望谟紫芽茶树优良品系‘W016’与黄金芽抗茶蚜性能比较

茶蚜Toxoptera aurantii Boyer是茶树上的重要害虫之一,深入研究抗蚜特异资源的抗性机理对培育茶树抗蚜品种具有重要意义。课题组前期收集的望谟紫芽茶树优良品系‘W016’对茶蚜抗性强,为初步探明该种质的抗蚜特性,利用刺吸电位技术测定了茶蚜在‘W016’和黄金芽(感虫品种)上的取食行为,并探明影响茶蚜刺探取食叶片的主要物理性状及生化成分因子。结果表明,茶蚜在两种供试种质上均产生9种EPG波形,依次为非刺探波(np波)、路径波(A波、B波、C波、pd波)、机械阻力波(F波)、木质部吸食波(G波)、韧皮部唾液分泌波(El波)和韧皮部汁液吸食波(E2波)。刺探取食过程中,茶蚜在‘W016’上的非刺探时间(np波)和C波总持续时间均显著长于黄金芽。二者口针遇到阻力的次数(F波)和总持续时间无差异,但韧皮部吸食汁液(E2波)时间‘W016’显著短于黄金芽。茸毛密度、下表皮厚度和栅栏组织厚度是‘W016’抗茶蚜取食胁迫的主要物理屏障因子,而咖啡碱和可溶性糖含量为主要生化因子。表明‘W016’对茶蚜的取食抗性与其叶片理化性质密切相关。     

园艺矿物油乳剂对亚洲柑橘木虱成虫刺吸行为的影响

目的】亚洲柑橘木虱Diaphorina citri是传播柑橘最重要病害黄龙病(huanglongbing, Candidatus Liberibacter asiaticus)的媒介昆虫,树冠喷施园艺矿物油(horticultural mineral oil, HMO)可以减少其在柑橘上的取食和产卵。本研究旨在探索植物组织内残留的园艺矿物油如何影响亚洲柑橘木虱成虫的取食行为。【方法】采用直流型刺吸电位仪(DC-EPG Giga-8)记录亚洲柑橘木虱成虫12 h内在喷施不同浓度(0.25%, 0.5%, 1%和2%, v/v)HMO(nC24)乳剂和清水(对照)时柑橘嫩叶上的刺探和取食行为并转换为波形信号,分析比较各处理的波形参数。【结果】不同浓度HMO乳剂处理显著提高了亚洲柑橘木虱成虫在柑橘叶片上的C波(路径波)持续时间百分比,显著减少了E2波(韧皮部吸食汁液)持续时间百分比,而对D(口针第一次接触韧皮部组织), E1(韧皮部出现唾液分泌) 和G(木质部吸食汁液) 波持续时间百分比没有显著影响。HMO处理组C波的每成虫波形累积时间(WDI)显著长于对照组,而各浓度处理之间没有显著差异,但D波WDI明显短于对照组。随着HMO浓度的增加, E1, E2和G波WDI显著下降,2% HMO处理组E1, E2和G波WDI明显低于其他浓度处理组。HMO乳剂处理明显减少了刺探次数;在HMO处理中,每成虫刺探次数和每成虫各波形次数均显著少于对照组,其中以1%和2% HMO乳剂处理最少。HMO乳剂处理组np波 (非刺探波)、D波、E2波的每成虫单次波形持续时间(WDE)均短于对照组,其中2% HMO乳剂处理后,D, E1和E2波WDE显著短于其他浓度处理和对照。同时,2% HMO乳剂处理推迟了从口器接触叶片到第1次开始刺探的时间和从口器接触叶片到第1次刺探到韧皮部的时间。【结论】结果表明,2% HMO乳剂显著减少亚洲柑橘木虱成虫在柑橘叶片上的取食次数和有效取食时间,同时还缩短了其在韧皮部分泌唾液和吸食汁液时间,因此可推荐矿物油用于柑橘黄龙病和亚洲柑橘木虱的综合防治体系。同时初步推断矿物油的作用机制可能是其进入植物气孔阻止植物挥发性物质的释放,抑制或掩盖柑橘叶片表面的挥发性物质从而减少了亚洲柑橘木虱在寄主上取食。     

禾谷缢管蚜在三个小麦品种上取食行为的EPG比较

应用刺探电位图谱（EPG）技术对禾谷缢管蚜Rhopalosiphum padi在不同小麦品种(Ww2730、小偃22和Batis)苗期的取食行为进行了比较研究。结果表明：在小偃22上蚜虫开始取食的第1次刺探时间最晚,且持续时间最短;在Ww2730上取食受到机械阻力的个体最多,且出现F波的几率和持续时间最长;两品种上蚜虫在木质部主动摄取汁液（G波）花费的时间最长。 在Batis上,蚜虫口针第1次到达韧皮部时需要分泌较多水溶性唾液(E1波),但随后只需分泌较少的水溶性唾液就可以成功取食,而且被动吸食韧皮部汁液的时间（E2波）最长。蚜虫口针在到达小偃22韧皮部取食之前,出现多次的口针试探、回撤,并且多次、多量分泌水溶性唾液（E1波）;虽然蚜虫在小偃22上口针最先到达韧皮部,但被动吸食韧皮部汁液的时间（E2波）最短。由此得出结论：小偃22表皮部、韧皮部存在阻碍禾谷缢管蚜取食的物理和生化因素; 禾谷缢管蚜在Ww2730取食遇到更多的是细胞间机械阻力; Batis是较感蚜的品种。     

温室白粉虱取食行为的刺探电位(EPG)研究

该文揭示了温室白粉虱Trialeurodes vaporariorum Westwood成虫及幼虫的刺探电位波形与其刺探、取食、产卵行为之间的对应关系,并讨论了这项技术在研究植物抗虫机理方面的应用价值。在成虫,A波、C波分别代表刺探的开始和进行过程;F波代表刺探过程中遇到机械障碍;G波表示吸食木质部导管汁液;E(pd)的(1)和(2)分别表示与取食韧皮部筛管汁液有关的两种行为;粉虱的产卵波形分为两种亚波,分别由Ovi-I和Ovi-II表示,各自代表产卵时的两种行为：产卵器接触并划破叶表皮及卵柄插入叶组织。在幼虫,H波代表吸食筛管液,而L波则表示在筛管细胞内的一种非吸食行为。幼虫蜕皮时先拔出口针,新龄期的幼虫将其口针重新刺入叶组织。     

烟粉虱和温室粉虱在甘蓝上的刺探取食行为比较

利用刺吸电波图技术研究B型、ZHJ_1型烟粉虱Bemisia tabaci(Gennadius)和温室粉虱Trialeurodes vaporariorum(Westwood)在甘蓝上的取食行为,将3种粉虱的电波图进行比较,其中,B型和ZHJ_1型烟粉虱记录到np,C,pd,E1,E2,F和G波7种波形,温室粉虱只记录到刺探波形,少有取食波形。B型的20个记录中只有1个没有持续吸食波形;ZHJ_1型的25个记录中有10个记录没有持续吸食波形;温室粉虱没有持续吸食记录。甘蓝叶片韧皮部的结构或汁液的化学成分与温室粉虱的抗性密切相关。     

番茄黄化曲叶病毒对烟粉虱MED隐种取食行为的影响

为探究番茄黄化曲叶病毒（TYLCV）对烟粉虱刺探取食行为的影响并研究其与烟粉虱之间的互作关系。利用EPG记录了感染TYLCV的MED隐种在番茄寄主上的取食波形,并与未感染TYLCV的MED隐种的取食波形进行了比较研究。结果表明,烟粉虱开始取食行为后,带毒MED和未带毒MED平均刺探次数和非刺吸时间占总取食时间的比例方面没有显著差异。带毒MED从口针刺探开始至到达韧皮部的平均时间为46 min,从记录开始至口针第一次到达韧皮部的平均时间为135 min,未带毒MED相对应的平均时间分别为19 min和25 min,两者结果差异显著;在烟粉虱取食番茄韧皮部阶段,带毒和未带毒MED的唾液分泌总时间分别为9 min、3 min,第一次韧皮部持续吸食平均时间分别为143 min、26 min,带毒MED显著高于未带毒MED。带毒MED在第一次持续吸食至第一次取食结束的平均时间为15 min,显著高于未带毒MED的4 min。综上所述,带毒MED完成整个刺探取食行为的平均时间较未带毒MED显著增加,特别是唾液的分泌时间以及第一次在韧皮部的持续吸食时间。表明,TYLCV能促进MED加强唾液分泌和韧皮部取食,从而促进病毒的传播。     

假眼小绿叶蝉（Empoasca vitis Gothe）在不同品种茶树上的取食行为

应用可视DC-EPG方法研究了假眼小绿叶蝉(Empoasca vitis Gothe)在9个品种茶苗上的口针刺探行为,共发现并初步确定了7种主要波型,即A波、S波、C波、E波、F波和R波、以及非刺探波NP波。A波为刺探波,S波为口针向韧皮部刺探和进入韧皮部中的分泌唾液波,C波为口针到达韧皮部之前的主动取食波,E波和F波为口针在韧皮部中吸收波,R波为取食间歇波。以该叶蝉在不同品种茶树上的平均刺探次数和各波形平均持续时间为指标,或者以其在不同品种茶树上含有各波形的单次刺探平均持续时间为指标,分别进行聚类分析,均将9个品种分为3个不同的组。S、E和F波对应着假眼小绿叶蝉在茶树上的主要取食活动,可能与茶树抗假眼小绿叶蝉的取食密切相关。以S、E和F各波的平均持续时间、以及含有各波形的单次刺探的平均持续时间为指标,对品种的抗性强弱排序,评判9个茶树品种抗叶蝉取食能力由强至弱的顺序为:龙井长叶、黄旦、政和大白茶、黔湄601、红芽佛手、中茶102、中茶302、龙井43和安吉白茶。该顺序与田间查得的9个品种茶树上假眼小绿叶蝉种群密度由小到大的顺序一致,表明DC-EPG方法简捷、可信度高,可作为检测茶树品种对叶蝉抗性的有效手段之一。     

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。     

基于EPG的三种刺吸式害虫在苹果苗上的取食行为比较

【目的】苹果绵蚜Eriosoma lanigerum、绣线菊蚜Aphis citricola和梨网蝽Stephanitis nashi是苹果园的一类重要害虫,它们以刺吸式口器对苹果树造成不同程度的危害。本研究旨在明确这3种刺吸式昆虫在苹果树上取食行为差异。【方法】利用刺吸电位(electrical penetration graph, EPG)技术对苹果绵蚜和绣线菊蚜成虫在苹果苗韧皮部和非韧皮部上的EPG指标,以及苹果绵蚜、绣线菊蚜和梨网蝽成虫苹果苗上的取食行为进行了比较分析,分析了这3种害虫的成虫在苹果苗上取食8 h各种波形平均持续时间的占比。【结果】结果表明,苹果绵蚜和绣线菊蚜成蚜在苹果苗上均产生6种取食波形,即非刺探波(np)、路径波(C)、意外穿刺细胞非主动取食细胞波(pd)、木质部取食波(G)、韧皮部唾液分泌波(E1)和韧皮部取食波(E2);而梨网蝽成虫取食过程中只产生非刺探波(np)、表皮刺穿波(A)、叶肉细胞取食波(Gc)和木质部取食波(E)4种波形。从蚜虫在苹果苗非韧皮部上取食的EPG指标看,苹果绵蚜成蚜pd波平均时间显著高于绣线菊蚜的,而刺探次数、np波总时间和pd波次数均显著低于绣线菊蚜的。从蚜虫在苹果苗韧皮部上取食的EPG指标来看,除第1次出现E2波的时间外,各指标没有显著差异。从3种害虫在苹果苗上取食8 h各波形的占比来看,梨网蝽成虫的np波总时间所占比例最高(53%),其次是绣线菊蚜成虫的(24%),苹果绵蚜成虫的最低(为1%)。同时,苹果绵蚜和绣线菊蚜成虫取食波为E2波,所占总时间比例分别为35%和25%,而梨网蝽的取食波为Gc波(占总时间比例为36%)和E波(占总时间比例为11%)。【结论】本研究阐释了苹果园刺吸式口器害虫的生态位分离和取食行为学机制,为果园刺吸式口器害虫的综合治理提供了理论依据。     

E型麦二叉蚜在不同抗性表型燕麦上的取食行为

【目的】为了明确E型麦二叉蚜Schizaphis graminum在不同抗性表型燕麦品系上刺探取食行为的差异性,查明燕麦抗蚜因子。【方法】采用直流型刺吸电位仪(DC-EPG Giga-4)记录了E型麦二叉蚜无翅成蚜在10个抗性表型差异MN品系皮燕麦上A,B,C,Pd,E,F,G和np 8种基本波形的发生次数和持续时间。【结果】刺探电位图谱显示,E型麦二叉蚜在10个抗性表型差异MN品系皮燕麦上的识别时间在1.03~2.62 min之间。表型中抗的MN10253品系上非刺探时间相对较长,开始至首次刺探时间最长,分别为117.77和13.80 min,说明叶片表面可能存在不利于E型麦二叉蚜定位和识别寄主的干扰因子;表型中抗的MN08252品系上口针在叶肉组织和木质部刺探取食持续总时间以及开始至首次刺探木质部时间均为最短,分别为78.01,62.73和32.29 min,且np波发生次数多达28.57次,说明叶肉组织和木质部中可能存在抗蚜因子;表型低抗的MN06203品系上F波持续总时间和平均持续时间均最长,分别为4.96 min和5.81 s,说明该品系具有较强的机械抗性;表型低感的MN11213品系上E1时间最短,为1.94 min,开始至首次刺探韧皮部的时间最长,为246.05 min,说明抗蚜因子可能存在于韧皮部。【结论】皮燕麦表型中抗的MN10253品系叶片表面、MN08252品系的叶肉组织和木质部以及表型低感的MN11213品系韧皮部组织内可能存在抗蚜性因子,表型低抗的MN06203品系机械抗性较强。     

Investigation of the mechanism of temperature sensitivity of the electroreceptors of ampullae of lorenzini

In experiments on Black Sea skates (Raja clavata), the potential of the receptor epithelium of the ampullae of Lorenzini and spike activity of single nerve fibers connected to them were investigated during electrical and temperature stimulation. Usually the potential within the canal was between 0 and –2 mV, and the input resistance of the ampulla 250–400 k. Heating of the region of the receptor epithelium was accompanied by a negative wave of potential, an increase in input resistance, and inhibition of spike activity. With worsening of the animal's condition the transepithelial potential became positive (up to +10 mV) but the input resistance of the ampulla during stimulation with a positive current was nonlinear in some cases: a regenerative spike of positive polarity appeared in the channel. During heating, the spike response was sometimes reversed in sign. It is suggested that fluctuations of the transepithelial potential and spike responses to temperature stimulation reflect changes in the potential difference on the basal membrane of the receptor cells, which is described by a relationship of the Nernst's or Goldman's equation type.I. P. Pavlov Institute of Physiology, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. I. M. Sechenov, Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. Pacific Institute of Oceanology, Far Eastern Scientific Center, Academy of Sciences of the USSR, Vladivostok. Translated from Neirofiziologiya, Vol. 12, No. 1, pp. 67–74, January–February, 1980.     

Principles of organization and evolution of systems of regulation of functions

Evolution of living organisms is closely connected with evolution of structure of the system of regulations and its mechanisms. The functional ground of regulations is chemical signalization. As early as in unicellular organisms there is a set of signal mechanisms providing their life activity and orientation in space and time. Subsequent evolution of ways of chemical signalization followed the way of development of delivery pathways of chemical signal and development of mechanisms of its regulation. The mechanism of chemical regulation of the signal interaction is discussed by the example of the specialized system of transduction of signal from neuron to neuron, of effect of hormone on the epithelial cell and modulation of this effect. These mechanisms are considered as the most important ways of the fine and precise adaptation of chemical signalization underlying functioning of physiological systems and organs of the living organism