害虫遗传防治的研究历史与现状

作为防治或根除重大害虫最为有效的手段之一,害虫遗传防治在世界范围内被广泛采用并取得了巨大成功。本文综述了不育昆虫技术、雌性致死系统和昆虫显性致死技术等经典害虫遗传防治策略的发展历史、技术特点和应用情况。近年来,许多新的分子生物手段被不断提出并整合到害虫遗传防治策略中,包括归巢核酸内切酶基因、锌指核酸酶、转录激活因子样效应因子核酸酶、CRISPR/Cas9系统、Medea元件、Killer-Rescue系统、Wolbachia-细胞质不亲和性系统等。基于这些新的工具手段,许多国家已经在不同程度上启动了下一代害虫遗传防治项目。而我国在该领域的研究相对薄弱,需要在借鉴国外成功经验的同时,进一步加强害虫遗传防治的基础和应用研究,从而实现本地有害生物的可持续治理和外来入侵生物的有效狙击,确保我国未来的粮食和生态安全。     

柑橘大实蝇生物、生态学及辐照不育技术最新研究进展

柑橘大实蝇是柑橘类果树的一种重要害虫,近几年在我国柑橘种植区的危害呈上升趋势,给柑橘产业造成了巨大损失。本文概述了环境因素包括温度、光周期、营养状况(饥渴)以及水淹对柑橘大实蝇生物学特性和成虫行为的影响,柑橘大实蝇成虫和幼虫人工饲养技术参数,柑橘大实蝇蛹滞育机制,辐照不育关键技术包括最佳辐照剂量和辐照时期,及其在湖北柑橘园柑橘大实蝇防控中的应用与示范情况等,并指出了尚需进一步开展的研究内容。     

紫茎泽兰的化学成分研究

为了解紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum Spreng.)的化学成分,从其乙醇提取物中分离得到7 个化合物。通过波谱分析,分别鉴定为万寿菊苷(1)、7-O-(6-methoxykaempferol)-β-D-glucopranoside (2)、4'-甲基醚万寿菊苷(3)、3-O-(6-methoxykaempferol)-β-D-glucopranoside (4)、邻苯二甲酸二丁酯 (5)、邻苯二甲酸二(2-乙基)己酯 (6)、1,4-bis(2-benzoxazolyl)naphthalene (7)。其中化合物1~4 为首次从紫茎泽兰中分离得到。     

谷胱甘肽-铬-烟酸螯合物的制备与表征

以烟酸(NA)、谷胱甘肽(GSH)和CrCl3·6H2O为原料,制备高纯度GSH-Cr3+-NA2螯合物,分析影响合成螯合物的主要因素,获得最佳合成工艺,并对获得的螯合物进行表征,确定其螯合比例。结果表明,在Cr3+/NA/GSH(mol/mol/mol)=1∶2∶4,pH 5.0、温度60℃下反应3h,制备出Cr3+/NA/GSH(mol/mol/mol)=1∶2∶1的GSH-Cr3+-NA2螯合物;红外分析显示,与GSH相比,螯合物的-NH2、-NH-特征吸收峰发生蓝移,-NHC=O中-C=O的特征吸收峰红移,-SH的伸缩振动峰消失,说明GSH上的-NH-、NHC=O中-C=O、-SH均参与相互作用;与NA相比,螯合物的-C=O的伸缩振动峰发生红移,-OH的特征吸收峰消失了,说明NA上的-C=O和-OH参与相互作用。原子力显微镜形貌分析结果指出,由两分子NA和一分子GSH链围绕一Cr3+形成GSH-Cr3+-NA2螯合物。     

proC及putP基因的敲除对钝齿棒杆菌产L-精氨酸生理代谢的影响

为了选育精氨酸高产菌株,基于谷氨酸棒杆菌的基因组尺度代谢网络模型的指导,以钝齿棒杆菌(Corynebacterium crenatum)MT-M4为出发菌株,通过基因敲除技术构建了pro C和put P敲除菌株。摇瓶发酵结果表明,pro C敲除菌株精氨酸产量达到9.94g/L,较出发菌株提高了15.90%,葡萄糖转化率提高了26.02%。由于其生长受到明显抑制,因此在发酵液中外源添加24mmol/L的脯氨酸,结果发现其精氨酸产量达到12.22g/L,且菌株恢复生长。put P敲除菌株精氨酸产量达到12.23g/L,较出发菌株提高了42.70%,葡萄糖转化率提高了49.31%。以上结果显示,put P的敲除比pro C的敲除更有利于精氨酸的合成,put P的敲除对菌株的生理代谢基本无影响且无需外添加脯氨酸。     

氮高效水稻种质资源筛选及相关特性分析

在不施氮和施氮量180 kg/hm22个水平下,对45份水稻种质的氮吸收与利用等相关性状进行分析,并根据参试品种在2个施氮水平下的产量差异将其分为双高效型、高氮高效型、低氮高效型和双低效型等4种类型,重点研究不同氮效率水稻产量、吸氮量以及氮素利用率等性状的相关性及差异分析。结果表明,单株子粒重、单株秸秆重、植株吸氮量和氮生理利用率变幅分别为4.50~29.65 g、6.35~18.70 g、4.80~21.28 g/m2和19.88~62.05 g/g。无论是在低氮还是高氮水平下,水稻产量与有效穗数、穗粒数、结实率、生物量、子粒吸氮量、吸氮量和氮生理利用率均呈显著或极显著正相关,与子粒和秸秆氮浓度呈显著负相关。4种氮效率类型品种间的产量与生物量、吸氮量和氮生理利用率差异均达到极显著水平,双高效型和高氮高效型水稻受氮肥的影响最大,低氮高效型水稻受氮肥的影响最小。研究认为,青马早和陆财早不论是在低氮还是高氮水平下均表现出氮高效利用特性,为典型氮高效型;广陆矮4号在低氮水平下表现出氮高效利用特性,适于低氮条件种植,为典型耐低氮型;早89-01和早籼152在高氮水平下表现出氮高效利用特性,适于高氮条件种植。     

高温对莲草直胸跳甲两个地理种群体重和体型的影响

体型大小与昆虫在温度胁迫下的适应性有关。本文旨在研究入侵杂草空心莲子草Alternanthera philoxeroides生防天敌莲草直胸跳甲Agasicles hygrophila SelmanVogt不同地理种群对高温的形态响应机制。以恒温25℃作为对照,分别测定莲草直胸跳甲长沙种群和海南种群在模拟夏季特定12∶00-16∶00时段30℃、33℃、36℃高温条件下的幼虫体重、初羽化成虫体重、后足胫节长、鞘翅长、前胸背板宽等指标。结果表明,莲草直胸跳甲两地理种群幼虫体重均随温度升高而增加。两种群雌虫及长沙种群雄虫的体重、后足胫节长、鞘翅长、前胸背板宽度随温度上升显著下降;海南种群雄虫的后足胫节长、鞘翅长、前胸背板宽在各温度处理间无显著差异。在33℃、36℃高温条件下,长沙种群的幼虫体重、雌虫体重及雌虫的后足胫节长、鞘翅长、前胸背板宽显著高于海南种群,而长沙种群雄虫的后足胫节长、鞘翅长、前胸背板宽显著低于海南种群。试验表明,不同地理种群的莲草直胸跳甲形态大小对高温的响应存在差异。本研究结果为探究莲草直胸跳甲种间进化以及人工培育耐热种群的实践提供了一定的参考依据。     

骨髓间充质干细胞在脱细胞真皮基质再生过程中的初步研究

较大的腹壁缺损需要应用补片修复来缓解腹横筋膜的张力,人工合成补片的应用一定程度上实现了无张力修补的目的,但它在腹壁外科应用中有诸多的并发症,诸如复发率高,腹腔黏连,肠穿孔导致腹膜炎,侵袭性肠瘘等影响患者术后的正常生活,而脱细胞真皮基质(Acellular dermal matrix,ADM)作为一种新型的生物材料应用在腹壁外科中能解决上述人工合成补片所带来的并发症发挥强大作用且能与周围组织较好的融合,最后改建成宿主自身组织已并在多学科领域中广泛应用;骨髓间充质干细胞(Bone marrow mesenchymal stem cells,BMSCs)能参与组织自我修复,并能分化成为多种功能细胞,分泌各种生长因子,在ADM内源性转归过程中可发挥作用。本文就对骨髓间充质干细胞在ADM生物补片应用于临床疝修补术中转归机制的研究做一综述。     

水稻褐飞虱综合治理研究与示范——农业公益性行业专项“水稻褐飞虱综合防控技术研究”进展

针对我国褐飞虱Nilaparvata lugens(Stl)近年来严重为害及其对当家农药品种抗性急剧上升的现状,本项目在华中、华南、华东地区等代表性地区开展褐飞虱灾变规律、抗虫品种培育、抗药性监测及复配农药新剂型开发、生态治理新技术研究、预测预报技术、可持续治理技术集成与示范研究。结果表明:越南、老挝等境外虫源地及我国华南、长江中下游等地田间褐飞虱种群仍以2型为主,3型次之。田间小气候是褐飞虱逃避高温的关键因素,褐飞虱在上午气温升高时大量向温度较低的水稻基部20cm范围内转移以逃避高温,将高温天气造成的不利影响降至最低。不同栽插方式对褐飞虱发生量有明显影响,手栽稻田褐飞虱发生最重,机插稻次之,直播稻最轻。不同水稻品种、N肥施用水平对褐飞虱的发生有明显的影响:超级杂交稻褐飞虱虫口密度明显高于常规杂交稻,高N肥施用量促进褐飞虱的发生,且水稻品种与N肥施用量对褐飞虱发生量的影响有明显交互作用。抗药性监测结果表明:我国褐飞虱对吡虫啉有极高水平抗性(168.1～561.5倍),对噻嗪酮为低到中等水平抗性(4.2～33.1倍),对氟虫腈为敏感性降低到高水平抗性(2.7～67.7倍),对烯啶虫胺与毒死蜱为低水平抗性。筛选出噻虫嗪、吡蚜酮、唏啶虫胺和仲丁威4种高效低毒的防治单剂。研制出3种农药复配新制剂,其中1种新制剂已获得农业部药检所正式登记,且规模化生产,2种新制剂已进入农药登记程序。精细定位水稻抗褐飞虱基因Bph6、Bph7、Bph9、Bph15、BG1222,并找到了它们的近距离共分离分子标记。培育出高产、优质、熟期适宜、含有抗稻飞虱基因Bph14的水稻新品种广两优476。储备了一批聚合多抗稻飞虱基因的水稻亲本材料。研发出在田埂种植芝麻、大豆等天敌诱集植物,增加褐飞虱卵期寄生蜂和捕食性天敌蜘蛛的种群数量的轻简化生态调控技术;研发出对褐飞虱成、若虫取食及雌成虫产卵均有驱避作用的植物提取物混配剂3种;研发出显著提高稻虱缨小蜂对田间褐飞虱卵寄生率的引诱剂1种。建立了褐飞虱环境友好防控技术集成体系,并在湖南、湖北、广东、广西、浙江、江西6省区示范应用,取得了良好的经济、生态、社会效益。     

寄主植物对桉树枝瘿姬小蜂生物学特性的影响

桉树枝瘿姬小蜂Leptocybe invasa Fisher&La Salle是桉属(Eucalyptus)植物的重要枝叶害虫。自2007年在我国发现以来,对广西、海南及广东地区的桉树种植已造成严重危害。本文在野外调查的基础上,研究了海南和广东地区共5种桉树上桉树枝瘿姬小蜂的虫体大小、寿命及怀卵量。结果表明,桉树品种能够显著影响桉树枝瘿姬小蜂的虫体大小;用40%蜂蜜水进行补充营养时,不同寄主植物上桉树枝瘿姬小蜂雌成虫的寿命差异显著,而桉树枝瘿姬小蜂雄虫在不同寄主间无显著性差异;不同寄主植物上桉树枝瘿姬小蜂雌成虫的怀卵量不同,并且随着日龄的延长,其怀卵量呈现上升的趋势。