抗蚜基因及其转基因植物的研究进展

在我国目前的环境条件下，蚜虫作为农业害虫和植物病毒的传播者，已经成为严重威胁农业生产发展重要的害虫之一。抗蚜植物基因工程可以有效抑制蚜虫危害，并且随着对生命科学的深入理解和技术手段的日益成熟，得到广泛的关注和重视。抗蚜植物基因工程的核心是抗蚜基因的筛选、转抗蚜基因植物的培育以及生物安全性。本文讨论了多种抗蚜基因，并重点论述雪花莲凝集素和苋菜凝集素基因在目前科学研究和生产实践的应用。     

应用肠道内含物定量评价天敌捕食作用的方法

【目的】自然天敌在农田生态系统中发挥着重要的生物功能,明确捕食性天敌对害虫猎物的控制能力是充分发挥天敌控制作用的前提。【方法】本文基于肠道内含物分子检测方法,以华北花生与玉米组成的微景观系统中的花生/玉米-花生蚜-龟纹瓢虫为研究主线,对龟纹瓢虫Propylaeajaponica肠道内含物进行了分子检测。【结果】结合室内和大田取样两种途径,通过测定龟纹瓢虫肠道内含物中花生蚜的阳性检出率,显示龟纹瓢虫体内检测到花生蚜的扩增,阳性检出率最高时达到26.25%。【结论】基于天敌肠道内含物的分子标记技术可作为定量评价田间实际天敌控害作用的有效方法之一,玉米作为功能植物(作物)可通过涵养天敌瓢虫实现对花生蚜的控制作用。     

温度对食蚜瘿蚊生长发育的影响

在19,22,25,28,31℃和RH为80%的组合下,测定食蚜瘿蚊Aphidoletes aphidimyza Rondani的发育历期,分析发育速率与温度的关系,并且测定各温度下食蚜瘿蚊的化蛹率和羽化率等生物学参数。实验结果表明:温度对食蚜瘿蚊的生长发育有较大影响。在19~28℃范围内,食蚜瘿蚊各虫态的发育历期随温度的升高而缩短,而在28~31℃范围内,食蚜瘿蚊各虫态的发育历期随着温度的升高而略为延长。采用线性日度模型和Logistic模型对卵期、幼虫期、蛹期和全世代的发育速率进行模拟分析,2种模型均能较好地反映各虫态的发育速率。不同温度下食蚜瘿蚊的5天化蛹率和总羽化率差别较大,但以25℃下为最高,分别为88.00%和94.70%;而22℃下的化蛹率和羽化率与25℃下较为接近,分别为84.00%和90.66%,经分析差异不显著。食蚜瘿蚊最适生长发育温度为22~25℃。     

麦长管蚜抗吡虫啉品系和敏感品系的生殖力比较

通过建立抗性品系和敏感品系的种群生命表,比较麦长管蚜Sitobion avenae(Fabricius)抗吡虫啉品系和敏感品系的生殖力差异,结果表明,抗性品系适合度显著下降,世代历期延长,成蚜寿命缩短;在繁殖上表现为产仔量下降,生殖期缩短。以净生殖率(R0)和内禀增长率(rm)来评价抗性品系的相对生物适合度,抗性品系分别是敏感品系的0.5200和0.7481。因此,麦长管蚜对吡虫啉的抗性品系存在显著的生殖劣势。     

不同地区苹果绵蚜对三种杀虫剂的抗性监测

【目的】了解苹果绵蚜Eriosomalanigerum对不同类别杀虫剂的抗药水平,为田间苹果绵蚜化学防控过程中的药剂选择提供理论基础。【方法】2018年6-7月间,采用玻璃管药膜法测定了3省14个地区苹果绵蚜对阿维菌素、高效氯氰菊酯和吡虫啉的抗药性。【结果】研究表明,西安杨凌地区苹果绵蚜种群对阿维菌素的抗性水平最低,LC50值仅为6.813 mg/L;烟台招远地区苹果绵蚜种群对阿维菌素的抗性水平最高,LC50值为79.496 mg/L。多数地区苹果绵蚜种群对高效氯氰菊酯的抗药水平较低,其中烟台龙口地区抗药水平最低,LC50值为4.341 mg/L,烟台栖霞地区抗药性最高,LC50值为37.689 mg/L。青岛即墨地区苹果绵蚜种群对吡虫啉的抗性水平最低,LC50值仅为5.261 mg/L;烟台招远地区苹果绵蚜种群对吡虫啉已经产生了中等水平的抗性(RR=10.859),LC50值为57.128 mg/L。不同虫态抗药性检测表明,除了烟台蓬莱地区的若蚜对阿维菌素和吡虫啉出现了抗药性提高的现象外,其它大部分苹果绵蚜3龄若蚜对药剂的抗性与成蚜相近。【结论】苹果绵蚜在北方大部分地区对常用杀虫剂的抗药性保持在低水平或敏感状态。在今后防治中应继续坚持交替轮换的用药原则,防止苹果绵蚜抗药性的产生。     

不同冷藏条件对食蚜瘿蚊过冷却点和冰点的影响

【目的】食蚜瘿蚊Aphidoletes aphidimyza(Rondani)是一种捕食性天敌,其幼虫对蚜虫具有较好的控制潜能。研究不同冷藏条件对食蚜瘿蚊耐寒能力的影响,为食蚜瘿蚊的低温冷藏技术提供了理论依据。【方法】利用热电偶原理,测定食蚜瘿蚊在不同冷藏条件下的过冷却点和结冰点。【结果】25℃条件下,食蚜瘿蚊各虫态的过冷却点及结冰点存在显著差异（P<0.05）,其中2龄幼虫过冷却点（﹣26.18℃）和结冰点（﹣24.98℃）最低,雄成虫过冷却点（﹣22.95℃）和结冰点（﹣21.86℃）最高。在不同变温条件下冷藏食蚜瘿蚊蛹,其过冷却点在冷藏10、20和30 d时均上升且高于对照,冷藏40 d时低于对照;同一冷藏时长下不同冷藏方式间过冷却点的差异均不显著（P>0.05）。食蚜瘿蚊蛹在5℃条件下冷藏50d,每天定时7℃中断4h的结冰点（﹣23.09℃）最低,冷藏30d的结冰点（﹣21.15℃）最高;食蚜瘿蚊蛹在5℃条件下冷藏40 d,每天定时9℃中断4 h的结冰点（﹣22.66℃）最低,冷藏20 d时的结冰点（﹣20.95℃）最高;同一冷藏时长下3种冷藏方式间结冰点差异均不显著（P>0.05）。【结论】食蚜瘿蚊2龄幼虫的耐寒能力最强,雌成虫的耐寒能力要高于雄成虫;变温贮存和恒定低温均适合食蚜瘿蚊的低温贮存。     

昼夜温度波动对麦长管蚜生理生态表型影响及其相关性研究

昼夜温度波动变化是气候变暖的主要特征之一,昼夜变温幅度对生物的影响越来越受到科学家的关注。与恒温研究相比,变温幅度对昆虫生活史特征影响的研究还十分有限。因此,本研究模拟自然界24 h温度变化,并首次全面研究了相同平均温度（22℃）下不同变温幅度（±0℃、±6℃、±12℃）对麦长管蚜Sitobion avenae生理指标（温度耐受性、呼吸）与生态指标（发育、存活、寿命、繁殖、种群参数）的影响。结果表明,与变温幅度±0℃和±12℃相比,变温幅度±6℃显著提高了麦长管蚜整体存活、寿命、繁殖以及净增值率与世代周期。与其它处理相比,较大变温幅度±12℃显著阻碍了麦长管蚜若虫发育,抑制了整体存活,缩短了寿命,降低了繁殖量,且显著降低了种群内禀增长率、净增值率与世代周期。但是,较大变温幅度±12℃,显著提高了成蚜的耐热、耐寒性与CO2呼吸速率。研究还发现,在不同变温幅度中,麦长管蚜成蚜耐寒性的提高是以寿命为代价的。由此可见,以往以恒温为基础的昆虫种群表型及数量动态预测模型均存在局限,昼夜变温幅度作为必要因素,应考虑纳入种群表型及数量动态预测模型中,从而提高昆虫田间发生情况预测预报的准确性与气候变化对生物的风险评估的精确性。     

麦长管蚜对E-β-法尼烯的嗅觉行为反应

【目的】测定麦长管蚜Sitobion avenae Fabricius对E-β-法尼烯(E-β-farnesene,EβF)矿物油溶液反应的最低阈值浓度,为EβF的田间应用提供依据。【方法】观察麦长管蚜3龄若蚜对不同浓度EβF的逃逸行为和"Y"型管嗅觉行为反应。每天定时分5次(9:00,11:30,14:00,16:30和19:00)滴加10μL EβF于滤纸上,滤纸用牙签固定于麦苗盆中心,持续处理5 d。每盆麦苗处理前接1龄若蚜15头。记录成蚜翅型及2周后蚜虫总数量。【结果】随着EβF浓度升高,麦长管蚜3龄若蚜3 min内逃离数显著增加,有翅蚜比例显著增加,种群个体数量显著下降,驱避效果明显增强。EβF浓度为200 ng/μL和≥600 ng/μL使蚜虫逃离数显著增加(P0.05)。"Y"型管选择行为测试结果表明,EβF≥600 ng/μL对3龄若蚜具有极显著的驱避作用(P0.01)。与对照相比,EβF≥600 ng/μL处理极显著提高了有翅蚜比例(P0.01);EβF≥400 ng/μL极显著抑制蚜虫种群个体数量增长(P0.01),但与600 ng/μL处理差异不显著。【结论】600 ng/μL EβF矿物油溶液为麦长管蚜驱避剂的最低阈值浓度。     

禾谷缢管蚜ABC转运蛋白基因的克隆、分子特性及表达分析

【目的】ABC(ATP-binding cassette)转运蛋白是一类重要的跨膜蛋白超家族,某些ABC转运蛋白基因在一些害虫的抗药性品系中表达显著提高。本研究旨在克隆禾谷缢管蚜Rhopalosiphum padi ABC转运蛋白基因Rhpa ABCG9,Rhpa ABCG20和Rhpa ABCG23 c DNA全序列,分析这3个基因在该虫不同发育阶段和不同抗药性品系中的表达模式,为阐明ABC转运蛋白在禾谷缢管蚜抗药性中的作用和其他生理功能,以及深入分析该虫抗药性机理奠定基础。【方法】采用RT-PCR与RACE技术,克隆了基因c DNA全序列;利用实时荧光定量PCR技术,研究这3个基因在禾谷缢管蚜不同生长发育阶段和不同抗药性品系中的表达变化。【结果】获得了Rhpa ABCG9,Rhpa ABCG20和Rhpa ABCG23 3个基因c DNA全序列,其开放阅读框长度分别为2 103,2 436和2 082 bp,分别编码700,811和693个氨基酸。结构分析表明,3个蛋白均具有ABC转运蛋白家族典型的结构特征;系统进化分析结果显示,3个蛋白氨基酸序列分别与豌豆蚜Acyrthosiphon pisum各对应氨基酸的序列一致性最高。实时荧光定量PCR分析结果表明,这3个基因在禾谷缢管蚜不同发育时期均不同程度表达。Rhpa ABCG20在各个发育时期的表达变化差异不显著;Rhpa ABCG9表达量在4龄若蚜最高,在1龄若蚜最低;Rhpa ABCG23表达量在3龄若蚜最高,1龄若蚜最低,其他阶段差异不显著。禾谷缢管蚜异丙威抗性品系中,Rhpa ABCG20表达量显著高于敏感品系,而Rhpa ABCG9和Rhpa ABCG23表达量均低于敏感品系,但差异不显著;禾谷缢管蚜吡虫啉抗性品系中,Rhpa ABCG20和Rhpa ABCG23表达量显著高于敏感品系,而Rhpa ABCG9表达上调不显著。【结论】Rhpa ABCG9,Rhpa ABCG20和Rhpa ABCG23基因可能参与禾谷缢管蚜体内农药的运输,并与禾谷缢管蚜的抗药性具有一定的关系。本研究结果为进一步深入分析禾谷缢管蚜的抗药性机制,以及该虫的抗药性治理与综合防治奠定了基础。     

联苯菊酯和啶虫脒对苹果黄蚜的区分剂量研究

【目的】为了快速简便地明确苹果黄蚜Aphis citricola对常用药剂的敏感性,研究了联苯菊酯和啶虫脒对苹果黄蚜的区分剂量。【方法】在诊断剂量法的基础上进行了改进,采用玻璃管药膜法进行了研究,并进行了重现性和田间试验验证。【结果】联苯菊酯和啶虫脒的区分剂量分别为0.021μg/cm2和0.003μg/cm2,联苯菊酯和啶虫脒玻璃管药膜在4℃下,最长均可保存20 d,其毒力效果不变。【结论】研究得出的区分剂量具有较好的重现性,可用于快速检测苹果黄蚜对联苯菊酯和啶虫脒的敏感性。