反应强度与蚁巢大小和侵扰强度之间的关系研究

红火蚁Solenopsis invicta Buren的防御行为是其被认定为社会性昆虫的关键特征之一。红火蚁蚁巢受到侵扰时,工蚁会快速涌出搜寻侵扰物并展开攻击。然而,蚁巢受侵扰后工蚁的行为反应与蚁巢大小和侵扰强度之间的关系有待进一步明确。为此,本研究通过野外视频记录并结合室内统计分析的方法来明确不同大小的红火蚁蚁巢受侵扰后工蚁反侵扰行为的动态过程。结果表明,蚁巢大小和受侵扰强度对蚁巢受侵扰后工蚁的反应速度具有显著影响。同等侵扰强度下,与中、大型蚁巢相比,小型蚁巢的工蚁往往表现出更慢的行为反应。尤其在低侵扰强度时,小蚁巢工蚁的反应时间平均0.8 s,而中蚁巢和大蚁巢均仅为0.34 s。当侵扰强度相同时,蚁巢越大,受侵扰后召集工蚁的数量越多;当蚁巢大小相同时,侵扰强度越高,召集工蚁的数量越多。但无论是蚁巢大小还是侵扰强度的不同,红火蚁蚁巢受侵扰后,召集工蚁的数量到达峰值的时间均为30 s左右。研究结果为进一步了解红火蚁的防御行为,科学预防红火蚁的攻击,以及有效开展红火蚁的防治提供了重要的实验依据。     

红火蚁工蚁对棉蚜诱导的棉花挥发物的嗅觉和行为反应

【目的】红火蚁 Solenopsis invicta 与棉蚜 Aphis gossypii 存在兼性共生关系,红火蚁可能利用棉蚜危害诱导棉花释放的挥发物定位棉蚜。本研究将测试红火蚁工蚁对棉花挥发物的嗅觉和行为反应。【方法】使用Y型管实验测试红火蚁工蚁对棉花气味的行为反应;以红火蚁告警信息素2-乙基-3,5(6)-二甲基吡嗪为阳性对照,测试红火蚁工蚁对不同剂量(100, 10, 1 和0.1 μg)的9种棉花挥发物组分[α-蒎烯、β-蒎烯、β-石竹烯、( E, E )-4,8,12-三甲基-1,3,7,11-十三碳四烯(TMTT)、( E )-4,8-二甲基-1,3,7-壬三烯(DMNT)、辛醛、6-甲基-5-庚烯-2-酮、顺-3-己烯基乙酸酯和水杨酸甲酯]的触角电位反应;再利用Y型嗅觉仪测试这些挥发物对红火蚁工蚁的行为选择影响。【结果】结果表明,受棉蚜为害的棉花较健康棉花对红火蚁工蚁具有极显著的引诱效果。红火蚁对9种挥发物组分的EAG反应随着剂量升高而升高。各化合物在100 μg剂量时EAG反应值最大,其中,工蚁对水杨酸甲酯和6-甲基-5-庚烯-2-酮这两个化合物反应最强。在行为选择实验中,化合物水杨酸甲酯、6-甲基-5-庚烯-2-酮和DMNT对红火蚁工蚁均具有显著的引诱效果。【结论】棉蚜诱导的棉花挥发物中水杨酸甲酯和6-甲基-5-庚烯-2-酮对红火蚁有显著的引诱效果,这2种化合物可能在红火蚁定位棉蚜、建立共生关系中起着关键的作用。     

华南地区桑园和荒地两种生境中红火蚁觅食工蚁的食物组成

【目的】红火蚁Solenopsis invicta Buren是世界最危险的有害入侵生物之一,2004年入侵我国华南地区,并给农林业安全、生态安全带来极大危害。调查并明确田间红火蚁觅食工蚁的食物种类及数量,不仅为评估红火蚁猎食对生态环境中节肢动物群落的影响,而且为红火蚁防治饵剂的改进提供科学依据。【方法】本研究采用蚁道剖析法,对华南地区桑园和荒地两种生境中红火蚁觅食工蚁搬运的固体残片取样和鉴定;依搬运工蚁及其固体残片尺寸进行测量分级并称重,以分析工蚁多态性与固体食物大小的关系;采用薄层色谱法和氨基酸分析法测定嗉囊液体样品的营养成分及含量。【结果】在华南地区桑园和荒地中,红火蚁觅食工蚁搬运回巢的固体食物包括固体的动物残片和植物种子,其中动物残片属于3门7纲21个类群(包括14个昆虫目),昆虫纲动物所占比例为总固体食物的45.53%~46.10%。工蚁偏好搬运长1.400±0.043 mm~2.306±0.063 mm和宽0.723±0.028 mm~1.261±0.051 mm的固体残片,其重量在0.203~0.413 mg之间。红火蚁觅食工蚁嗉囊液体由多种氨基酸、果糖和葡萄糖组成,在桑园和荒地采集到的红火蚁嗉囊液体样本中的氨基酸总含量分别为1 544.31 mg/L和861.48 mg/L,氨基酸种类分别为33种和32种,其中31种氨基酸为共有的。【结论】华南地区桑园和荒地中,红火蚁固体食物组成均以昆虫纲动物为主;参与固体残片搬运觅食蚁的80%属于中型工蚁,搬运较大型固体残片的大型工蚁仅占5%;红火蚁工蚁嗉囊液体含有丰富的氨基酸和单糖。     

红火蚁及其他两种蚂蚁毒腺细菌鉴定与多样性分析(英文)

【目的】本研究旨在分析红火蚁Solenopsis invicta毒腺细菌群落多样性,并与热带火蚁Solenopsis geminata和聚纹双刺猛蚁Diacamma rugosum比较毒腺细菌群落差异。【方法】采用Illumine Hiseq 2500测序平台对红火蚁(工蚁、有翅蚁和蚁后)、热带火蚁(工蚁)及聚纹双刺猛蚁(工蚁)毒腺细菌群落16S rRNA基因V3-V4区测序,基于测序数据进行生物信息学分析。【结果】变形菌门(Proteobacteria)在红火蚁工蚁、有翅蚁和蚁后以及热带火蚁工蚁毒腺中占优势,而厚壁菌门(Firmicutes)在聚纹双刺猛蚁工蚁毒腺中占优势。与红火蚁工蚁和有翅蚁相比,柔壁菌门(Tenericutes)在红火蚁蚁后毒腺中更丰富。广州红火蚁蚁后毒腺中假单胞杆菌Pseudomonas相对丰度显著高于其在有翅蚁及工蚁中的。螺原体Spiroplasma相对丰度在热带火蚁毒腺中显著高于在聚纹双刺猛蚁工蚁毒腺中的。毒腺中细菌多样性分析发现,芽孢杆菌属Bacillus和乳酸杆菌属Lactobacillus在广西红火蚁工蚁中的相对丰度显著高于在广州红火蚁工蚁中的。然而,乳酸杆菌属细菌在聚纹双刺猛蚁工蚁毒腺中的相对丰度显著高于广西的热带火蚁工蚁毒腺中的。【结论】毒腺细菌组成和多样性在3种不同种类蚂蚁工蚁和红火蚁不同品级中存在差异。     

蚁巢受到干扰后红火蚁工蚁的连续性活动变化

红火蚁Solenopsis invicta Buren工蚁活动能力与蚁群健康、环境条件等密切相关,对蚁群进行干扰会引起工蚁防卫和攻击行为。本文采用标尺插入法对蚁巢进行干扰破坏,测定了工蚁活动性指数,结果显示在相同干扰程度下活动性指数随蚁巢体积增大而增大,相同蚁巢时随着干扰程度增加而活动性指数先迅速增大后基本保持不变。间隔5 min对蚁巢实施连续干扰后工蚁活动性呈明显连续下降趋势,第5次干扰后工蚁的响应活动变得很弱,工蚁活动性指数与干扰时间之间关系符合二次曲线方程。     

红火蚁告警信息素的GC-EAD分析

[背景]2-乙基-3,6-二甲基吡嗪是红火蚁告警信息素的主要成分,本研究旨在分离、鉴定红火蚁工蚁浸提液中告警信息素成分,分析红火蚁工蚁对告警信息素合成样品混合物的电生理反应。[方法]200 g红火蚁工蚁的正己烷浸提液过硅胶柱,正己烷—丙酮体系洗脱,气相色谱（GC）和气相色谱—质谱联用（GC-MS）分析检测浸提液中含告警信息素的流分,气相色谱—触角电位联用仪（GC-EAD）分析红火蚁工蚁对2-乙基-3,5（6）-二甲基吡嗪混合物的电生理活性。[结果]红火蚁工蚁正己烷浸提液硅胶柱层析分离能够得到含2-乙基-3,6-二甲基吡嗪的流分,GC-MS分析的保留时间在11.45 min。经过GC-EAD分析,发现红火蚁工蚁对2-乙基-3,5（6）-二甲基吡嗪混合物有显著的电生理反应。[结论与意义]红火蚁工蚁对2-乙基-3,6-二甲基吡嗪的电生理反应比2-乙基-3,5-二甲基吡嗪高。     

华南地区典型生境中红火蚁觅食行为及工蚁召集规律

观察研究了华南地区几种典型生境中红火蚁对不同类型食物的觅食行为和工蚁召集动态规律。研究结果表明红火蚁觅食行为存在搜寻、召集及搬运等主要过程。不同生境中红火蚁对食物的搜寻时间存在一定差异,荔枝园中搜寻时间明显长于其它生境;荔枝园、荒地、路边生境中红火蚁对蜂蜜的搜寻时间明显长于其它几种食物;同一生境中红火蚁对不同重量的同种食物搜寻时间无明显变化。发现食物后召集的工蚁数量随着时间延长呈现不断增加的趋势,对于较大的食物一般30min左右召集的工蚁数量达到最大,之后趋于稳定并逐渐减少,而对于可以直接搬动的食物发现后15min左右群体召集数量达到最大并很快将其搬走。召集工蚁数量与发现后时间的关系符合二次非线性方程,建立了火腿肠、花生油和蜂蜜等食物上红火蚁工蚁召集数量与发现时间的关系模型,分别为Na=4183.91e^-0.0327T-4231.48e^-0.0346T,Na=3253.78e^-0.0233T-3314.59e^-0.0271T,Na=117.97e^-0.0131T-163.93e^-0.0808T。对于不同食物红火蚁发现后召集的最大工蚁数量间有明显差异,其中花生油上最大,平均为176．3头,火腿肠上次之,为90．4头,蜂蜜上最少,为68．0头。对于不同重量的同种食物,工蚁的召集动态规律较为一致,发现食物后25-30min左右工蚁的召集数量均达到最大值,之后缓慢减少,发现食物后时间长度和食物上工蚁数量也符合房室模型函数Na=c1×exp（-c2T）-c3×exp（-c4T）。同种食物不同重量之间同一时间召集的工蚁数量存在较大差异,呈随食物重量增大而增大趋势。不同生境中对相同质量同种食物工蚁召集数量动态总体变化规律相近,但在发现食物后工蚁数量增长的速度和最大召集工蚁的数量存在明显差异,以路边工蚁数量增长最快、工蚁总数最多,苗圃次之,荔枝园、荒地中工蚁增长速度均较低。红火蚁对不同食物种类切割、搬运耗时存在很大差异,搬运完0．5g的火腿肠需要26．23h,而黄粉虫幼虫（重量约为0．1g）仅为15．6min。不同生境中红火蚁对相同重量同一种食物的搬运耗时也不同,荔枝园要长于其它生境。     

Foraging behavior and recruitment of red imported fire ant Solenopsis invicta Buren in typical habitats of South China

The foraging behavior consisted of three steps: searching, recruitment and transportation. Searching time was different for different foods; searching time for honey was longer than that for any other food tested. It was also affected by habitats with the searching time of fire ants in a litchi orchard being significantly longer than that for other habitats (p<0.01). However, the weight of the food had no obvious effect on the searching time. The recruitment of fire ant workers during foraging was regular, and there was a strong relationship between the number of recruited workers and the transportation time. When the food was too heavy to transport immediately into the nest, the number of recruited workers was maximum at 30 min after the food was initially found. For smaller sized food sources maximum recruitment of workers was possible at a shorter time and the food was more rapidly transported back to the nest. For different foods, the dynamics of recruitment were similar although the number of recruits was different. The weight of the food and the habitats also deeply affected the time spent on transportation.