大气CO2浓度升高对棉蚜生长发育和繁殖的影响及其作用方式

通过开顶式CO2气室试验研究了大气CO2浓度升高((553±27)μl/L和(754±33)μl/L vs.(376±22)μl/L)对连续3代棉蚜的生长发育和繁殖的影响及其作用方式——直接影响、间接作用或直接和间接影响的共同作用。试验结果表明:对于间接作用试验及直接和间接影响的共同作用试验而言,大气CO2浓度升高可显著影响棉蚜的体重和平均相对生长率(M RGR)。与对照CO2处理组相比,间接作用试验中(754±33)μl/L CO2处理组棉蚜的虫体重和M RGR都显著增加;直接和间接影响的共同作用试验中两个高CO2处理组((553±27)μl/L和(754±33)μl/L)棉蚜的虫体重也显著增加,(754±33)μl/L CO2处理组棉蚜的M RGR也显著提高。此外,通过大气CO2浓度升高对棉蚜作用方式的分析得出:(1)大气CO2浓度升高对连续3代棉蚜的生长发育和繁殖的直接影响甚微;CO2浓度变化主要通过影响寄主植物而间接作用于蚜虫。(2)大气CO2浓度升高对棉蚜的影响表现出一个长期的效应、多代的作用。(3)大气CO2浓度增加对蚜虫的间接作用试验与直接和间接影响的共同作用试验的结果相同。     

大气CO_2浓度升高对西花蓟马生长发育及其寄主四季豆营养成分的影响

为了阐明大气CO2浓度升高对西花蓟马种群动态的影响,利用人工气候箱研究了CO2浓度倍增条件下西花蓟马生长发育、繁殖及其寄主植物四季豆叶片营养成分的变化。结果表明:CO2浓度升高显著影响了四季豆叶片的营养成分含量,其粗蛋白含量明显下降,而总糖、组织淀粉、可溶性蛋白和游离氨基酸含量却显著升高。与对照CO2浓度(400!L·L-1)相比,800μL·L-1CO2浓度处理下的西花蓟马卵期、1龄若虫期、2龄若虫期的发育历期均显著缩短,而单雌平均产卵量增加了9.74%(P0.05)。高CO2浓度处理下西花蓟马的净生殖率(R0)、内禀增长率(rm)、周限增长率(λ)比对照依次升高了7.40%、8.86%和1.32%(P0.05);而平均世代周期(T)、种群加倍时间(DT)比对照分别降低了1.42和0.38d(P0.05)。西花蓟马R0、rm、λ与四季豆粗蛋白含量呈显著负相关,而与总糖/粗蛋白、淀粉呈显著正相关;西花蓟马T、DT与四季豆粗蛋白含量呈显著正相关,而与总糖/粗蛋白、淀粉、游离氨基酸呈显著负相关。说明未来高CO2浓度的大气环境会改变四季豆叶片的营养成分,并影响西花蓟马的生长发育与繁殖。     

我国主要类型昆虫对CO_2升高响应的研究进展

大气CO2浓度增加已经受到国内外的极大关注。自2002年以来,在自行设计、组装的一系列密闭式动态CO2气室和开顶式CO2浓度控制箱基础上,研究了我国主要类型昆虫对CO2浓度升高响应的特征。结果显示,大气CO2浓度升高降低了棉铃虫Helicoverpa armigera的适合度和对棉花的危害作用,增加了棉花对棉铃虫为害的补偿作用,使以咀嚼式口器昆虫为代表的棉铃虫种群发生与危害下降;但大气CO2浓度升高改变了植物组织营养物质的组成与含量,提高了蚜虫Aphis gosypii对氨基酸营养的利用与补偿效率,降低了3种麦蚜的种间竞争,导致蚜虫种群发生与危害严重;而对烟粉虱Bemisia tabaci的种群特征影响较少。大气CO2浓度升高对天敌昆虫的影响存在种的特异性,表现出种群上升、下降和变化不大等特征。未来大气CO2浓度升高下,由于作物生长发育加快,生物量增加,蚜虫种群增多,导致吡虫啉农药防治效果下降,由此未来大气CO2浓度升高下农民将被迫使用更多的化学农药防治蚜虫类害虫,进而加重环境污染。     

CO_2浓度升高对转Bt水稻生理指标的影响

通过OTC试验研究了生长60和120 d的转Bt水稻克螟稻及其对照亲本秀水11在2种CO2浓度(375、750μL·L-1)处理下的生理变化。结果表明:叶绿素a、叶绿素b、叶绿素a+b、可溶性蛋白含量以及谷氨酰胺合成酶活力等均随水稻生长而显著提高,游离氨基酸含量随水稻生长而显著下降,叶绿素a/b值在高CO2浓度下显著增加;CO2浓度升高会引起水稻组织含水量、叶绿素a和c含量显著降低,叶绿素b含量呈先增加后降低的趋势;同时,可溶性蛋白含量显著下降,游离氨基酸含量显著增加,谷氨酰胺合成酶活性初期变化不显著、后期显著降低;转Bt水稻及其对照亲本之间可溶性蛋白含量和谷氨酰胺合成酶活力差异显著,但叶绿素和游离氨基酸含量差异不显著;与亲本相比,不同CO2浓度处理下克螟稻的谷氨酰胺合成酶活力显著降低。     

CO_2浓度变化下蚜茧蜂胁迫作用对多世代棉蚜适合度的影响

本文以蚜茧蜂Lysiphlebia japonica Ashmead与棉蚜Aphis gossypii Glover系统为研究对象,以内禀增长率r m作为适合度指标,通过开顶式动态CO2气室(OTC),重点比较了目前大气CO2浓度与未来加倍的大气CO2浓度下(375μL/L VS 750μL/L)直接放入蚜茧蜂、笼罩间接放入蚜茧蜂的胁迫作用对不同世代和3个连续世代棉蚜适合度的影响。结果表明:CO2浓度变化、世代之间、寄生胁迫方式对棉蚜净繁殖率R0、平均世代时间T和内禀增长率r m均存在着极显著的影响;CO2浓度变化和寄生胁迫方式之间、CO2浓度变化和棉蚜发生世代之间的交互作用对棉蚜净繁殖率R0和内禀增长率r m也存在着极显著的影响。结果提示:大气CO2浓度将通过影响寄生蜂的间接干扰作用,从而影响棉蚜的适合度和种群动态,使棉蚜种群有下降的趋势。     

大气CO2浓度升高对亚洲玉米螟生长发育及繁殖的影响

大气CO2浓度升高影响寄主植物的营养而间接影响节肢动物外,还直接影响许多昆虫的生长发育和繁殖。为探讨大气CO2浓度升高对亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis(Guenée)生长发育和繁殖的影响,在CDCC-1型密闭式动态CO2气室内研究了当前大气CO2浓度375μl/L及大气CO2浓度分别升高0.5倍和1倍,即达到550μL/L和750μL/L条件下人工饲料饲养亚洲玉米螟实验种群生命表及其营养效应指标。结果表明,大气CO2浓度分别升高到550μL/L和750μL/L时,亚洲玉米螟幼虫成活率分别降低3.0%和8.9%;幼虫、蛹和成虫体重则没有显著差异;在750μL/L CO2浓度下幼虫和蛹历期分别显著延长13.1%和25.8%。虽然单雌产卵量和净增值率(R0)在大气高CO2浓度下有增加趋势,但未达到显著性差异。与当前大气CO2浓度相比,高CO2浓度下玉米螟的取食量分别增加9.1%和34.0%,排粪量分别增加42.3%和42.0%。     

温室气体(CO_2和O_3)升高下转Bt棉凋落物对土壤甲螨种群数量的影响

【目的】Bt棉已在我国种植广泛。而温室气体(CO2和O3)浓度升高会进一步改变植物的化学成分,从而通过凋落物可能会引起土壤动物(甲螨)种群数量的变化。【方法】本文应用开顶式气室(OTC),研究了CO2和O3浓度升高下转Bt棉花凋落物对土壤甲螨种群数量的影响。【结果】研究结果发现,不同取样时间对甲螨种群数量有显著影响,甲螨种群数量的最高值出现在7月份的采样中。CO2浓度升高通过棉花凋落物显著降低了甲螨的种群数量。O3浓度升高通过棉花凋落物降低了常规棉凋落物中的甲螨种群数量,对转Bt作物凋落物中甲螨种群数量无显著影响。【结论】不同温室气体(CO2和O3)浓度升高对土壤甲螨作用不同,其中CO2浓度升高通过棉花凋落物可以显著降低土壤动物的种群数量,而O3浓度升高作用较小。转Bt作物可以缓冲温室气体(CO2和O3)浓度升高通过作物凋落物对土壤动物(甲螨)的影响。     

大气CO_2浓度倍增对油菜韧皮部汁液成分及根部氮素积累的影响

以甘蓝型欧洲油菜(Brassica napus)‘814’和‘湘油15’两个品种为研究对象,探寻在两个CO2浓度(自然CO2浓度:400μmol·mol–1和高CO2浓度:(800±20)μmol·mol–1)和两个氮素水平(低氮和常氮)处理下,欧洲油菜韧皮部汁液中可溶性糖和游离氨基酸含量,以及根部干物质量和氮素累积量的变化。结果表明:1)CO2浓度升高提高欧洲油菜韧皮部汁液可溶性糖含量,施氮条件下‘814’在抽薹期达到0.29%,‘湘油15’在盛花期达到0.25%,其含量均显著高于自然CO2浓度处理。2)CO2浓度对韧皮部汁液游离氨基酸含量的影响因品种而异,无论施氮与否,CO2浓度升高使‘814’的游离氨基含量降低;而‘湘油15’CO2浓度升高促使其在低氮条件下含量升高,在常氮条件下则降低。3)根部干物质量和氮素累积量均随CO2浓度升高而增加,且欧洲油菜韧皮部汁液中可溶性糖含量与游离氨基酸含量与根部干物质量和氮素累积量呈显著正相关。     

高CO_2浓度对两种色型豌豆蚜体内营养物质含量及消化酶活性的影响

【目的】明确红、绿两种色型豌豆蚜Acyrthosiphon pisum(Harris)对大气CO_2浓度升高响应的生理机制。【方法】通过CO_2人工气候箱,设置中等浓度(550±27μL/L)和高浓度(750±37μL/L)CO_2浓度,并以当前浓度(375±18μL/L)为对照。在设置以上CO_2浓度的人工气候箱种植蚕豆苗并接入6 h以内的豌豆蚜初产若蚜,记录各虫态的蜕皮和存活情况直至羽化。测定连续3代饲养在蚕豆上的红、绿两种色型豌豆蚜体内营养物质含量和消化酶活力,同时测定蚕豆叶片组织营养物质含量。【结果】大气CO_2浓度升高可显著增加蚕豆叶片内可溶性蛋白、可溶性糖、游离氨基酸和淀粉含量。中等CO_2浓度(550±27μL/L)条件下,F0代两种色型豌豆蚜体内营养物质含量较对照均无显著变化,F_2代蛋白质、总氨基酸、可溶性糖和糖原含量较对照均显著增加,总脂肪和游离脂肪酸含量较对照显著降低,且F_2代绿色型豌豆蚜体内可溶性糖含量显著高于红色型的。高CO_2浓度(750±37μL/L)条件下,3世代两种色型豌豆蚜体内蛋白质、总氨基酸、可溶性糖和糖原含量均显著高于对照,总脂肪和游离脂肪酸含量显著低于对照。其中,F1和F_2代绿色型豌豆蚜体内蛋白质、总氨基酸、可溶性糖和糖原含量显著高于红色型的。CO_2浓度(550±27和750±37μL/L)升高条件下,F0代两种色型豌豆蚜体内消化酶活力较对照无显著变化,F_2代胃蛋白酶和胰蛋白酶活力较对照显著降低,脂肪酶和淀粉酶活力显著升高,3世代两色型间消化酶活力均无显著差异。【结论】高CO_2浓度下,蚕豆叶片组织营养物质含量发生改变从而引起以之为食的豌豆蚜体内营养物质含量与消化酶活力的变化,且绿色型豌豆蚜体内蛋白质、总氨基酸、可溶性糖和糖原含量的变化大于红色型豌豆蚜的,这对未来大气CO_2浓度升高的环境下豆科植物主要害虫豌豆蚜的防治具有参考价值。     

仲夏棉蚜种群崩溃机制研究进展

棉蚜是世界性分布的棉花害虫,仲夏棉蚜种群崩溃是生态控制棉蚜危害的重要途径,为棉蚜预测和防治提供了新思路与切入点,但其崩溃机制尚未明确。导致棉蚜种群崩溃的可能因素主要包括:(1)植物次生代谢物影响棉蚜的发育和繁殖,但不足以导致棉蚜种群崩溃;(2)暴风雨对棉蚜种群有一定的影响,但无法解释连续多年和多个地点发生的种群崩溃现象;(3)高温显著降低棉蚜的存活和繁殖,且与仲夏棉蚜种群崩溃期相吻合,高温很可能是棉蚜种群崩溃的关键影响因子;(4)高密度条件下激烈的种内竞争导致棉蚜繁殖率降低,有翅蚜比例增加;(5)天敌除具有直接捕食或寄生作用外,同时间接影响若蚜生长发育和刺激有翅蚜形成,对棉蚜种群后期崩溃发挥重要作用。本文对可能导致仲夏棉蚜种群崩溃的主要因素分别进行论述,探讨其对棉蚜存活、繁殖和有翅蚜形成的影响,旨在为探明仲夏棉蚜种群崩溃机制提供参考。     

棉花转基因技术和转基因棉花

概述了棉花转基因育种技术和转基因抗虫棉、转抗除草剂基因棉花、转抗病基因棉花、转品质改良基因棉花及天然彩色棉花等的研究概况。     

不同棉花品种对棉盲蝽的抗性鉴定

随着转基因棉花在中国的大面积推广,棉盲蝽逐渐成为我国棉花生产中重要的害虫之一。我国对棉盲蝽研究基础比较薄弱,棉盲蝽的综合治理工作迫在眉睫。本实验通过田间调查,系统研究了棉盲蝽在不同时期对美中棉、荆7516-1、皖棉小黄花、海7124、SGK321、N73DelpatineF0、棕絮×浅绿红叶鸡脚叶棕絮和池州红叶棉8个不同棉花品种的为害情况,得到如下结论:皖棉小黄花对棉盲蝽的抗性较高且比较稳定,而N73DeltapineF0、棕絮×浅绿红叶鸡脚棉棕絮这2个棉花品种对棉盲蝽的抗性较低。     

Resistance of different cotton varieties to cotton mirids

随着转基因棉花在中国的大面积推广,棉盲蝽逐渐成为我国棉花生产中重要的害虫之一.我国对棉盲蝽研究基础比较薄弱,棉盲蝽的综合治理工作迫在眉睫.本实验通过田间调查,系统研究了棉盲蝽在不同时期对美中棉、荆7516-1、皖棉小黄花、海7124、SGK321、N73 DelpatineF0、棕絮×浅绿红叶鸡脚叶棕絮和池州红叶棉8个不同棉花品种的为害情况,得到如下结论:皖棉小黄花对棉盲蝽的抗性较高且比较稳定,而N73 DeltapineF0、棕絮×浅绿红叶鸡脚棉棕絮这2个棉花品种对棉盲蝽的抗性较低.     

湖北棉区转Bt基因棉对棉铃虫的控制作用

2000-2001年通过田间系统调查,表明转Bt基因棉（品种为GK19）在湖北江汉平原棉区对棉铃虫抗性稳定。试验设3个处理：转Bt基因棉化防田（使用化学农药控制害虫）、转Bt基因棉自控田（依靠天敌控制害虫）及常规棉对照田（利用综合防治措施控制害虫）。从棉铃虫的第2代到第5代整个发生期内,即使在不进行化学防治的情况下,棉铃虫在Bt棉田的发生量也保持在极低的水平(最高百株虫量为12头)。室内饲养结果表明,转Bt基因棉对棉铃虫的生长发育（幼虫体重、蛹重）有较为明显的影响,使6龄幼虫体重减少25.6%,蛹重减少18.2%。棉铃虫幼虫取食转Bt基因棉组织后,发育迟缓,相对于常规棉喂养的整个发育历期延长17 d,使棉铃虫在田间的危害减少至少一个世代。另外,接虫试验表明,棉铃虫幼虫在常规棉上的取食时间是转Bt基因棉株上的6.1倍,极大地减轻了棉铃虫的危害程度。     

转基因抗棉铃虫抗草甘膦棉花对棉铃虫的抗虫性及对二种地老虎幼虫生长发育的影响

为了明确转Bt Cry1A+CP4EPSPS基因抗棉铃虫抗草甘膦棉花对棉铃虫Helicoverpa armigera(Hübner)的抗性水平及对八字地老虎Amathes c-nigrum和黄地老虎Agrotis segetum的影响,作者用转基因棉花和非转基因棉花叶片对棉铃虫、八字地老虎和黄地老虎幼虫进行了室内饲养观察。结果表明,转基因抗棉铃虫抗草甘膦棉花对新疆南部第2代棉铃虫表现为中抗,幼虫校正死亡率为70.4%;棉花叶片在整个生育期均能表达Bt毒蛋白,整个生育期Bt毒蛋白含量呈逐渐降低的趋势。转基因抗棉铃虫抗草甘膦棉花对八字地老虎幼虫有强烈的毒杀作用,可以引起幼虫大量死亡,对存活幼虫的生长发育也有明显的抑制作用,幼虫发育迟缓,不能顺利化蛹;但对黄地老虎幼虫没有明显的影响,幼虫可以正常生长。     

Resistance of transgenic cotton to cotton bollworm and cutworms

为了明确转BtCrylA+CP4EPSPS基因抗棉铃虫抗草甘膦棉花对棉铃虫Helicoverpa armigera(Hübner)的抗性水平及对八字地老虎Amathes c-nigrum和黄地老虎Agrotis segetum的影响,作者用转基因棉花和非转基因棉花叶片对棉铃虫、八字地老虎和黄地老虎幼虫进行了室内饲养观察.结果表明,转基因抗棉铃虫抗草甘膦棉花对新疆南部第2代棉铃虫表现为中抗,幼虫校正死亡率为70.4％;棉花叶片在整个生育期均能表达Bt毒蛋白,整个生育期Bt毒蛋白含量呈逐渐降低的趋势.转基因抗棉铃虫抗草甘膦棉花对八字地老虎幼虫有强烈的毒杀作用,可以引起幼虫大量死亡,对存活幼虫的生长发育也有明显的抑制作用,幼虫发育迟缓,不能顺利化蛹;但对黄地老虎幼虫没有明显的影响,幼虫可以正常生长.     

施肥与摘蕾对棉蚜、棉叶蝉种群数量及棉花产量的影响

分析比较了不同施氮水平(0-450kg·hm^-2)与不同摘蕾处理(0-12个·株^-1)对转Bt基因棉花(GK-12)和常规棉花(泗棉3号)的棉蚜、棉叶蝉种群数量以及棉花产量的影响．结果表明,两个品种的棉蚜、棉叶蝉种群数量和有效铃量没有显著性差异。在本实验水平下,施肥和摘蕾与施肥的交互作用对两种棉花的棉蚜数量有显著性的影响,而摘蕾、施肥和两者的交互作用对两种棉花的棉叶蝉数量没有显著影响．在花铃期,施氮肥能增加两种棉花的有效铃数．线性回归分析表明,两种棉花的棉蚜、棉叶蝉的数量与施氮肥量和摘蕾量成正相关关系;有效铃量与施氮肥量呈正相关,与摘蕾量呈负相关．     

转基因棉花对棉铃虫天敌寄生率的影响

采用分期接虫、分期回收法研究常规棉与转基因棉花品种 (系 )上棉铃虫寄生性天敌在不同棉花品种上的寄生作用。结果表明 ,无论是第 2代棉铃虫发生期间还是第 3 ,4代棉铃虫发生期间 ,无论是棉铃虫卵期还是幼虫期 ,转基因棉花品种 (系 )的棉铃虫卵、幼虫寄生率均显著低于常规棉花品种上的寄生率。棉铃虫卵期寄生蜂主要是拟澳洲赤眼蜂 ,幼虫寄生蜂为棉铃虫齿唇姬蜂等。由此看出转基因棉对棉铃虫寄生性天敌存在非亲和性。     

Kaolin particle film associated with increased cotton aphid infestations in cotton

Highly reflective white kaolin‐based particle film was sprayed on cotton, Gossypium hirsutum L. (Malvaceae), plots in south Texas during 2004 and 2005 to observe its effect on the cotton aphid, Aphis gossypii Glover (Homoptera: Aphididae). Populations of cotton aphids on the ventral surfaces of leaves in the kaolin‐treated plots were greater than in non‐treated control plots during both years. Alate cotton aphids were attracted less to white than to other pan trap colors, and parasitism by Lysiphlebus spec. (Hymenoptera: Aphidiidae) was either unaffected or greater in the kaolin‐treated plots, hence these two factors (color and parasitism) do not explain the increased infestations in the treated plots. However, mean temperatures on the ventral surfaces of kaolin‐treated cotton leaves were cooler than those of control leaves. The observed temperature difference where cotton aphids reside on cotton leaves is a potential reason for the greater infestations in the kaolin treatment plots. Our study demonstrates that applications of kaolin can exacerbate a pest infestation in cotton.