马铃薯甲虫结节性硬化复合物基因LdTSC1和LdTSC2基因的克隆及功能分析

【目的】通过RNAi技术明确马铃薯甲虫TOR上游的关键信号集成节点及类胰岛素信号通道下游基因结节性硬化复合物TSC1和TSC2的功能。旨在为探明马铃薯甲虫类胰岛素信号转导提供更多理论支持。【方法】在NCBI(美国国家生物技术信息中心)获取马铃薯甲虫LdTSC1/2序列,分别利用多重序列比对和系统发育分析确定该基因的完整性和系统发育关系;采用喂食幼虫dsRNA的方法,观察该基因的调低对马铃薯甲虫幼虫生长发育、糖脂代谢的影响。【结果】克隆得到马铃薯甲虫TSC1编码蛋白的氨基酸序列与鞘翅目白蜡窄吉丁直系同源蛋白的氨基酸序列的自展一致度为100%,聚为一支;TSC2编码蛋白的氨基酸序列与鞘翅目白蜡窄吉丁和赤拟谷盗的同源蛋白氨基酸序列的自展一致度为100%,聚为一支。通过分别喂食2龄幼虫LdTSC1/2的dsRNA能有效降低靶标基因的表达量,幼虫出现体重减轻,化蛹率和羽化率显著下降,葡萄糖的吸收转化效率降低,海藻糖含量升高和甘油三酯均减少。【结论】下调2龄幼虫LdTSC1/2的表达量,导致试虫出现抑制了糖脂代谢、脂肪体减少、体重减轻以及发育延迟;结果表明LdTSC1/2调控了马铃薯甲虫幼虫的糖脂代谢过程,显著影响幼虫化蛹和蜕皮过程。     

小型植保无人机超低量喷雾防治稻水象甲

【目的】通过建立适宜新疆荒漠绿洲特殊生态环境的稻水象甲超低量喷雾技术,为稻水象甲的大面积统防统治提供新型施药技术。【方法】以小型遥控多旋翼植保无人机(UAV)为施药机械,以稻水象甲常规喷雾防效大于90%的药剂为首选药剂,开展了药剂、施药量、助剂以及施药机型的筛选试验。【结果】施药后3、7、14和21 d虫口密度高于防治指标的样地所占比例依次为35.71%、21.43%、35.71%和78.57%。30%氯虫·噻虫嗪187.5 mL·hm~(-2)防效最佳,14 d药效高达93.43%;药后21 d,球孢白僵菌3000 mL·hm~(-2)的防效最高,达84.65%。各药剂施药量与防效呈正相关。此外,UAV喷雾防治稻水象甲时,添加助剂的平均防效可提高22.29%~28.49%。【结论】在农业精准施药、绿色生产中,综合考虑供试药剂的施药量、持效期、防效和药后存活虫量,建议以30%氯虫·噻虫嗪SC和14%氯虫·高氯氟CS作为全程以UAV为施药机械防治稻水象甲的首选药剂,在稻水象甲种群发展前中期优先考虑低浓度施药量;同时,为避免UAV在实际作业中药液雾滴发生飘失和流失问题,可以考虑添加飞防助剂提升防效。     

马铃薯甲虫两个系统性RNA干扰缺失基因cDNA的克隆、序列分析和时空表达

【目的】克隆马铃薯甲虫Leptinotarsa decemlineata(Say)两条Sid-1基因的全长并分析其时空表达。【方法】本研究通过RT-PCR和5'/3'RACE等技术从马铃薯甲虫中克隆全长序列,通过序列多重比对和系统发育分析研究序列的保守性和基因起源,通过阶段收样,组织解剖和qPCR技术获得这两个基因的时空表达。【结果】从马铃薯甲虫Leptinotarsa decemlineata的4龄幼虫中克隆得到LdeSid-1a和LdeSid-1c,其m RNA全长为2 887和3 733 bp,编码759和782个氨基酸,分子量为86.19和90.27 ku,两条蛋白质序列的相似性为59%。与其它昆虫的系统性RNA干扰缺失基因的比对结果显示,LdeSid-1a和LdeSid-1c分属于鞘翅目系统性RNA干扰缺失基因的两个分支,均具有典型的11个跨膜域结构,在蛋白质序列的N端具有4段高度保守的基序。qPCR的时序分析表明LdeSid-1a和LdeSid-1c的表达从初孵幼虫开始逐渐上升,而LdeSid-1c在卵中的表达也较高,组织中的分布结果表明,两个基因在所有组织中均表达,在前肠、中肠和后肠以及生殖系统中表达较高,在神经系统中为优势表达。LdeSid-1a和LdeSid-1c的Gen Bank登录号为KR153284和KR153285。【结论】LdeSid-1a和LdeSid-1c具有典型的系统性RNA干扰缺失基因家族的结构,时空表达和系统发育的结果均表明这两条基因可能在幼虫的高龄阶段起到重要作用。     

不同生物药剂对稻水象甲的毒力、拒食活性及防效分析

【目的】防治稻水象甲的现有常规化学药剂的大量施用所引发的环境问题越发突出,而其生物药剂单一,加之天敌匮乏,故开展符合绿色生产标准的低毒、低残留、无污染生物药剂的筛选已成为稻水象甲防治工作所面临的首要任务。【方法】以越冬代稻水象甲成虫为试虫,采用室内点滴、田间喷雾等方法,对5种符合绿色生产标准药剂的毒力、拒食活性、防效及药后取食量等指标进行了测定和综合评价。【结果】室内生测方面:72 h后对处理稻水象甲成虫的室内毒力显著;此外,对试验前后的取食斑面积进行比较,发现药后各药剂拒食活性差异显著,均表现出较好的拒食作用。田间药效方面:除0.6%苦参碱AS外,其他药剂对稻水象甲均表现出较好的防效,100亿个孢子·m L~(-1)白僵菌OD、1.5%除虫菊素AS、7.5%鱼藤酮EC和6%乙基多杀菌素SC这4种药剂15 d的田间防效为51.24%~82.55%;3 d后各处理组田间新增取食斑数、取食长度均显著低于对照组。【结论】在绿色水稻生产中,100亿个孢子·m L~(-1)白僵菌OD、1.5%除虫菊素AS、7.5%鱼藤酮EC和6%乙基多杀菌素SC均具有较好的推广价值,可用于稻水象甲的防治。     

稻水象甲在新疆的潜在分布及适生性研究

【目的】通过精准开展稻水象甲在新疆荒漠绿洲稻区的适生性研究,旨在为新疆地区该重大外来有害生物的科学防控提供指导。【方法】基于19个环境因子和64个稻水象甲在新疆及内地重要代表性发生地的最新地理分布点信息,采用MaxEnt模型与ArcGIS 10.2软件进行具体分析,预测稻水象甲在新疆的最新潜在分布区,并划分风险等级。【结果】稻水象甲在新疆荒漠绿洲稻区的适生区域主要集中在北疆天山北坡和伊犁河谷一带,以及南疆阿克苏地区和克州的部分区域,其非适生区占新疆总面积的79.97%,低适生区占7.34%,适生区占10.84%,高适生区则仅占1.85%。【结论】稻水象甲在新疆继续扩散的趋势与危害风险依然较大,其中,年平均温(bio1)、等温性(bio3)、最湿季平均温(bio8)、最暖季的降雨量(bio18)和最热月的高温(bio5)是影响稻水象甲在新疆潜在扩散的主要环境因子。     

新疆荒漠绿洲稻区稻水象甲危害损失及防治阈值研究

【目的】稻水象甲是水稻的一种毁灭性害虫,也是我国重要的对外检疫性对象之一。该虫自2010年传入新疆后,其发生面积和危害呈不断加重趋势,已对新疆水稻尤其是绿色有机水稻的生产构成了严重威胁。稻水象甲危害造成的产量损失及防治阈值的确定对其准确预测预报及化学防治都具有重要的指导意义。然而,目前尚未见新疆荒漠绿洲稻区的相关报道。【方法】通过田间罩笼试验比较研究了不同虫口密度下的水稻有效穗数、单穗粒数、结实粒及产量等指标,计算得出稻水象甲在新疆的产量允许损失率及防治阈值。【结果】田间稻水象甲成虫数量与水稻有效穗、单穗粒数、结实率存在显著负相关性,但与千粒重关系不显著;逐步线性回归模型分析表明,水稻产量与虫口密度、每公顷穗数、单穗粒数和结实率相关性显著,它们是影响水稻产量的主要因子。此外,新疆荒漠绿洲稻区稻水象甲的产量允许损失率为1.1756%,其防治阈值为5.82头·m~(-2)。【结论】新疆荒漠绿洲稻区允许的稻水象甲越冬代虫口密度最大临界值为5.82头·m~(-2),高于此值应及时进行防治。     

新疆农田系统瓢虫资源调查与多样性研究

为全面了解新疆农田系统瓢虫资源组成以及多样性结构差异,本研究采用网捕法于2018年、2019年连续两年对新疆11个地州50个县/市/区15种农作物生境的406个采集点开展了瓢虫资源系统调查.结果表明:共获7001号瓢虫标本,隶属3亚科13属26种,其中多异瓢虫Hippodamia variegata为绝对优势种类,其个体数量占比达55.11％,深点食螨瓢虫Stethorus punctillum、龟纹瓢虫Propylea japonica等10种为常见种;不同生境瓢虫群落多样性分析显示,苜蓿田和麦田的丰富度指数(5.598150、7.546581)、多样性指数(0.874884、0.708508)、均匀度指数(0.661678、0.544575)都较高,但优势度指数则分别仅为0.224261、0.342884;大豆田和西瓜田的多样性指数、丰富度指数以及均匀度指数均显著低于其他生境类型(P<0.05),但优势度指数远高于其他生境,为0.663091、0.658502,可见苜蓿田、麦田等生境瓢虫物种数和个体数量丰富,且分布均匀,而大豆田和西瓜田种类相对贫乏,且分布不均匀;不同地州的瓢虫群落多样性分析显示,伊犁州的丰富度指数(7.363638)、多样性指数(0.970345)、均匀度指数(0.712583)都较高,但优势度指数仅为0.135821;阿克苏地区的多样性指数、丰富度指数以及均匀度指数都显著低于其他地州,但优势度指数远高于其他地州,为0.663477,可见伊犁州的瓢虫物种数和个体数量丰富,且分布均匀,而阿克苏地区种类相对贫乏,且分布不均匀;不同海拔带瓢虫群落多样性分析则显示,300 m～1300 m海拔区间农田瓢虫群落多样性指数和丰富度指数显著高于其它海拔区间,且低海拔(-130 m～300 m)或高海拔(1600 m～2800 m)区间的瓢虫群落丰富度和多样性指数较低,但优势度较高,这表明300 m～1300 m海拔区间内瓢虫种类比较丰富,而在低海拔或高海拔区间农田生境内的瓢虫物种贫乏,个体数量也比较少.本研究基本明确了新疆农田系统瓢虫资源组成及多样性,揭示了其生态系统和生物多样性保护中的重要价值,同时为生物防治提供了丰富捕食性天敌瓢虫资源.     

普通豚草防控药剂筛选

【目的】普通豚草对新疆伊犁河谷地区的生态及旅游产业发展都造成了严重的威胁。本研究于2019年5月和7月中旬筛选218国道沿路林带农田交错生境下防治普通豚草的最适除草剂和施药浓度,旨在为防治普通豚草提供技术指导。【方法】采用田间小区试验,比较药后7、14、30和45 d的株防效、鲜重防效和株高,评价5月中旬8种除草剂的2个施药浓度对约12叶期、株高(6.20±0.13) cm的普通豚草,以及7月中旬21%氯氨吡啶酸AS的5种施药浓度对约20叶期、株高(16.26±0.68) cm的普通豚草的防治效果。【结果】方差分析表明,5月中旬株防效和鲜重防效最高的是75%苯嘧·草甘膦WG 900和1350g·hm~(-2),其次是30%草甘膦AS 5250和6750 g·hm~(-2)、48%三氯吡氧乙酸EC 4170和6255 g·hm~(-2)、21%氯氨吡啶酸AS 300和375 g·hm~(-2),最低的是20%硝磺草酮SC 637.5和750 g·hm~(-2)。7月中旬,21%氯氨吡啶酸AS对普通豚草的株防效和鲜重防效较好浓度是600 g·hm~(-2),药后45 d株防效和鲜重防效分别为69.7%、93.4%,其次是450和525 g·hm~(-2),药后45 d株防效和鲜重防效分别为47.8%、86.4%和51.7%、91.5%。【结论】综合普通豚草种子萌发情况、防治成本、药剂成分及对环境的影响等因素,5月中旬防治伊犁河谷地区林带生境下的普通豚草时,建议施用75%苯嘧·草甘膦WG 900 g·hm~(-2)、30%草甘膦AS 5250 g·hm~(-2)、48%三氯吡氧乙酸EC 4170 g·hm~(-2)、21%氯氨吡啶酸AS 300 g·hm~(-2); 7月中旬防治公路林带生境下的普通豚草时,建议增加药量,施用21%氯氨吡啶酸AS至少525 g·hm~(-2);防治时期上,建议在5月中旬左右进行防控,可大幅降低用药量并方便农事操作。     

新疆荒漠绿洲生态区苹果蠹蛾生物学、生态学和防治技术研究与应用进展

苹果蠹蛾是我国重要的检疫害虫,自1953首次在新疆库尔勒地区发现以来,疫情保持不断扩张的趋势,目前已经在我国新疆、甘肃、宁夏、内蒙古、黑龙江、辽宁和吉林7个省区发现,对我国苹果产业构成了严重威胁。新疆在苹果蠹蛾生物学、生态学等研究领域起步较早,开展了大量的相关研究和应用工作。本文通过对新疆苹果蠹蛾相关文献的搜集、整理和分析,回顾和总结了新疆绿洲荒漠生态区苹果蠹蛾生物学、生态学和综合防治技术等领域的研究和应用进展,以期对今后该虫的研究和防治提供参考。     

马铃薯甲虫基因组SSR位点分析及引物效率的验证

SSR作为一种微卫星分子标记方法,被广泛用于遗传多样性相关的研究,而SSR引物是否高效是影响整个实验结果的重要因素。本研究利用生物信息学手段,对马铃薯甲虫基因组数据进行分析,搜索基因组SSR位点,并设计引物和验证SSR引物的效率。最终在马铃薯甲虫基因组中共检测出SSR位点81 937个,且这些位点中以单核苷酸、二核苷酸、三核苷酸重复为主;从SSR位点的平均分布距离来看,单、三、四核苷酸重复在马铃薯甲虫基因组中平均分布距离较小,分别为2.21 kb、8.39 kb、36.21 kb。马铃薯甲虫基因组SSR位点中,优势基序总数为68 388个,比例高达83.46%,其中,单核苷酸以A/T重复基序占绝对优势,二核苷酸重复的SSR位点中,以AG/CT重复基序为主,三核苷酸重复的位点中,以AAT/ATT重复基序为主;在ClassⅠ长度的SSR位点中,以二核苷酸、三核苷酸重复的数量最多,比例高达82.32%;最后设计19对SSR引物测试效率,其中14对成功扩增条带,11对为多态性引物,其平均多态性条带6.27条。多态性引物的PIC值在0.375-0.794,平均值为0.600,大于平均值的引物为6对,占有效扩增引物的54.5%。研究表明,利用生物信息发掘SSR位点的方法简便高效,这为后续进一步利用SSR引物研究马铃薯甲虫的遗传多样性,及在其它昆虫中开发SSR引物开发奠定研究基础。