中国昆虫表皮碳氢化合物与昆虫化学分类学的研究进展

基于表皮碳氢化合物的昆虫化学分类学已成为昆虫分类的一个重要工具。本文首先简述了世界范围内昆虫化学分类学的起源、发展及应用领域;其次在收集的大量文献基础上,综合分析了我国已开展昆虫表皮碳氢化合物组成研究的昆虫种类、研究内容、取样与进样技术、数据的统计分析、应用领域和存在的问题。针对我国昆虫表皮碳氢化合物研究进展及其在昆虫分类中应用的现状,提出了今后我国在昆虫化学分类领域的研究方向,并展望其应用前景。     

红火蚁病原真菌AUGM47早期发育超微结构研究

在前期筛选已获得对红火蚁Solenopsis invicta Buren高效致病真菌罗伯茨绿僵菌Metarhizium robertsii AUGM47的基础上,为进一步明确病原真菌对寄主昆虫的侵染机制。本试验在室内条件下,以红火蚁工蚁为侵染对象,利用荧光显微镜和透射电镜观察了罗伯茨绿僵菌AUGM47侵染单元分生孢子在体表附着萌发、穿透和体内增殖的早期发育过程。结果表明,菌株AUGM47分生孢子在红火蚁体表可萌发并形成附着胞侵入,接种后12 h观察到萌发,在36 h内普遍出现穿透结构穿透体壁。接种后48 h为菌体在血腔内的增殖阶段。菌丝体在穿透表皮和体腔内增殖过程中伴随着机械压力和酶的活动。接种后96 h,观察到自噬现象,菌体通过自噬降解并回收细胞器,为从体内穿出的晚期发育过程提供物质基础。本研究对罗伯茨绿僵菌AUGM47分生孢子在红火蚁体外至体内的发育进程研究证实了菌株的高致病性,为红火蚁生防真菌菌种改良和后续开发利用奠定理论基础。     

基于Maxent的大洋臀纹粉蚧和南洋臀纹粉蚧在中国的适生区分析

大洋臀纹粉蚧Planococcus minor Maskell和南洋臀纹粉蚧P.lilacinus Cockerell是我国有重要检疫意义的有害生物。这两种粉蚧从东盟进口水果口岸检疫中频繁截获,且已在广东、海南、云南等地发现大洋臀纹粉蚧入侵,这对我国热带、亚热带的水果和观赏植物等已构成严重威胁。本研究以大洋臀纹粉蚧和南洋臀纹粉蚧在国内外的分布数据为基础,利用Maxent生态位模型和Arc GIS对两种粉蚧在中国的潜在适生区进行预测。预测结果表明,大洋臀纹粉蚧和南洋臀纹粉蚧的适生区主要分布在长江流域以南地区,其适生区面积分别占全国面积的22.14%、18.17%,其中高度适生区域集中分布在广西、广东、云南、福建、四川、台湾、海南等地区,与我国热带水果的主要种植区域具有高度的一致性。大洋臀纹粉蚧已成功入侵,一旦南洋臀纹粉蚧传入便可迅速扩散蔓延,并对我国热带水果生产造成严重危害。因此,各口岸应加强对东盟进口水果的检验检疫,预防其新的进入和扩散。     

红火蚁与热带火蚁间的干扰竞争

【目的】为了探讨入侵火蚁在我国成功定殖及其之间的竞争机制。【方法】运用行为学方法研究红火蚁Solenopsis invicta(Buren)和热带火蚁Solenopsis geminata(Fabricius)在个体水平和群体水平上的攻击性、攻击手段及合作能力。【结果】一对一攻击试验中,红火蚁和热带火蚁之间攻击级别多集中在3级,两种入侵蚂蚁间以相互威胁为主;红火蚁大型工蚁与热带火蚁兵、工蚁间最为好斗,其攻击级别达到4级的比例最高,分别为33.04%、37.92%。热带火蚁兵蚁与各型红火蚁间攻击强度差异不显著;热带火蚁工蚁与红火蚁小型工蚁之间的攻击性最强,其攻击性(3.49)显著高于热带火蚁工蚁与红火蚁大、中型工蚁的攻击性(3.32和2.97)。在攻击手段上,3级打斗时各型红火蚁更倾向以物理攻击主动威胁热带火蚁,而热带火蚁兵、工蚁会采取多种方式主动攻击红火蚁,双方皆以躲避应对为主;4级打斗时两种火蚁主要以混合攻击为主动或应对手段。群体攻击试验显示,红火蚁群体间攻击强度和合作性会随着群体数量的增加而显著增加,热带火蚁合作性较差,其群体对抗红火蚁的优势仅仅是由于个体数量的增加。【结论】红火蚁比热带火蚁具有更强的竞争优势。研究结果为入侵蚂蚁间不对称竞争机制和长期群落替代的内在原因提供理论基础。     

用甜玉米粒饲养二化螟实验种群

介绍一种能够继代饲养二化螟Chilo suppressalis(Walker)实验种群的天然饲料---"甜玉米粒"及相应饲养方法。结果显示,甜玉米粒和马蹄的饲养成绩皆不同程度地高于稻苗、甘蔗和田间种群。取食甜玉米粒的幼虫存活率达92.0%,显著高于其余3种天然饲料。平均蛹重为60.7mg,单雌产卵量达197.4,除性比为0.9∶1之外,其重要生物学指标和此前报道的饲养成绩最好的马蹄没有显著差异,但成本更低,且更利于清洗消毒等加工处理,因而更适于在实际生产中大量饲养二化螟实验种群。     

一株玫烟色虫草对草地贪夜蛾的致病性研究

草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda(J.E Smith)是我国新发现的一种重要外来入侵害虫。为了寻找对草地贪夜蛾有致病性的昆虫病原真菌,本实验采用浸虫法研究了玫烟色虫草Cordyceps(=Isaria)fumosorosea SCAU-IFCF01对草地贪夜蛾1~6龄幼虫的致病力,通过体视镜观察了幼虫感菌后侵染症状和体表病变过程。结果表明:菌株IFCF01可侵染草地贪夜蛾6个龄期的幼虫。4龄幼虫接种后48 h,虫体出现缩短、强直等形态变化;接种后72 h,幼虫死亡且体外形成菌丝层;接种后120 h,虫体被浅玫烟色的分生孢子覆盖。随孢子浓度的升高,幼虫的感病死亡率增加,当浓度达到1×109孢子/mL时,1~3龄幼虫的累计死亡率均为100%,4龄幼虫和5龄幼虫也达到了98.9%和50%,6龄幼虫仅21.1%。5 d后1~5龄幼虫的LC 50值分别为3.74×104、1.17×105、1.86×105、8.09×105和3.03×108孢子/mL。幼虫LT 50值随孢子浓度增加而递减,在浓度为1.0×105~1.0×109孢子/mL的范围内,1龄幼虫和2龄幼虫的LT 50值分别为3.62~1.37 d和4.51~1.65 d;在1.0×106~1.0×109孢子/mL时,对3龄幼虫的LT 50为4.03~1.82 d;浓度为1.0×107~1.0×109孢子/mL时,对4龄幼虫的LT 50为3.47~2.52 d。浓度为1.0×109孢子/mL时,5龄幼虫的LT 50为4.74 d。本研究结果表明,玫烟色虫草菌株IFCF01对草地贪夜蛾幼虫具有较强的致病力,为今后草地贪夜蛾微生物防治提供重要的有效真菌。     

一种可用于桔小实蝇表皮碳氢化合物分析的固体进样技术

【目的】利用表皮碳氢化合物进行昆虫鉴定是目前昆虫分类学中非常活跃的研究方向之一。昆虫表皮碳氢化合物的液体浸提及进样技术是GC-MS常规的进样方法之一,随着现代技术的发展,固体进样也被广泛地用于昆虫表皮碳氢化合物的鉴定及昆虫的分类与进化分析。本研究探索利用固体进样法开展实蝇表皮碳氢化合物的提取与分析,探索并获得简便可行的取样与进样技术,为检疫性实蝇的快速鉴定提供新方法。【方法】以桔小实蝇Bactrocera dorsalis(Hendel)成虫为材料,采用固体进样与液体浸提进样方法,开展实蝇表皮碳氢化合物组成成分鉴定与分析;比较获得桔小实蝇成虫取样部位,并分析标本保存时间对桔小实蝇表皮碳氢化合物组成的影响。【结果】利用固体进样技术获得的桔小实蝇翅表皮碳氢化合物种类(39)较液体进样的(36)略多,且翅和中足的表皮碳氢化合物含量分别为0.18~23.37和0.03~4.13 ng/μg,极显著地高于用液体进样法检测到相同部位的化合物含量(分别为0.05~3.93和0.01~0.68 ng/μg)(P0.01),而且前者的检测灵敏度是后者的1.7~10.8倍;同时,翅样品的表皮碳氢化合物含量显著地高于足中的含量(P0.01)。利用固体进样获得的桔小实蝇成虫翅、足或胸部的表皮碳氢化合物图谱与对照处理所得图谱相似。干燥保存30 d的桔小实蝇翅的碳氢化合物的种类及含量与新鲜标本(保存0 d)无显著性差异(P0.05);但保存30,60和150 d标本的碳氢化合物存在显著差异(P0.05),主要是含量的差异。【结论】研究表明,利用固体进样检测昆虫表皮碳氢化合物的灵敏度较高,而且桔小实蝇成虫的主要表皮碳氢化合物种类较稳定,因此可以作为我国口岸检疫性实蝇表皮碳氢化合物获取与分析的一种新方法,而且检测中翅是固体进样的较合适取样部位。     

食物因素对桔小实蝇表皮碳氢化合物的影响

桔小实蝇Bactrocera dorsalis是为害园艺作物的重要检疫性害虫。本研究采用气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术,分析了取食3种寄主植物杨桃、番石榴和芒果的桔小实蝇雄成虫表皮碳氢化合物组成和含量,并以人工饲料饲养作为对照进行了比较。结果表明,4种食物源的桔小实蝇共含有42种表皮碳氢化合物,其碳原子数为C29-C37,主要为正构烷烃、一甲基烷烃和二甲基烷烃。取食杨桃、番石榴和芒果桔小实蝇表皮碳氢化合物种类分别为人工饲料的99.3%、91.4%和98.3%,4种食物源的桔小实蝇表皮碳氢化合物种类基本相同,主成分分析和判别分析可从含量上将各食物源的桔小实蝇区分开。不同食物源引起的差异体现在物质的含量上,而主要的组分种类相对稳定,说明食物因素不影响利用表皮碳氢化合物进行桔小实蝇种的鉴定。因此可提取种内共有物质作为种的特征峰,建立不同食物条件下桔小实蝇的指纹图谱,为检验检疫过程中实蝇种类的鉴定提供数据支持。     

抗Cry1Ac小菜蛾种群生命表及其适合度研究

本实验研究了小菜蛾Plutella xylostella L.高抗Cry1Ac种群DBM1Ac-R(抗性倍数大于1000)及敏感种群DBM1Ac-S的生长发育、繁殖等生物特征情况,组建了两种群的生命表,并对其适合度进行了研究。结果表明,DBM1Ac-R的产卵量、卵历期、孵化率和化蛹率、蛹重及雌雄比(♀:♂),均显著低于DBM1Ac-S。DBM1Ac-R相对于DBM1Ac-S的相对适合度为0.5762,表明Cry1Ac抗性种群在繁殖能力上存在明显的生存劣势。     

小菜蛾血淋巴对玫烟色棒束孢入侵的生理防御反应

为了探讨小菜蛾Plutella xylostella血淋巴对玫烟色棒束孢Isaria fumosorosea的防御机制, 利用吉姆萨染色法在光镜下观察了小菜蛾4龄幼虫血细胞感染不同致病力玫烟色棒束孢后的免疫反应。结果表明： 玫烟色棒束孢的入侵可导致小菜蛾血细胞数量发生改变, 表现为入侵初期血细胞总数增加, 不同类型血细胞比例改变等。体表接种后8-45 h, 高致病力菌株PFCF-001处理的幼虫血细胞总数在24 h出现最高值6 250个/mm³, 而低致病力菌株PFCF-D58处理在36 h达到最高值3 000个/mm³, 比高致病力菌株处理滞后12 h。不同菌株处理下虫体参与防御反应的主要血细胞类型为浆血细胞和粒血细胞。小菜蛾幼虫血细胞在感菌初期能够产生粘附、吞噬、包被及形成结节等一系列防卫反应, 但最终无法抵挡高致病力菌株PFCF-001的侵染。结果说明小菜蛾幼虫血淋巴对玫烟色棒束孢的防御反应只有短暂的抑制作用, 不能从根本上清除、 消灭玫烟色棒束孢。