荔枝蝽生物学及防治技术的研究进展(英文)

荔枝蝽Tessaratoma papillosa是荔枝和龙眼生产中的重要害虫,在中国南方及东南亚地区危害严重。该虫以若虫及成虫吸食寄主植物的嫩芽、嫩梢、花穗和幼果,成虫和3龄以上若虫是传播龙眼鬼帚病病原体的传病介体昆虫。本文综述了近60年来国内荔枝蝽的研究情况,旨在为广大科研工作者提供更详尽的荔枝蝽研究现状,以期为该虫的深入研究及绿色防控技术的研发提供参考。荔枝蝽为不完全变态昆虫,一年发生1代,若虫期80 d左右,成虫寿命为203~371 d,单雌产卵总量190粒左右,在习性上表现出明显的聚集性、趋光性、趋色性和趋嫩梢性。近年来,通过荔枝蝽触角感受器分类及分布观察,触角转录组数据测定和分析,臭腺解剖观察以及臭腺分泌物组分分析,对该虫触角和臭腺两大器官组织已有较深入研究及了解。目前,荔枝蝽的发生期主要通过卵巢发育分级法进行预测预报,对该虫的防治仍然是以化学防治为主,农业防治、物理防治和生物防治为辅的策略。其中,荔枝蝽生物防控技术研究报道最多,主要集中在天敌的保护利用和生物源农药的应用。由于荔枝蝽虫源的季节性制约和发生为害地域限制,对该虫的研究进展缓慢,深层次的研究较少,且所涉及到的研究领域也比较窄。从组学、分子生物学、细胞生物学等多角度探明荔枝蝽对寄主植物的选择机制,与寄主植物、天敌及共生菌间的互作关系,以及抗药性机理等,将为荔枝蝽绿色防治技术带来新思路。     

双委夜蛾气味结合蛋白AdisOBP6的原核表达抗体制备及表达谱分析

【目的】本研究旨在对双委夜蛾Athetis dissimilis气味结合蛋白OBP6进行原核表达、抗体制备以及表达谱分析,便于今后对AdisOBP6功能展开研究。【方法】利用生物信息学软件分析AdisOBP6蛋白结构特征;利用通过原核表达获得的重组蛋白4次免疫新西兰大白兔,制备AdisOBP6抗体;采用荧光定量PCR和Western blot技术检测AdisOBP6在双委夜蛾雌雄成虫触角、不同时期精巢以及受精卵和未受精卵中的表达情况。【结果】同源建模预测显示,AdisOBP6具有6个保守半胱氨酸残基和7个α-螺旋结构,并 折叠成一个结合口袋。原核表达结果显示,在20℃下0.5 mmol/L IPTG诱导重组蛋白表达量最多、最稳定。4次免疫重复中,抗体效价分别超过1∶512 000, 1∶512 000, 1∶512 000和1∶64 000。Westernblot检测获得的抗体与AdisOBP6蛋白能够特异性结合。荧光定量PCR结果显示,AdisOBP6在双委夜蛾精巢中的表达量远高于在触角中的,在幼虫期精巢中AdisOBP6就已经开始表达,在蛹期精巢中表达量低于在幼虫期的, 成虫羽化后精巢中的表达量逐渐进入高峰,在未受精卵和受精卵中几乎不表达或表达量极低。Western blot分析发现,AdisOBP6蛋白也主要在精巢中表达,在雌雄成虫触角、受精卵和未受精卵中表达量很低。【结论】本研究实现了AdisOBP6的原核表达,成功地制备了抗体;并证实AdisOBP6在双委夜蛾精巢中大量表达,成虫羽化后表达量达到高峰,推测AdisOBP6可能参与了授精过程。本研究结果为今后进一步研究AdisOBP6的功能奠定了基础。     

松毛虫赤眼蜂两性生殖品系和孤雌产雌品系在不同品种柞蚕卵中的寄生和生长发育表现

【目的】明确两性生殖品系和孤雌产雌品系松毛虫赤眼蜂Trichogramma dendrolimi在不同品种柞蚕Antheraea pernyi卵中的寄生及发育表现,为以柞蚕卵为替代寄主更好地规模化繁育赤眼蜂提供依据。【方法】测定两性生殖品系和孤雌产雌品系雌蜂在6个品种柞蚕卵［抗大(KD)、大四(DS)、高新(GX)、988(NEE)、青大(QD)和特大(TD)］上的寄生率、子代蜂窝蜂数(单窝羽化子代蜂数)和子代蜂雌性比等生物学指标,以及6个品种柞蚕卵的质量指标(单卵湿重、蛋白质含量、总糖含量和甘油三酯含量);利用主成分分析揭示柞蚕卵质量指标与赤眼蜂生物学指标间的相关性。【结果】NEE品种柞蚕卵育出的两性品系松毛虫赤眼蜂子代蜂个体显著大于除KD和QD品种以外的其他柞蚕品种卵育出的两性品系子代蜂。柞蚕品种对两性品系松毛虫赤眼蜂的寄生率、子代蜂窝蜂数和子代蜂雌性比均无显著影响。在孤雌产雌品系松毛虫赤眼蜂中,KD品种柞蚕卵育出的松毛虫赤眼蜂子代蜂窝蜂数最多,显著高于NEE和QD品种育出的子代蜂窝蜂数,但与DS, GX和TD品种育出的子代蜂窝蜂数相比无显著差异。柞蚕品种对孤雌产雌品系松毛虫赤眼蜂的寄生率和子代蜂个体大小均无显著影响。TD品种柞蚕卵的蛋白质含量最高,显著高于除GX品种以外的柞蚕品种。KD品种柞蚕卵的总糖含量和QD品种柞蚕卵的甘油三酯含量最高,均分别显著高于其余柞蚕品种。主成分分析表明,两性品系松毛虫赤眼蜂寄生率、柞蚕卵蛋白质含量和甘油三酯含量均与柞蚕卵总糖含量呈负相关;两性品系松毛虫赤眼蜂子代蜂个体大小和柞蚕卵甘油三酯含量与单卵湿重呈负相关;孤雌产雌品系松毛虫赤眼蜂寄生率和柞蚕卵甘油三酯含量与松毛虫赤眼蜂子代蜂窝蜂数、柞蚕卵总糖含量和单卵湿重呈负相关;孤雌产雌品系松毛虫赤眼蜂子代蜂个体大小和柞蚕卵总糖含量与蛋白质含量呈负相关。【结论】本研究通过筛选适宜两性生殖品系和孤雌产雌品系赤眼蜂繁育的柞蚕卵品种,初步明确了卵内主要营养指标与子代蜂生物学指标间的相关性。研究结果为利用柞蚕卵更好地规模化繁育松毛虫赤眼蜂提供依据与数据支撑。     

弗里熊蜂蜜罐中糖液成分分析

【目的】熊蜂是众多植物的重要传粉昆虫,以采集并贮藏花蜜和花粉为主要食物。本研究旨在探究熊蜂的营养需求及明确其对采集的食物是否存在酿制过程。【方法】利用白砂糖溶液(糖浓度50%)饲喂弗里熊蜂Bombus friseanus蜂群,收集并检测其贮藏在蜜罐中1~7 d的糖液,作为处理组样品;同时将上述白砂糖溶液置于灭菌离心管中,排除熊蜂取食,作为对照组样品,测定贮藏期间处理组和对照组糖液的pH值、糖浓度、糖组分及α-淀粉酶和转化酶活性。【结果】弗里熊蜂B. friseanus贮藏在蜜中1~7d的糖液pH值平均为3.74±0.13,显著低于对照组(6.55±0.15);糖浓度与贮藏时间显著正相关,贮藏6d后糖浓度显著高于贮藏1~3 d时的;糖液组分更加丰富,除蔗糖外利用HPLC还检出果糖、葡萄糖、麦芽糖和海藻糖,贮藏4~5 d的糖液中己糖含量极显著高于贮藏1~3 d和6~7 d时的,己糖和麦芽糖含量分别与蔗糖含量极显著负相关,总糖中果糖和麦芽糖含量与贮藏时间极显著负相关,葡萄糖、蔗糖和海藻糖的含量分别与贮藏时间极显著正相关。贮藏6 d的糖液中α-淀粉酶活性显著高于其他时间,其他贮藏时间样品间α-淀粉酶活性差异不显著,而所有样本的转化酶活性在21.17~38.05 U/g FW之间,随贮藏时间的延长差异不显著。【结论】弗里熊蜂B. friseanus采集人工饲喂的糖溶液贮藏在蜜罐中,经其加工后发生了物理和生物化学变化,揭示熊蜂存在酿蜜能力。本研究的结果为熊蜂生物学及繁育研究提供了参考。     

The Water-Soluble Pool in Biochar Dominates Maize Plant Growth Promotion Under Biochar Amendment

Although amending biochar into agricultural soils has been regarded as an effective measure to improve crop productivity, it remains unclear why biochar increases crop yield. The objective of this study was to compare the relative contribution of different biochar components in crop growth promotion. Three biochar components were separated: (i) water-soluble biochar extract (BE), (ii) mineral nutrients from biochar ash (BA), and (iii) washed biochar residue (WB). Two soils (Anthrosol and Primosol) with distinctly different organic carbon content, soil texture and land use were amended with the three biochar components and their effects on maize (Zea mays L.) growth were tested in a pot experiment. We hypothesized that (1) plant grown in the Anthrosol benefitted more from the water-soluble compounds of biochar than from its mineral nutrients or washed residue, since the soil is already fertile and has a good structure; (2) plant grown in the Primosol benefitted more from the mineral nutrients of biochar and its washed residual, since the soil is nutrient-poor and has a poor structure. The addition of biochar and its three components increased maize aboveground biomass for both soils. In the Anthrosol, BE, BA, and WB increased the aboveground biomass by 41.6%, 32.7%, and 27.1%; in the Primosol, they increased the aboveground biomass by 41.3%, 24.4%, and 18.2%, respectively. BE had the highest plant growth-promoting effect compared to the other two biochar components, which was regardless of soil condition. In addition, the biomass, total volume, surface area, and number of maize root tips under BE amendment were significantly enhanced, particularly the fine roots (< 0.2 mm in diameter). And a strong positive correlation was observed between maize aboveground biomass and the total length of the fine roots. The results demonstrated that the water-soluble compounds present in biochar, in addition to the mineral nutrients and the washed biochar residue, dominate the plant growth promotion under both soil conditions.

     

Cytological and morphology characteristics of natural microsporogenesis within Camellia oleifera

Camellia oleifera is believed to exhibit a complex intraspecific polyploidy phenomenon. Abnormal microsporogenesis can promote the formation of unreduced gametes in plants and lead to sexual polyploidy, so it is hypothesized that improper meiosis probably results in the formation of natural polyploidy in Camellia oleifera. In this study, based on the cytological observation of meiosis in pollen mother cells (PMCs), we found natural 2n pollen for the first time in Camellia oleifera, which may lead to the formation of natural polyploids by sexual polyploidization. Additionally, abnormal cytological behaviour during meiosis, including univalent chromosomes, extraequatorial chromosomes, early segregation, laggard chromosomes, chromosome stickiness, asynchronous meiosis and deviant cytokinesis (monad, dyads, triads), was observed, which could be the cause of 2n pollen formation. Moreover, we confirmed a relationship among the length–width ratio of flower buds, stylet length and microsporogenesis. This result suggested that we can immediately determine the microsporogenesis stages by phenotypic characteristics, which may be applicable to breeding advanced germplasm in Camellia oleifera.Supplementary InformationThe online version contains supplementary material available at 10.1007/s12298-021-01002-5.     

基于赤水河流域生态补偿的政府和社会资本合作项目风险识别与分担

赤水河流域为生态脆弱区域,现行的流域生态补偿机制存在补偿资金来源单一、总量不足且持续性较差、补偿方式较为单一等问题。将政府和社会资本合作（Public-Private Partnership,PPP）模式应用于建立赤水河流域生态补偿机制,有助于拓宽补偿资金来源、增加资金总量、丰富补偿方式,推动各利益相关方收益共享、风险共担。与传统PPP项目相比,基于流域生态补偿的PPP项目具有更为复杂的风险结构,风险因素的正确识别和合理分担是成功运用PPP模式完善赤水河流域生态补偿机制的关键。识别基于赤水河流域生态补偿的PPP项目运作关键环节,甄别各环节面临的主要风险因素;基于云理论建立风险分担模型;将有关风险在政府和社会资本间进行分担。研究结果表明：（1）基于赤水河流域生态补偿的PPP项目运作过程共包括项目准备、项目实施和项目合同终结等三个阶段、共11个关键环节,各环节共面临26个主要风险因素。（2）分析了有关风险因素可能对赤水河流域生态补偿机制或PPP项目产生的不利影响,并指出了风险引致方。（3）在项目准备阶段,政府拥有绝对的资源优势,以政府为主承担主要风险;在项目实施阶段,项目风险总体上由政府承担为主向社会资本承担为主转移,80%的风险主要由社会资本承担;特许经营期满后,社会资本将项目的经营权（或所有权与经营权同时）向政府移交,在项目合同终结阶段,有关风险再次以政府承担为主。     

基于增强回归树与区域增温敏感性指数的城市升温效应空间分异

热岛效应已成为城市化进程中备受关注的城市生态环境问题。有关城市热岛效应的研究对区域在地表升温过程中的空间分异关注尚不足。通过设计区域增温敏感性指数,借助增强回归树（boosted regression tree,BRT）机器学习算法,量化城市不同区域在地表升温过程中的敏感性差异。结果表明：（1）上海市各辖区增温敏感性从高至低依次是：黄浦区、杨浦区、虹口区、静安区、普陀区、徐汇区、长宁区、宝山区、闵行区、浦东新区、嘉定区、奉贤区、松江区、青浦区、金山区、崇明区;（2）区域增温敏感性在不同的温度梯度下具有明显差异,在高温梯度下区域间指数值的差异最大;（3）地表覆被的增温敏感性存在明显的区域分异特性;（4）基于BRT的增温敏感性指数具有较好的指示意义和较高的灵敏度。在城市热环境持续恶化背景下,探讨城市异质空间中地表温度变化的敏感性可为城市热环境调控提供科学依据。     

模拟冻融环境下亚高山森林凋落物分解速率及有机碳动态

森林凋落物分解是森林生态系统物质循环的重要环节,季节性冻融交替是影响凋落物分解的重要环境因素之一,但不同林型的凋落物对冻融响应的差异性很少被量化。为了解冻融环境对森林凋落物分解进程的影响,以川西亚高山森林地区阔叶林、针叶林和针阔混交林3种典型林型的凋落物为实验材料,从凋落物基质质量、冻融环境等影响凋落分解的因素着手,采用模拟冻融循环过程（-5-5℃）,研究了冻融循环中3种林型凋落物分解速率和有机碳含量的动态变化。结果发现,3中典型林型凋落物经过不同冻融处理后,其质量损失、质量损失速率均存在显著差异（P<0.05）。混交林凋落物和针叶林凋落物的分解速率呈慢-快-慢的趋势,而阔叶林凋落物的分解速率逐渐减小。在冻融循环处理下,3种林型的凋落物碳绝对含量呈波动下降的趋势,说明微生物固定外源碳和凋落物释放碳间存在动态平衡。相同林型的凋落物在不同冻融处理下,有机碳释放有显著差异（P<0.05）。其中,冻融环境显著（P<0.05）促进了混交林凋落物和针叶林凋落物有机碳的释放,但是对阔叶林凋落物有机碳的释放没有起到促进作用。这表明全球气候变暖情景下,亚高山森林土壤冻融事件频发将加快凋落物的分解,但变化程度受到凋落物质量控制。     

黄河三角洲滨海滩涂不同密度柽柳林的根系形态及生长特征

为探讨黄河三角洲滨海滩涂不同密度柽柳根系形态及生长特征,以山东省滨州港附近滨海滩涂的低密度（1100株/hm²）、中密度（4100株/hm²）和高密度（7100株/hm²）柽柳林为研究对象,采用全挖法对不同密度柽柳根系进行挖掘,测定分析柽柳地上生物量、根系生物量、空间分布特征、拓扑结构和连接长度等指标。结果表明：（1）中、高密度下,柽柳对根系生长的投入量更大,以保证对地下资源的吸收利用,根冠比分别为0.59、0.53;而低密度柽柳根冠比为0.44。（2）低、中密度下柽柳根冠生长关系均表现为异速生长,高密度下为等速生长。（3）不同密度柽柳根系生长都以水平分布为主,表现出水平根型特征。中、高密度柽柳根幅及侧根长均小于低密度,低密度柽柳根系水平分布范围最大,可利于增强觅养和固定能力。（4）林分密度与拓扑指数显著相关,低密度柽柳根系拓扑结构趋向于叉状结构（拓扑指数TI=0.62）;中、高密度柽柳拓扑结构趋向于鱼尾形分支（TI=0.86;TI=0.81）。（5）不同密度柽柳根系外部连接长度显著大于内部连接长度,呈现滨海滩涂柽柳根系向外扩张的生长策略。滨海滩涂不同密度柽柳根冠异速生长关系、根系形态及生长特征既有差异性又有相似性,表现出不同的密度适应特征。不同密度柽柳根系均以地表分布、向外扩张为主。低密度柽柳主要通过增加分支,扩大根系生长空间;中、高密度柽柳减少分支,加强对内部资源的利用,以降低与邻株间的竞争。柽柳密度与土壤含水量、电导率、扎根深度、侧根长、拓扑指数显著相关。