白蜡窄吉丁幼虫及其天敌的种群空间生态位研究

【目的】为了明确白蜡窄吉丁Agrilus planipennis Fairmaire幼虫及其天敌在寄主树上的分布规律和相互关系。【方法】对天津和北京两个地区绒毛白蜡Fraxinus velutina和辽宁地区水曲柳F mandshurica上白蜡窄吉丁幼虫及其天敌的种群生态位进行研究。【结果】白蜡窄吉丁幼虫及其天敌的数量均随着寄主树干高度的增加而逐渐减少,但在不同寄主树种上的分布范围不同。绒毛白蜡上的分布范围较广,而在水曲柳主干上的分布高度相对较低。天敌对白蜡窄吉丁幼虫在空间资源的利用上也存在差异。在天津地区,白蜡吉丁柄腹茧蜂Spathius agrili Yang(膜翅目:茧蜂科)和啄木鸟(■形目:啄木鸟科)的跟随作用最强,且白蜡吉丁柄腹茧蜂与啄木鸟之间对空间资源的利用存在激烈竞争。在北京地区,啄木鸟的跟随作用最强,病原微生物、扁胫旋小蜂、白蜡吉丁柄腹茧蜂之间对空间和营养资源利用的竞争较激烈。而在辽宁地区,白蜡窄吉丁幼虫和天敌的分布范围较窄,各类天敌在空间上对寄主幼虫的跟随作用不是很明显,但不同天敌种类之间对空间和营养资源的利用也存在竞争。【结论】研究结果为白蜡窄吉丁的综合治理和天敌资源的保护利用提供了理论依据。     

温度对白蜡吉丁柄腹茧蜂发育和繁殖的影响

为了提高白蜡窄吉丁Agrilus planipennis的重要天敌——白蜡吉丁柄腹茧蜂Spathius agrili Yang的繁育效率, 本研究调查了不同温度（22, 24, 26, 28, 30和32℃）对该蜂生长发育及繁殖的影响。结果表明, 在22~32℃范围内, 白蜡吉丁柄腹茧蜂的卵、茧蛹及世代发育速率均随着温度的升高而加快, 而幼虫的发育速率在26℃时最快. 卵、幼虫、茧蛹和世代的发育起点温度分别为14.34, 16.89, 14.16和13.84℃, 有效积温分别为24.59, 61.16, 166.27和276.80日·度。温度对白蜡吉丁柄腹茧蜂的寄生率、寄生成功率、产卵量、子代蜂数量和性比都有不同程度的影响。据此提出适于人工繁育白蜡吉丁柄腹茧蜂的温度范围为26~28℃。     

白蜡吉丁柄腹茧蜂的羽化和产卵与寄主之间的关系

白蜡窄吉丁是危害白蜡属树木的一种重要蛀干害虫,因其幼虫期高度的隐蔽性生活而极难检测和防治.白蜡吉丁柄腹茧蜂是新发现外寄生于白蜡窄吉丁幼虫的优势天敌种,对寄主害虫的控制作用较强,具有良好的生物防治利用前景.研究调查了白蜡吉丁柄腹茧蜂及其寄主白蜡窄吉丁越冬代成虫羽化的时序差异、不同时期林间的寄生率、寄主密度与寄生率的关系以及寄主幼虫大小与茧蜂产卵量的关系.结果表明,越冬后白蜡吉丁柄腹茧蜂的羽化时间比其寄主害虫白蜡窄吉丁的羽化要晚1个多月.2003年白蜡吉丁柄腹茧蜂越冬代成虫的羽化从6月中旬持续到8月中旬,羽化高峰期在7月份;寄主白蜡窄吉丁的羽化期在5月中下旬.2004年白蜡吉丁柄腹茧蜂越冬代成虫的羽化从5月下旬持续到7月下旬,羽化高峰期在6月下旬至7月上旬;寄主羽化期在4月中旬至5月中旬（室内）.越冬后天敌的羽化时间刚好适应最早寄主发育到可供寄生的龄期,这是二者长期协同进化的结果,也表明白蜡吉丁柄腹茧蜂很可能是一种专性寄生蜂.林间白蜡吉丁柄腹茧蜂对白蜡窄吉丁幼虫的自然寄生率随着时间的推移总体上是逐步上升的.自然条件下茧蜂决定是否产卵与寄主幼虫的大小即龄期有关,它仅在前胸宽和体宽1.5 mm、体长12 mm以上,即3～4龄的寄主幼虫体表产卵,但只要接受寄主并产卵,不同龄期寄主幼虫上的产卵量无显著的差异.     

白蜡窄吉丁幼虫及其天敌在空间格局上的关系

调查了白蜡窄吉丁幼虫与其寄生性天敌白蜡吉丁柄腹茧蜂和捕食性天敌啄木鸟啄食白蜡窄吉丁的啄痕在空间格局上的规律.结果表明,在林间水平方向上,白蜡窄吉丁幼虫呈聚集分布,白蜡吉丁柄腹茧蜂和啄木鸟的啄痕也表现为聚集分布;在垂直方向上,白蜡窄吉丁幼虫分布于地面至3.37m以下的树干,主要集中于1.0m左右的主干,天敌也集中在此范围内活动.     

白蜡吉丁柄腹茧蜂的寄生和繁殖生物学

白蜡吉丁柄腹茧蜂Spathius agrili Yang是我国天津地区寄生白蜡窄吉丁幼虫的一种重要天敌。本研究通过林间调查并结合室内观察,测定了该寄生蜂在不同营养条件下的存活时间和不同时期的产卵量,调查了不同寄主大小对寄生蜂后代生长发育的影响,以及寄生蜂对不同深度树皮下的寄主利用情况。结果表明：不同营养条件下白蜡吉丁柄腹茧蜂的存活时间差异很大,补充20％蜂蜜水的成蜂存活时间明显延长,最长可达3个月。相同条件下雌蜂的存活时间比雄蜂略长。在补充营养的条件下,茧蜂的产卵时间最长可达8周,产卵的高蜂在羽化后第2周前后,平均每雌每周产卵量在整个产卵期内基本保持在8～12粒上下,没有大的波动。茧蜂低龄幼虫也可能分泌毒素主动攻击寄主,提高了寄生蜂后代的生存能力。寄主个体大,营养量也大,寄生其上的茧蜂幼虫成功完成发育的数量随之增加,表明寄主营养资源的多少直接影响到寄生蜂后代的生长发育和存活。白蜡吉丁柄腹茧蜂对1～6.5 mm树皮深度范围内的适龄寄主幼虫均能够寄生利用,约92％的被寄生白蜡窄吉丁幼虫个体分布于1～4 mm深度的树皮下,在3 mm厚的树皮下分布的数量最多。茧蜂数量与树皮深度大致上呈抛物线关系,理论上在树皮深度为3.97 mm处茧蜂分布数量最多。     

白蜡吉丁肿腿蜂的生物学和生态学特性及繁殖技术研究

采用室内测定并结合林间实地调查的方法,研究了新发现的寄生于蛀干害虫白蜡窄吉丁的外寄生蜂——白蜡吉丁肿腿蜂Sclerodermus pupariae Yang et Yao的生物学特性及其人工繁殖技术。结果表明,白蜡吉丁肿腿蜂外寄生于白蜡窄吉丁的幼虫和蛹及预蛹,是自然控制该害虫的一种重要寄生蜂,自然寄生率为13.9%左右。该蜂在天津1年发生5代,世代重叠明显,寿命长。白蜡吉丁肿腿蜂的卵、幼虫、茧蛹期和全世代的发育起点温度分别为（16.89±0.79）℃,（17.03±1.42）℃,（16.90±1.68）℃和（15.31±0.47）℃。有效积温分别为（33.82±4.13）日·度、（49.11±7.93）日·度、（128.88±27.87）日·度和（277.00±14.15）日·度。雌性成蜂易于低温保存,对寄主有较强的搜索力和攻击力。繁蜂寄主容易大量获得,是生物防治白蜡窄吉丁的重要理想天敌之一。     

生态恢复状态下天敌对小菜蛾的自然控制作用

通过组建不同防治措施下的小菜蛾自然种群生命表,结果表明,化学防治区小菜蛾自然种群趋势指数为52.52;在生态恢复区,天敌因子对目标害虫的自然控制作用得到恢复和增强,连续4个世代的小菜蛾种群趋势指数分别为16.9、7.16、3.71和4.02,其种群数量的发展得到有效地抑制.影响小菜蛾春季第一、第二、第三及第四代种群数量的重要因子分别为绒茧蜂寄生、4龄幼虫的捕食及其它、赤眼蜂寄生和绒茧蜂寄生,其相应的排除作用控制指数分别为1.39、1.56、1.74和1.54.从天敌与小菜蛾种群相互作用的过程来看,前者对后者的控制作用表现出明显的时滞效应,其种群数量的发展需要一个累积过程.能否采取积极的田间保护、增强措施,将是充分发挥天敌控害潜能的关键因素之一.     

有机稻田褐稻虱种群动态及天敌作用分析

为组建有机稻田褐稻虱Nilaparvata lugens(Stl)种群生态控制系统,系统调查实施有机耕作1年后褐稻虱种群动态,并应用生命表技术评价自然天敌的作用。结果表明,有机晚稻田中褐稻虱种群发生2个世代。高峰期分别为9月底~10月初、10月下旬,平均百丛达502.3,164.5头,种群增长率为常规稻田的31.76%。水稻移栽后天敌数量迅速回升,有机稻田中蜘蛛、捕食性天敌、寄生性天敌分别比常规稻田增长66.10%,166.67%,44.24%。将各类天敌作用相加,以"捕食及其它"、"寄生"对褐稻虱种群的控制作用最强,其EIPC值均显著高于常规稻田相应天敌因子EIPC。     

马尼拉陡胸茧蜂对甜菜夜蛾的控害潜能

为评价幼虫寄生蜂马尼拉陡胸茧蜂对甜菜夜蛾的控害潜能,编制了寄主和寄生蜂的实验种群生命表,测定了马尼拉陡胸茧蜂对甜菜夜蛾幼虫的寄生功能反应。结果表明:甜菜夜蛾年龄特征生命表参数为:净生殖力(种群趋势指数)R0(I)=122.0172,内禀增长率rm=0.1522,世代平均历期T=40.8556(d),周限增长率λ=1.1644;马尼拉陡胸茧蜂寄生甜菜夜蛾幼虫的生殖力表参数为:R0(I)=20.2479,rm=0.3045,T=9.8788,λ=1.3559。马尼拉陡胸茧蜂对甜菜夜蛾幼虫的捕食功能反应符合HollingⅡ型模型,a=0.8952,Th=0.0205,Namax=48.78(头)。通过生命表参数比较和功能反应模型分析,可见马尼拉陡胸茧蜂对甜菜夜蛾幼虫的寄生能力强,繁殖速率高,对甜菜夜蛾种群有较强的控制能力;从世代平均历期T的比较可知,在甜菜夜蛾繁殖1代的时间内,马尼拉陡胸茧蜂可以繁殖4个世代,在时间上天敌对害虫的发生是"超前的"而不是"跟随的"。因此在放蜂技术上应采取相应的对策,才能充分发挥天敌的控害潜能。     

白蜡虫阔柄跳小蜂实验种群生命表的研究

观察了温度对白蜡虫阔柄跳小蜂（Metaphycus ericeri Xu et Jiang）存活和繁殖的影响,组建了18℃、21℃、24℃、27℃、30℃和33℃6种温度下的实验种群生命表,白蜡虫阔柄跳小蜂的世代存活率为24℃＞27℃＞30℃＞21℃＞33℃＞18℃＞15℃,温度过高或过低对白蜡虫阔柄跳小蜂的存活和繁殖不利,24℃和27℃雄虫的怀卵量、产卵量和产卵百分率都显著高于其它温度处理,以抛物线方程y=a bx cx^2拟合世代存活率（S）、种群趋势指数（I）、净生殖率（R0）和内禀增长为（rm）,在24℃、27℃和30℃温度下,白蜡门阔柄跳小蜂的种群趋势指数I＞1,内禀增长力rm＞0,种群数量逐代增加,种群加倍时间分别为15、16和23d,21℃时I≈1,rm≈0,种群数量基本保持不变,18℃和33℃时I＜1,rm＜0,种群数量出现负增长,15℃雌蜂不产卵,不能繁殖后代。     

Susceptibility of two hymenopteran parasitoids of Agrilus planipennis (Coleoptera: Buprestidae) to the entomopathogenic fungus Beauveria bassiana (Ascomycota: Hypocreales)

Emerald ash borer (EAB), Agrilus planipennis Fairmaire, native to Asia, is killing ash trees (Fraxinus spp.) across 15 states and southeastern Canada. Integrated pest management using biological control is the only viable long-term approach for controlling the spread of EAB outside of host resistance. Three hymenopteran parasitoids, Spathius agrili Yang, Tetrastichus planipennisi Yang, and Oobius agrili Zhang and Huang were discovered attacking EAB in China and were approved for release in the United States in 2007. The objective of this study was to assess susceptibility of the larval parasitoid species S. agrili and T. planipennisi, relative to that of EAB, to Beauveria bassiana, an entomopathogenic fungus that infects and kills EAB adults when sprayed on ash bark or foliage. Adult EAB and parasitoids were exposed to B. bassiana inoculated ash twigs for 2 h and then monitored daily for death and signs of infection for up to 10 days. All EAB adults exposed to B. bassiana were fatally infected while mean survival for control EAB was 77%. Average survival in the treatment groups for T. planipennisi and S. agrili were 99% and 83%, respectively, indicating these parasitoids are relatively unaffected by exposure to B. bassiana. This research elucidates interactions between a fungal pathogen and two parasitoids of EAB, and provides data necessary to developing a successful multi-stage integrated management approach to control of EAB.     

寄生性天敌对美洲斑潜蝇种群控制作用评价

组建了美洲斑潜蝇自然种群生命表,在此基础上应用排除控制指数分析方法,分析了寄生性天敌对美洲斑潜蝇自然种群的控制作用。结果表明,美洲斑潜蝇在秋季花前期菜豆上种群趋势指数为５．６１;寄生性天敌的寄生是影响美洲斑潜蝇自然种群数量增长的重要因子;若排除寄生性天敌的作用,其种群密度将增长为原来的２．４７６倍。     

小菜蛾不同地理种群遗传多样性的ISSR标记研究

为阐明小菜蛾Plutella xylostella不同地理种群的遗传多样性, 应用ISSR技术对我国小菜蛾8个地理种群的遗传多样性进行了研究分析。15条引物扩增出395条ISSR条带, 其中多态性条带占89.11%, 全部个体显示了各自独特的ISSR图谱。ISSR标记的遗传多样性分析结果表明： 小菜蛾无论在物种水平上（P=89.11%, H=0.2706, I=0.4286）, 还是在种群水平上（P=88.80%, H=0.2759, I=0.4349）都表现出较高的遗传多样性。其中, 北京南口种群内遗传变异最大, 海南海口和甘肃兰州种群内遗传变异最小, 南方地区（云南、 湖北）小菜蛾种群遗传多样性明显高于北方地区（北京、 天津、 山东、 黑龙江、 甘肃）种群。据种群变异来源分析, 有5.66%的遗传变异来自种群间, 94.34%的变异来源于种群内（N_m=8.3399）, 不同地理种群间没有明显的遗传分化。本文有关小菜蛾不同地理种群基因流动和遗传变异的研究为小菜蛾抗药性的控制及田间种群的综合防治提供了有价值的分子生物学依据。     

春季香蕉假茎象甲自然种群生命表的研究

通过调查研究,组建了以作用因子为组分的春季香蕉假茎象甲（Odoiporus longicollis Oliver）自然种群生命表,在此基础上运用排除作用控制指数法分析了各种因子对假茎象甲自然种群的作用。结果表明,春季假茎象甲自然种群趋势指数成长蕉株上平均为4．3481,留头蕉茎上平均为3．6628,捕食及其它因子对该虫种群控制最大,排除作用控制指数成长蕉株为1．9256,留头蕉茎上为2．3577;自然死亡作用次之,成长蕉株为1．3607,留头蕉茎上为1．3554;寄生或疾病因子作用最小,成长蕉株为1．1988,留头蕉茎上为1．1668,捕食及其他是该虫种群增长的重要控制因子。     

Genetic analysis of emerald ash borer (<Emphasis Type="Italic">Agrilus planipennis</Emphasis> Fairmaire) populations in Asia and North America

Emerald ash borer (EAB), Agrilus planipennis Fairmaire (Coleoptera: Buprestidae), is an invasive pest of North American ash (Fraxinus spp.) trees first discovered outside of its native range of northeastern Asia in 2002. EAB spread from its initial zone of discovery in the Detroit, Michigan and Windsor, Ontario metropolitan areas, in large part, from inadvertent human-assisted movement of infested ash materials. EAB infestations are now known in 15 US states and two Canadian provinces. The primary goal of this study was to use molecular markers to characterize the population genetic structure of EAB in its native and introduced range. This information may provide valuable insights on the geographic origin, potential host range, invasion potential, and additional biological control agents for ongoing management efforts of this destructive wood-boring beetle. EAB were collected from 17 localities in its native Asian range and from 7 localities in North America, and population structure analyzed using mtDNA gene sequences, AFLP fingerprints, and alleles at 2 microsatellite loci. Analysis of mtDNA cytochrome oxidase subunit I gene (COI; 439 bp) sequences revealed all North American individuals carry a common mtDNA haplotype also found in China and South Korea. Additional mtDNA haplotypes observed in China and South Korea differed from the common haplotype by 1–2 nucleotide substitutions and a single individual from Japan differed by 21 nucleotide changes (4.8%). Analysis using AFLP fingerprints (108 loci) indicated Asian populations were more highly variable, yet had less overall population structure, than the North American populations. North American populations appear most closely related to populations in our sample from the Chinese provinces of Hebei and Tianjin City. Further, population assignment tests assigned 88% of the individual beetles from North America to either Hebei or Tianjin City.     

斜纹夜蛾天敌作用的评价

通过组建斜纹夜蛾第４代和第８代自然种群生命表,运用排除作用控制指数分析了生物因子对斜纹夜蛾种群的自然控制作用．结果表明,低龄（１～３龄）幼虫的捕食性天敌是影响斜纹夜蛾种群数量动态的重要因子．对第４代和第８代种群的排除作用控制指数分别为１３．９０４和１２．９４６．如果没有捕食性天敌的作用,下代种群数量将分别增长到当代的１５．１２０６和７４．６７８倍．病原微生物是影响第４代斜纹夜蛾种群数量的另一重要因子,其排除作用控制指数为２．４７２６．     

马铃薯甲虫自然种群生命表的组建及影响因子

应用作用因子生命表方法,组建了马铃薯2代马铃薯甲虫自然种群生命表,并采用排除分析法分析了作用因子对马铃薯甲虫种群数量的控制作用.结果表明:马铃薯甲虫卵期和1龄幼虫期的存活率分别为79.1％和69.3％,显著低于其他虫态的存活率,表明该阶段为马铃薯甲虫种群生存的脆弱阶段,是马铃薯甲虫防治的关键时期.“自然死亡”的排除作用控制指数最大(1.87);其次为“捕食及其他”,排除作用控制指数为1.51;寄生性天敌对马铃薯甲虫没有控制作用.如果排除所有天敢等因子的作用,马铃薯甲虫自然种群趋势指数将增长2.8倍.表明天敌等自然因子虽对马铃薯甲虫种群数量有一定的控制作用,但控制能力较弱.