人工释放赤眼蜂对棉铃虫的防治作用及相关生态效应

1998～2000年在河北省南皮县棉区转Bt基因棉田及常规棉田中设置4种不同的组合处理,通过释放螟黄赤眼蜂控制棉铃虫的方法,减少化学农药的使用,达到提升和增强自然生物控制力的生态效应;并以不采取任何防治措施的常规棉田为常规棉对照田。研究表明：（1）转基因棉和常规棉棉田中自然寄生率随棉铃虫世代的增加而逐渐升高,2、3和4代棉铃虫卵被寄生率范围分别为13.3%～14.3%、26.7%～28.2%和60.8%～61.4%。（2）棉铃虫2代期,在常规棉综防田释放赤眼蜂2次,其寄生率为46.4%, 比未释放赤眼蜂的转基因棉棉田和常规棉对照田提高33.1%和32.1%; 3代期,转基因棉棉田释放赤眼蜂1次,其寄生率与常规棉综防田释放4次的效果相当,分别为73.7%和68.1%;但与转基因棉不放蜂田、常规棉化防田及对照田相比,分别提高45.5%、61. 8%和47.0%;4代期,无论放蜂与否,各处理棉田中的寄生率除化防田外（52.1%）均在60%以上。（3）常规棉化防田棉铃虫2代和3代期,分别使用农药2和3次,其自然寄生率分别为5.5%和11.9%,与对照田相比,分别降低8.8%和14.8%;与常规棉综防田相比,分别降低40.9%和56.2%;释放赤眼蜂的效果与施药时间有关,放蜂后1天内施药,寄生率仅为12.5%,施药后2天放蜂,寄生率达45.6%。（4）转基因棉棉田棉铃虫累计数和百株蕾铃被害数比常规棉综防田分别减少74.8%和73.8%,捕食性天敌增加63.0%;放蜂Bt棉田比不放蜂Bt棉田棉铃虫累计数、百株蕾铃被害数分别减少61.8%和33.3%;常规棉综防田棉铃虫累计数、百株蕾铃被害数、农药使用量比化防棉田分别减少29.7%、43.4%和60.0%,捕食性天敌数量增加63.0%。（5）转基因棉田和综防棉田的益害比（捕食性天敌/植食性害虫）分别为0.47∶1和0.30∶1, 而化防棉田为0.24∶1。上述结果表明释放赤眼蜂可弥补抗虫棉后期抗性减弱的不足,增加田间自然天敌的数量,提高对棉田害虫的自然控害功能。     

雪莲果为替代寄主植物繁育的丽蚜小蜂对MED烟粉虱生防潜能

雪莲果Smallanthus sanchifalius被视为替代烟草高效繁育丽蚜小蜂Encarsia formosa Gahan的理想寄主植物,且中间寄主植物雪莲果繁育的丽蚜小蜂对温室白粉虱Trialeurodes vaporariorum（Westwood）具有更高的生防潜能。但中间寄主植物雪莲果繁育的丽蚜小蜂对烟粉虱Bemisia tabaci（Gennadius）的生防效果尚未明确,本研究测定了雪莲果繁育的丽蚜小蜂对MED烟粉虱1~4龄若虫的寄生率、取食数量、杀死数量,及其子代发育时间和羽化率。研究结果表明,雪莲果繁育的丽蚜小蜂对MED烟粉虱各龄幼虫的寄生率、取食数量均显著高于烟草繁育的丽蚜小蜂,其中,对3龄若虫的防控效果最好,杀死数量为10.5头,寄生率为17.2%,取食数量为1.9头。雪莲果为寄主植物繁育的丽蚜小蜂寄生MED烟粉虱1~4龄若虫的发育时间分别为21.2 d、16.0 d、13.9 d和13.4 d,均显著短于烟草繁育丽蚜小蜂子代发育时间。综合来看,中间寄主植物雪莲果繁育的丽蚜小蜂对MED烟粉虱生防潜能显著高于中间寄主植物烟草繁育的丽蚜小蜂。研究结果为进一步应用中间寄主植物雪莲果繁育的丽蚜小蜂防治烟粉虱提供了理论依据。     

乙基多杀菌素对草地贪夜蛾幼虫的毒力及对其解毒酶和乙酰胆碱酯酶活性的影响

【目的】为了研究乙基多杀菌素对草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda幼虫的毒力及作用机制。【方法】以氯虫苯甲酰胺为对照,采用表面涂抹法测定了乙基多杀菌素对草地贪夜蛾2, 3和4龄幼虫的LC_(50)和LC_(90)。采用酶联免疫吸附法(ELISA),测定不同浓度乙基多杀菌素(0.127, 0.183, 0.250, 0.400和0.572 mg/L)处理48 h后草地贪夜蛾3龄幼虫体内多功能氧化酶(MFO)、谷胱甘肽-S-转移酶(GST)、羧酸酯酶(CarE)以及乙酰胆碱酯酶(AchE)的活性。【结果】与氯虫苯甲酰胺相比,乙基多杀菌素对草地贪夜蛾幼虫具有更高的毒力,处理48 h后对2, 3和4龄幼虫的LC_(50)值分别为0.21, 0.34和0.59 mg/L, LC_(90)值分别为0.59, 0.75和2.01 mg/L。经过乙基多杀菌素处理后,草地贪夜蛾3龄幼虫体内MFO和AchE活性均表现随着浓度的增加而显著增加,二者均在0.572 mg/L处理时活性最高,分别为52.23和23.98 U/mg pro; CarE活性在低浓度乙基多杀菌素处理(0.127和0.183 mg/L)下相对于溶剂对照(0.1%Tween-80)无显著变化,随着浓度增加至0.400与0.572 mg/L时,其活性显著增加; GST活性表现为随着乙基多杀菌素浓度增加而增加的特点,当处理浓度为0.400与0.572 mg/L时,其活性无显著性差异。【结论】乙基多杀菌素对草地贪夜蛾幼虫的杀虫效果优于氯虫苯甲酰胺,尤其对4龄幼虫效果最为明显;在不同浓度的乙基多杀菌素处理条件下,草地贪夜蛾幼虫体内的CarE, MFO和AchE活性有所增高。     

松毛虫赤眼蜂一氧化氮合酶基因的克隆、原核表达及在不同滞育阶段的表达谱分析

【目的】本研究旨在克隆松毛虫赤眼蜂Trichogramma dendrolimi一氧化氮合酶(NOS)基因,表达其编码蛋白,并探究其在松毛虫赤眼蜂滞育过程中的表达模式,为松毛虫赤眼蜂滞育研究提供新依据。【方法】通过转录组数据分析获得松毛虫赤眼蜂一氧化氮合酶基因TdNOS cDNA序列,使用qPCR方法检测其在松毛虫赤眼蜂不同滞育阶段预蛹和蛹中的表达量。使用RT-PCR方法扩增TdNOS cDNA序列并通过生物信息学方法分析其序列特征。构建TdNOS的原核表达载体,利用大肠杆菌Escherichia coli表达系统表达重组TdNOS蛋白,通过Ni-NTA琼脂糖亲和层析纯化,并用于制备多克隆抗体。利用Western blot进一步检测TdNOS在松毛虫赤眼蜂不同滞育阶段的表达量。通过质谱鉴定纯化的目标蛋白。【结果】qPCR分析表明,TdNOS在松毛虫赤眼蜂滞育解除后蛹期的相对表达量显著高于其他阶段的。克隆获得松毛虫赤眼蜂TdNOS cDNA序列(GenBank登录号:MN650600),开放阅读框(ORF)序列长1 014 bp,编码337个氨基酸,无信号肽序列,不含跨膜结构,预测有33个丝氨酸磷酸化位点、7个酪氨酸磷酸化位点和10个苏氨酸磷酸化位点。系统发育分析表明,松毛虫赤眼蜂NOS与短管赤眼蜂T.pretiosum NOS亲缘关系最近,形成与其他膜翅目昆虫NOS蛋白分离的独立分支。成功表达纯化了重组蛋白TdNOS并制备了抗体;Western blot结果表明,TdNOS在松毛虫赤眼蜂滞育解除后蛹期的蛋白表达量高于其他阶段的。质谱检测结果表明纯化的目的蛋白即为TdNOS。【结论】松毛虫赤眼蜂TdNOS在解除滞育后蛹期具有较高的蛋白及mRNA表达量。本研究为进一步探究松毛虫赤眼蜂一氧化氮合酶在滞育发育过程中的作用机制奠定了基础。     

重金属镉在番茄及其害虫西花蓟马中的积累与传递

重金属镉（Cd）是农田土壤中的重要污染源,可在植物和植食性昆虫中积累与传递。本文采用水培法,研究了不同浓度的Cd在番茄Solanum lycopersicum不同组织和在其重要害虫西花蓟马Frankliniella occidentalis体内的积累量。结果表明,随着水培营养液中Cd浓度的增加,番茄植株的根、茎和叶中Cd含量呈增长趋势。根中Cd的积累量远高于茎和叶,当水培溶液中Cd含量为20 mg/L时,根、茎和叶中的积累量分别达19 333.67±233.38、122.67±6.84和147.33±2.96 mg/Kg（干重）。随着Cd浓度的增加,番茄根、茎和叶的鲜重和干重均显著下降。西花蓟马取食Cd处理的番茄叶片后,体内Cd显著积累,最高达1.95±0.36 mg/Kg。同时,Cd积累量的提高进一步影响了以番茄叶片为食的西花蓟马的适合度,降低了其存活率。除对照外,番茄茎-叶的转移系数和叶片对Cd的富集系数均大于1,叶片表现出较强的富集能力。而在所有的试验浓度处理中,西花蓟马对Cd的富集系数和转移系数均小于1,表明Cd未在其体内产生生物放大作用。研究结果明确了Cd在番茄各组织及其害虫中的积累和传递水平,为揭示重金属在农业生态系统食物链中的富集效应提供了基础数据。     

不同杀虫剂对大豆田节肢动物群落结构的影响

通过田间调查明确了大豆田节肢动物群落构成及其优势种群,利用群落参数并结合笔者提出的群落扰动系数比较分析了马拉硫磷、阿维菌素、高效氯氰菊酯和敌敌畏等杀虫剂对大豆田节肢动物群落及其亚群落的影响,研究结果表明:不同杀虫剂对田间天敌、害虫和中性昆虫亚群的丰富度、多样性指数和均匀度指数影响存在较大差异,其中对中性昆虫亚群影响最大。4种杀虫剂中,阿维菌素对群落的影响最小;高效氯氰菊酯对群落的影响最大,大量杀伤了天敌并引起大豆蚜的再猖獗;不同杀虫剂作用下节肢动物群落恢复速度亦存在明显差异,其中阿维菌素防治田群落恢复速度较快,其它药剂防治田的群落恢复明显滞后或根本无法恢复。     

桃蛀螟CYP6AE76基因参与对Cry1Ab蛋白的解毒作用

【目的】明确桃蛀螟Conogethes punctiferalis幼虫取食Cry1Ab蛋白后体内CYP6AE76的过表达及对Cry1Ab蛋白有解毒作用。【方法】分析桃蛀螟CYP6AE76序列特征;利用RT-qPCR检测CYP6AE76在不同发育阶段(1-5龄幼虫)和4龄幼虫不同组织(头、中肠、血淋巴和脂肪体)以及4龄幼虫取食含有Cry1Ab蛋白(LC₅₀=1.08 ng/cm2)的人工饲料3 d存活的幼虫中肠和血淋巴中的表达量;利用RNAi饲喂法沉默桃蛀螟4 龄幼虫CYP6AE76后检测中肠中CYP6AE76的表达量,并统计120 h后幼虫体重并计算幼虫存活率;利用RNAi饲喂法沉默桃蛀螟初孵幼虫CYP6AE76后饲喂含1.08 ng/cm² Cry1Ab蛋白的饲料,7 d后统计幼虫体重并计算幼虫存活率。【结果】桃蛀螟CYP6AE76基因开放阅读框长1 572 bp,编码524个氨基酸,分子量约为60.34 kD,属于CYP6家族基因。发育表达谱结果表明, CYP6AE76基因在桃蛀螟整个幼虫阶段均有表达且在1龄幼虫期表达量最高,随着幼虫龄期增大而表达量降低;组织表达谱结果表明,CYP6AE76在4龄幼虫中肠中表达量最高。4龄幼虫取食含有Cry1Ab蛋白(1.08 ng/cm²)的人工饲料后,CYP6AE76在中肠和血淋巴中的表达量相比对照显著上调。通过RNAi沉默CYP6AE76后,桃蛀螟初孵幼虫再取食含有Cry1Ab蛋白的人工饲料后体重显著降低。【结论】CYP6AE76可能参与对桃蛀螟幼虫摄入的Cry1Ab蛋白的解毒。     

大豆田3种赤眼蜂对大造桥虫卵的寄生适应性

大造桥虫是我国大豆生产上最主要的食叶类害虫之一,目前关于这种害虫的生物防治鲜有报道。本文比较研究了大豆田三种赤眼蜂对大造桥虫卵的寄生能力和发育适合度。研究结果表明,单头黏虫赤眼蜂24 h平均寄生13.1粒卵,明显高于玉米螟赤眼蜂(1.1粒)和螟黄赤眼蜂(0.8粒)。三种赤眼蜂寄生大造桥虫卵后,均能顺利完成发育,羽化率为63.2%-74.2%,发育历期为10.6-10.8 d,三者间均不存在显著差异,但黏虫赤眼蜂的后代雌蜂比率(57.2%)明显高于其它二种赤眼蜂。本研究为豆田释放黏虫赤眼蜂同时生物防治多种害虫提供了理论依据。     

双叉犀金龟成虫最佳食料筛选

在人工气候室条件下（26℃±1℃,RH 70%±5%,L∶D=14 h∶10 h）,研究了6种水果对双叉犀金龟 Allomyrina dichotoma 成虫寿命以及子代数量的影响。结果显示,各处理雌虫寿命均显著长于雄虫,雌虫寿命46.67~55.08 d,雄虫寿命23.78~33.33 d,各处理间无显著差异;饲喂西瓜 Citrullus lanatus (Thunb.) Matsum. et Nakai子代数量最多,达39.44 头/雌,与香蕉 Musa nana Lour.、苹果 Malus pumila Mill.和商品果冻处理无显著差异,饲喂葡萄 Vitis vinifera L.和香瓜 Cucumis melo L.处理均显著低于这4个处理;选择子代数量最多的西瓜、苹果、香蕉分别制作人工饲料果冻,用商品果冻作为对照,在15 d和35 d分别2次调查每对成虫的子代数,结果显示混合果冻、商品果冻、苹果果冻和西瓜果冻显著高于香蕉果冻,且各果冻处理在0~15 d和16~35 d的子代数量差异不同;综合比较两年水果饲喂和人工饲料果冻饲喂结果,饲喂混合果冻、商品果冻、西瓜果冻和苹果果冻4个处理的子代数量最高,平均达33.73 头/雌,显著高于3种水果和香蕉果冻饲喂处理,人工饲养双叉犀金龟时,建议制作人工饲料果冻饲养。     

草地贪夜蛾烟碱型乙酰胆碱受体α6和α7亚基基因克隆及其对乙基多杀菌素胁迫的响应

【目的】烟碱型乙酰胆碱受体(nicotinic acetylcholine receptors,nAchRs)作为昆虫中枢神经系统中重要的神经递质受体,是乙基多杀菌素的重要靶标。本研究旨在克隆草地贪夜蛾Spodopterafrugiperda nAchR基因,并探析其对乙基多杀菌素胁迫的响应。【方法】基于前期草地贪夜蛾转录组数据,采用RT-PCR和RACE分别克隆草地贪夜蛾nAchR α6和α7亚基基因;乙基多杀菌素(0.400 mg/L)处理草地贪夜蛾3龄幼虫48 h后,采用RT-qPCR技术检测nAchR α6和α7亚基基因的表达量的变化。【结果】nAchR α6亚基基因(GenBank登录号: MT951400)开放阅读框长1 506 bp,编码502个氨基酸,并具有跨膜区与信号肽;nAchRs α7亚基基因(GenBank登录号: MW557608)开放阅读框长1 524 bp,编码508个氨基酸,并具有跨膜区与信号肽。根据氨基酸多序列比对分析,草地贪夜蛾nAchR亚基α6和α7具有烟碱性乙酰胆碱受体α家族典型特征。0.400 mg/L乙基多杀菌素胁迫48 h后,草地贪夜蛾3龄幼虫nAchR α6亚基基因表达量显著增加,而nAchR α7亚基基因表达量无显著性变化。【结论】乙基多杀菌素可能作用于草地贪夜蛾的nAchR α6亚基。本研究为深入研究草地贪夜蛾对乙基多杀菌素的靶标抗性机制奠定了初步基础。