在CO_2浓度升高条件下西花蓟马和花蓟马的生长发育及繁殖力比较

为明确大气CO2浓度升高对外来入侵害虫西花蓟马Frankliniella occidentalis及其本地近缘种花蓟马F.intonsa的影响,利用两种CO2浓度(800μL/L vs.400!L/L)的人工气候箱研究了西花蓟马和花蓟马未成熟期的发育历期、累积存活率、单雌产卵量及净生殖率等种群参数。结果表明:在CO2浓度倍增条件下(800μL/L),西花蓟马和花蓟马的非成虫历期显著短于对照CO2浓度(400μL/L)下的种群;花蓟马的累积存活率比对照下降了26.30%(P0.05),而西花蓟马的累积存活率与对照差异不显著;西花蓟马的单雌平均产卵量比对照组增加了4.17粒,而花蓟马的雌成虫寿命、成虫平均单雌产卵量和日均单雌产卵量分别降低了1.31 d、4.83粒和0.56粒(P0.05)。与对照相比,高CO2浓度处理下西花蓟马种群的净生殖率(R0)、内禀增长率(rm)和周限增长率(λ)均显著增加,而平均世代周期(T)、种群加倍时间(t)均明显减少;而花蓟马则相反,其种群的R0、rm和λ均显著降低,T和t均明显长于对照(P0.05)。在相同CO2浓度下,西花蓟马的非成虫虫态历期短于花蓟马;两种蓟马非成虫虫态的不同发育阶段存活率由高至低的顺序相同,依次为:蛹期预蛹期2龄若虫期1龄若虫期。研究结果说明入侵种西花蓟马对未来高CO2浓度大气环境的适应性强于本地种花蓟马。     

寄主和温度对西花蓟马生长发育的影响

研究了4种豆科寄主植物及5个不同温度处理对西花蓟马生长发育的影响,并对各虫态的发育起点温度和有效积温进行了分析.结果表明:同一温度条件下,西花蓟马取 食不同豆科寄主植物时,各虫态的发育历期差异显著,但不同温度下不同寄主处理间的差异性不同;西花蓟马的未成熟期取食四季豆叶片时发育最快,取食蚕豆叶片时发育最慢,两寄主间存在显著差异;取食同一寄主植物时,不同温度处理下,西花蓟马各虫态的发育历期差异显著,且随温度升高历期缩短,发育速率和温度之间为直线关系;西花蓟马各虫态在不同寄主植物上的发育起点温度和有效积温各不相同,未成熟期取食蚕豆叶片时发育起点温度最低为6.35℃,但需要的有效积温最高为331.36日度.     

大气CO_2浓度和温度升高对超级稻生长发育的影响

利用稻田FACE(Free Air gas Concentration Enrichment)系统,设置对照(Ambient,环境空气)、CO2浓度增高(EC,比Ambient增200μmol·mol-1)、温度增高(ET,比Ambient增2℃)和CO2浓度与温度同步增高(EC+ET)4个处理,研究其对超级杂交籼稻Ⅱ优084生长发育的影响。结果表明:与Ambient相比,EC或EC+ET使水稻抽穗和成熟期推迟1~3d,但ET对生育期没有影响;EC、EC+ET使水稻成熟期单茎干重分别增加49%、40%,均达显著水平,但ET则呈相反趋势;与Ambient相比,EC使成熟期叶片、茎鞘、稻穗及地上部干重分别增加40%、69%、30%和39%,均达极显著水平;ET使对应部位干重分别减少11%、21%、31%和26%,除茎鞘外均达显著或极显著水平;EC+ET使对应部位干重分别增加40%、47%、10%和18%,除稻穗外均达显著水平;抽穗期和抽穗后20 d各器官干重及地上部总重对各处理的响应趋势一致,但幅度明显小于成熟期;与生物量不同,各处理对结实期物质分配比例影响较小;EC、EC+ET使水稻成熟期茎鞘非结构性碳水化合物浓度和含量显著增加,但ET表现出相反趋势。综上所述,大气CO2浓度和温度同时升高情形下,超级稻Ⅱ优084收获期茎鞘同化物浓度和含量、各器官干重以及地上部生长总量均明显增加,但增幅略小于单独CO2浓度升高环境下生长的水稻。     

CO_2浓度升高对不同寄主植物上西花蓟马和花蓟马成虫体内消化酶活性的影响

【目的】为明确大气CO_2浓度升高对入侵昆虫西花蓟马Frankliniella occidentalis及其本地近缘种花蓟马F.intonsa的影响机制。【方法】在CO_2人工气候箱(400和800μL/L)内分别以不同的寄主植物(四季豆、茼蒿、辣椒和黄瓜)饲养西花蓟马和花蓟马3代以后,比较分析两种蓟马成虫体内消化酶(淀粉酶、胰蛋白酶和脂肪酶)活性的差异。【结果】4种寄主植物饲养的西花蓟马和花蓟马成虫体内淀粉酶活性均随着CO_2浓度的升高而降低,其中四季豆、黄瓜、辣椒和茼蒿饲养的西花蓟马成虫体内淀粉酶活性依次降低21.39%,25.33%,44.59%和42.27%;而花蓟马成虫体内淀粉酶活性则分别降低了48.79%,49.47%,38.86%和38.92%。随着CO_2浓度的升高,两种蓟马成虫体内脂肪酶和胰蛋白酶的活性均升高,其中四季豆、黄瓜和辣椒饲养的两种蓟马酶活性均显著升高(P0.05)。高CO_2浓度环境中四季豆饲养的西花蓟马脂肪酶和胰蛋白酶活性分别是对照的2.00和2.49倍,黄瓜饲养的种群其脂肪酶和胰蛋白酶活性分别是对照的2.36和2.27倍,辣椒饲养种群相应的酶活性分别是对照的3.61和3.59倍。而高CO_2浓度环境中四季豆、黄瓜和辣椒饲养的花蓟马脂肪酶活性仅分别是对照的1.76,2.18和2.69倍,胰蛋白酶活性分别为对照的1.72,2.19和2.42倍。【结论】CO_2浓度升高和寄主植物种类是影响两种蓟马成虫体内淀粉酶、胰蛋白酶和脂肪酶活性变化的重要原因,两种蓟马均能通过调节自身的酶活性来适应未来高CO_2浓度的气候环境,其中入侵种西花蓟马对环境的适应性强于本地近缘种花蓟马。     

大气CO_2浓度升高对稻田土壤溶液中阴离子浓度的影响

利用中国稻/麦轮作FACE(Free-Air Carbon Dioxide Enrichment)试验平台,研究了大气CO2浓度升高对稻季各生育期耕层土壤溶液中Cl-、CO32-、HCO3-、SO42-、NO3-和溶解无机磷(DIP)等阴离子浓度的影响,探讨了稻田生态系统土壤元素地球化学循环对大气CO2浓度升高的响应。结果表明:大气CO2浓度升高降低了土壤溶液SO42-浓度,提高了HCO3-浓度,与5cm处相比,其在15cm处的影响程度更大;大气CO2浓度升高有增加土壤溶液NO3-和溶解无机磷(DIP)的趋势;对CO32-和Cl-未表现出明显的规律性影响。文章还分析了大气CO2浓度升高对土壤溶液阴离子浓度产生影响的可能机理。     

CO2浓度升高对西花蓟马和花蓟马成虫体内解毒酶和保护酶活性的影响

【目的】阐明大气CO₂浓度升高对外来入侵昆虫西花蓟马Frankliniella occidentalis及其本地近缘种花蓟马F. intonsa的影响机制。【方法】测定和分析了CO₂人工气候箱内不同CO₂浓度（400 μL/L和800 μL/L）下饲养3代的这两种蓟马体内3种解毒酶［羧酸酯酶（CarE）、乙酰胆碱酯酶（AchE）和微粒体多功能氧化酶(MFO）］和3种保护酶［超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD）］的活性。【结果】西花蓟马成虫体内的CarE, AchE, MFO, CAT和POD酶活性随着CO₂浓度的升高而显著上升（P＜0.05）,其中800 μL/L CO₂浓度下CarE和MFO酶活性分别比400 μL/L CO₂浓度下增加了24.78%和16.05%;800 μL/L CO2浓度下花蓟马成虫体内的CarE, MFO和CAT酶活性显著高于400 μL/L CO₂浓度下花蓟马成虫体内的相应酶活性,而AchE和POD酶活性在两种CO2浓度间差异不显著（P＞0.05）。800 μL/L CO₂浓度下西花蓟马和花蓟马成虫体内的SOD酶活性均显著低于400 μL/L CO₂浓度下的相应蓟马酶活性（P＜0.05）,分别下降了65.22%和42.20%。【结论】CO₂浓度升高是导致两种蓟马成虫体内CarE,MFO和SOD酶活性上升的主要原因,而AchE, CAT和POD酶活性的变化主要受蓟马种类的影响。两种蓟马可能通过改变体内解毒酶或保护酶的活性来适应高浓度CO₂的环境。     

大气CO_2浓度升高对铅污染芦苇克隆生长的影响

芦苇分布广、耐性强,被广泛应用于污染修复,无性繁殖是其种群繁衍和维持的主要方式。在大气CO_2浓度升高的背景下,重金属污染将如何影响芦苇的克隆生长还不清楚。本实验以芦苇为研究对象,在人工气候室模拟大气CO_2浓度(380±20μmol·mol~(-1))和倍增浓度(760±20μmol·mol~(-1)),设置铅处理浓度0、300、500、1500、3000 mg·kg~(-1),探讨在铅污染以及CO_2倍增的双重影响下芦苇的克隆繁殖响应。随着铅处理浓度增加,根茎数和根茎长度、根茎节芽、根茎顶芽和总芽数显著减少,分蘖节芽数呈先增加后减少但均大于对照,根茎子株数显著增加,分蘖节子株数和总子株数无显著变化,芦苇各器官铅含量显著增加。CO_2浓度倍增条件下,相同浓度铅处理芦苇的根茎数、根茎长度、各类型芽数和子株数显著增加或呈增加趋势;芦苇吸收、积累的总铅含量增加,主要积累在根,但无性繁殖器官根茎和光合器官茎和叶中铅含量显著减少。以上结果表明,大气CO_2浓度升高能减缓铅污染对芦苇克隆生长的负面影响,增强芦苇的克隆生长和种群稳定,主要通过增强构件成本较低的集群生长模式、增加根茎延伸促进芦苇游击生长模式和有效的铅分配策略。     

西花蓟马对蔬菜寄主的选择性研究

通过西花蓟马在田间不同蔬菜上的种群数量、在室内对不同蔬菜的自由选择和不同蔬菜对西花蓟马生长发育和繁殖的影响等方面,研究了西花蓟马对蔬菜寄主的选择性。结果表明西花蓟马在田间可危害24种蔬菜,但在不同蔬菜上种群数量差异很大,存在明显的寄主选择性,对黄瓜、四季豆、茄子、萝卜和香菜的嗜食度很高,为最适宜寄主,而对番茄、蒜、芹菜等11种蔬菜的嗜食度较低,为非适宜寄主。西花蓟马在室内的自由选择结果表明西花蓟马在7种不同蔬菜上着落的成虫数量和产卵量不同,其选择性为黄瓜＞四季豆＞茄子＞莴苣＞甘蓝＞芹菜＞蒜。不同蔬菜对西花蓟马的发育历期和产卵量有明显的影响,西花蓟马在黄瓜上发育最快,在四季豆上产卵量最高。西花蓟马对蔬菜寄主的选择性在田间的调查结果和室内实验结果基本一致。     

大气CO2浓度升高对粘虫生长发育和繁殖的影响

为明晰大气CO_2浓度升高对粘虫Mythimna separata(Walker)生长发育和繁殖的影响,在人工气候箱800μL/L与400μL/L两种不同CO_2浓度下,用人工饲料连续饲养粘虫3代后,分析其发育历期、体重、存活率等种群参数的变化。结果表明:不同CO_2浓度处理下各世代的粘虫均能正常发育,各虫态的发育历期为:幼虫成虫蛹卵,幼虫1-3代的发育历期在两种CO_2浓度下差异达极显著水平(P0.001);CO_2浓度倍增条件下的蛹重和成虫体重较对照条件下明显下降;CO_2浓度倍增对粘虫的性比影响不大,但可导致粘虫雌成虫寿命缩短,单雌平均产卵量和单雌日均产卵量下降。高CO_2浓度下第1代粘虫种群的平均世代周期(T)和种群加倍时间(DT)分别延长了1.19和1.24 d,1-2代粘虫的净生殖率(R0)、内禀增长率(rm)和周限增长率(λ)呈下降趋势,至第3代略有回升,但未达到显著性差异水平(P0.05);高CO_2浓度条件下粘虫1-3代的存活率分别为44%、31%和33%,分别较对照条件下对应世代粘虫的存活率低10%、27%和22%,其中第2、3代粘虫的存活率在两种CO_2浓度条件下差异显著(P0.05),第1代粘虫在高CO_2浓度下存活率明显下降,至第3代时逐渐趋于稳定,说明随着世代的延长,粘虫对高CO_2浓度的适应能力增强。     

大气CO_2浓度升高对辣椒光合作用及相关生理特性的影响

研究大气CO_2浓度升高对辣椒光合作用及相关生理特性的影响,揭示大气CO_2浓度变化与辣椒光合作用及生理指标之间的关系,为辣椒的栽培管理及果实加工提供理论参考。利用OTC(open-top chamber)系统,采用盆栽试验,研究CO_2浓度增高200μmol·mol-1对辣椒形态指标、叶片生理指标、光合参数、光合色素、维生素C(Vc)含量、糖类化合物和产量的影响。结果表明:大气CO_2浓度升高促进了辣椒生长,增加株高、产量和植株总生物量。叶片净光合速率(Pn)、胞间CO_2浓度(Ci)和水分利用效率(WUE)明显提高;开花坐果期气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)增加,结果期气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)下降;大气CO_2浓度升高促进辣椒叶和辣椒果实中Vc含量的显著升高,叶片中叶绿素和糖类化合物含量也显著增加;CO_2浓度升高能改善辣椒叶片光系统,增加光合作用,促进辣椒代谢物质的积累,有利于辣椒的生长发育。     

桃蚜取食行为对大气CO_2浓度升高的响应

【目的】近年来随着人类活动的增加,温室气体尤其是大气CO_2浓度升高造成的虫害爆发已成为国际上关注的焦点,因此,研究拟南芥Arabidopsis thaliana上桃蚜取食行为的变化对大气CO_2浓度升高的响应意义重大。【方法】本研究以拟南芥和绿色桃蚜Myzus persicae为研究对象,利用野生型拟南芥Col-0,茉莉酸途径信号传导缺失突变体(jar1)、水杨酸途径信号传导缺失突变体(npr1)、乙烯途径信号传导缺失突变体(ein2-5)为材料,以大气CO_2浓度升高为影响因子,利用刺吸式电位仪(EPG)记录了桃蚜在不同处理的拟南芥上的取食波形。【结果】研究结果发现:CO_2浓度升高缩短了Col-0和jar1植株上蚜虫首次刺探时间和首次到达韧皮部的时间,却延长了npr1和ein2-5上蚜虫首次到达韧皮部的时间,降低了jar1植株上蚜虫总的刺探时间且增加了其总的取食韧皮部时间,但没有改变其它基因型植株上蚜虫总的刺探和取食时间;同时增加了野生型植株上蚜虫的刺探频率,却没有影响其它基因型植株上的刺探频率。【结论】CO_2浓度升高降低了野生型植株和jar1植株抗性,有利于蚜虫到达韧皮部;却增加了npr1和ein2-5上的植物抗性,从而不利于蚜虫到达韧皮部。     

西花蓟马繁殖力与寄主营养物质的关系

研究了西花蓟马Frankliniella occidentalis(Pergande)在6种蔬菜寄主上的繁殖力,同时测定了寄主植物叶片的可溶性糖、可溶性蛋白质和叶绿素含量,并分析了它们之间的相关性。研究结果表明,西花蓟马繁殖力与叶片可溶性蛋白质含量存在正相关关系,与叶片的可溶性含糖量、叶绿素含量及可溶性蛋白质含量与可溶性含糖量比例的相关关系不显著。     

大气CO2浓度升高对光合作用的影响

众多的事实表明,大气的CO_2浓度正不断地升高,从工业化革命时期的270—280ppm 上升到现在的350ppm 左右,平均每年以1.2—1.4ppm 的速率递增,预计21世纪中后期大气CO_2浓度将上升为现在的两倍。CO_2作为温室气体,必然给全球的生态环境带来深刻的变化,因此,植物如何对大气CO_2浓度的升高作出响应,已引起各国科学家的普遍关注,因此此课题已成为目前比较活跃的研究领域。CO_2是光合作用的原料,故弄清楚光合作用如何对大气CO_2浓度升高作出响应,对于了解未来大气CO_2浓度升高对植物的影响尤其重要。本文将讨论大气CO_2浓度升高对光合作用的影响,及其影响的机制。     

西花蓟马对花卉寄主颜色和挥发物的选择性

【目的】探究寄主颜色、挥发物在西花蓟马Frankliniella occidentalis(Pergande)寄主选择中的作用。【方法】采用叶碟法和Y型嗅觉仪法,测定了西花蓟马对4种寄主(黄花美人蕉、黄花槐、凤尾兰和夹竹桃)的颜色和挥发物的选择性。【结果】颜色选择中,西花蓟马最偏好夹竹桃的叶,黄花槐和黄花美人蕉的花;对叶、花总的偏好性次序为黄花美人蕉(花)、黄花槐(花)>凤尾兰(花)>黄花美人蕉(叶)、夹竹桃(叶)>黄花槐(叶)、凤尾兰(叶)、夹竹桃(花)。挥发物选择中,与空气对照时,西花蓟马都显著偏好寄主的叶和花;叶相互对照中,最为偏好黄花美人蕉和黄花槐;花相互对照中,最为偏好黄花美人蕉;叶与花对照时,西花蓟马对花的偏好性显著强于叶,其对寄主叶、花挥发物总的偏好性为黄花美人蕉(花)>黄花槐(花)>凤尾兰(花)>夹竹桃(花)>黄花美人蕉(叶)≥黄花槐(叶)、夹竹桃(叶)>凤尾兰(叶),与其对颜色的偏好性并不完全一致。【结论】寄主颜色和挥发物对西花蓟马的寄主选择有着重要影响,西花蓟马不仅对不同寄主的颜色和挥发物有不同偏好性,对寄主不同器官的颜色和挥发物也具有不同的偏好性。     

吡虫啉胁迫对西花蓟马生长发育及种群性比的影响

为明确吡虫啉持续大量使用对外来入侵害虫西花蓟马Frankliniella occidentalis的影响。本研究通过毒力测定得到西花蓟马室内种群LC_(30)及LC_(50)的两种吡虫啉浓度162 mg/L和171 mg/L,在室内人工气候箱环境下研究了西花蓟马各虫态的发育历期、成虫寿命及性比等相关种群参数。结果表明,西花蓟马未成熟虫期的发育历期在经过吡虫啉处理后相比对照显著缩短(P0.05),且雌性西花蓟马的未成熟虫期明显短于雄性西花蓟马,其中以171 mg/L吡虫啉处理后西花蓟马的雌性种群未成熟虫期发育历期缩短最为明显(P0.05);西花蓟马雄性种群的寿命略长于雌性种群,且171 mg/L吡虫啉处理后雌雄虫寿命与对照相比均显著缩短(P0.05);吡虫啉处理后西花蓟马的平均产卵期低于对照,但单雌产卵量、日均产卵量均显著高于对照,171 mg/L吡虫啉处理后的单雌产卵量和日均产卵量最高(P0.05)。吡虫啉胁迫后,西花蓟马的雌性种群在整个种群中所占比例增速迅速上升,经过125 d(大约5代)之后,雌性种群已经占绝对优势,几乎取代雄性种群,即种群中90%以上均为雌性西花蓟马。西花蓟马雌性种群对吡虫啉的胁迫适应性强于雄性种群,吡虫啉胁迫是造成西花蓟马雌性种群比例迅速升高的主要原因之一,在吡虫啉浓度LC_(30)到LC_(50)胁迫的范围内,随着吡虫啉胁迫浓度的增加,种群中雌性种群所占比例增大。     

大气CO_2浓度升高对植物-植食性昆虫的作用机制

大气二氧化碳浓度升高及其伴随的全球变暖引起国内外科学家的极大关注。CO2浓度升高主要通过改变植物的初级和次级代谢产物,影响以之为食的昆虫。本文结合作者近年来的研究成果,着重于以CO2浓度升高为作用因子,以植物和植食性昆虫的相互关系为对象,比较了咀嚼式口器昆虫与刺吸式口器昆虫对大气CO2浓度升高的响应特征,分析了不同取食类型昆虫-植物对大气CO2浓度升高的响应机制。     

嗜食植物与非嗜食植物对西花蓟马成虫寄主选择性的影响

【目的】西花蓟马是世界性害虫,利用西花蓟马对寄主植物嗜食性的差异,通过驱避作用防控西花蓟马,能够为绿色治理提供依据。【方法】在西花蓟马嗜食的甘蓝和非嗜食的大蒜上互喷汁液,采用黄瓜+甘蓝、黄瓜+大蒜2种相间种植方式,研究它们对西花蓟马寄主选择性的影响。【结果】在甘蓝上喷洒大蒜汁液后,甘蓝叶片上西花蓟马的虫量和产卵量均明显减少。大蒜汁液浓度越高,减少得越多;在大蒜上喷洒甘蓝汁液后,大蒜植株上西花蓟马的虫量和产卵量明显增加,且增加程度与甘蓝汁液的浓度呈正相关。黄瓜和甘蓝相间排列时,西花蓟马在黄瓜叶片上的数量与单作黄瓜叶片上无明显差异;但黄瓜和大蒜相间排列时,西花蓟马在黄瓜上的数量明显高于单作黄瓜上的虫数,多52.4%。【结论】在嗜食寄主植物上喷洒非嗜食植物汁液或间作非嗜食的寄主可以明显减少西花蓟马的选择性。研究结果为利用非嗜食植物挥发物防控西花蓟马提供了理论依据和新的方法。     

大气中CO2浓度升高对植物的影响

大气中CO_2浓度升高以及由此所引起的温室效应已成为人们普遍关注的议题。在未来的世界里,CO_2浓度将持续上升。预计到21世纪中叶,CO_2浓度可能达到700ppm。一些试验结果表明;CO_2浓度升高对多数植物的个体生长发育有促进作用,其中包括种子的发芽率提高,幼苗生长加快,叶面积增大,根系数量增多,气孔数量减少,茎干生长轮加宽,开花期提早,种子产量提高等。但是,CO_2浓度升高对植物也有不利影响。在高CO_2浓度环境中,由于过量产生的碳水化合物在叶片中的积累和矿物质的不平衡,许多植物在生长后期生长缓慢或出现负增长;个体生长发育规律的变化将导致一些增长种群逐渐向衰退种群过渡;C_3类杂草的加速生长将引起农业欠收;群落结构与组成的变化将促使一些植物走向绝灭;植物残渣中碳氮比的改变将引起生态系统生产力的下降等。因此,对于今后大气中CO_2浓度升高的影响还要做大量的研究。     

大气CO2浓度升高对土壤微生物的影响

自人类进入工业化时代以来,由于化石燃料的燃烧和森林的大面积破坏,大气中ＣＯ２的浓度已由工业革命以前的２８０μｌ·Ｌ－１增加到现在的３５０μｌ·Ｌ－１,仅从１９５７年至今的几十年间,大气中ＣＯ２的浓度就增加了２０％,预计到下个世纪下半叶,大气中ＣＯ２的...