昼夜温度波动对麦长管蚜生理生态表型影响及其相关性研究

昼夜温度波动变化是气候变暖的主要特征之一,昼夜变温幅度对生物的影响越来越受到科学家的关注。与恒温研究相比,变温幅度对昆虫生活史特征影响的研究还十分有限。因此,本研究模拟自然界24 h温度变化,并首次全面研究了相同平均温度（22℃）下不同变温幅度（±0℃、±6℃、±12℃）对麦长管蚜Sitobion avenae生理指标（温度耐受性、呼吸）与生态指标（发育、存活、寿命、繁殖、种群参数）的影响。结果表明,与变温幅度±0℃和±12℃相比,变温幅度±6℃显著提高了麦长管蚜整体存活、寿命、繁殖以及净增值率与世代周期。与其它处理相比,较大变温幅度±12℃显著阻碍了麦长管蚜若虫发育,抑制了整体存活,缩短了寿命,降低了繁殖量,且显著降低了种群内禀增长率、净增值率与世代周期。但是,较大变温幅度±12℃,显著提高了成蚜的耐热、耐寒性与CO2呼吸速率。研究还发现,在不同变温幅度中,麦长管蚜成蚜耐寒性的提高是以寿命为代价的。由此可见,以往以恒温为基础的昆虫种群表型及数量动态预测模型均存在局限,昼夜变温幅度作为必要因素,应考虑纳入种群表型及数量动态预测模型中,从而提高昆虫田间发生情况预测预报的准确性与气候变化对生物的风险评估的精确性。     

温度对扶桑绵粉蚧生长发育的影响

【目的】扶桑绵粉蚧Phenacoccus solenopsis Tinsley是近年在我国新发现的一种重要外来入侵害虫,对我国棉花生产具有潜在的巨大威胁。本研究以棉花作为寄主,探索恒温及变温条件对扶桑绵粉蚧生长发育的影响。【方法】在光周期为12L∶12D,RH 70%±5％,在系列恒温及变温（温度波动范围为±1℃）条件下,用棉花饲养扶桑绵粉蚧,观察和分析了不同温度下各龄虫态的发育历期、发育速率、存活率和繁殖力及发育起点温度、有效积温、最适发育温度、极限高温等。【结果】在恒温17~32℃范围内,扶桑绵粉蚧各虫态的发育历期随温度升高而逐渐缩短,当温度达到27℃时发育速率值增幅最大,其中在恒温22~32℃范围内,该虫具有较高的生长发育速率和存活率,且繁殖能力较强,而在恒温37℃条件下,该虫不能完成整个生活史而死亡。在循环变温条件（25~40℃）下,该虫表现出更好的适应性：发育历期更短,速率更快,存活率更高,繁殖力也达到了恒温条件下的平均水平。雌雄虫的发育起点温度分别为9.0℃和8.1℃,而达到成虫时所需有效积温分别为322.6日度和344.8日度。通过拟合发育速率与温度之间的非线性回归关系求出雌雄虫最适发育温度分别为30.5℃和29.9℃,而极限高温分别为36.6℃和35.8℃。【结论】扶桑绵粉蚧适温范围广泛,特别是在变温条件下的适应性非常强。这些结果为预测扶桑绵粉蚧在我国主要棉区的分布提供了依据。     

温度对胡萝卜微管蚜生长发育繁殖的影响

【目标】明确温度对胡萝卜微管蚜Semiaphis heraclei(Takahashi)生长发育和繁殖的影响。【方法】在室内5个温度梯度下(19、22、25、28、31℃)观察并比较胡萝卜微管蚜的发育历期、存活率、存活寿命及产仔量。【结果】在19?31℃范围内,胡萝卜微管蚜各龄期及完整世代的发育历期均随着温度的升高而缩短,完成一个世代分别需要22.17、17.13、12.57、10.03和7.83 d。温度与发育速率呈极显著相关(P<0.01,r>0.8),温度越高发育速率越快。胡萝卜微管蚜4个若蚜期和世代的发育起点分别为14.15、13.87、13.64、15.06、12.92℃,有效积温分别为29.98、29.30、28.54、24.00和144.21日?度。建立了胡萝卜微管蚜各个发育阶段的历期预测式。在5个恒温下胡萝卜微管蚜1?4龄及世代的存活率随温度的变化而小幅波动。在19?31℃范围内,该蚜虫世代的存活率分别为40.0%、52.5%、62.5%、60.0%和47.5%。25℃该蚜虫的存活率相对较高,1?4龄及世代的存活率分别为82.5%、81.8%、92.6%、100%和62.5%。在相同温度条件下该蚜虫不同发育阶段的存活率存在差异。存活寿命随着温度的升高而缩短,19℃时寿命最长,为33.30 d,31℃时寿命最短,为15.40 d。产仔期随着温度的升高而缩短,19℃时产仔期为11.13 d,31℃时为7.57 d。在19?31℃范围内,该蚜虫的单雌产仔总量分别为26.33、27.93、32.53、27.13和17.93头。【结论】温度是影响胡萝卜微管蚜的生长发育、存活和繁殖的重要因素。25℃时胡萝卜微管蚜各龄期及世代的发育历期较短,存活率较高,单雌产仔总量最大。25℃较适合该蚜虫生长发育和繁殖。     

寄主和温度对半闭弯尾姬蜂饲养的影响

【目的】对半闭弯尾姬蜂Diadegma semiclausum Hellen室内饲养过程中影响繁殖的寄主和温度这两个因子进行研究,得到半闭弯尾姬蜂室内繁殖饲养时的最佳寄主数量和温度。【方法】在室内设置不同小菜蛾Plutella xylostell(L.)幼虫数量和幼虫龄期条件下,研究了幼虫数量和龄期对半闭弯尾姬蜂寄生率的影响,以及设置6个恒温(15、20、22、25、27和30℃)条件下研究了温度对半闭弯尾姬蜂发育历期、羽化率、性比的影响。【结果】小菜蛾幼虫数量在30~90头范围内对半闭弯尾姬蜂寄生率无影响,但超过90头后,寄生率明显下降;半闭弯尾姬蜂对小菜蛾幼虫龄期有选择性,对2,3龄小菜蛾幼虫的寄生率高于4龄幼虫;半闭弯尾姬蜂各个虫态的发育历期随着温度的升高而明显缩短,当温度升高到30℃,卵至蛹的发育历期比27℃的发育历期有所缩短,但化蛹后不能正常羽化;在15~22℃的温度范围内,半闭弯尾姬蜂的羽化率和性比随着温度的升高而增加,在22~27℃的范围内,半闭弯尾姬蜂的羽化率和性比随着温度的升高而降低。【结论】在室内饲养扩繁半闭弯尾姬蜂时应选用2~3龄的小菜蛾幼虫,每对半闭弯尾姬蜂提供的小菜蛾幼虫数量为40~50头;以22℃为最适合温度。     

昆虫发育过程中的速率累加效应对其日均发育率的影响

昆虫发育速率V与温度T之间呈S型曲线关系。在确定适合昆虫发育的变温范围的基础上,利用萝卜蚜的试验数据,通过计算机模拟,探讨了“速率累加”过程通过V与T之间的曲线关系在各种变温条件下对昆虫日均发育速率所产生的影响。结果表明,在排除温度波动本身可改变瞬时发育速率的前提下,这种速率累加效应导致在低温区内变温下的发育比在恒温下快,在高温区内则相反,且温度变幅越广差异就越大。文中指出,由于日均发育速率会依温度的变化方式和幅度不同而发生改变,而依据恒温速率曲线可计算出各种变温下的发育进度,故对于预测昆虫在适温区发育进度而言,恒温试验结果比变温试验结果具有更广泛的适用性。     

温度对沙巴拟刀角瓢虫生长发育和繁殖的影响

【目的】明确不同温度对沙巴拟刀角瓢虫Serangiellasababensis生长发育和繁殖的影响,为烟粉虱天敌的应用提供理论依据。【方法】在17、20、25、30和32℃的恒温条件下,测定沙巴拟刀角瓢虫的存活率和发育历期,计算出发育起点温度、有效积温和生命表参数。【结果】成虫前期存活率和产卵量在25℃时最高,分别为80.78%±6.42%和（284.00±59.71）粒。从卵发育至成虫的发育历期在17℃时最长（57.06±1.28）d,30℃时最短（13.85±0.12）d。成虫前期的发育起点温度和有效积温分别为（11.29±1.86）℃和（271.40±34.44）日·度。在25℃时,沙巴拟刀角瓢虫种群的净增殖力R0最高,内禀增长率rm在30℃最高。【结论】沙巴拟刀角瓢虫的最适温区为25-30℃,与烟粉虱Bemisia tabaci (Gennadius)的最适温区相近,可以在烟粉虱暴发的时期大量应用。     

温度对栎黄枯叶蛾生长发育及繁殖的影响

【目的】栎黄枯叶蛾Trabala vishnou gigantina是近年在沙棘Hippophae rhamnoides林中大面积暴发的一种食叶害虫,以幼虫取食叶片,导致沙棘长势衰弱甚至死亡。本研究旨在明确温度对栎黄枯叶蛾生长发育及繁殖的影响,以便对其进行预测预报及采取防治措施。【方法】分别在5个恒温(19,22,25,28和31℃)条件下研究了温度对栎黄枯叶蛾各虫态发育历期、取食量、交配率、产卵、寿命等的影响。【结果】在19~31℃温度范围内,随着温度升高,各虫态发育历期逐渐缩短。卵、幼虫、蛹、产卵前期和全世代的发育起点温度分别为9.24±0.45,10.85±0.87,14.56±0.85,9.65±0.54和10.48±0.52℃,有效积温分别为341.22±9.54,1 285.64±17.65,445.35±8.65,13.34±1.25和2 085.35±25.84日·度。幼虫总取食量和交配率与温度变化关系不大,而成虫的产卵量在22,25和28℃下明显高于其他温度,成虫寿命与温度呈负相关。【结论】22~28℃之间是栎黄枯叶蛾较为理想的生长发育和繁殖温度。研究结果为生产上合理防治该害虫提供了参考依据。     

变温对甘蓝夜蛾生长发育和繁殖的影响

【目的】明确自然变温环境对甘蓝夜蛾Mamestra brassicae生长发育和繁殖的影响,深入研究其对环境温度的适应性。【方法】在13~25℃(日平均19℃), 16~28℃(日平均22℃), 19~31℃(日平均25℃), 22~34℃(日平均28℃)和25~37℃(日平均31℃) 5个梯度变温条件下,以大豆Glycine max植株叶片为寄主材料饲养甘蓝夜蛾卵,测定其各虫态发育历期、发育速率、成虫繁殖力及发育起点温度和有效积温。【结果】变温范围为13~25℃时甘蓝夜蛾发育历期最长,世代发育历期为65.93 d,显著长于其他变温处理。且随温度升高,其发育历期缩短,变温范围为22~34℃时,该虫发育历期最短,世代发育历期为38.46 d,显著短于其他变温处理。在变温范围为25~37℃时,该虫不能正常完成个体发育。在日平均温度(T)19~28℃范围内(最大温差12℃),甘蓝夜蛾卵、幼虫及蛹期的发育速率随温度升高而加快,且各个虫态发育速率(V)拟合方程均符合线性方程模型：V_卵期=0.125+0.048T, V_幼虫期=0.023+0.012T, V_蛹期0.027+0.013T, V_成虫=0.073+0.47T。甘蓝夜蛾雌雄成虫的寿命随着日平均温度的升高而逐渐缩短,雌雄成虫寿命在日变温范围13~25℃时最长,分别为7.91 d和8.00 d;在变温范围22~34℃时最短,分别为3.00 d和3.57 d。甘蓝夜蛾卵、幼虫、蛹、成虫发育起点温度分别为7.98, 6.54, 9.36和10.78℃,有效积温依次为87.00, 607.36, 351.51和108.52 d·℃。16~28℃的变温范围更适合甘蓝夜蛾种群的生存与繁殖,其种群趋势指数I为117.81。【结论】甘蓝夜蛾属于偏低温适应性害虫,对高温环境适应能力较低。研究结果为进一步研究甘蓝夜蛾自然种群发生规律及其发生期、发生量预测预报提供了科学依据。     

恒温和变温对小菜蛾发育速率的影响

研究了小菜蛾的发育速率在恒温和自然变温下的变化规律。恒温下小菜蛾在 8～ 32℃内能完成整个幼期的发育 ,在 30～ 32℃下发育最快。幼虫能完成发育的温度范围宽于卵和蛹。在模拟恒温下发育速率和温度关系时 ,王 -兰 -丁模型效果较好 ,而 Logistic模型能较好地模拟适温区和低温区的发育速率 ,直线模型只能用于适温区内发育速率的模拟。恒温下的存活率和温度符合二次曲线关系。不同恒温下发育历期的分布符合“同形性质”。变温下 ,小菜蛾能够发育的温度范围比恒温下的广。在适温区 ,Logistic模型、直线模型和王 -兰 -丁模型均能较好地模拟变温下小菜蛾的羽化进度 ,但在低温区 ,Logistic模型和王 -兰 -丁模型模拟的效果优于直线模型。     

变温对粘虫生殖及主要能源物质代谢的影响

【目的】明确变温与粘虫Mythimna separata(Walker)生长发育和生殖的关系及变温条件下粘虫主要能源物质代谢的变化规律。【方法】将粘虫卵置于光周期均为14L∶10D,温度分别为25℃和30℃日恒温和白天30℃、夜晚20℃日变温的条件下饲养,观察记录25℃和30/20℃下的成虫产卵及卵巢管发育情况,再取30℃和30/20℃下饲养获得的3龄幼虫、6龄幼虫、蛹和1日龄成虫,测定其糖原、海藻糖和甘油三酯3种能源物质的含量及海藻糖酶、3-磷酸甘油醛脱氢酶、3-磷酸甘油脱氢酶及3-羟酰辅酶A脱氢酶等4种主要能源物质代谢酶的活性。【结果】25℃与30/20℃饲养条件下相比,1日龄雌成虫卵巢管发育明显滞后,但单雌产卵量显著较多;蛹期糖原、海藻糖和甘油三酯的含量均高于3龄和6龄幼虫,成虫期各能源物质含量均较低。30/20℃日变温下粘虫体内供试3种能源物质的含量显著高于30℃日恒温(6龄幼虫和蛹期甘油三酯含量在两温度下无显著差异);温度变化对供试4种酶活性的影响差异显著。【结论】温度变化对粘虫的生长发育和繁殖具有显著的影响。在粘虫生长发育过程中以糖代谢为主;变温会加速糖代谢,减缓部分发育阶段的脂代谢,更有利能源物质的积累。     

室内条件下小菜蛾在五种花椰菜栽培种上的生物学和种群统计(英文)

【目的】小菜蛾Plutella xylostella (L.)是全球十字花科植物上最重要的害虫。由于施药成本的增加以及对环境的破坏性危害,抗性栽培种成为控制小菜蛾的理想选择。本研究中,鉴于对花椰菜不同栽培种的抗感性缺乏充分的了解,我们评价了几个常见栽培种的抗性以及不同植物栽培种对害虫种群增长潜力的影响。【方法】在25±2℃, RH 65%±5% 和光周期16L∶8D的室内条件下,研究了小菜蛾P. xylostella在5种花椰菜栽培种（Smilla, White cloud, Buris, Galiblanka 和Tokita）上的生命表参数。【结果】不小菜蛾幼期发育历期变化范围从Smilla上的13.44 d至Buris上的15.88 d。在Buris上观察到最高的生殖力。在Smilla上饲养的小菜蛾种群内禀增长率（0.27±0.02）和有限增长率（1.32±0.13）最高,而倍增时间最短（2.50 d）。【结论】因此,与其他栽培种相比,在伊朗南部Smilla更适合小菜蛾存活和繁殖,在条件合适和天敌缺乏时该害虫的种群能快速增长。     

温度和食料对白眉野草螟幼虫生长发育的影响

【目的】白眉野草螟Agriphila aeneociliella(Eversmann)是近年在我国小麦上新发现的一种害虫,以幼虫在小麦茎基部取食危害,造成缺苗断垄,对我国小麦的安全生产构成潜在的威胁。本研究旨在明确温度和食料对其生长发育的影响,对该害虫的预测预报和有效防控具有重要的指导意义。【方法】在光周期14L∶10D,RH 70%±5%的条件下,设置系列恒定温度,用小麦作饲料,记录和分析不同温度下幼虫各龄的发育历期、存活率,明确其发育起点温度、有效积温;设置温度25℃,光周期14L∶10D,RH 70%±5%的条件,分别用小麦、玉米和人工饲料饲养,分析不同食料对其生长发育和成活率的影响。【结果】在恒温(13~29℃)范围内,白眉野草螟幼虫发育历期随温度升高而逐渐缩短,存活率没有明显差异;在恒温33℃,该虫不能完成幼虫期生长发育而死亡。不同食料饲养后,幼虫各龄发育历期存在显著差异,顺序为取食小麦取食玉米取食人工饲料,尤其是1-3龄幼虫差异最为明显,取食小麦、玉米的4-6龄幼虫发育历期差异未到达显著水平,但显著低于取食人工饲料的幼虫。【结论】白眉野草螟幼虫具有很强的温度适应能力,不同温度对其发育历期具有显著的影响;在目前白眉野草螟发生危害区的主要粮食作物中,小麦为其最适宜寄主,室内条件下取食玉米也能完成幼虫期的生长发育。本研究为制定白眉野草螟在我国的潜在发生危害区提供了理论数据,为田间种群动态变化的预测预报和综合治理提供了技术支撑。     

四种农药对小菜蛾体温的影响

【目的】本研究旨在为阐明小菜蛾Plutellaxylostella体温在其防治中的应用价值提供资料。【方法】在不同人工气候箱内温度(环境温度)下,测定小菜蛾2, 3和4龄幼虫的体温,建立各龄幼虫体温(y)与环境温度(x)的关系方程;同时测定了不同环境温度下不同浓度阿维菌素、毒死蜱、氟虫腈和高效氯氰菊酯分别处理后小菜蛾3龄幼虫在不同处理时间的体温。【结果】小菜蛾2, 3和 4龄幼虫体温(y)与环境温度(x)关系方程分别为y＝0.95x+1.19(r=0.9463), y＝0.95x+1.18(r=0.9988),以及y＝0.93x+1.45(r=0.9989),等温点分别为22.16℃,21.40℃和21.41℃。在气候箱温度设定为15℃或40℃时,4种农药都对小菜蛾3龄幼虫体温无影响;而其他温度条件下,农药处理都可能改变小菜蛾3龄幼虫体温。对于阿维菌素,25℃下 2, 4和8 mg/L处理12 h,2和4 mg/L处理24 h, 0.5, 2, 4和8 mg/L处理36 h以及0.5, 1, 2和8 mg/L处理48 h时3龄幼虫体温均显著高于对照, 8 mg/L阿维菌素处理24 h时3龄幼虫体温显著低于对照;30℃下0.5 mg/L处理24 h及1 mg/L处理36 h 3龄幼虫体温显著低于对照,1 mg/L处理48 h和各浓度处理60 h时3龄幼虫体温均显著高于对照;35℃下只有1和8 mg/L处理48 h时3龄幼虫体温显著低于对照。对于毒死蜱,20℃下50, 200和800 mg/L处理24 h, 100, 400和800 mg/L处理36 h时3龄幼虫体温都显著低于对照;25℃下100和200 mg/L处理12h, 800 mg/L处理24 h, 100, 200和800 mg/L处理60 h时3龄幼虫体温均显著低于对照,而50, 100, 200和400 mg/L处理24 h, 100和200 mg/L处理36 h及100和400 mg/L处理48 h时3龄幼虫体温均显著高于对照;30℃下只有800 mg/L处理24 h时3龄幼虫体温显著低于对照,50, 100, 200和800 mg/L处理60 h时3龄幼虫体温显著高于对照。对于氟虫腈,20℃下只有0.5 mg/L处理36 h时3龄幼虫体温显著低于对照;25℃下 4 mg/L处理12 h和各浓度处理60 h时3龄幼虫体温显著低于对照,0.5 mg/L处理24 h以及0.25, 1和2mg/L处理48 h时3龄幼虫体温均显著高于对照;30℃下 0.25和0.5 mg/L处理12 h, 0.25和2 mg/L处理24h, 4 mg/L处理48 h以及2 mg/L处理60 h时3龄幼虫体温显著低于对照;35℃下只有0.25和0.5 mg/L处理60 h时3龄幼虫体温显著高于对照。对于高效氯氰菊酯,20℃下2和8 g/L处理36 h, 4和8 g/L处理48 h时3龄幼虫体温显著高于对照;25℃下 2, 4和8 g/L处理12 h时3龄幼虫体温均显著低于对照, 0.5, 4和8g/L处理24 h, 1, 4和 8 g/L处理36 h以及1, 2和4 g/L处理60 h时3龄幼虫体温均显著高于对照;30℃下 0.5和1 g/L浓度处理12 h, 0.5, 1, 4和8 g/L处理24 h以及1, 2和8 g/L处理60 h时3龄幼虫体温都显著低于对照。【结论】小菜蛾幼虫自律性体温调节能力低;阿维菌素、毒死蜱、氟虫腈或高效氯氰菊酯处理影响小菜蛾3龄幼虫的体温,影响形式随农药种类和浓度,环境温度及处理时间不同而不同。本研究拓宽了农药毒理学及害虫防治研究内容。     

栾多态毛蚜在不同温度下的实验种群生命表

【目的】为明确温度对栾多态毛蚜Periphyllus koelreuteriae(Takahashi)生长发育和繁殖的影响。【方法】在室内12,15,18,23,26和29(±1)℃,60%±7%RH和15L∶9D条件下,测定了栾多态毛蚜各发育阶段的历期、存活率和成蚜的产卵量,组建了栾多态毛蚜的实验种群生命表。【结果】在29℃条件下,卵不能孵化;在12~23℃范围内,卵和若蚜的发育历期随着温度的升高而缩短,均以12℃下的历期最长,分别为13.97 d和21.94 d,以23℃下最短,分别为5.86 d和7.34 d;在12~26℃范围内,温度与发育速率的关系符合Logistic模型;成蚜的生殖前期和寿命随着温度的升高而缩短;产卵量以18℃和23℃时最高,分别为107.06和120.23头/雌,26℃时最低,仅为63.16头/雌。生命表分析表明,净生殖率和内禀增长率随温度升高而增大,至23℃时达最大,内禀增长率与温度之间的关系可用rm=-0.0018T2+0.075T-0.5945(R2=0.9419,P=0.0481)来描述。【结论】温度对栾多态毛蚜的生长发育和繁殖有很大的影响,18~23℃是最适宜该虫种群增长的温度范围。     

短时高温对桃小食心虫生长发育与繁殖的影响

【目的】桃小食心虫Carposina sasakii是我国北方落叶果树的重要害虫。本研究旨在探索短时高温对桃小食心虫生长发育和繁殖的影响。【方法】在室内23±1℃、 相对湿度80%±7%和15L∶9D条件下, 测定了桃小食心虫卵、 幼虫、 蛹、 成虫在经历35, 38和41℃高温处理1～4 h后各阶段的发育历期、 存活率和产卵量。【结果】 短时高温对卵的孵化率无明显影响; 经41℃处理后, 初蛀果幼虫(1日龄)的发育历期明显延长, 且存活率显著降低, 3日龄以上的幼虫受到的影响不明显; 11日龄蛹的羽化率在38℃和41℃处理中明显降低, 畸形率也显著升高; 经38℃和41℃处理的成虫存活率降低, 寿命缩短, 产卵量也减少。【结论】短时高温处理对桃小食心虫卵的影响较小, 而对成虫的影响较大。这些结果有助于深入了解该虫在高温季节种群数量变动机制。     

基于幼虫粪便的小菜蛾肠道细菌分离鉴定及其抗生素敏感性分析

【目的】昆虫肠道微生物对于其食物消化、生长发育以及环境适应性等方面都具有重要作用,本研究旨在探究小菜蛾 Plutella xylostella (L.)幼虫肠道可培养细菌的菌群结构及抗生素敏感性。【方法】对小菜蛾3龄幼虫粪便进行了细菌分离培养和16S rDNA分子鉴定,并采用纸片扩散法对之进行了药敏试验。【结果】小菜蛾3龄幼虫肠道有5属6种细菌,即蒙氏肠球菌 Enterococcus mundtii、欧文氏菌属 Erwinia 2种、成团泛菌 Pantoea agglomerans 、类芽孢杆菌Paenibacillus sp.和栖稻假单胞菌 Pseudomonas oryzihabitans,均与小菜蛾中肠细菌已知种不同,其中蒙氏肠球菌数量最多;蒙氏肠球菌、桃色欧文氏菌和成团泛菌对青霉素、氨苄青霉素、麦迪霉素、克拉霉素和洁霉素均不敏感,而对磷霉素、万古霉素和强力霉素等表现出相似的敏感性。【结论】小菜蛾幼虫肠道细菌菌群组成具有多样性,且存在天然耐药性现象。本研究为进一步开展小菜蛾幼虫肠道细菌微生物区系及功能细菌的研究提供了菌株材料和研究基础。     

Growth,stress, and acclimation responses to fluctuating temperatures in field and domesticated populations of Manduca sexta

Diurnal fluctuations in temperature are ubiquitous in terrestrial environments, and insects and other ectotherms have evolved to tolerate or acclimate to such fluctuations. Few studies have examined whether ectotherms acclimate to diurnal temperature fluctuations, or how natural and domesticated populations differ in their responses to diurnal fluctuations. We examine how diurnally fluctuating temperatures during development affect growth, acclimation, and stress responses for two populations of Manduca sexta: a field population that typically experiences wide variation in mean and fluctuations in temperature, and a laboratory population that has been domesticated in nearly constant temperatures for more than 300 generations. Laboratory experiments showed that diurnal fluctuations throughout larval development reduced pupal mass for the laboratory but not the field population. The differing effects of diurnal fluctuations were greatest at higher mean temperature (30°C): Here diurnal fluctuations reduced pupal mass and increased pupal development time for the laboratory population, but had little effect for the field population. We also evaluated how mean and fluctuations in temperature during early larval development affected growth rate during the final larval instar as a function of test temperature. At an intermediate (25°C) mean temperature, both the laboratory and field population showed a positive acclimation response to diurnal fluctuations, in which subsequent growth rate was significantly higher at most test temperatures. In contrast at higher mean temperature (30°C), diurnal fluctuations significantly reduced subsequent growth rate at most test temperatures for the laboratory population, but not for the field population. These results suggest that during domestication in constant temperatures, the laboratory population has lost the capacity to tolerate or acclimate to high and fluctuating temperatures. Population differences in acclimation capacity in response to temperature fluctuations have not been previously demonstrated, but they may be important for understanding the evolution of reaction norms and performance curves.     

羧酸酯酶介导的小菜蛾对氟虫腈的抗性

【目的】羧酸酯酶（carboxylesterases, CarEs）是昆虫重要的解毒代谢酶之一,可以介导靶标昆虫对多种杀虫剂的代谢抗性。本研究检测了羧酸酯酶对小菜蛾Plutella xylostella 抗药性的介导功能,旨在阐明羧酸酯酶在小菜蛾代谢解毒中的生理生化和分子机理。【方法】采用点滴法测定氟虫腈对小菜蛾敏感种群和抗氟虫腈种群的毒力,以及羧酸酯酶抑制剂磷酸三苯酯（triphenyl phosphate, TPP）对氟虫腈的增效作用;以LC₃₀和LC₅₀浓度的氟虫腈处理抗性小菜蛾,测定药剂处理后CarEs酶活性的变化;利用qRT-PCR技术分析Pxae22和Pxae31两个基因在小菜蛾不同发育阶段、组织和种群的表达模式;利用dsRNA干扰Pxae22和Pxae31后观察基因的表达变化和小菜蛾3龄幼虫对药剂敏感性的变化。【结果】TPP可以削弱小菜蛾3龄幼虫对氟虫腈的抗性,增效倍数约为6倍;使用较低剂量（LC₃₀和LC₅₀）氟虫腈处理小菜蛾3龄幼虫后,处理组CarEs比活力明显高于对照,提示氟虫腈对小菜蛾CarEs活性具有诱导作用。对羧酸酯酶基因Pxae22和Pxae31在小菜蛾不同发育阶段、4龄幼虫不同组织和不同种群3龄幼虫中的表达模式分析发现,这两个基因在小菜蛾4龄幼虫中的表达量最高;在4龄幼虫中以中肠组织中的表达量较高,头、表皮、脂肪体中的表达量很低; 抗性种群中的表达量显著高于敏感种群。通过干扰 Pxae22和 Pxae31后的qRT-PCR验证,两个基因的表达量均显著降低,进一步的氟虫腈毒力测定发现,干扰P xae22和 Pxae31后的小菜蛾3龄幼虫对氟虫腈的敏感性分别增加了1.63倍和1.73倍。【结论】羧酸酯酶在小菜蛾对氟虫腈解毒代谢中具有重要作用;Pxae22和Pxae31是小菜蛾的两个抗性相关基因,其表达水平的变化直接影响小菜蛾对氟虫腈的敏感性。