扶桑绵粉蚧及其蜜露对红火蚁的召集作用

为了明确扶桑绵粉蚧Phenacoccus solenopsis Tinsley及其蜜露对红火蚁Solenopsis invicta Buren的召集作用,利用双向选择诱集装置测定了扶桑绵粉蚧雌成虫及其分泌蜜露对红火蚁工蚁的诱集数量动态。结果表明：（1）蜜露对红火蚁工蚁具有强烈的召集作用,不管扶桑绵粉蚧存在与否,均可在10~20 min出现觅食工蚁的数量高峰,之后随着蜜露量减少,觅食工蚁诱集数量也逐渐降低,明显高于对照;（2）仅有扶桑绵粉蚧雌成虫存在时,红火蚁觅食工蚁数量呈现逐渐增加的趋势,50 min才达到数量高峰,之后无明显下降趋势;（3）对比蜜露和雌成虫对红火蚁工蚁的诱集结果发现,蜜露对红火蚁工蚁的召集作用明显较强,10 min即可出现91.50头的觅食工蚁数量高峰,而雌成虫对红火蚁的诱集量较低,诱集高峰出现在42 min,诱集量仅为39.17头。因此,扶桑绵粉蚧及其蜜露均对红火蚁工蚁具有一定的召集作用,蜜露的召集作用明显较强,而雌成虫的召集作用较为稳定,未随着时间延长出现明显下降。     

红火蚁与扶桑绵粉蚧互惠关系对松粉蚧抑虱跳小蜂和美棘蓟马的影响

蚂蚁与蜜源昆虫互作是物种间重要的关系之一,发挥着重要的生态功能。红火蚁Solenopsis invicta Buren是重要的入侵害虫,对生物多样性的影响已被熟知,但它与蜜源昆虫互作的生态学效应却不被充分理解。本研究评价了红火蚁与扶桑绵粉蚧Phenacoccus solenopsis Tinsley这两种入侵害虫之间的互作对寄生性天敌和粉蚧竞争性昆虫的影响。研究发现红火蚁的照看显著减少了寄主植物上粉蚧重要寄生蜂松粉蚧抑虱跳小蜂Aenasius bambawalei Hayat的种群数量,提高了寄主上粉蚧的存活率,有利于寄主上粉蚧种群的扩增和繁殖。同时红火蚁的存在也显著降低扶桑寄主上粉蚧竞争性昆虫美棘蓟马Echinothrips americanus Morgan成虫和幼虫的数量,抑制了美棘蓟马种群的竞争力,使得粉蚧可以占有更多的寄主植物,为粉蚧种群的繁殖提供了更好的条件。可见,红火蚁与扶桑绵粉蚧的互惠关系的生态效应可能是通过它们与多物种互作综合形成的结果。     

扶桑绵粉蚧与长角立毛蚁的互惠关系及其对寄主棉花叶片叶绿素荧光特性的影响

【背景】草食动物对寄主植物的取食或损伤会诱导改变植物的光合作用,从而直接影响植株的健康生长。产蜜昆虫与蚂蚁的互惠关系是物种相互促进的一种重要的生态学现象,能够促进产蜜昆虫的种群数量,然而这种互惠关系及其对寄主植物光合生理的影响还知之甚少。【方法】在室内条件下,运用叶绿素荧光动力学技术研究了外来入侵害虫扶桑绵粉蚧与长角立毛蚁的互惠对寄主棉花叶片叶绿素荧光特性的影响。【结果】随着扶桑绵粉蚧危害时间的延续,寄主植物上蚂蚁和扶桑绵粉蚧的数量均呈现显著上升的趋势,而在危害后期,蚂蚁存在情况下扶桑绵粉蚧的数量要明显低于无蚂蚁处理;在扶桑绵粉蚧取食寄主棉花20 d后,有、无蚂蚁存在的棉花叶片的光合利用率α值较无虫处理分别下降了53.5%和37.0%;存在蚂蚁或扶桑绵粉蚧危害后期对棉花叶片最大相对电子传递效率r ETRmax有显著影响,然而扶桑绵粉蚧单独取食或与蚂蚁互作的情况下未显著影响棉花叶片对强光的耐受能力(Ek)。【结论与意义】研究明确了扶桑绵粉蚧与长角立毛蚁的互惠关系对寄主棉花叶片的光合生理产生了一定的负面效应,为进一步解释扶桑绵粉蚧入侵、扩散及暴发的生态学过程提供了科学依据。     

棉花粉蚧热休克蛋白基因的鉴定

热休克蛋白(heat shock proteins,Hsps)是生物体或细胞受到热胁迫后新合成的一类遗传上高度保守的蛋白,在昆虫应对外界环境因子胁迫时起着重要作用。为了系统研究棉花粉蚧Phenacoccus solenopsis Hsp基因家族,对棉花粉蚧转录组基因注释信息进行分析、获得目标序列,并应用NCBI上Blast X等软件进行比对、共鉴定出24条热激蛋白(Hsp)基因,包括3个Hsp90、8个Hsp70、2个Hsp60和11个s Hsp(small heat shock protein,s Hsp)基因。对棉花粉蚧与模式昆虫家蚕Bombyx mori、黑腹果蝇Drosophila melanogaster、赤拟谷盗Tribolium castaneum系统进化关系分析显示,昆虫的小分子量热休克蛋白s Hsp具有很强的种属特异性,Hsp70家族的保守性比s Hsp强。棉花粉蚧热激蛋白基因的鉴定为深入研究该虫Hsp与生长发育、抗逆境的相互关系奠定了基础。     

Analysis of expressed sequence tags (ESTs) from a normalized cDNA library and isolation of EST simple sequence repeats from the invasive cotton mealybug Phenacoccus solenopsis

The cotton mealybug, Phenacoccus solenopsis Tinsley, is a serious and invasive pest. At present, genetic resources for studying P. solenopsis are limited, and this negatively affects genetic research on the organism and, consequently, translational work to improve management of this pest. In the present study, expressed sequence tags (ESTs) were analyzed from a normalized complementary DNA library of P. solenopsis. In addition, EST‐derived microsatellite loci (also known as simple sequence repeats or SSRs) were isolated and characterized. A total of 1107 high‐quality ESTs were acquired from the library. Clustering and assembly analysis resulted in 785 unigenes, which were classified functionally into 23 categories according to the Gene Ontology database. Seven EST‐based SSR markers were developed in this study and are expected to be useful in characterizing how this invasive species was introduced, as well as providing insights into its genetic microevolution.     

温度胁迫下棉花粉蚧热激蛋白基因的表达分析

【目的】为了研究热激蛋白 Hsp70, Hsp70-4和Hsp90在棉花粉蚧Phenacoccus solenopsis抵抗逆温中的作用。【方法】在测序棉花粉蚧转录组的基础上,分析了该虫热激蛋白Hsp70基因家族的2个序列［Pshsp70（GenBank登录号为KJ909505）和Pshsp70-4（GenBank登录号为KJ909506）］和Hsp90基因家族的1个序列,［Pshsp90(GenBank登录号为KJ909507)］,采用实时荧光定量 PCR（RT-qPCR）检测了在不同温度（18和32℃恒温, 37, 39, 41, 43和45℃热激1 h 后26℃恢复1 h)下棉花粉蚧不同发育阶段（2龄若虫、3龄若虫、雌成虫）3种热激蛋白基因的表达量。【结果】Pshsp70 cDNA序列包含1 923 bp的开放阅读框,编码641个氨基酸,理论分子量和等电点分别为70.9 kDa和5.65; Pshsp70-4 cDNA序列包含1 962 bp的开放阅读框,编码654个氨基酸,理论分子量和等电点分别为71.8 kDa和5.38;Pshsp90 cDNA序列包含2 172 bp的开放阅读框,编码724个氨基酸,理论分子量和等电点分别为83.5 kDa和4.93。Pshsp70 和Pshsp70-4均含有Hsp70基因家族高度保守的基序,Pshsp70编码的氨基酸序列与烟粉虱Bemisia tabaci和家蚕Bombyx mori等昆虫的Hsp70 的氨基酸序列一致性为 85%;Pshsp70-4编码的氨基酸序列与白蜡蚧Ericerus pela和点蜂缘蝽Riptortus pedestris等昆虫的Hsp70的氨基酸序列一致性高达95%;Pshsp90也含有Hsp90基因家族高度保守的基序,Pshsp90编码的氨基酸序列与赤拟谷盗Tribolium castaneum和东亚小花蝽Orius sauteri等昆虫的Hsp90 的氨基酸序列一致性为 87%。热激蛋白基因表达量分析结果表明,在18℃恒温条件下,粉蚧2龄若虫的3个PsHsps基因的mRNA相对表达量均比对照(26℃)低,在32℃恒温条件下,各龄期的Hsp70基因的相对表达量均显著高于对照。在37~45℃下热激1 h并在26℃下恢复1 h,棉花粉蚧3个龄期的3个热激蛋白PsHsps基因的相对表达量随温度的升高总体呈增加趋势,相关性分析表明,除Pshsp70-4在雌成虫中的表达量与热胁迫温度的相关系数为0.225外,各龄期中3个基因的表达量与温度的相关系数均大于0.6,显著相关;43℃和45℃胁迫下,各龄期的3个热激蛋白基因相对表达量均显著高于对照组（P<0.05）。【结论】棉花粉蚧热激蛋白基因的表达与温度呈正相关,在该虫应对高温中起着重要作用。     

不同光周期条件下棉花粉蚧的生长发育和种群增长能力

【目的】 研究阐明不同光周期条件下棉花粉蚧Phenacoccus solenopsis Tinsley实验种群的发育历期、繁殖和数量动态规律,为制定该虫防治对策、研究治理措施等提供科学依据。【方法】 以扶桑为寄主,在温度27±1℃、相对湿度70%±5%、光照强度4 000 lx及不同光周期（8L∶16D, 10L∶14D, 12L∶12D, 14L∶10D和16L∶8D）条件下,观察了棉花粉蚧实验种群的生长发育特性和繁殖能力,组建了实验种群生命表。【结果】 不同光周期处理下棉花粉蚧1龄若虫和3龄若虫的发育历期及雌成虫产仔量均发生了变化,但不同龄期若虫存活率之间差异不大。随着光照时间增加,棉花粉蚧1龄若虫、3龄若虫发育速率加快,8 h光照时发育历期分别为5.43 d和6.35 d,而16 h光照时发育历期分别缩短至4.16 d和4.75 d;整个若虫发育历期也由8 h光照时的15.54 d缩短至16 h光照时的12.74 d,世代历期由27.75 d缩短至23.45 d。长光照时雌虫更早进入产仔期,也有利于雌虫繁殖后代,16 h光照时进入产仔期是18日龄,8 和10 h光照时均推迟至22日龄;16 h光照时单雌产仔量为417.06头,明显高于12 ,10 和8 h光照时的353.59,347.61和336.00头。长光照条件下实验种群趋势指数(I)明显较大,增长潜能更大,16,10 和8 h光照时种群趋势指数分别为 175.37,133.94和141.99。该虫生命表参数表明,随着光照时间加长净增值率（R₀）呈逐渐增大趋势,8, 10,12,14和16 h光照时分别为88.57,86.85,100.77,124.16和126.86;内禀增长率、周限增长率表现类似的规律,8～16 h光照时内禀增长率（r_m）为0.1616～0.2066,周限增长率（λ）为1.1754～1.2294;而种群倍增时间（t）则随着光照时加长而缩短,8～16 h光照时为4.29～3.36 d。【结论】 长光照有利于棉花粉蚧生长发育和繁殖,世代历期缩短,种群增长潜能变强。     

外来入侵害虫棉花粉蚧雄虫生殖能力研究

采用单头雄虫与不同数量雌虫配比的方法研究了棉花粉蚧雄虫的生殖能力。结果表明,与1～7头雌虫配比,雄虫的交配成功率分别为94.4%、91.2%、85.4%、80.7%、77.7%、69.5%、66.2%;产仔雌虫数量与雌雄性比关系符合逻辑斯蒂曲线方程Ff=5.2159EXP(-2.5304EXP (-0.421739N)),1头雄虫平均可以满足4～5 头雌虫生殖需要,最多为5.22头;与单头雄虫交配后雌虫总产仔量由358.8头增大至1274.2头,其数量与雌雄性比关系符合S型增长曲线F?t=1524.589e-1.3922/N,总产仔量最大可达1525头;单雌产仔量先由358.8头上升至427.6头,其后逐渐下降至266.5头;子代性比(♀:♂)变化无规律,为1.13～1.86;子代中雌虫数量由206.1头增大到727.4头,其数量与雌雄性比关系可由F?of=840.1124e-1.2599/N描述,最大值是840头。     

扶桑绵粉蚧雌成虫在大花马齿苋上的空间格局

本文对外来入侵害虫扶桑绵粉蚧Phenacoccus solenopsisTinsley雌成虫在大花马齿苋(Portulaca grandiflora Hook)上的空间分布特征进行了研究。结果表明,在水平上的空间分布表现为聚集分布,个体间相互吸引,分布的基本成分为个体群;雌成虫密度m和平均拥挤度m*间的回归方程为:m*=12.4595+1.2649m;雌成虫在大花马齿苋枝条上、中层虫口数量均显著多于下层。确定了不同虫口密度及不同允许误差下的最适抽样数。