稻飞虱翅型纯系后代个体的翅型分化对光周期变化不敏感

【目的】为了明确光周期和遗传因子在稻飞虱翅型分化中的作用, 研究了3种稻飞虱（褐飞虱Nilaparvata lugens、白背飞虱Sogatella furcifera和灰飞虱Laodelphax striatellus）翅型纯系或近纯系在不同光照时数下的翅型分化比率。【方法】以经过5~45代连续翅型筛选后的褐飞虱、白背飞虱和灰飞虱的长翅型和短翅型纯系或近纯系为材料, 在室内分别测定了其在长光照（16和20 h）、短光照(4~12 h)和正常光照(14 h) 3类光周期条件下饲养后, 雌、雄成虫中长翅和短翅个体出现的比率及存活率。【结果】白背飞虱和灰飞虱的长翅型纯系M♂×M♀或短翅型纯系B♂×B♀在不同光周期下的翅型比率均无显著差异（P>0.05）。褐飞虱短翅型近纯系B♂×B♀的雌虫短翅率和成虫总短翅率在不同光周期下也无显著差异（P>0.05）, 但雄虫短翅率在正常光照14 h和短光照4 h下显著高于长光照20 h下的（P<0.05）。当褐飞虱短翅型达到纯系后, 其后代翅型在6~16 h光照条件下无显著差异。褐飞虱长翅型近纯系M♂×M♀的后代虽有短翅个体出现, 但是雌虫和雄虫的各自短翅率在不同光周期下无显著差异（P>0.05), 仅总体短翅率在12 h光照条件下的显著高于16 h下的（P<0.05）。褐飞虱长、短翅型杂交筛选品系M♂×B♀的雌虫短翅率随光照时数的延长而升高; 灰飞虱杂交筛选品系M♂×B♀的短翅雄虫随光照时数的缩短而增多（P<0.05）, 但当筛选代次达到45代时, 这种趋势不再显著。3种稻飞虱长翅型和短翅型纯系或近纯系若虫的存活率会稍低于长、短翅型杂交后代的存活率, 但长、短翅型品系的存活率在6~16 h光照条件下差异不显著(P>0.05)。【结论】稻飞虱翅型分化对光周期的反应受飞虱本身遗传背景的影响, 翅型纯系后代个体的翅型分化对光周期变化不敏感。     

褐飞虱的迁人和翅型分化规律的研究

褐飞虱Nilaparvata lugens(Stal)属迁飞性水稻害虫,其成虫有短翅和长翅两种翅型。 褐飞虱迁入雌虫均未经过交配,其短翅型由一对显性等位基因控制。翅型分化同时受到遗传和内分泌系统的协调控制,外界条件如密度和寄主等因子通过内分泌系统来影响翅型的分化。褐飞虱翅型分化的敏感龄期雌虫为1～3龄,而雄虫为1-5龄;不同若虫蜜度处理对褐飞虱成虫的前翅形成有一定的影响。分蘖期水稻饲养的褐飞虱短翅型比例明显高于孕穗期水稻饲养的褐飞虱。不同密度下各生物型间的翅型分化差异不显著。迁入地的浙江各种群属温带型,其雌虫短翅率低且与密度呈显著负相关;菲律宾热带种群雌虫在不同密度下均为短翅型,而雄虫的短翅率随密度增加而上升。广西种群接近热带型,其雌虫短翅率高但不随密度而变化。试验各种群的雄虫在中等密度甚至高密度时其短翅率出现最高。     

三种稻飞虱在恒定高温胁迫下的生态表现

对揭飞虱、白背飞虱、灰飞虱等3种稻飞虱的不同虫态在38℃恒温下,暴露不同时间后的生存率进行了研究。结果表明,随高温处理时间的延长．卵孵化率明显下降,卵历期延长。褐飞虱、白背飞虱卵在38℃恒温下暴露12h后．卵孵化率比对照分别低34%和45%;暴露24h后,两种稻飞虱的卵孵化率均比对照低25％;致死中时值LT50分别为11h和10h。3种稻飞虱8日龄若虫及羽化后3天的雌雄成虫的生存率,随处理时间的延长而呈显著下降趋势,褐飞虱、自背飞虱和灰飞虱若虫的致死中时值LT50依次为15．6h、17．8h和25．9h,长翅型雌成虫依次为34．7h、17．1h和43．2h．长翅型雄成虫依次为28．9h、23．2h和54．5h。另外,高温处理过的若虫,其羽化出成虫的体重明显下降,在高温下暴露30h后,白背飞虱长趣型雌成虫的体重比对照低32％,褐飞虱短翅型雌成虫低50％;高温处理后存活的白背飞虱雌成虫产出的卵块较小,总产卵量也明显下降。     

三种稻飞虱在高温变温下的生态表现

在大型人工气候箱内模拟自然高温变温(27℃-38℃)下研究褐飞虱、白背飞虱、灰飞虱等3种稻飞虱种群的表现,并以恒温28．3℃为对照。发现3种稻飞虱的卵孵化率在变温下暴露5天,10天后,除白背飞虱卵孵化率在10天处理下比对照下降30％外,其他几种处理均和对照无显著差异;从发育历期来看,各虫种卵的发育速率随变温处理时间的延长而加快;3种稻飞虱若虫在变温处理5天后,褐飞虱,白背飞虱和灰飞虱的生存率依次为20％,30％和55%,明显低于对照;变温处理10天后,白背飞虱无一个体生存;褐飞虱比对照低75％．灰飞虱低50％;褐飞虱和白背飞虱雌成虫寿命明显比对照短;灰飞虱雌成虫的产卵量各处理间无显著差异,但白背飞虱和褐飞虱的产卵量在变温处理8天后,仅为对照的40％和80％,变温处理15天后,分别为对照的15％和54％。     

转基因抗虫水稻MSA和MSB对非靶标害虫褐飞虱和白背飞虱的影响

本文报道了转SCK+cry1Ac双基因抗虫水稻MSA和MSB对非靶标害虫褐飞虱Nilaparvata lugens 和白背飞虱Sogatella fucifera生物学及田间发生动态的影响。与亲本明恢86相比,MSA对两种飞虱若虫发育历期、初羽化成虫鲜重、羽化率、短翅率、成虫产卵量、卵受精率、单雌子代数及发育进度等生物学指标均无明显影响,而MSB虽然对多数指标影响不明显,但可以引起白背飞虱初羽化雌虫鲜重与短翅率显著下降,还引起褐飞虱初羽化雄虫鲜重明显减轻。在近距离（株间距约 8 cm）寄主选择实验中,褐飞虱对MSA和MSB无明显选择性,而白背飞虱若虫和成虫均明显趋向两种转基因水稻。田间小区实验表明MSB上的稻飞虱（主要为白背飞虱）密度一般低于亲本明恢86,但差异不显著,提示转基因水稻MSB引发非靶标害虫稻飞虱灾变的风险较小。     

褐飞虱翊型分化遗传规律的研究

以褐飞虱Nilaparvata lugens (Stal)长翅型(macroptery,简称M)、短翅型(brachyptery,简称B)的遗传纯系为实验材料,进行亲本、稻株生育期、虫口密度三因子交互实验。结果表明：(1)在环境条件(指稻株生育期、虫口密度等)一致时,B♀×B♂、B♀×M♂、M♀×B♂、M♀×M♂四种亲本组合的F1代短翅型成虫百分率分别为：98%、92%、64%、29%,各亲本组合间差异极显著;(2)亲本相同时,将F1代褐飞虱初孵若虫多头词养(多于l0头/株)在黄熟期稻株上,其长翅型雌、雄成虫百分数均高于灌浆期稻株上;(3)单头饲养实验中发现,不论亲本组合、稻株生育期如何,雌虫绝大多数分化为短翅型,而雄虫则几乎全为长翅型。这表明褐飞虱的翅型分化遗传由一个受多种因子影响的调控体系决定,且调控作用与性别有关。     

褐飞虱五龄若虫翅芽长度与成虫翅型关系的研究

褐飞虱饲养于不同水稻品种、不同生育期以及不同种群密度条件下,5龄若虫翅芽长度与成虫翅型具有稳定的相关性：翅芽长于1．10mm羽化后为长翅型雌虫,介于0．96～1．09mm之间为长翅型雄虫或短翅型雌虫,小于0．95mm为短翅型雄虫。根据5龄若虫翅芽长度结合外生殖器特征,编制了成虫翅型检索表。由此,可在5龄若虫期预测成虫的翅型和种群盛衰的趋势。     

小粒野生稻导入系对稻飞虱的抗性鉴定与分析

稻飞虱是水稻生产最严重的害虫之一。野生稻拥有丰富的抗虫基因资源,导入系是鉴定和利用野生稻有利基因的有效途径。本研究通过对371份小粒野生稻导入系进行抗褐飞虱和白背飞虱接虫鉴定,分别筛选出了11份抗、72份中抗褐飞虱的材料和7份抗、45份中抗白背飞虱的材料,其中有5份材料兼抗褐飞虱和白背飞虱,这是从小粒野生稻中鉴定出抗白背飞虱材料的首次报道。通过对2份抗性导入系材料与感虫亲本杂交构建的F1和F2群体的抗虫鉴定和分析表明:K41对褐飞虱和白背飞虱的抗性受2对显性抗虫基因通过互补作用所控制;P114对褐飞虱和白背飞虱的抗性都是由1对主效的隐性基因控制。这些结果必将有利于小粒野生稻抗稻飞虱的基因定位和育种利用。     

高温对稻褐飞虱发育与生殖的影响

通过高温处理及交配产卵实验,探讨了高温对稻褐飞虱Nilaparvata lugens (Stal)发育与生殖的影响。研究了不同高温条件对褐飞虱若虫发育历期、产卵量、产卵前期、寿命等生物学特性的影响。34℃以上高温导致褐飞虱若虫发育历期延长。高温处理4龄若虫使羽化后的雌成虫产卵量减少。高温处理不同日龄雌成虫也致使其产卵量减少,其中以1日龄短翅型、3日龄长翅型的产卵量影响最大。高温处理后褐飞虱寿命缩短。高温恒温处理,对短翅型雌成虫的产卵前期影响不大,但能延长长翅型雌成虫的产卵前期;而高温变温处理致使短、长翅型雌成虫的产卵前期均延长。高温变温对褐飞虱生殖的影响程度大于高温恒温。高温处理组雌、雄成虫与对照组相应的成虫交配试验表明,高温对雌性的影响大于雄性。实验初步确定34℃为对褐飞虱发育与生殖产生影响的临界温度。     

水稻抗稻飞虱基因遗传与定位研究进展

褐飞虱(Nilaparvata lugens St(a)l)、白背飞虱(Sogatella furcifera Horvath)和灰飞虱(Laodelphax striatellus Fallén)是水稻生产上的重要害虫,给我国水稻生产造成了严重的经济损失.培育和利用抗虫品种是防治稻飞虱经济有效的措施.抗性遗传和抗性基因研究是进行抗虫育种的基础.目前,有关水稻抗褐飞虱基因的遗传与定位研究取得了较大进展,包括21个主基因、50余个QTLs和许多褐飞虱抗性相关基因被发掘、定位与克隆,而白背飞虱和灰飞虱抗性基因尚有待进一步发掘和鉴定.此外,今后应加强稻飞虱抗性基因在生产上的应用.     

A male fitness advantage to wing reduction in the oriental chinch bug,Cavelerius saccharivorus okajima (heteroptera: Lygaeidae)

A male fitness advantage to wing reduction was investigated for the oriental chinch bug, Cavelerius saccharivorus, which is wing dimorphic. Field surveys for the frequency of matings between wing morphs showed that the mating probability was much higher in brachypterous males than in macropterous males in the early breeding season. Brachypterous males copulated with not only brachypterous females but also macropterous females in this season. This led to a considerable rate (30%) of insemination of macropterous females just before emigration even in the early breeding season. A rearing experiment for the pre-reproductive period of females revealed that females mated with brachypterous males copulated and oviposited earlier than females mated with macropterous males. These results indicate that there is a fitness advantage to wing reduction in the males of C. saccharivorus in terms of the earlier sexual maturation.     

三种稻田常见螯蜂对半翅目害虫的寄主偏好性及控害作用

【目的】探明两色食虱螯蜂Echthrodelphax fairchildii、黄腿双距螯蜂Gonatopus flavifemur和稻虱红单节螯蜂Haplogonatopus apicalis 3种稻田常见螯蜂对半翅目害虫的寄主偏好性及控害作用。【方法】在非选择条件下,分别以褐飞虱Nilaparvata lugens、白背飞虱Sogatella furcifera、灰飞虱Laodelphax striatellus、黑尾叶蝉Nephotettix cincticeps和伪褐飞虱Nilaparvata muiri为寄主,观察两色食虱螯蜂、黄腿双距螯蜂和稻虱红单节螯蜂的取食、寄生以及子代生长发育情况;并在选择条件下观察3种螯蜂对稻飞虱的寄主选择性,评价螯蜂的寄主偏好性。根据以上试验,评出3种螯蜂各自的适宜寄主;并选择适宜寄主测定3种螯蜂的寿命、取食量和寄生量,评价其控害作用。【结果】两色食虱螯蜂可取食和寄生褐飞虱、灰飞虱、白背飞虱和伪褐飞虱,以前3种为两色食虱螯蜂的适宜寄主,伪褐飞虱次之;黑尾叶蝉为其非取食、寄生寄主。黄腿双距螯蜂可取食和寄生4种飞虱：褐飞虱和灰飞虱适合性较高,白背飞虱次之,伪褐飞虱最差。黑尾叶蝉可为黄腿双距螯蜂的取食寄主,但非寄生寄主。稻虱红单节螯蜂以白背飞虱为最适寄主,灰飞虱次之;其他3种寄主仅能被稻虱红单节螯蜂取食,不能被成功寄生。在适宜寄主上,稻虱红单节螯蜂雌虫的寿命、总取食和寄生合计量均最高,两色食虱螯蜂的最低,黄腿双距螯蜂的居中;3种螯蜂日均取食量和寄生量的消长动态波动幅度不大。【结论】两色食虱螯蜂偏好寄生褐飞虱、灰飞虱和白背飞虱,控害作用相对最弱;黄腿双距螯蜂偏好寄生褐飞虱和灰飞虱,控害作用居中;稻虱红单节螯蜂偏好寄生白背飞虱,控害作用最强。     

三种稻飞虱体内类酵母共生菌18S rDNA和 ITS 5.8S rDNA序列克隆及进化分析

为研究水稻3种主要害虫灰飞虱Laodelphax striatellus、 褐飞虱Nilaparvata lugens和白背飞虱Sogatella furcifera体内类酵母共生菌（yeast-like symbiotes, YLS）的种属地位及与寄主的进化关系, 测定了其体内YLS的18S rDNA及ITS-5.8S rDNA的全长序列。基于3种稻飞虱体内YLS的18S rDNA序列比对表明, 褐飞虱YLS和白背飞虱YLS的一致性比其与灰飞虱YLS的高（褐飞虱YLS和白背飞虱YLS为98.91%, 灰飞虱YLS和褐飞虱YLS为95.74%, 灰飞虱YLS和白背飞虱YLS为96.02%）, 而基于ITS-5.8S rDNA序列比对, 灰飞虱YLS和白背飞虱YLS的一致性比其与褐飞虱YLS的要高（白背飞虱YLS和灰飞虱YLS为99.57%, 灰飞虱YLS和褐飞虱YLS为91.91%, 白背飞虱YLS和褐飞虱YLS为90.46%）。基于真菌18S rDNA和ITS-5.8S rDNA的系统发育树均表明, 3种稻飞虱体内YLS与其他已知真菌进化关系较远。本研究证实了昆虫真菌类共生菌与寄主形成了长期的进化关系, 从而形成了不同于已知真菌的分类地位。     

Reproductive cost of flight capability: a comparison of life history traits in wing dimorphic planthoppers

Abstract. 1. Reproductive costs associated with flight capability were evaluated in the wing dimorphic planthopper, Prokelisia dolus Wilson, by comparing the life history of traits of winged (macropterous) and flightless (brachypterous) females under controlled laboratory conditions.
2. Macropters with large thoraces and fully developed wings maintain a greater investment in flight apparatus than brachypters with small thoraces and reduced wings.
3. Associated with greater flight capability in the macropter of P.dolus are shorter adult life, decreased total fecundity, and delayed age at first reproduction compared to brachypterous females.
4. Under field conditions where mortality is high, the difference in realized fecundity between the two wing forms living on similar resources is further exaggerated with the brachypter having the greater advantage.
5. When the life history traits of the wing forms of P. dolus are compared with traits for nine other species of planthoppers, two similarities emerge. First, the preoviposition period of the macropterous wing form is always longer than that for the brachypter resulting in a reproductive delay. Second, most studies show that macropters are less fecund than brachypters.
6. There is no general tendency among planthopper species for macropterous adults to live fewer days or develop more slowly as nymphs compared to their flightless counterparts.
7. The reproductive delay and reduced fecundity of the volent wing form of planthoppers supports the notion that flight capability is costly and that phenotypic trade-offs between flight and reproduction exist.     

褐飞虱长翅型和短翅型雌雄成虫体内磁性物质定位和定量检测

【目的】地磁定向是昆虫远距离迁飞定向的重要机制之一。本研究以迁飞性害虫褐飞虱Nilaparvata lugens长翅型和短翅型雌雄成虫为研究对象,系统开展虫体内磁性物质定量研究。【方法】本研究利用MPMS-7型超导量子磁强计检测褐飞虱长翅型和短翅型雌雄成虫体内的磁性物质,并将经普鲁士蓝染色后的虫体超薄石蜡切片于JEM-2100型透射电子显微镜下观察磁性物质的分布状况,最后利用原子发射光谱法对虫体内的磁性物质进行定量分析与比较。【结果】超导量子磁强计检测发现,仅在褐飞虱长翅型和短翅型雌雄成虫腹部的磁滞曲线有明显闭合现象,证明该部位存在磁性物质;经透射电镜观察发现,普鲁士蓝沉淀主要呈点簇状存在于虫体腹部,证明该部位存在铁磁性物质;通过等离子发射光谱检测发现,同一性别长翅型成虫体内铁离子含量显著高于短翅型成虫,且相同翅型雄成虫体内铁离子含量显著高于雌成虫。【结论】褐飞虱长翅型和短翅型雌雄成虫腹部普遍存在铁磁性物质,且不同翅型和性别间磁性物质含量差异显著。     

Temporal pattern of feeding activity in the firebug Pyrrhocoris apterus and its relation to sex, wing dimorphism and physiological state of adults

Abstract.  The present study tested whether the pattern of feeding activity in the firebug Pyrrhocoris apterus (L.) is sex- and wing morph-related, diurnal or nocturnal, as well as whether the feeding rhythm persists in constant darkness. Temporal patterns of feeding activity are analysed in macropterous and brachypterous adults reared under long-day (LD 18 : 6 h) and short-day (LD 12 : 12 h) photoperiods, and in adults transferred to constant darkness. In females, the total feeding activity is highest in long-day reproductively active brachypters, intermediate in short-day diapausing brachypters, and lowest in macropters; the differences among males are substantially smaller. Although the total feeding activity of macropterous males is higher than in macropterous females, no sex-related differences are found in feeding activity of diapausing and reproductively active brachypters. The frequency of feeding exhibits sex-related differences, with obviously higher values in males. Mean feeding periods of macropterous and reproductively active brachypterous males are shorter than in females of the same wing morph. Mean interfeeding periods are longest in macropters, intermediate in diapausing brachypters, and shortest in reproductively active brachypters, and always lower in males than in females. The study shows that the feeding activity of P. apterus adults is age-, sex- and wing morph-related, and exhibits a diurnal pattern, except in reproductively active brachypterous females. The latter do not express a clear diurnal rhythm of feeding, presumably because of interactions with cycles of egg development and oviposition. The persistence of diurnal rhythm of feeding activity in short-day brachypterous females transferred to constant darkness indicates an endogeneity of this rhythm in P. apterus .     

寄主型和迁飞型棉蚜的交配行为

棉蚜Aphis gossypii Glover种群存在寄主利用和迁飞能力上的明显分化,有棉花型和瓜型、迁飞型和滞留型之分。但是,棉花型与瓜型之间,以及迁飞型与滞留型之间是否能发生交配行为,尚无研究报道。本文在低温和短光照条件下分别诱导棉花型、瓜型、迁飞型和滞留型棉蚜的性蚜,并进行性蚜间的交配行为观察。结果表明,迁飞型和滞留型性蚜间可以发生交配行为,杂交时发生交配行为的个体比率与自交时无显著差异,但是杂交时雄蚜寻找配偶所花的时间要显著长于自交时,并且迁飞型雌蚜(M♀)与滞留型雄蚜(S♂)杂交时的交配持续时间也显著长于自交时。迁飞型和滞留型棉蚜同型交配容易完成,棉蚜的迁飞型和滞留型已在交配行为上产生了一定的分化。棉花型和瓜型棉蚜的性蚜间可以发生交配行为,并且两品系在正交和反交时雄蚜的寻偶时间与交配持续时间均无显著差异。     

基于rDNA ITSl和ITS2序列的褐飞虱、白背飞虱和灰飞虱的分子鉴定

本研究测定了褐飞虱 Nilaparvata lugens、白背飞虱 Sogatella furcifera 和灰飞虱Laodelphax striatellus 的rDNA ITSl和ITS2的序列,以探讨这3种稻飞虱的分子鉴定方法.3种飞虱的ITSI和ITS2侧翼区(18S,5.8S和28S)序列相对稳定,但ITS1和ITS2序列在3种飞虱中变异较大.ITS1在所分析的438个位点中可变位点达294个,ITS2在分析的403个位点中可变位点为177个.根据3种飞虱rDNA的ITS1和ITS2序列设计了特异性引物,应用特异性引物对样品进行了PCR扩增,分析发现3种飞虱ITS1区的特异性引物扩增效果不理想.而ITS2区的特异性引物可以稳定地扩增出明显的目的DNA条带.因此,采用ITS2区的特异性引物可以对3种飞虱进行快速的分子鉴定.