土蝽——善于土栖生活的半翅目昆虫

土蝽是半翅目异翅亚目蝽总科中多数适应于地栖生活的蝽类。文章简要描述该类昆虫的形态特征、分类历史以及生物学,同时对该类昆虫目前的生物学和系统学研究进展也给予简要介绍。文中还提供形态特征图6幅,臭腺特征扫描电镜照片6幅。     

基于集合模型的草地贪夜蛾的潜在分布预测

【目的】探讨世界范围和我国草地贪夜蛾对玉米等作物的危害。【方法】采用生态位模型集合预测方案,结合基于中分辨率成像光谱仪(MODIS)的玉米种植密度模拟,对世界范围和我国草地贪夜蛾潜在分布进行了分析。【结果】世界范围内玉米的密集种植区已完全被草地贪夜蛾的潜在分布区所覆盖,这些适生区内的玉米受到草地贪夜蛾的威胁,需重点防控,非玉米种植的适生区内应监测草地贪夜蛾对非玉米类农作物的侵害。在我国,华北平原春播玉米区和黄淮平原夏播玉米区属于草地贪夜蛾的高风险区,其次为东北三省和西南密集种植区,南方丘陵玉米区和西北灌溉玉米区受草地贪夜蛾的影响相对较小,各地区受草地贪夜蛾威胁程度不同,应有区别地进行防控。我国东南和华南地区是草地贪夜蛾高适生区,这些非玉米密集种植区应监控草地贪夜蛾对非玉米类农作物的影响。【结论】基于集合模型预测,将草地贪夜蛾的潜在分布和玉米种植密度整合分析可以加深对二者空间分布的整体认识,利于草地贪夜蛾风险分析和综合防治。     

基于Maxent和GARP模型的日本双棘长蠹在中国的潜在地理分布分析

【目的】日本双棘长蠹Sinoxylon japonicum是一种重要的林木蛀干害虫。该虫自1981年首次报道于云南昆明以来,先后在中国的10多个省市被发现。近年来该害虫在北京、天津和河北等地对国槐Sophora japonica的危害日趋严重。【方法】在本研究中,作者按时间顺序梳理了日本双棘长蠹在中国的分布记录,根据日本双棘长蠹已有分布记录及其主要寄主植物国槐在我国的种植区域采用了Maxent和GARP两种生态位模型对日本双棘长蠹的潜在地理分布进行分析。【结果】日本双棘长蠹在中国南方地区呈零星分布,而在中国北方地区较为集中。分布记录的报道时间呈现出由南向北和自东向西的局势,推测这种分布格局是由于其寄主植物所导致的：中国北方地区危害严重可能与国槐在中国北方的集中种植有关,寄主树苗在不同地区间的调运是其种群扩散主要原因。基于生态位模拟的结果显示日本双棘长蠹在中国具有较大的适宜生态空间,潜在地理分布范围较广,从北到南其适生区主要有：辽宁西部、北京、天津、宁夏、河北、山西南部、山东、陕西、江苏、安徽、湖北、重庆、浙江、江西、湖南以及四川和贵州西北部。【结论】这些地区间的树苗转运需要做好检验检疫工作,以防止日本双棘长蠹的扩散。     

四种不同方法提取沙枣花挥发物的成分分析

为了探究不同提取方法对沙枣花挥发物化学成分分析的影响,本文采用水蒸气蒸馏法、固相微萃取法、顶空采集法和气囊采集法提取沙枣(Elaeagnus angustifolia)花的挥发性物质,并利用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)分别对4种方法提取的挥发物质进行化学成分分析鉴定。从4种方法提取的沙枣花挥发物质中共检测出51种化合物,其中酯类14种、烷类13种、酚类9种、酮类3种、醇类4种、其它物质8种。顶空收集法、水蒸气提取法、气囊采集法和固相微萃取法提取的挥发物质中分别检出化合物13种、19种、22种和18种,并且用2种(或2种以上)方法提取的沙枣花挥发物质中相同化合物有15种(即:酯类6种、烷类5种、酚类2种、醇类1种、其它物质1种),分别为:反式-肉桂酸乙酯、顺式-肉桂酸乙酯、反式-肉桂酸甲酯、邻苯二甲酸二甲酯、正癸烷、正十二烷、正十四烷、正十六烷、正二十烷、愈创木酚、4,4'-亚甲基双(2,6-二叔丁基苯酚)、2-苯基-1-丙烯、乙酸叶醇酯、肉桂酸异丙酯和苯乙醇。4种方法提取的沙枣花挥发物中均含反式-肉桂酸乙酯和邻苯二甲酸二甲酯2种化合物,且反式-肉桂酸乙酯的含量较高,分别为83.75%(水蒸气蒸馏法)、14.45%(固相微萃取法)、78.27%(顶空收集法)和56.65%(气囊采集法)。4种方法中气囊采集法提取的沙枣花挥发物质中所含化合物种类最多(22种),而且操作最简单,因此气囊采集法是提取沙枣花挥发物的较好方法。     

生态位模型的基本原理及其在生物多样性保护中的应用

生态位模型是利用物种已知的分布数据和相关环境变量,根据一定的算法来推算物种的生态需求,然后将运算结果投射至不同的空间和时间中来预测物种的实际分布和潜在分布.近年来,该类模型被越来越多地应用在入侵生物学、保护生物学、全球气候变化对物种分布影响以及传染病空间传播的研究中.然而,由于生态位模型的理论基础未被深入理解,导致得出入侵物种生态位迁移等不符合实际的结论.作者从生态位与物种分布的关系、生态位模型构建的基本原理以及生态位模型和生态位的关系等方面探讨了生态位模型的理论基础.非生物的气候因素、物种间的相互作用和物种的迁移能力是影响物种分布的3个主要因素,它们在不同的空间尺度下作用于物种的分布.生态位模型是利用物种分布点所关联的环境变量来模拟物种的分布,这些分布点本身关联着该物种和其他物种间的相互作用,因此生态位模型所模拟的是现实生态位(realized niche)或潜在生态位(potential niche),而不是基础生态位(fundamental niche).Grinnell生态位和Elton生态位均在生态位模型中得到反映,这取决于环境变量类型的选择、所采用环境变量的分辨率以及物种自身的迁移能力.生态位模型在生物多样性保护中的应用主要包括物种的生态需求分析、未知物种或种群的探索和发现、自然保护区的选择和设计、物种入侵风险评价、气候变化对物种分布的影响、近缘物种生态位保守性及基于生态位分化的物种界定等方面.     

悬铃木方翅网蝽在我国的潜在分布分析

运用生态位模型MaxEnt和GARP对悬铃木方翅网蝽Corythucha ciliate(Say)在我国的潜在分布进行了模拟,并结合其寄主植物悬铃木在我国的分布进行了分析。实验采用悬铃木方翅网蝽在我国的分布数据,结合6种气候变量和海拔数据构建模型,并将MaxEnt和GARP的输出结果进行合意。研究显示MaxEnt和GARP的模拟结果基本一致,均能较好的模拟悬铃木方翅网蝽在我国的分布,二者均显示山东西南部和中部、四川中部和东部、重庆、陕西中部、河南中部和东部、安徽、江苏、上海、贵州、湖南、江西、浙江、福建中部和北部、云南中部等地区为悬铃木方翅网蝽的适宜分布区,此外,河北中部和南部、山东东部,广东和广西的北部亦具潜在分布的可能性。与MaxEnt输出结果相比,GARP相对较为保守。MaxEnt输出结果显示年平均气温和极端低温对悬铃木方翅网蝽地理分布的限制作用最大。考虑到该虫对高低温度的耐受性,我国二球悬铃木栽培的南界(南宁和广州)和北界(大连、北京、石家庄、太原)需要重视和监控起来。     

斑红蝽属四种红蝽的潜在分布和生态空间（半翅目：红蝽科）

人类对地球上多数物种及其这些物种分布的认识是明显不足的。在生物多样性热点区分布的物种,它们一般罕见于其分布区内,加速了它们灭绝的可能性。本研究运用生态位模型对斑红蝽属四种红蝽的潜在分布和生态空间进行了模拟,其中浑斑红蝽 Physopelta robusta 和显斑红蝽 Physopelta slanbuschii 全部分布于 Indo-Myanmar 和 South Central China 热点区,小斑红蝽 Physopelta cincticollis 和四斑红蝽 Physopelta quadriguttata 局部分布于 Indo-Myanmar 和 South Central China 热点区。研究显示该4种红蝽均可能分布于它们已知的分布区外,这些发现可为将来的采集调查提供参考。4种红蝽的生态空间显示具有重叠,其中显斑红蝽P. slanbuschii 和浑斑红蝽P. robusta 表现出对温度具有较大的耐受性,显斑红蝽 P. slanbuschii 和四斑红蝽 P. quadriguttata 对湿度具有较大的耐受性。本研究强调了生态学的思路在分类学研究中生物多样性保护中的应用,特别是对一些鲜为人知的地区特有物种。     

MaxEnt模型参数设置对其所模拟物种地理分布和生态位的影响——以茶翅蝽为例

【目的】生态位模型被广泛应用于入侵生物学和保护生物学研究,现有建模工具中,MaxEnt是最流行和运用最广泛的生态位模型。然而最近研究表明,基于MaxEnt模型的默认参数构建模型时,模型倾向于过度拟合,并非一定为最佳模型,尤其是在处理一些分布点较少的物种。【方法】以茶翅蝽为例,通过设置不同的特征参数、调控倍频以及背景拟不存在点数分别构建茶翅蝽的本土模型,然后将其转入入侵地来验证和比较模型,通过检测模型预测的物种对环境因子的响应曲线、潜在分布在生态空间中的生态位映射以及潜在分布的空间差异性,探讨3种参数设置对MaxEnt模型模拟物种分布和生态位的影响。【结果】在茶翅蝽的案例分析中,特征参数的设置对MaxEnt模型所模拟的潜在分布和生态位的影响最大,调控倍频的影响次之,背景拟不存在点数的影响最小。与其他特征相比,基于特征H和T的模型其响应曲线较为曲折;随着调控倍频的增加,响应曲线变得圆滑。【结论】在构建MaxEnt模型时,需要从生态空间中考虑物种的生态需求,分析模型参数对预测物种分布和生态位可能造成的影响。     

白蛾周氏啮小蜂气味结合蛋白OBP1与寄主挥发物的分子对接研究

【目的】白蛾周氏啮小蜂为重大入侵害虫美国白蛾的主要天敌。本课题组前期通过转录组测序技术筛选出8个主要在白蛾周氏啮小蜂雌性触角中表达的气味结合蛋白OBPs。然而目前,对这些OBPs的具体结构和功能仍不清楚。因此,选取一个在雌性周氏啮小蜂触角特异表达的气味结合蛋白OBP1,通过分子对接技术模拟寄主挥发物与OBP1的结合情况。【方法】通过Swiss-Model对白蛾周氏啮小蜂气味结合蛋白CcOBP1进行同源建模,获得该蛋白的三维结构。从Pubchem下载γ-丁内酯、邻苯二甲酸二甲酯和萘等11种小分子的三维结构。用Schrodinger Suites 2015-2中的maestro10.2软件进行分子对接。【结果】在11种挥发物中,有3种与CcOBP1结合特性较好的小分子物质,分别是γ-丁内酯、邻苯二甲酸二甲酯和萘。【结论】白蛾周氏啮小蜂气味结合蛋白CcOBP1与γ-丁内酯、邻苯二甲酸二甲酯和萘结合特性较好,CcOBP1的功能可能与白蛾周氏啮小蜂的趋避效应相关,该结果初步探明了白蛾周氏啮小蜂OBP1的功能,可为白蛾周氏啮小蜂嗅觉分子机制的研究积累数据。     

基于本土最优模型模拟入侵物种水盾草在中国的潜在分布

生态位模型预测存在不确定性, 不同模型预测结果差别较大。在生态位保守的前提下, 在本土区域构建经典生态位模型, 利用入侵地独立样本数据检验并选择最优模型, 具有独特优势, 可为入侵物种风险分析提供可靠参考。水盾草(Cabomba caroliniana)是一种恶性水生入侵杂草, 原产于南美洲, 已在我国多个省市建立种群, 本文基于本土最优模型预测其在我国的潜在分布, 以期为其风险分析和综合治理提供依据, 并通过水盾草案例探讨如何提高生态位模型预测准确性的方法。本文按时间顺序梳理了水盾草在我国的分布记录, 然后根据水盾草已有分布记录和其所关联的环境因子比较了不同地理种群所占有的气候生态空间, 测试水盾草在世界入侵过程中的现实生态位保守性。采用两组环境变量和5种算法在南美洲本土地区构建10种生态位模型, 并将其转移至我国, 基于最小遗漏率和记账错率, 利用我国(入侵地)的样本数据选择最优模型预测水盾草在我国的适宜生态空间和潜在分布。研究发现当前水盾草在我国的分布集中在东部水域充沛地区, 沿京杭运河和南水北调工程等向北扩散。生态空间比对中发现水盾草在亚洲与其他大洲所占有的生态空间具有一定的重叠, 其在我国的入侵过程中生态位是保守的。与本土空间相比, 水盾草在我国所占有的生态空间存在较大的生态位空缺, 表明水盾草在我国的潜在分布范围较大。生态位模型预测显示水盾草的适生区主要分布于我国的北京、上海、山东、浙江、江苏、安徽、湖北和湖南等省(市)。水盾草的潜在分布区多聚集在我国东南部, 该地区河流、湖泊、运河和渠道较为密集, 人类活动及自然天敌的缺乏容易助长其入侵趋势, 应在这些适宜地区开展调查, 及时发现疫情并采取相应措施。