禾谷缢管蚜ABC转运蛋白基因的克隆、分子特性及表达分析

【目的】ABC（ATP-binding cassette）转运蛋白是一类重要的跨膜蛋白超家族,某些ABC转运蛋白基因在一些害虫的抗药性品系中表达显著提高。本研究旨在克隆禾谷缢管蚜 Rhopalosiphum padi ABC转运蛋白基因RhpaABCG9,RhpaABCG20和RhpaABCG23 cDNA全序列,分析这3个基因在该虫不同发育阶段和不同抗药性品系中的表达模式,为阐明ABC转运蛋白在禾谷缢管蚜抗药性中的作用和其他生理功能,以及深入分析该虫抗药性机理奠定基础。【方法】采用RT-PCR与RACE技术,克隆了基因cDNA全序列;利用实时荧光定量PCR技术,研究这3个基因在禾谷缢管蚜不同生长发育阶段和不同抗药性品系中的表达变化。【结果】获得了RhpaABCG9,RhpaABCG20和RhpaABCG23 3个基因cDNA全序列,其开放阅读框长度分别为2 103,2 436 和2 082 bp,分别编码700, 811和693个氨基酸。结构分析表明,3个蛋白均具有ABC转运蛋白家族典型的结构特征;系统进化分析结果显示,3个蛋白氨基酸序列分别与豌豆蚜Acyrthosiphon pisum各对应氨基酸的序列一致性最高。实时荧光定量PCR分析结果表明,这3个基因在禾谷缢管蚜不同发育时期均不同程度表达。RhpaABCG20在各个发育时期的表达变化差异不显著;RhpaABCG9表达量在4龄若蚜最高,在1龄若蚜最低;RhpaABCG23 表达量在3龄若蚜最高,1龄若蚜最低,其他阶段差异不显著。禾谷缢管蚜异丙威抗性品系中,RhpaABCG20表达量显著高于敏感品系,而RhpaABCG9和RhpaABCG23表达量均低于敏感品系,但差异不显著;禾谷缢管蚜吡虫啉抗性品系中,RhpaABCG20和RhpaABCG23表达量显著高于敏感品系,而RhpaABCG9表达上调不显著。【结论】RhpaABCG9,RhpaABCG20和RhpaABCG23基因可能参与禾谷缢管蚜体内农药的运输,并与禾谷缢管蚜的抗药性具有一定的关系。本研究结果为进一步深入分析禾谷缢管蚜的抗药性机制,以及该虫的抗药性治理与综合防治奠定了基础。     

禾谷缢管蚜发育起点温度和有效积温的研究

在 5种恒定温度下观察了禾谷缢管蚜的生长发育速率 ,分别确定了其有翅蚜和无翅蚜各龄若蚜及全若期的发育起点温度和有效积温     

禾谷缢管蚜鞣化激素基因克隆及功能分析

【目的】探讨禾谷缢管蚜 Rhopalosiphum padi （Linnaeus）鞣化激素基因的发育表达模式及功能。【方法】采用转录组测序得到禾谷缢管蚜鞣化激素基因bursicon-α 和 bursicon-β cDNA序列。通过实时荧光定量PCR方法,分析该基因的发育表达模式。利用RNA干扰（RNA interference, RNAi）介导 bursicon-α 和bursicon-β 沉默,分析鞣化激素的功能。【结果】序列分析结果显示,禾谷缢管蚜鞣化激素α亚基基因（bursicon-α）cDNA序列开放阅读框为480 bp,编码159个氨基酸残基;β亚基基因（bursicon-β）cDNA序列开放阅读框为417 bp,编码138个氨基酸残基。时序表达分析表明,鞣化激素两个亚基基因在禾谷缢管蚜整个发育期均有表达,以1龄若蚜期表达量最高;成蚜有翅个体中表达量显著高于无翅个体。RNAi介导的 bursicon-α 和 bursicon-β 沉默均能显著抑制禾谷缢管蚜成蚜表皮的黑化。【结论】研究结果表明,鞣化激素在禾谷缢管蚜体壁黑化中发挥着重要作用。该结果为进一步研究鞣化激素在蚜虫生长发育过程中的生理功能提供了基础资料。     

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吡虫啉敏感性的比较研究

采用麦穗浸渍法在室内测定了麦长管蚜Macrosiphumavenae(Fabricius)和禾谷缢管蚜Rhopalosiphumpadi(L .)对吡虫啉可湿性粉剂和乳油的敏感度。结果表明 ,禾谷缢管蚜对吡虫啉的敏感度是麦长管蚜的 3～ 4倍 (基于LC50 的比较 )。在北京、河南、江苏、湖北、四川等地同浓度的吡虫啉对禾谷缢管蚜的防治效果要好于麦长管蚜 (特别是在低浓度时尤为明显 )。依据我国不同省份小麦穗蚜的优势种不同 ,建议用吡虫啉防治小麦穗蚜时 ,在南方麦区 ,禾谷缢管蚜为优势种的麦田 ,吡虫啉用药量为 15～ 3 0g(a.i) hm2 ;北方麦区 ,以麦长管蚜为优势种的麦田 ,吡虫啉的用药量应大于 3 0g(a.i) hm2 。     

吡虫啉亚致死剂量对禾谷缢管蚜生长和繁殖的影响

室内测定了吡虫啉亚致死剂量对禾谷缢管蚜Rhopalosiphum padi(Linnaeus)连续两个世代实验种群生长和繁殖的影响。结果发现,吡虫啉LC10剂量处理禾谷缢管蚜成蚜后,可导致亲代成蚜种群的存活率、平均寿命和产蚜量均低于对照种群,但差异不显著;F1世代吡虫啉处理组与对照组禾谷缢管蚜种群的存活率、寿命和繁殖水平无显著差异。结果表明,吡虫啉亚致死剂量对禾谷缢管蚜连续两个世代实验种群的生长和存活无明显影响,未发现亚致死剂量刺激禾谷缢管蚜当代和子代成蚜的增殖现象。     

豌豆蚜虫龄期特征及鉴别

[目的]为明确豌豆蚜Acyrthosiphon pisum虫龄的鉴别特征,以期达到准确快速识别豌豆蚜龄期的目的.[方法]采用显微成像技术观察并测定不同翅型、不同虫龄个体的体长、体宽、头宽、腹管长度、尾片长度、触角长度和后足胫节长度7项指标.[结果]不同龄期豌豆蚜形态特征存在差异,无翅型与有翅型个体的腹管长度在各龄期间均...     

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。     

三种玉米蚜虫种群的生态位分析

对重庆市郊区1998～1999年春玉米上3种蚜虫种群的数量动态、生态位宽度和生态位重叠进行了系统的分析研究．结果表明,发生在春玉米上的玉米蚜(Rhopalosiphum maidis),禾谷缢管蚜(Rhopalosiphum padi)和麦长管蚜(Sitobion avenae)3种蚜虫混合种群的种群数量消长呈现出5月中下旬和6月下旬两个高峰;在生态位宽度上,Livens生态位宽度指数(Bi)分析表明,麦长管蚜表现出时间上的高度分化,玉米蚜表现出空间上的高度聚集特性,而禾谷缢管蚜的分化并不明显;在生态位重叠上,玉米蚜和禾谷缢管蚜的HturlbeIt生态位重叠指数(Lij)最高,玉米蚜和麦长管蚜次之,禾谷缢管蚜和麦长管蚜最小．在春玉米上发生的3种蚜虫中,玉米蚜具有较强的竞争优势．     

七星瓢虫对麦长管蚜,禾谷缢管蚜捕食选择性研究

本文报导了七星瓢虫对两种猎物捕食选择性研究成果,这对以瓢治蚜工作提供了理论依据。主要结果为:1.七星瓢虫对麦长管蚜有明显的正喜好性,对禾谷缢管蚜有明显的负喜好性。2.瓢虫对两种蚜虫的喜好性与麦长管蚜密度呈显著负相关,与禾谷缢管蚜密度呈正相关。3.当两种猎物共存时,瓢虫对每种猎物的功能反应有所变化。两猎物总密度增加,瓢虫对每种猎物的功能反应越来越趋向Hollink Ⅲ型,一种猎物密度恒定,另一种猎物密度变化时,瓢虫对猎物的功能反应趋向Holling Ⅲ型。而且随猎物恒定的密度增加,HoUing Ⅲ型典型性增加。4.麦长管蚜和禾谷缢管蚜密度增加均降低瓢虫的捕食作用率。但是,禾谷缢管蚜所引起捕食作用率更为严重的减少。     

缢管蚜小蜂生活习性观察

缴管蚜小蜂部helinusrhopalosiphiphngusYapetChenl‘］是陆稻地下害虫红腹缢管蚜Anopaloslphumrghbdomlhalis（sasde）的重要寄生天敌。据笔者调查,该蜂对奇主蚜虫的自然奇生率为引．37％～84．03％,平均寄生率达64．40％。为探讨该蜂的利用价值,我们对其生活习性进行了观察研究,现将结果整理如下。互寄生与分布缢管好小蜂在文山地区主要分布于海拔740～1720m陆稻种植区（夏秋季）、菜园、小麦地（冬春季）,寄生于取食陆稻、棒头草、着麦娘、冬小麦根部的红腹缢管蚜。笔者曾将收集到的禾谷缢管蚜、玉米蚜等15种蚜虫I‘］按一定数量…     

玉米感染小麦黄矮病（BYDV）初步研究

经研究玉米可被小麦黄矮病毒(BYDV)感染症状与小麦黄矮病类似;以禾谷缢蚜传播能力最强,麦长管蚜、麦二岔蚜和玉米缢蚜亦可传毒;病毒分离物属于小麦黄矮病毒主流株系(麦二岔蚜/禾谷缢蚜株系(GPV类群);与小麦黄矮病的田间相互传病现象明显。     

禾谷缢管蚜复眼外部形态的扫描电镜观察

【目的】通过比较禾谷缢管蚜Rhopalosiphum padi两种生活史(全周期型和不全周期型)及5种蚜型(有翅孤雌蚜、无翅孤雌蚜、雄蚜、雌性蚜和产雌性母)成蚜复眼外部形态,分析了其视觉能力差异,为进一步探索禾谷缢管蚜生殖转换及寄主搜寻机制提供参考。【方法】利用扫描电镜技术,观察全周期型和不全周期型禾谷缢管蚜无翅孤雌蚜及其低温短日照(12℃, 光周期8L∶16D)诱导条件下全周期型所产5种蚜型成蚜的复眼外部形态。【结果】禾谷缢管蚜成蚜复眼着生于头部触角基部,呈卵圆形,小眼间无感觉毛。全周期型和不全周期型禾谷缢管蚜无翅孤雌蚜的复眼大小(长轴直径及短轴直径)、复眼弧高、小眼数量和小眼直径均没有显著差异。而这5个复眼指标在低温短日照诱导全周期型禾谷缢管蚜产生的5种蚜型的成蚜中均存在显著性差异,其中,雄蚜、有翅孤雌蚜和产雌性母的复眼区域较大,小眼数量较多;雌性蚜的复眼区域最小,小眼数量也最少。【结论】综合以上指标结果,推测5种蚜型的视觉能力由大到小是：雄蚜＞有翅孤雌蚜＞产雌性母＞无翅孤雌蚜＞雌性蚜。复眼和小眼的这些差异可能与禾谷缢管蚜生殖转换及寄主搜寻存在一定的联系。     

大气二氧化碳浓度变化对禾谷缢管蚜种群动态的影响

利用开顶式熏气室研究了大气CO₂浓度和土壤水分对禾谷缢管蚜Rhopalosiphum padi (L.)种群动态的影响,并分析了禾谷缢管蚜密度与被处理小麦叶片化学成分的关系。结果表明：（1）禾谷缢管蚜种群密度随CO₂浓度升高而持续增大并与土壤水分密切相关,各CO₂浓度下均以60%田间持水量时的密度最大;（2）CO₂和土壤水分对小麦叶片化学成分有明显的影响,麦叶水分、可溶性蛋白质、可溶性糖、淀粉含量随CO₂浓度和土壤水分含量上升而增加,纤维素含量随CO₂浓度上升而增加、随土壤水分含量上升而降低,单宁、丁布（DIMBOA）含量在CO₂浓度为550 μl/L时最高,但单宁含量随土壤水分上升而增加,丁布含量在60%田间持水量时最低;（3）禾谷缢管蚜密度与叶片水分、可溶性蛋白质、可溶性糖、淀粉含量呈正相关,与丁布、单宁含量呈负相关。结论：在未来的气候条件下,随着CO₂浓度升高禾谷缢管蚜种群可能会持续增长,这种增长在半干旱区更加突出。禾谷缢管蚜种群增长的原因之一是大气CO₂和土壤水分条件改变了植物的化学成分构成。     

豌豆蚜虫龄期特征及鉴别

[目的]为明确豌豆蚜Acyrthosiphon pisum虫龄的鉴别特征,以期达到准确快速识别豌豆蚜龄期的目的.[方法]采用显微成像技术观察并测定不同翅型、不同虫龄个体的体长、体宽、头宽、腹管长度、尾片长度、触角长度和后足胫节长度7项指标.[结果]不同龄期豌豆蚜形态特征存在差异,无翅型与有翅型个体的腹管长度在各龄期间均无重叠,可作为豌豆蚜龄期鉴定的重要指标.后足胫节和触角长度,可以作为龄期划分的辅助指标.此外,触角节数可以用来区分1龄和2龄若蚜,翅基发育程度可以用来区分有翅型豌豆蚜3龄与4龄,尾片的发育程度可作为区分若蚜与成蚜的典型形态特征.[结论]以个体的腹管长度作为豌豆蚜龄期鉴定的主要指标,配合后足胫节长、触角长度、触角节数、尾片与翅基的发育程度,可达到快速鉴定豌豆蚜各个龄期的目的.     

七星瓢虫幼虫对两种麦蚜的功能反应

七星瓢虫各龄幼虫对麦长管蚜和禾谷缢管蚜的捕食作用均属Holling Ⅱ型反应;其喜食性及发育历期无明显差异;因而两种麦蚜都可互为它的替代猎物而不影响其正常发育。并提出采用α′曲面、T_k曲面以及α′/T_k来衡量天敌对害虫的控制作用;在田间应以3、4龄七星瓢虫幼虫和成虫为主要应用对象;应保留一定蚜量以满足瓢虫发育。     

大气二氧化碳浓度变化对禾谷缢管蚜种群动态的影响

利用开顶式熏气室研究了大气CO₂浓度和土壤水分对禾谷缢管蚜Rhopalosiphum padi (L.)种群动态的影响,并分析了禾谷缢管蚜密度与被处理小麦叶片化学成分的关系。结果表明：（1）禾谷缢管蚜种群密度随CO₂浓度升高而持续增大并与土壤水分密切相关,各CO₂浓度下均以60%田间持水量时的密度最大;（2）CO₂和土壤水分对小麦叶片化学成分有明显的影响,麦叶水分、可溶性蛋白质、可溶性糖、淀粉含量随CO₂浓度和土壤水分含量上升而增加,纤维素含量随CO₂浓度上升而增加、随土壤水分含量上升而降低,单宁、丁布（DIMBOA）含量在CO₂浓度为550 μl/L时最高,但单宁含量随土壤水分上升而增加,丁布含量在60%田间持水量时最低;（3）禾谷缢管蚜密度与叶片水分、可溶性蛋白质、可溶性糖、淀粉含量呈正相关,与丁布、单宁含量呈负相关。结论：在未来的气候条件下,随着CO₂浓度升高禾谷缢管蚜种群可能会持续增长,这种增长在半干旱区更加突出。禾谷缢管蚜种群增长的原因之一是大气CO₂和土壤水分条件改变了植物的化学成分构成。     

禾谷缢管蚜越冬与迁飞的研究

1974—1993年系统调查表明．在济南地区未见禾谷缢管蚜在稠李等植物上产卵越冬．其成,若蚜抗低温能力差．除特殊环境的麦田外,不能以成、若蚜越冬．调查结果表明,禾谷缢曾蚜在1月份0℃等温线以南地区可以在麦田越冬;有翅蚜存在“突增”,“骤减”现象：在高山与平地、海岛与陆地出现时间一致;在我国东部地区的发生期南北方相互衔接．据此,认为禾谷缢管蚜存在远距离迁飞问题．并推测本地蚜源是长江中下游冬冬发生区有翅蚜远距离迁飞的结果．     

不同土壤水分条件下CO_2浓度对禾谷缢管蚜种群的影响

利用开顶式熏气室研究了不同土壤水分条件下不同CO2 浓度对禾谷缢管蚜种群的影响 ,以期对未来大气CO2 浓度升高条件下不同降雨地区的小麦 蚜虫关系发展趋势做出初步预测 .结果表明 ,随CO2 浓度升高 ,禾谷缢管蚜种群持续增长 ,但以CO2 浓度从 35 0 μl·L-1上升到 5 5 0 μl·L-1时增长最快 ;禾谷缢管蚜种群大小与土壤水分密切相关 ,各CO2 浓度下均以 6 0 %土壤水分的最大 ;当CO2 浓度从 35 0 μl·L-1上升到 5 5 0 μl·L-1时 ,6 0 %土壤水分下的种群增长最快 ;当CO2 浓度从 5 5 0 μl·L-1上升到 70 0 μl·L-1时 ,6 0 %和 40 %土壤水分下的种群增长相近 ,且高于 80 %土壤水分下的增长 .据此可以认为 ,随大气CO2 浓度升高 ,禾谷缢管蚜种群会持续增长 ,从目前至下世纪中叶的时间内可能是蚜虫种群增长最快的阶段 ,特别在干旱、半干旱地区禾谷缢管蚜种群增长幅度较大、小麦受害较重 .     

麦长管蚜虫龄鉴别特征

【目的】为明确麦长管蚜Sitobion avenae (Fabricius)虫龄鉴别特征, 达到快速鉴别的目的。【方法】在成像观察的基础上, 测定无翅型和有翅型个体不同虫龄的体长、 体宽、 头壳宽、 触角长、 腹管长和后足胫节长6项指标。【结果】麦长管蚜不同翅型个体的体长、 体宽、 头壳宽、 触角长、 腹管长和后足胫节长在虫龄间均存在显著差异, 其中体长、 体宽、 头壳宽和触角长在相邻虫龄之间重叠程度大, 后足胫节长的重叠百分比极小或无重叠; 除有翅型个体4龄若蚜和成蚜之间存在13.93%的重叠外, 腹管长在不同翅型的其他相邻虫龄之间重叠百分比均极小或无重叠, 说明后足胫节长和腹管长可作为虫龄鉴定的主要特征。翅、 触角和尾片的其他外部形态特征在虫龄间也存在一定差异： 3-4龄有翅型若蚜和成蚜虫个体前胸的膨大程度及其翅的长度明显大于同一龄期的无翅型个体, 可用于蚜虫翅型的分辨以及3-4龄有翅若蚜和成蚜的鉴别; 麦长管蚜1和2龄若蚜触角均为5节, 3-4龄若蚜和成蚜的触角均为6节; 同时, 除了成蚜具有完整的尾片外, 1-4龄若蚜尾片均不发达, 说明触角的节数和尾片的发达程度可作为麦长管蚜不同龄期形态鉴别的辅助特征。【结论】以腹管和后足胫节作为麦长管蚜虫龄鉴别的主要特征, 配合其他辅助特征, 如翅的大小、 触角的节数以及尾片的发达程度等, 可达到快速鉴别不同翅型不同龄期蚜虫的目的。