两类不同玉米田蚜虫发生动态数学模型与空间分布型测定

蚜虫是我国各地玉米植株上的重要刺吸类害虫。为了进一步阐述该虫的发生与环境之间的关系,以及其在转基因抗性玉米上的空间分布,本文在田间系统调查蚜虫种群动态的基础上,使用多元回归分析法、Iwao回归分析法和5种常用指标参数法,探明了玉米田蚜虫发生与环境因素之间相关的数学模型,以及在常规玉米和抗性玉米植株上的空间分布。结果表明：江苏扬州地区两类不同玉米植株上发生的蚜虫以玉米蚜为主,玉米蚜虫的发生与当日最低气温关系最密切;玉米蚜虫在玉米植株上部的分布数量可达70%~80%,其全株玉米上的蚜量（y）与玉米植株上部1/3上的蚜量（x）关系为y=1.33x;玉米蚜虫在植株上的分布为聚集分布,其聚集由自身特性和环境因素共同确定。本研究为开展转基因玉米田蚜虫的测报防控提供了重要依据。     

玉米田蚜虫种群的空间动态

【目的】明确我国黄淮海地区玉米蚜虫种类及其空间分布,掌握玉米蚜虫田间发生规律。【方法】采用系统调查法于2009—2010年在河北廊坊对春玉米、夏玉米上玉米蚜虫种群的发生动态进行了研究。【结果】结果表明,该地区取食为害玉米的蚜虫有5种;玉米蚜Rhopalosiphum maidis(Fitch)和禾谷缢管蚜R.padi(L.)混合发生,为玉米田蚜虫的优势种群。【结论】几种蚜虫的混合种群在玉米田间的动态分布始终呈聚集分布;二项分布k和聚集型指标m~*/x判断表明,随着玉米的生长发育,玉米蚜虫表现扩散-聚集-再扩散-再聚集的趋势。     

云南两个不同生态区玉米蚜种群动态研究

在2013年5-9月,采取5点取样,对云南省昭通温凉玉米种植区及普洱暖热玉米种植区玉米蚜种群动态进行定期、定点、定株的系统调查,明确云南省两种不同生态条件下玉米种植区玉米蚜发生规律及分布特征,为玉米蚜的防治提供理论依据。结果显示:昭通温凉玉米种植区玉米蚜在玉米各生育期均有发生;玉米蚜在抽雄散粉期主要集中在雄穗为害,籽粒建成期以后转移集中在苞叶及雌穗为害;玉米蚜在玉米田始终呈聚集分布,聚集度呈聚集—扩散—聚集趋势。普洱暖热玉米种植区玉米蚜种群数量在玉米进入籽粒建成期后才有所增长;玉米蚜在籽粒建成期以后主要集中在苞叶及雌穗上为害;玉米蚜在玉米田基本呈聚集分布,聚集度始终呈扩散趋势。两地玉米蚜自然种群消长、垂直分布动态,空间动态均具有一定差异,昭通温凉玉米种植区相对更适宜玉米蚜的发生。     

蚜虫种群时空分布动态模型

种群空间格局是昆虫种群的重要属性,是为害虫防治提供动态信息的重要前提。关于种群空间格局的时空动态,前人曾建立了富立叶模型和有阻尼自由震荡模型,但忽略了生境资源和空间资源的限制,不能很好地描述昆虫种群在自然界摆布状况的动态行为。因此,在前人研究的基础上,根据蚜虫在自然界的聚集扩散行为逐步建立了描述蚜虫种群聚集扩散规律的变幅、变周期时空分布动态模型,即:y=Ae-nt[sin(w0emtt+φ)+b]+c,并应用该模型对麦长管蚜(Sitobion avenae Fabricius)、麦二叉蚜(Schizaphis graminum Rondani)、禾缢管蚜(Rhopalosiphum padi Linnaeus)和玉米蚜(Rhopalosiphum maidis Fitch)的实验数据进行了拟合。结果表明,麦蚜种群和玉米蚜种群呈现出不同的规律,3种麦蚜均为减幅减周期的变化趋势,玉米蚜则表现为减幅增周期的变化趋势。此外,该模型的拟合效果较好(R20.942,SSE2.6)、生物意义明确,不仅可用于描述蚜虫以及蚜虫以外的其他昆虫和螨类种群的时空动态,还可准确描述不同年龄阶段和不同空间位置上种群的动态,具有普遍适用性。应用该模型考察不同种蚜虫在同一作物上的竞争情况和蚜虫与其天敌的空间分布动态,可为害虫的综合防治奠定基础;对不同小麦抗性品种上同一种蚜虫的聚集扩散行为进行刻画、分析,还可为小麦的抗性育种提供参考依据。     

农杆菌介导的雪花莲凝集素基因转入玉米骨干自交系

以农杆菌AGL0介导,将雪花莲凝集素基因转入玉米骨干自交系齐319和掖515胚性愈伤组织细胞,从筛选后的抗性愈伤组织获得再生植株。农杆菌浓度和共培养时间均能显著影响侵染后玉米愈伤组织的抗性频率。在农杆菌浓度OD600 0．2～0．3,共培养时间3d时,侵染后玉米愈伤组织的抗性频率最高,平均约4％。对再生植株及其子代基因组DNA的PCR及Southern杂交分析表明雪花莲凝集素基因已经整合到玉米基因组中,并遗传给后代。在蚜虫人工接种试验中,转基因植株上蚜虫的繁殖力为非转基因对照植株上的50％,这表明转基因植株抗蚜性显著增强。     

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．     

抗虫、耐除草剂转基因水稻对非靶标害虫玉米蚜取食行为影响的评价

【目的】通过研究转基因水稻对玉米蚜Rhopalosiphum maidis(Fitch)取食行为的影响,分析转基因水稻可能带来的潜在风险。【方法】采用Y-型嗅觉仪测定了玉米蚜对苗期水稻挥发物的行为反应,并利用EPG技术对玉米蚜的取食行为进行了分析。【结果】在转基因水稻和对照之间,玉米蚜选择非转基因水稻较多,但是差异不显著;反应时间则是非转基因水稻大于转基因水稻。而在两个转基因水稻品系(KMD1和KMD2)之间,玉米蚜极显著地选择KMD1。E1波累计持续时间的百分比反映了蚜虫花费在将唾液分泌到韧皮部筛管的时间所占的比例,这一点在KMD2和XS11之间存在显著差异(KMD2XS11);而np波累计持续时间的百分比则反映了蚜虫花费在移动和寻找取食位点上的时间所占的比例,这一点在223F-S21和XS134之间存在显著差异(223F-S21XS134);玉米蚜在G8-7和XS110上的取食行为没有显著的差异。【结论】2个供试转基因水稻材料(KMD2和223F-S21)有利于玉米蚜的取食。     

玉米田截形叶螨种群动态的研究

1999～2001年于内蒙古巴彦卓尔盟杭锦后旗研究了玉米田截形叶螨田间种群动态。结果表明．截形叶螨在玉米田的空间格局为聚集格局,随着叶螨种群密度的上升,其聚集强度下降应用最优分割法将玉米截形叶螨田间种群动态划分为5个阶段：①7月上旬前为种群初建期,叶螨在玉米田刚开始发生,种群数量很低,只分布在极少数植株上;②7月中旬为种群缓慢增长期,种群数量低,增长缓慢,聚集强度高;③从7月下旬至8月中旬为种群快速增长期,种群数量高,增长迅速,叶螨分布至全田,聚集强度下降;④8月下旬为种群高峰期,种群数量最高,聚集强度较低;⑤9月以后为玉米截形叶螨种群的衰落期,由于玉米受害严重及玉米进入生长后期,中下部叶片大部分均已枯死,上部叶片也已老化营养水平下降,加之气温下降,叶螨种群数量迅速下降。     

桃蚜MpAChE基因RNAi表达载体构建及转化

通过害虫取食植物表达害虫发育关键基因dsRNA的转基因植株,分析能否通过抑制害虫特定基因的表达来防控害虫。本研究利用RT-PCR技术从桃蚜中克隆乙酰胆碱酯酶基因383 bp cDNA片段,命名为MpAChE。进一步利用该MpAChE基因片段构建植物RNAi表达载体RNAi-MpAChE,并通过浸花法转化野生型拟南芥,通过卡那霉素抗性筛选转化植株,PCR及Southern杂交进一步鉴定转基因植株。结果表明:克隆的cDNA片段与桃蚜中已克隆的乙酰胆碱酯酶(GenBank登录号AY147797)cDNA序列核苷酸一致性为99%。卡那霉素抗性初步筛选和PCR进一步鉴定,获得25株阳性转基因植株。从25株中随机选择的5株阳性植株,Southern杂交均为阳性。经接种桃蚜初步鉴定,转基因植株对蚜虫的抗性效果不显著。     

小麦抗禾缢管蚜的生化研究

通过福林法、葸酮法、滴定法等分别测定了不同抗蚜性小麦品种植株中酚、糖含量及酸度。结果表明：小麦对禾缢管蚜尺Rhopalosiphum padi(Linnaeus)的抗性与小麦体内酚含量有关,抗性强的小麦其体内含酚量相对高,反之低。同时小麦抗性的强弱与体内糖含量,酸度亦有相关性。另外还测走了在不同抗性小麦品种上生长的蚜虫体内淀粉酶及羧酸酯酶的活性,结果表明在抗性强的小麦品种上生长的蚜虫体内淀粉酶,羧酸酯酶活性强,反之弱。     

毒砂防治高粱蚜虫效果好

随着两杂作物的推广,杂交高梁的种植面积不断扩大,高粱蚜虫发生危害,已成为生产上的一个突出问题。由于蚜虫吸食高梁的汁液,严重影响高梁的生长发育,轻者叶子变红,重者不能抽穗,严重地块颗粒无收。一般减产40—60%。全大队发生面积曾达600多亩。我们根据蚜虫的消长规律,采取边防治边试验,发现乐果毒砂(土)冶蚜效果高,药效长,而且简便易行。 一、高梁蚜虫发生情况 高粱蚜虫于6月初发现,6月21日调查,蚜虫主要在植株的下部叶片,7月份以后由于气温较高,蚜虫繁殖快,由7月7日的蚜株率11%,百株蚜量50头,7月25日的蚜株率增到100%,百株蚜量为2,100多头,发生严重的“窝子蜜”地块普遍出现流油株,百株蚜量为12万余头。蚜虫由底部叶片逐渐向中上部叶片蔓延,随着蚜虫不断增殖,天敌数量逐渐增多,因此8月间蚜虫数量逐渐下降。     

高梁抗蚜研究进展

高粱(Sorghum bicolour)是世界上最重要的粮食、饲料、酿造和能源作物之一,也是C4植物研究的模式植物.蚜虫是农业生产上的重要害虫,几乎危害所有的栽培作物.危害高粱的蚜虫主要包括高粱蚜(Melanaphis sacchan)、麦二叉蚜(Schizaphis graminum)和玉米蚜(Rhopalosiphum maidis).高粱的抗蚜资源尚不丰富且缺乏深入系统的研究.目前研究较多的是麦二叉蚜的抗性遗传方面,已定位20个抗性QTLs,单一QTL对抗性差异贡献率最高可达80.3％,对高粱蚜和玉米蚜的研究尚需进一步加强.高粱的理化特性与其抗蚜性能相关,故可与育种实践相结合.高粱和蚜虫(Acyrthosiphon pisum)的全基因组测序工作已经完成,这将有助于蚜虫-植物间的相互作用关系及植物对蚜虫的抗性机制研究.目前已克隆到2个抗蚜基因,且多个抗蚜基因(位点)已被定位在染色体上.该文重点综述了上述研究成果并对高粱抗蚜的研究前景进行了展望.     

高粱抗蚜研究进展

高粱(Sorghum bicolour)是世界上最重要的粮食、饲料、酿造和能源作物之一, 也是C₄植物研究的模式植物。蚜虫是农业生产上的重要害虫, 几乎危害所有的栽培作物。危害高粱的蚜虫主要包括高粱蚜(Melanaphis sacchari)、麦二叉蚜(Schizaphis graminum)和玉米蚜(Rhopalosiphum maidis)。高粱的抗蚜资源尚不丰富且缺乏深入系统的研究。目前研究较多的是麦二叉蚜的抗性遗传方面, 已定位20个抗性QTLs, 单一QTL对抗性差异贡献率最高可达80.3%, 对高粱蚜和玉米蚜的研究尚需进一步加强。高粱的理化特性与其抗蚜性能相关, 故可与育种实践相结合。高粱和蚜虫(Acyrthosiphon pisum)的全基因组测序工作已经完成, 这将有助于蚜虫-植物间的相互作用关系及植物对蚜虫的抗性机制研究。目前已克隆到2个抗蚜基因, 且多个抗蚜基因(位点)已被定位在染色体上。该文重点综述了上述研究成果并对高粱抗蚜的研究前景进行了展望。     

红腹缢管蚜空间分布型及抽样技术研究

对红腹缢管蚜的空间分布型及抽样技术进行了研究。 11组样本各项指标均符合聚集分布的检定标准。应用 Taylor幂法则、Iwao回归分析法 ,测定出红腹缢管蚜的空间格局是基本成份为个体群的聚集分布 ,聚集强度随种群密度的升高而增加。聚集原因是昆虫本身行为和环境因素综合影响的结果。应用 Iwao提出的 N=t2D2 (α+1x +β- 1) )公式 ,确定了在一定精确水平下的理论抽样数。当 t=1,m0 =2时 ,序贯抽样的上、下限为 :T(n) =2 n± 6 .8577n。     

甘蓝和白菜上桃蚜种群的空间格局及其时序动态

1999-1992年在杭州郊区菜区连续调查了10茬结球甘蓝、19茬白菜上桃蚜Myzus Persicae种群的分布图式。利用这些数据计算出多项空间聚集指标,分析了各项指标与密度的相关性,然后选择受密度影响较小的负二项分布的K值,描述了种群的空间格局及其时序动态。两类蔬菜上桃蚜种群全年呈聚集分布;但聚集强度变化有明显的季节规律。一年中5月和11月前后有两个明显的扩散高峰;在蚜虫迁离本田的6～7月和重新迁入本田的9-10月前后则有两个聚集高峰。在一季作物上的聚集强度随时间的变化过程因季节而异,春夏季为高一低一高,秋冬季从高往低呈持续下降,而冬春季则呈上下随机波动趋势,文中最后对桃蚜种群空间图式及其时序动态特征的成因,尤其是气温和植株营养条件变化的影响进行了讨论。     

不同抗性小麦品种上麦红吸浆虫幼虫的空间分布型与理论抽样数

【目的】为了解小麦品种抗性对麦红吸浆虫Sitodiplosis mosellana(Géhin)幼虫在麦穗上空间分布型的影响,为科学调查提供合理的抽样依据。【方法】2015年5月采用剥穗调查法对陕西省周至县试验田种植的4个抗虫和4个感虫小麦品种麦红吸浆虫幼虫危害进行调查,应用6种聚集度指标和Iwao M*?m回归法综合分析了幼虫在抗性不同小麦品种上的的空间分布结构。【结果】幼虫在抗、感小麦品种整穗及麦穗上、中、下部位上空间分布型一致,均呈聚集分布,但在抗虫品种上聚集强度大于感虫品种;抗、感小麦品种上分布的基本成分均为个体群,个体间相互吸引。聚集均数λ分析表明,幼虫在抗性较强品种上的聚集主要由小麦穗部化学物质和形态结构等环境因素引起,感虫品种上则由环境因素和成虫的产卵习性共同作用所致。幼虫在抗、感小麦品种上的发生趋势一致,均是上部发生最重,中部次之,下部最轻。根据Iwao回归法中的分布型参数,确立了幼虫在不同虫口密度和允许误差条件下的理论抽样数。【结论】麦红吸浆虫幼虫在抗性不同小麦品种上均呈聚集分布,调查时应根据当地栽培品种平均虫口密度选择适宜的抽样数量。     

温室瓜蚜种群动态的研究

瓜蚜AphisgossypiiGlover在温室黄瓜上的空间格局为聚集分布,分布的基本成分为个体群,聚集强度随密度的上升而下降;瓜蚜主要分布于中部和下部叶片。瓜蚜在温室黄瓜上呈指数增长,模型为Nt=0.1745e0.7414t(r=0.9676)。应用最优分割法将瓜蚜种群动态划分为3个阶段:初建期、发展期和高峰期。在种群初建期,有翅蚜开始迁入,数量较低,以扩散为主,分布不均匀,聚集强度较高;在发展期,瓜蚜种群不断繁殖扩散,分布日趋均匀,聚集强度逐渐下降;在高峰期,瓜蚜种群数量急剧增长到最高峰,分布至所有植株,聚集强度继续下降,此阶段后由于黄瓜植株受害枯萎,瓜蚜缺少食物而数量急剧下降。     

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。     

转石蒜凝集素基因烟草的抗蚜虫性

利用农杆菌介导法将质粒pBILRA转化烟草(NicotianatabacumL.),该质粒含有由花椰菜花叶病毒35S启动子(CaMV35S)引导的筛选基因新霉素磷酸转移酶基因(nptII)及石蒜凝集素基因(lra)。通过卡那霉素筛选获得了25株独立转基因烟草植株。Westernblot分析表明,石蒜凝集素蛋白在不同转基因植株中表达量不同。对转基因T1代植株的遗传分析表明,lra基因在大多数独立转基因植株后代中以孟德尔31的分离比方式遗传。抗虫试验表明,表达较高水平石蒜凝集素蛋白的转基因烟草对桃蚜种群的生长具有明显的抑制作用。首次报道了表达石蒜凝集素基因的烟草对蚜虫具有抗性。石蒜凝集素基因可用于植物抗虫基因工程研究及应用。     

转石蒜凝集素基因烟草的抗蚜虫性

利用农杆菌介导法将质粒pBILRA转化烟草(Nicotianatabacum L.),该质粒含有由花椰菜花叶病毒35S启动子(CaMV35S)引导的筛选基因新霉素磷酸转移酶基因(nptⅡ)及石蒜凝集素基因(lra).通过卡那霉素筛选获得了25株独立转基因烟草植株.Western blot分析表明,石蒜凝集素蛋白在不同转基因植株中表达量不同.对转基因T1代植株的遗传分析表明,lra基因在大多数独立转基因植株后代中以孟德尔3:1的分离比方式遗传.抗虫试验表明,表达较高水平石蒜凝集素蛋白的转基因烟草对桃蚜种群的生长具有明显的抑制作用.首次报道了表达石蒜凝集素基因的烟草对蚜虫具有抗性.石蒜凝集素基因可用于植物抗虫基因工程研究及应用.