一种新型的昆虫诱捕器及其对长足大竹象的诱捕作用

生态诱捕竹林主要害虫是当前研究的难点。用长形竹条和可降解的聚乙烯光滑细线编织成圆柱体虫网诱捕器,以竹笋为引诱剂,研究了不同孔径的虫网对不同大小的长足大竹象成虫的捕获效果,分析了虫网诱捕器捕获成虫的主要部位及该部位的的超微结构,在此基础上,探索了成虫足的作用力特点及其与虫网的互作机制。研究表明(1)在一定范围内,诱捕率Y与虫网边长X₁极显著相关,并受中足长度X₂的影响,三者间的回归方程为Y=-30.551+ 13.945X₁+ 7.825X₂(X₁∈ 、X₂∈ )。(2)虫网诱捕器主要捕捉成虫的主要部位是前、中、后足的转节和腿节。(3)足与虫网的互作主要是机械作用,诱捕器对长足大竹象的捕获主要是虫网与足间的机械作用的结果。虫网诱捕器制作简便,成本低,无毒无污染,是捕获长足大竹象的有效工具。其研究结果为竹林害虫生态防治提供了重要理论依据。     

长足大竹象消化道不同分段菌群异质性及竹木质纤维素降解能力

【目的】长足大竹象Cyrtotrachelus buqueti消化道共生菌群参与了竹纤维素的降解。本研究旨在揭示长足大竹象幼虫消化道不同分段共生菌群异质性及木质纤维素的降解能力。【方法】通过对16S rRNA测序对长足大竹象幼虫消化道分段口器(YB)、前肠(YFG)、中肠(YMG)和后肠(YHG)进行菌群组成分析及功能预测;分析各消化道分段核心属细菌基因组中碳水化合物活性酶(carbohydrate active enzyme, CAZy)基因,预测木质纤维素降解能力;应用口器混合菌(MPJ)、前肠混合菌(FJ)、中肠混合菌(MJ)和后肠混合菌(HJ)悬液体外降解竹笋粉,检测共生菌群的木质纤维素的降解能力。【结果】长足大竹象幼虫消化道菌群多样性分析显示,YFG, YMG和YHG的菌群多样性大于YB,YFG的菌群物种多样性最高,而YB最低。YFG, YMG和YHG样本中厚壁菌门(Firmicutes)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和变形菌门(Proteobacteria)相对丰度最高,而YB中变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)和放线菌门(Actinobacteria)相对丰度最高。核心属细菌基因组CAZy基因分析表明长足大竹象幼虫消化道中大多数细菌基因组中存在丰富的CAZy基因,且在拟杆菌属Bacteroides细菌基因组中尤为明显,预示其与木质纤维素的降解密切相关。体外降解竹笋粉实验结果表明,长足大竹象幼虫MPJ, FJ, MJ和HJ对竹笋粉纤维素的降解率分别为21.7%, 39.9%, 44.2%和21.0%,对半纤维素降解率分别为72.7%, 52.3%, 65.7%和61.5%,对木质素降解率分别为20.5%, 41.3%, 39.9%和37.9%。【结论】长足大竹象幼虫的消化道菌群的异质性可以影响木质纤维素降解能力,因而这些菌群可以作为分离高效木质纤维素降解菌的重要来源之一。本研究为竹生物质的工业转化利用提供部分参考信息。     

长足大竹象成虫体表信息化学物质的提取和鉴定

为了确定我国南方竹林主要害虫长足大竹象Cyrtotrachelus buqueti Guerin-Meneville雌虫是否存在诱引雄虫的化学信息素以及所释放的相关化学信息素的成分, 本研究利用风洞和“Y”型嗅觉仪测试到长足大竹象雄虫对雌虫及雌虫体表提取化合物具有正趋向行为反应, 随后用GC-EAD和GC-MS对雌虫体表提取化合物进行了分析。在GC-EAD分析时发现雄虫触角对雌虫体表粗提液和体表物质标准品化合物的触角电位反应时有5个GC峰有电生理活性; 通过质谱法确定这5个电生理活性GC峰的化学成分分别为苯酚、己酸乙酯、2-壬酮、壬醛和十五酸甲酯。风洞和GC-EAD分析表明, 这5种成分的标准品化合物对长足大竹象雄虫具有诱引生物活性和触角电生理活性。结果说明长足大竹象雌虫体表粗提液中存在的苯酚、己酸乙酯、2-壬酮、壬醛和十五酸甲酯是长足大竹象成虫的化学信息素物质。     

长足大竹象交配行为

【目的】探索长足大竹象Cyrtotrachelus buqueti Guerin-Meneville成虫的交配行为规律。【方法】通过室内饲养和野外观察相结合的方法,记录了完整的交配过程,比较了不同寄主及虫体大小间交配行为的差异。【结果】长足大竹象一次完整的交配包括示爱、抱对、插入输精和配后保护4个阶段,雌雄都有多次交配行为。室内试验证明,长足大足象完整交配时间为21.71±1.84 min,其中示爱时间为0.46±0.05 min,抱对时间为6.18±0.38 min,插入输精时间为8.36±0.62 min,配后保护时间为6.71±0.79 min。雄虫初次交配时,在示爱、抱对和插入输精时间上均显著长于有交配经历的雄虫(P0.05)。长足大竹象在不同寄主植物上的交配时间存在差异,在慈竹上的示爱时间(0.46±0.05 min)和插入输精时间(8.36±0.62 min)显著长于在唐竹、撑×绿杂交竹、孝顺竹和芦竹上的时间(P0.05);在孝顺竹上的配后保护时间显著长于在其他植物上的时间(P0.05)。长足大竹象成虫会选择最适体长的配偶进行交配,当雌虫体长≥3.3 cm和3.0~3.2 cm时,与不同体长的雄虫在示爱、抱对、插入输精和配后保护时间上都显著长于其他体长的雌虫(P0.05)。林间长足大竹象的交配行为与室内观察结果基本一致。【结论】研究结果有助于了解长足大竹象交配过程,也对研究该虫的繁殖行为学及行为控制技术提供了依据。     

竹横锥大象对寄主及虫体挥发物的行为和触角电位反应

为了探明竹横锥大象Cyrtotrachelus buqueti Guerin-Meneville是否存在两性间的引诱作用,以及寄主植物慈竹Neosinocalamus affinis笋对两性行为的影响,采用Y型嗅觉仪测定了竹横锥大象雌、雄成虫对4种虫体及寄主挥发物不同处理（雌、雄成虫,慈竹笋与雌、雄成虫的复合体）的行为反应,测定了触角不同部位对雌雄成虫3种虫体的提取物（整体、鞘翅、后肠）及其与寄主植物挥发物质联合作用的触角电位反应（EAG）。结果表明：雌成虫挥发物对雄虫有较高的引诱活性,对雌虫有驱避作用;雄成虫挥发物对雌虫有一定的引诱作用。雌、雄成虫对虫体与竹笋复合体气味的行为和电生理反应均显著或极显著高于对相应虫体挥发物的反应。经EAG测定,触角各部位对虫体不同部位挥发物的EAG值差异明显,触角端部对虫体与植物挥发性物质的联合作用EAG反应差异极其显著（P＜0.01）。竹横锥大象对沾染雌雄成虫虫体提取物的玻璃棒有一定的兴奋表现,雌虫兴奋率为6.67%,雄虫为26.67%。结果提示,竹横锥大象种内存在信息素,雌虫释放的信息素对同类雄虫有很强的引诱作用,而雄虫所释放的信息素对同类雌虫有引诱作用,添加寄主植物能够增强两性间的引诱效果。     

长足大竹象内切葡聚糖酶最适反应条件的确定及其关键基因的筛选

【目的】本研究旨在阐明长足大竹象Cyrtotrachelus buqueti内切葡聚糖酶最适反应条件,并挖掘长足大竹象消化道内切葡聚糖酶关键基因。【方法】采用3,5-二硝基水杨酸(DNS)法,设置以羧甲基纤维素钠(MC)为反应底物的单因素和正交优化试验测定内切葡聚糖酶反应的最适条件。通过对长足大竹象发育转录组内切葡聚糖酶编码基因进行生物信息学分析,并将基因表达量与酶活性数据进行关联分析,筛选出发育时期中关键内切葡聚糖酶基因,采用实时荧光定量PCR对不同发育时期长足大竹象消化道内切葡聚糖酶关键基因表达量进行验证确定。【结果】研究表明,长足大竹象成虫内切葡聚糖酶的最适反应条件为：温度45℃,pH 5.6,底物浓度2%,酶比活力59.85 U/mg(雌)和52.87 U/mg(雄);幼虫内切葡聚糖酶的最适反应条件为：温度35℃,pH 4.8,底物浓度2％,酶比活力38.34 U/mg。筛选出长足大竹象消化道内切葡聚糖酶关键基因c64192_g1和c57057_g1。实时荧光定量PCR结果表明c64192_g1和c57507_g1基因在成虫时期表达量高于幼虫。【结论】长足大竹象雌雄成虫的内切葡聚糖酶比活力均高于幼虫,存在两个影响内切葡聚糖酶活性的关键基因c64192_g1和c57507_g1。这些研究成果丰富了内切葡聚糖酶来源,并为长足大竹象内切葡聚糖酶异源表达提供数据参考,进而为木质纤维素预处理和生物质能源的开发利用奠定理论基础。     

长足大竹象虫口密度与虫孔数、竹笋受害率的关系

2007和2008年8月上旬,通过野外调查研究了四川长足大竹象虫口密度、虫孔数、竹笋受害率之间的相关关系.结果表明：研究区长足大竹象平均虫口密度与平均虫孔数、平均虫口密度与竹笋受害率、竹笋受害率与平均虫孔数3对变量用一元三次函数拟合的效果最佳,其相关系数均达到极显著水平.根据最优拟合方程建立了虫口密度、竹笋受害率的预测表,得出长足大竹象的防治指标为虫口密度0.13 头·笋^-1、虫孔数0.40 个·笋^-1.     

长足大竹象的触角超微结构和对竹笋挥发物的触角电位反应

长足大竹象Cyrtotrachelus buqueti Guerin-Meneville是当前竹林主要害虫, 专一地取食危害丛生竹笋梢。本研究应用电镜扫描、气质色谱联用(GC-MS)及触角电位(EAG)技术, 分析了长足大竹象成虫触角的超微结构、不同竹笋挥发物的成分及其与成虫的触角电位反应, 以期分析长足大竹象寡食竹笋的原因。结果表明长足大竹象成虫触角上感知竹笋挥发物的锥形感器数量最多、密度最大。气质色谱联用在竹笋挥发性物质中检测到28种物质, 醛类物质相对含量最高, 其次是醇类和酸类物质。EAG分析表明苯甲醛等13种竹笋挥发物的相对触角电位值显著高于对照, 以苯甲醛的EAG值最高。结果提示丛生竹笋梢高含量和特有的挥发物成分可能是吸引长足大竹象取食竹笋的重要物质, 长足大竹象对竹笋气味的识别很大可能是根据以苯甲醛为主要成分组成的、具有特定成分比例的化学指纹图谱。本研究为研制长足大竹象取食引诱剂提供了理论依据。     

纤维素降解菌烟曲霉HZ1的基因组测序及生物信息学分析

【目的】烟曲霉Aspergillus fumigatus作为一类具有纤维素降解能力的真菌,对其基因组的研究,将有利于从A. fumigatus中挖掘和开发利用与纤维素降解相关的酶资源。【方法】利用CMC选择培养基和刚果红染色法从长足大竹象肠道中分离和筛选出纤维素降解菌A. fumigatus HZ1,同时采用Illumina PE150平台进行基因组测序,随后进行了相关的生物信息学分析,此外还利用了DNS法测定了其纤维素酶活。【结果】纤维素降解菌A. fumigatus HZ1基因组大小为27.45 Mb,GC含量为49.43%;通过NR、KOG、GO、Swissprot、eggNOG、KEGG和Pfam数据库注释结果表明基因组包含9473个基因;同时碳水化合物活性酶(CAZyme)注释结果表明基因组含有534个CAZyme基因,并与其他4种A. fumigatus基因组CAZyme分布无显著差异;本研究还鉴定出多种与木质纤维素降解相关的纤维素酶基因、半纤维素酶基因和木质素酶基因;此外纤维素酶活结果表明,在CMC培养基中其酶活呈上升趋势且具有较高活性。【结论】本研究首次对A. fumigatus HZ1基因组进行了测序和分析,探讨了其纤维素降解的遗传基础,并通过酶活验证了其纤维素降解潜力,为该菌的实际应用提供了理论基础。