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。     

米修链霉菌TF78对香蕉枯萎病的田间防效及根际土壤微生物的影响

【背景】香蕉枯萎病是香蕉生产上的毁灭性病害，生物防治是遏制该病害发生的有效手段。在前期的研究中，从健康香蕉根际土壤中分离获得一株对香蕉枯萎病具有良好盆栽防治效果的生防菌——米修链霉菌(Streptomyces misionensis) TF78，但其对香蕉枯萎病的田间生防潜力和对土壤微生物环境的影响尚不清楚。【目的】评价米修链霉菌TF78对香蕉枯萎病的田间防治效果，明确其对香蕉根际土壤微生物群落的影响。【方法】选取两块发病香蕉园，测定该生防菌株对香蕉枯萎病的防治效果，并利用扩增子测序技术分析施用菌剂组和空白对照组共12份香蕉根际土壤的微生物多样性和丰度。【结果】米修链霉菌TF78对两块香蕉园的田间防效分别达55.30%和45.32%。该生防菌株处理组的物种稀释曲线坡度大于空白对照组，并显著富集了优势种群梳霉门(Kickxellomycota)，消减了绿弯菌门(Chloroflexi)、酸杆菌门(Acidobacteria)和苔藓杆菌(Bryobacter)的丰度，对土壤中优势种群变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)、放线菌门(Actinobacteria)、芽单胞菌门(Gemmatimonadetes)及木霉属(Trichoderma)、鞘氨醇单胞菌属(Sphingomonas)、寡养单胞菌属(Stenotrophomonas)和芽孢杆菌属(Bacillus)的相对丰度影响不显著。【结论】米修链霉菌TF78塑造了不利于香蕉枯萎病菌Fusarium oxysporum f.sp.cubense存活的土壤环境，有效降低了田间香蕉枯萎病的发生，同时对土壤中大部分具有重要生态功能和抑菌功能的优势微生物种群影响不显著。该研究结果为米修链霉菌TF78的进一步开发应用奠定了基础。     

瓜实蝇和南亚果实蝇在我国的分布差异

瓜实蝇Zelugodacus cucurbitae和南亚果实蝇Zelugodacus tau是两种主要以葫芦科植物为寄主的瓜类实蝇，主要分布于我国南部和中部地区。在实际研究中发现南亚果实蝇和瓜实蝇分类地位、寄主范围和生活史相近，但分布区域可能存在差异。因此，采用性诱剂诱集法在全国14个省(自治区)对这两种实蝇的分布进行调查，结果显示南亚果实蝇在我国整个南部地区均有分布，瓜实蝇在我国的分布范围较小，主要分布于北纬25°以南。结合气候数据发现两种实蝇的分布范围基本上和各地年平均气温一致，瓜实蝇主要在年平均温度20℃以上的区域分布，南亚果实蝇则在年平均温度为15℃以上的区域均有分布。这种地理分布的差异可能是两种实蝇对气候环境和寄主植物适应能力不同所致。     

不同温度胁迫下瓜实蝇RT-qPCR内参基因筛选

特定条件下稳定表达内参基因的筛选是利用实时荧光定量PCR研究基因表达的关键基础。本研究以不同温度胁迫后后的瓜实蝇Bactrocera cucurbitae 2龄幼虫、雌虫和雄虫为试验材料,对其9个候选内参基因表达进行了RT-qPCR分析,并利用ge Norm、Norm Finder、Best Keeper和Ref Finder 4款软件分析各候选内参基因在3种虫态中的表达稳定性。结果表明,18S rRNA基因Ct值(≤5)较小,不适合作为内参基因使用,其它8个内参基因在瓜实蝇2龄幼虫中的稳定性排序为Rp L32 RPS13 TBPβ-tubulin TUBE Actin2 G6PDH Actin3。雌虫表达稳定性由高到低为:RPS13 Rp L32β-tubulin TBP TUBE Actin2 Actin3 G6PDH。雄虫表达稳定性为Rp L32 RPS13β-tubulin TBP TUBE Actin2 G6PDH Actin3。ge Norm软件分析各个虫态内参基因最佳组合均为2个。RPS13和Rp L32组合可作为瓜实蝇不同虫态下温度胁迫后的内参基因。     

瓜实蝇热激蛋白Hsp90基因克隆及表达分析

【目的】热激蛋白基因Hsps在生物体抗逆性过程中具有重要的作用,本文旨在通过阐释瓜实蝇Bactrocera cucurbitae (Coquillett)热激蛋白基因Hsp90在其对环境温度适应性及抗药性过程中的功能作用,为瓜实蝇综合治理提供理论基础。【方法】采用RACE-PCR技术克隆瓜实蝇的Hsp90基因cDNA序列,利用生物信息学工具分析序列特征,并通过实时定量PCR技术分析高温胁迫、阿维菌素诱导和抗性及敏感品系中该基因的表达情况。【结果】克隆获得的瓜实蝇Hsp90基因cDNA全长2 654 bp,命名为Bc-Hsp90,GenBank登录号为KP864677,含2 145 bp的开放阅读框,编码715个氨基酸蛋白,具有HSP90蛋白家族共有模式和1个基序标签,C-末端具有MEEVD基序,属于胞质型热激蛋白。系统发育分析显示,Bc-Hsp90基因高度保守。不同高温(32-40℃)胁迫处理1 h和2 h后,瓜实蝇成虫体内Bc-Hsp90的相对表达量均显著高于对照组(26℃),并在38℃和40℃表达量最高;阿维菌素长期筛选的RS品系,Bc-Hsp90表达量是对照SS品系的2.13倍,但RS品系以LC90剂量诱导后,Bc-Hsp_(90)表达量显著下调,随着恢复时间延长其表达量逐渐升高,96 h后恢复到对照水平。【结论】推测Bc-Hsp90在瓜实蝇耐热性和抗阿维菌素过程中可能起着重要作用。     

昆虫病原线虫对草地贪夜蛾幼虫的致死率及田间防治效果

【目的】为生产中应用昆虫病原线虫防治草地贪夜蛾提供参考。【方法】采用室内实验和田间试验相结合的方法,室内培养皿中测定4种不同品系线虫对3和6龄草地贪夜蛾幼虫的毒力、致死时间和剂量,田间玉米6~8叶期、日落后叶面喷施线虫至喇叭口内,测试防治草地贪夜蛾的施用剂量和持效天数。【结果】Steinernema feltiae SN、Heterorhabditis bacteriophora H06、Heterorhabditis beicherriana Cherry和Oscheius chongmingensis Tumian侵染草地贪夜蛾3龄幼虫72 h后的致死中浓度LC₅₀分别为22.13、36.54、60.01和1369.4 IJs·larva^-1;侵染6龄幼虫72 h后的致死中浓度LC₅₀分别为18.67、31.25、45.52和897.28 IJs·larva^-1。SN、H06、Cherry和Tumian品系的最佳致死时间72 h;最佳致死剂量100 IJs·larva^-1 (Tumian品系除外,最佳致死剂量为900 IJs·larva^-1)。玉米田线虫施用剂量7万IJs·株^-1为最佳,施用后16 d的校正虫口减退率为65.80%。【结论】在供试品系中,S. feltiae SN品系的线虫对草地贪夜蛾的致病力最强,最有田间生物防治草地贪夜蛾潜力。田间玉米6~8叶期、幼虫3龄时喷施线虫至喇叭口内防治效果最佳。     

中国—东盟重大农业入侵有害生物预警与防控研究进展

中国—东盟自贸区的建设和运行,促进了东盟农产品特别是热带水果向中国的输入,随之极大地提高了东盟农业有害生物入侵中国的风险。如何保障东盟农产品输入中国同时又能有效阻断农业有害生物的入侵是亟需解决的重大难题。为此,2011年中华人民共和国科学技术部批准设立了国家国际科技合作重大专项"中国—东盟重大农业外来有害生物预警与防控平台",华南、云南地区及越南、泰国、菲律宾、缅甸、老挝、柬埔寨东盟6个国家的专家学者组建了联合攻关团队,建立了中国—东盟重大农业入侵有害生物预警与防控技术支撑平台,对东盟农业有害生物的基础数据库、风险评估、快速鉴定、口岸监测、检疫处理和应急防控等关键技术开展系统研究,创建了以"境外监测与指导防控、口岸检验与检疫处理和境内应急防控"为核心的防控东盟农业有害生物入侵的技术体系,并在中国—东盟自贸区内示范应用。     

2008年桂北地区稻飞虱特大迁入事件分析

2008年5月下旬—6月中旬,桂北地区出现了褐飞虱Nilaparvata lugens（Stl）和白背飞虱Sogatella furcifera（Horváth）特大迁入峰,单晚单灯虫量超百万。如此大量的迁入虫源究竟来自何方？利用HYSPLIT轨迹分析平台、地理信息系统ArcGIS和气象图形软件GrADS,对稻飞虱的特大迁入峰及其大气背景场的个例分析表明：（1）西南方向的低空急流为广西稻飞虱大规模迁入提供了运载气流,降雨是迫使稻飞虱集中降落的主要原因;（2）5月下旬,虫源地主要分布在越南北部地区（20°～22°N）,6月上旬,虫源地主要分布在越南东北部地区（21°～23°N）,6月中旬桂西北地区大规模迁入的虫源地位于越南东北部、广西西南部,桂东北虫源地分布在广西东南部;（3）虫源地的空间分布和虫源基数的差异直接导致了6月中旬桂东北和桂西北地区降虫量的巨大差异。     

首次入侵广东的草地贪夜蛾迁入路径及天气背景分析

草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda(J. E. Smith)是联合国粮农组织全球预警的超级害虫,2019年1月入侵我国云南,并随季风远距离迁飞扩散,4月23日,广东省广州市增城区首次发现并确认该虫幼虫发生为害,对当地玉米等粮食作物构成严重威胁。本研究运用基于WRF模式的昆虫三维轨迹分析程序和GrADS气象图形软件,模拟了入侵广东的草地贪夜蛾的迁飞路径及天气背景场。结果表明:按照幼虫发育历期推算,首批草地贪夜蛾成虫迁入广东的时间可能为4月8日～13日;在此期间,越南北部及华南地区的西南低空急流可为草地贪夜蛾的迁飞提供运载气流,而风切变、降雨和下沉气流为草地贪夜蛾的迫降提供便利条件;4月9-10日存在草地贪夜蛾的有效迁飞路径,入侵广东省增城区草地贪夜蛾种群的有效虫源地分布在越南及老挝北部。本研究为华南地区草地贪夜蛾春季迁入种群的监测预警及防控提供了科学依据。     

广聚萤叶甲取食对豚草挥发物组分的影响

植物在遭受植食性昆虫为害后,会系统性地释放虫害诱导挥发物(HIPVs).为探明广聚萤叶甲取食对豚草挥发物组分的影响,本研究采用动态顶空吸附法和气相色谱-质谱联用仪(GC-MS),收集并分析了豚草在受机械损伤和受广聚萤叶甲取食损伤前后挥发物组分及相对含量的变化.结果表明,豚草健康植株与损伤植株的挥发物组分和相对含量具有明显的差异.与健康植株相比,受机械损伤后的豚草挥发物中新出现了乙酸芳樟酯、桉树醇、十二醛、γ-木罗烯、植物醇、β-波旁烯,这些化合物在受损后立即释放,表明它们是组成型豚草挥发性有机化合物(VOCs);受取食损伤后,挥发物中大根香叶烯D的相对含量显著增加,表明大根香叶烯D为诱发型VOCs;而较于健康植株和机械损伤植株,取食损伤后的豚草VOCs中增加了桧烯、辛醛、β-罗勒烯、香茅醇,表明这些化合物为HIPVs.此外,机械损伤与取食损伤对豚草VOCs组分的影响有所不同.受机械损伤后,挥发物的种类减少后(损伤后第3天)很快又恢复到健康水平,而受取食损伤后,VOCs的种类逐渐减少(损伤后3d内).受损后不同时期挥发物的种类和相对含量亦有显著差异.受损后的早期(1 d),释放的多为一些豚草绿叶性物质,而在后期有一些诱导物释放.本研究结果为利用豚草VOCs和HIPVs组分提高广聚萤叶甲对豚草的防控效果奠定了重要基础.