麦长管蚜和禾谷缢管蚜对小麦植株挥发物及蚜害诱导挥发物的行为反应

用四臂嗅觉计测定了麦长管蚜Macrosiphum avenae和禾谷缢管蚜Rhopalosiphum padi对小麦植株挥发物及麦蚜取食诱导挥发物的行为反应,揭示了2种麦蚜的嗅觉及小麦植株的诱导防御反应特点.在所选的13种小麦植株挥发物及蚜害诱导挥发物组分中,6-甲基-5-庚烯-2-酮、6-甲基-5-庚烯-2-醇和水杨酸甲酯对这2种蚜虫表现出强的驱拒作用;反-2-己烯醛对麦长管蚜的有翅和无翅蚜的吸引作用最强;反-2-己烯醇对禾谷缢管蚜的无翅蚜吸引作用最强,反-3-己酰醋酸酯对禾谷缢管蚜有翅蚜的吸引作用最强.说明麦蚜取食能诱导小麦植株的防御反应,麦长管蚜和禾谷缢管蚜及其不同蚜型间嗅觉反应的特点不同.     

麦长管蚜和禾谷缢管蚜对小麦挥发物的触角电位反应

采用活体蚜虫测定法,利用EAG技术比较分析了麦长管蚜Sitobion avenae和禾谷缢管蚜Rhopalosiphum padi有翅及无翅成蚜对小麦挥发物及麦蚜取食诱导挥发物组分的嗅觉反应,揭示了两种麦蚜的嗅觉变异特点。结果表明：麦长管蚜对水杨酸甲酯、反-2-己烯醛、反-2-己烯醇、-6-甲基-5-庚烯-2-酮和-6-甲基-5-庚烯-2醇的反应较强,禾谷缢管蚜对水杨酸甲酯、反-3-己烯乙酸酯、-6-甲基-5-庚烯-2-酮和-6-甲基-5-庚烯-2-醇的反应较强,并得到了剂量反应曲线。麦长管蚜的有翅和无翅成蚜对6-甲基-5-庚烯-2-酮、反-2-己烯醇和水杨酸甲酯的反应差异显著;禾谷缢管蚜的有翅和无翅成蚜对反-2-己烯醇、辛醛、里那醇、水杨酸甲酯和反-3-己烯乙酸酯的EAG反应差异显著,其原因与禾谷缢管蚜迁移及转主为害的生物学特性有关。     

基于EPG的麦长管蚜、麦二叉蚜和禾谷缢管蚜取食行为比较

麦长管蚜Sitobion avenae (Fabricius),麦二叉蚜Schizaphis graminum (Rondani)和禾谷缢管蚜Rhopalosiphum padi (Linnaeus)虽然都取食小麦,但其取食部位、传毒能力均有差异。利用EPG研究了3种麦蚜在同一寄主植物上的取食行为,结果显示:(1)禾谷缢管蚜在取食过程中G波出现的时间最早,G波总的持续时间和每次刺探G波的平均持续时间都明显长于麦长管蚜和麦二叉蚜。麦长管蚜第1次E1波的时间、E1波总的持续时间和每次刺探E1波的平均持续时间都明显比麦二叉蚜和禾谷缢管蚜要长。麦二叉蚜E2波总的持续时间和每次刺探E2波的平均持续时间都明显长于麦长管蚜和禾谷缢管蚜。表明3种蚜虫各自拥有不同取食策略。禾谷缢管蚜比其它两种蚜虫需要更多的水分和无机盐,麦长管蚜通过分泌大量唾液增大对食物的利用率,麦二叉蚜通过增加韧皮部取食时间以满足对营养的需要。(2)刺探过程中麦二叉蚜pd波出现的次数为(51.97±7.82)次,高于麦长管蚜的(44.73±4.52)次和禾谷缢管蚜的(32.99±4.22)次。麦二叉蚜pd波Ⅱ-2和Ⅱ-3亚波的时间最长,禾谷缢管蚜最短,三者之间差异达显著水平。表明与其它两种麦蚜相比,麦二叉蚜在取食过程中口针与细胞间的接触频率更高,与细胞内获毒和传毒相关的Ⅱ-3波和Ⅱ-2波持续时间更长,增加了获毒和传毒的几率,是其传毒能力最强的机理。     

三种麦蚜在温度梯度中活动行为的临界高温

利用自制的温度梯度产生装置,研究了禾谷缢管蚜Rhopalosiphum padi、麦长管蚜Sitobion avenae和麦二叉蚜Schizaphis graminum在寄主植物叶片温度梯度上栖息、爬行和取食时的躲避临界高温。温度梯度内,麦蚜在小于等于温度T的温度区域内的累积栖息分布量占温度梯度场内蚜虫栖息总量的百分比Pa=90%时,则把T记为栖息躲避临界高温。将蚜虫在温度梯度内从低温端向高温端爬行的过程中,受到热刺激后调转运动方向时的温度定义为蚜虫爬行时的躲避临界高温。将蚜虫在温度逐渐升高的叶片上取食时拔出口针开始挣扎逃跑时的温度定义为蚜虫取食时的躲避临界高温。为研究麦蚜栖息和爬行时的躲避临界高温,在盛有水的搪瓷托盘一端下方置一盏白炽灯加热水温,在漂浮于水面的小麦叶片上产生了叶片温度梯度,用照相机记录蚜虫在温度梯度内栖息时的分布状态。为研究麦蚜取食时的躲避临界高温,在盛有水的塑料培养皿的下方设置一盏白炽灯用于加热水温,在漂浮于水面的小麦叶片上产生逐渐升高的温度。两个装置的温度设置均可通过调节白炽灯泡顶端与托盘或培养皿底部的距离来控制,用红外测温仪测量叶片上的温度。试验明确了3种麦蚜的栖息躲避临界高温,在26-43℃的叶片温度梯度内,禾谷缢管蚜、麦长管蚜和麦二叉蚜成蚜累积栖息分布达90%的临界高温分别为30.2、28.8℃和27.3℃,用Sigmoidal函数模型描述了麦蚜在温度梯度内的累积分布百分率与温度之间的关系。测定了3种麦蚜爬行和取食时的躲避临界高温,禾谷缢管蚜、麦长管蚜和麦二叉蚜爬行时的躲避临界高温分别为42.0、39.1℃和38.5℃;取食时的躲避临界高温分别为39.3、40.2℃和39.0℃。试验表明,3种蚜虫中禾谷缢管蚜较耐高温。讨论了温度梯度本身的设置、湿度控制、供试蚜虫种群的不同对麦蚜在温度梯度内行为可能造成的影响,并指出在温度梯度中,研究麦蚜若蚜蜕皮、成蚜生殖及有翅蚜和无翅蚜对适宜温度的选择将是今后继续开展的工作内容。本研究的结果为提高麦蚜田间调查取样及预测预报的准确度提供了依据,同时也为今后开展其它昆虫对环境高温的行为对策研究提供方法上的参考。     

不同营养层次挥发物对燕麦蚜茧蜂寄主搜寻行为的影响

“Ｙ”型管嗅觉计及风洞测定试验明,小麦植株,麦长管蚜（Sitobion avenae),禾谷缢管蚜（Rhopalosiphum padi)对燕麦蚜蜂（Aphidius avenae)雌蜂的吸引作用较小,而有蚜植株及蚜害植株对其吸引作用较大,并以麦长管蚜有蚜植株的吸引作用最强,尽管该蜂对禾谷缢管蚜的寄生率极你,工作量 由其危害诱导产生的挥发性信息化僵物对该蜂仍具有较强的吸引作用,GC－MS鉴定结果表明,麦蚜取食诱导的挥发性信息化合物主要是2－莰烯,6－甲基－5－已烯－2－酮,顺－3－已酰酸酯有水杨酸甲酯,其中6－甲基－5－已烯－2－酮和6－甲基－5－已烯－2－醇对燕麦蚜划蜂的吸引作用最强,水杨酸酯无明显吸引作用。     

小麦品种对麦蚜主要生命参数影响的研究

选用经田间鉴定抗蚜性表现不同的１０个小麦品种,在室内外较系统地研究了其对禾谷缢管蚜和麦长管蚜存活、生长发育和生殖的影响,分析了室内外试验结果的相关性．结果表明,小麦品种的抗生性并不能造成若蚜个体的直接死亡,但对若蚜发育历期、成蚜寿命和产仔数影响显著,差异均达极显著水平或显著水平．其中对两种蚜虫若蚜发育历期的影响室内外表现了较好的一致性,可作为小麦品种抗蚜性鉴定的主要指标;其次是对成蚜产仔数的影响,禾谷缢管蚜室内外试验结果比较的吻合性也较好     

雪花莲凝集素基因转化小麦及转基因小麦抗蚜性的研究

雪花莲凝集素对具有刺吸式口器的同翅目害虫具有毒杀作用。用基因枪法将1个新的雪花莲凝集素(GNA)基因转入普通春小麦品种中-60634和生产上正在推广的冬小麦高产品种——豫麦66中,分别获得了转基因小麦植株。抗蚜实验证明,转化gna基因的小麦植株对我国北方冬麦区的主要麦蚜——麦长管蚜和禾谷缢管蚜的抗性效果不尽相同。对禾谷缢管蚜,在接种当代即表现出明显的毒杀作用。对麦长管蚜,则表现为虫体发育减缓并且降低了其所生产的若蚜成活率。在自然放养条件下,gna基因则对这两种麦蚜的取食均起到了一定的抑制作用。     

燕子掌挥发油化学成分的研究

应用气象色谱-质谱联用技术对燕子掌挥发油化学成分进行了分析研究,共鉴定出66种组分与燕子掌主要挥发性化学成分以苯乙醇、2,6,6-三甲基-2,4-环庚二烯-1-酮、6,10,14-三甲基十五烷-2-酮、十六烷酸甲酯、十六烷酸乙酯、十八烷酸甲酯为主要成分,化合物类型以酮、酯、类等化合物为主,其中十六烷酸甲酯的含量最高,占挥发油总量的26．13％。     

取食感染大麦黄矮病毒的小麦后介体麦长管蚜和非介体禾谷缢管蚜体内抗氧化酶和解毒酶活性的变化

【目的】小麦黄矮病［病原为大麦黄矮病毒(barley yellow dwarf virus, BYDV)］是危害小麦生产的主要病害之一,GAV是BYDV在我国的主流株系,且其在田间与介体麦长管蚜 Sitobion avenae 和非介体禾谷缢管蚜Rhopalosiphum padi同时发生,对小麦产量造成严重影响。本研究旨在探究大麦黄矮病毒胁迫下介体和非介体蚜虫体内重要保护酶和解毒酶活性变化规律,为揭示病毒 蚜虫互作生理生化机理提供参考。【方法】利用生化方法测定取食健康小麦(空白对照组),取食前期经无毒麦二叉蚜Schizaphis graminum 3龄若蚜为害72 h的小麦(条件对照组)及取食前期经携带BYDV-GAV麦二叉蚜3龄若蚜为害72 h的小麦(处理组)7 d后,介体麦长管蚜与非介体禾谷缢管蚜成蚜体内过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)等重要保护酶及乙酰胆碱酯酶(AchE)、酸性磷酸酶(ACP)和碱性磷酸酶(AKP)等重要解毒酶活性变化。【结果】取食前期经BYDV-GAV感染的麦二叉蚜3龄若蚜为害的小麦7 d后,介体麦长管蚜成蚜体内POD, SOD和AKP活性比空白对照组显著上升,但与条件对照组相比无显著差异;且条件对照组比空白对照组显著上升。取食经BYDV-GAV感染的麦二叉蚜3龄若蚜为害的小麦7 d后,非介体禾谷缢管蚜成蚜体内SOD,AKP和AchE活性比空白对照组显著下降,ACP活性显著上升,但与条件对照组相比仅ACP活性显著上升;且条件对照组禾谷缢管蚜体内AKP和AchE比空白对照组显著下降,ACP活性显著上升。【结论】取食感染BYDV-GAV小麦后介体麦长管蚜成蚜体内POD, SOD和AKP酶活性升高是前期蚜虫的为害造成,与BYDV-GAV无关;非介体禾谷缢管蚜成蚜体内AKP和AchE酶活性下降是前期蚜虫为害引起,SOD酶活性下降是前期蚜虫为害和BYDV-GAV的综合作用,而BYDV-GAV和前期蚜虫为害均能使禾谷缢管蚜体内ACP酶活性上升。     

UV-B胁迫小麦上麦长管蚜的生命表参数和取食行为

【目的】为明确UV-B胁迫小麦对麦长管蚜Sitobion avenae (Fabricius)种群生命表参数和取食行为的影响。【方法】采用特定年龄生命表方法和刺探电位图谱（EPG）技术, 研究了不同强度UV-B胁迫处理小麦对麦长管蚜生命表参数和取食行为的影响。【结果】生命表结果表明, 取食高强度（0.75 mW/cm²） UV-B辐射小麦后, 麦长管蚜种群内禀增长率r_m、 净增殖率R₀、 繁殖力F下降, 平均世代周期T缩短, 且差异显著(P<0.05); 取食低强度（0.2 mW/cm²）UV-B辐射小麦后, 麦长管蚜种群生命表参数与对照组（正常光照处理小麦饲喂的蚜虫种群）无显著差异(P>0.05)。刺探电位图谱结果显示, 高强度UV-B处理组np波(即非取食)数量显著增加, pd波（刺探波）首次出现的时间延迟, 表明紫外处理小麦干扰了蚜虫的在叶表面的正常刺探活动, 延长了搜索和刺探时间; C波持续时间显著延长, 反映取食难度加大, 有效取食时间缩短, 从而影响种群生命表参数; 而低强度UV-B处理组小麦对蚜虫取食行为影响与对照组差异不显著, 但pd波首次出现时间显著延长。【结论】高强度UV-B胁迫小麦会严重影响麦长管蚜的生长发育、 繁殖与取食行为。     

小麦不同品种上麦蚜及其天敌的数量变动

试验结果表明小麦品种 (系 )的抗性对麦蚜种群数量影响很大 ,百株蚜量随着小麦品种抗性增强而下降。而同一小麦品种对不同种蚜虫的抗性存在质的差异 ,铭贤 1 69品种 ,蚜高峰期百株蚜量麦长管蚜 63 0头 ,禾谷缢管蚜只有 1 1 5头 ,两者相差 5 5倍。另一方面 ,小麦品种抗性对麦田天敌的种群数量影响不大 ,而对天敌的发生期有些影响。因此 ,小麦品种抗性、天敌对麦蚜的自然控制能力 ,可把小麦中后期的蚜虫虫口密度控制在经济损失允许水平之下。     

The impact of transgenic wheat expressing GNA (snowdrop lectin) on the aphids Sitobion avenae, Schizaphis graminum, and Rhopalosiphum padi

This study investigated the impact of transgenic wheat expressing Galanthus nivalis agglutinin (GNA), commonly known as snowdrop lectin, on three wheat aphids: Sitobion avenae (F.), Schizaphis graminum (Rondani), and Rhopalosiphum padi (L.). We compared the feeding behavior and the life-table parameters of aphids reared on GNA transgenic wheat (test group) and those aphids reared on untransformed wheat (control group). The results showed that the feeding behaviors of S. avenae and S. graminum on GNA transgenic wheat were affected. Compared with the control group, they had shorter initial probing period, longer total nonprobing period, shorter initial and total phloem sap ingestion phase (waveform E2), shorter duration of sustained ingestion (E (pd) > 10 min), and lower percentage of phloem phase of the total observation time. Moreover, S. graminum made more probes and had a longer total duration of extracellular stylet pathway (waveform C). The fecundity and intrinsic rate of natural increase (r(m)) of S. avenae and S. graminum on the transgenic wheat were lowered in the first and second generations, however, the survival and lifespan were not affected. The effects of the GNA expressing wheat on S. graminum and S. avenae were not significant in the third generation, suggesting rapid adaptation by the two aphid species. Despite the impact we found on S. avenae and S. graminum, transgenic GNA expressing wheat did not have any effects on R. padi.     

西南风铃草挥发油的化学成分分析

西南风铃草（Campanula colorata Wall.）,又名岩兰花、土桔梗、土沙参,为桔梗科（Campanulaceae）风铃草属（Campanula Linn.）多年生草本植物,产于中国云南、贵州、四川和西藏,阿富汗和老挝等也有分布[1]。民间常以该种的根入药,主要用于治疗风湿、瘫痪、破伤风和虚痨咳血等[2]。有关风铃草属种类的研究多集中于生物学特性方面[3-4],对该属种类化学成分的研究报道尚不多见。     

Sources of variation in the interaction between three cereal aphids (Hemiptera: Aphididae) and wheat (Poaceae)

The relative contributions of host plant, herbivore species and clone to variation in the interaction between cereal aphids and wheat were investigated using five clones each of three species, Rhopalosiphum padi (Linnaeus), Sitobion avenae (Fabricius) and Schizaphis graminum (Rondani), on seedlings of two cultivars of Triticum aestivum L. and one cultivar of Triticum durum Desf. More individuals and biomass of R. padi than of the other two species were produced on seedlings. The three wheat cultivars lost similar amounts of biomass as a result of infestation by aphids, with the amount lost depending on aphid species: S. avenae caused the lowest loss in biomass. Variation in aphid biomass production was due mostly to differences among aphid species (70%), less to the interaction between wheat type and aphid species (7%), and least to aphid clone (1%). The specific impact of the aphids on the plants ranged from 1.7 to 3.7 mg of plant biomass lost per mg of aphid biomass gained, being lowest for R. padi and highest for S. graminum. Variation in plant biomass lost to herbivory was due mostly to unknown sources of error (95%), probably phenotypic differences among individual seedlings, with 3% due to aphid species and none attributable to aphid clone. For these aphid-plant interactions, differences among aphid clones within species contributed little to variation in aphid and plant productivity; therefore, a small sample of clones was adequate for quantifying the interactions. Furthermore, one clone of each species maintained in the laboratory for about 200 parthenogenetic generations was indistinguishable from clones collected recently from the field.     

Influence of aphid species and barley yellow dwarf virus on soft red winter wheat yield

Yield loss in soft red winter wheat, Triticum aestivum L., caused by aphid-transmitted barley yellow dwarf virus (family Luteoviridae, genus Luteovirus, BYDV) was measured over a 2-yr period in central Missouri. Rhopalosiphum padi (L.) was the most common and economically important species, accounting for > 90% of the total aphids. Schizaphis graminum (Rondani), Rhopalosiphum maidis (Fitch), and Sitobion avenae (F.) made up the remainder of the aphids. Aphid numbers peaked at wheat stem elongation in 2003 with 771 R. padi per meter-row. In the 2003-2004 growing season, aphid numbers averaged seven aphids per meter-row in the fall and peaked at 18 aphids per meter-row at jointing. Wheat grain yield was reduced 17 and 13% in 2003 and 2004, respectively. Thousand kernel weights were reduced 10 and 5% in the untreated plots compared with the treated control in 2003 and 2004, respectively. Padi avenae virus was the predominate strain, accounting for 81 and 84% of the symptomatic plots that tested positive for BYDV in 2003 and 2004. Our results indicate that economic thresholds for R. padi are 16 aphids per meter-row in the fall and 164 aphids per meter-row at jointing.