Mating behaviour of host-specialized and migratory biotypes of the cotton aphid

棉蚜Aphis gossypii Glover种群存在寄主利用和迁飞能力上的明显分化,有棉花型和瓜型、迁飞型和滞留型之分.但是,棉花型与瓜型之间,以及迁飞型与滞留型之间是否能发生交配行为,尚无研究报道.本文在低温和短光照条件下分别诱导棉花型、瓜型、迁飞型和滞留型棉蚜的性蚜,并进行性蚜间的交配行为观察.结果表明,迁飞型和滞留型性蚜间可以发生交配行为,杂交时发生交配行为的个体比率与自交时无显著差异,但是杂交时雄蚜寻找配偶所花的时间要显著长于自交时,并且迁飞型雌蚜(M ♀)与滞留型雄蚜(S♂)杂交时的交配持续时间也显著长于自交时.迁飞型和滞留型棉蚜同型交配容易完成,棉蚜的迁飞型和滞留型已在交配行为上产生了一定的分化.棉花型和瓜型棉蚜的性蚜间可以发生交配行为,并且两品系在正交和反交时雄蚜的寻偶时间与交配持续时间均无显著差异.     

棉蚜迁飞型和居留型及其杂交后代飞行特性的比较研究

为了明确棉蚜种群飞行能力发生分化的遗传基础,本文对春季木槿上有翅棉蚜中的起飞个体和不起飞个体分别进行连续4代次和2代次的起飞特性选择。结果表明,棉蚜的起飞比率和起飞角度特性表现出了明显的选择响应,并筛选出了棉蚜的迁飞型(M)和居留型(S)。通过对棉蚜性蚜的诱导,摸索出了棉蚜性蚜交配及卵孵化的条件。对迁飞型(M)、居留型(S)、迁飞型和居留型的正反交后代（M♀×S♂,S♀×M♂）、夏季木槿上的滞留蚜（H）等5类棉蚜的起飞特性进行了比较研究。结果表明,迁飞型和居留型的正反交后代的起飞比率显著高于居留型,且稍高于迁飞型。迁飞型雌蚜与居留型雄蚜的杂交后代的起飞角度显著高于居留型和夏季木槿上的滞留蚜。居留型产生有翅蚜的比率低于迁飞型及其与居留型的正反交后代。棉蚜的起飞角度、起飞比率及有翅蚜产生能力表现出了较强的遗传效应。平均起飞时间虽然表现出迁飞型雌蚜与居留型雄蚜的杂交后代显著短于迁飞型雄蚜与居留型雌蚜的杂交后代及夏季木槿上的滞留蚜,但与迁飞型和居留型之间却无显著差异,表现出棉蚜起飞时间特性的遗传效应不明显。     

棉花型和瓜型棉蚜产生有性世代能力的分化

为了明确寄主专化性是否会影响棉蚜的繁殖策略或生活史对策,采用低温和短光照组合（18℃,L∶D=8∶16）分别对棉花型和瓜型棉蚜进行有性世代的诱导,比较两寄主专化型棉蚜产生有翅蚜、雄性母、雌性母及无翅孤雌蚜的能力。结果表明：两寄主专化型棉蚜在产生有性世代能力上存在显著差异,表现为棉花型棉蚜在诱导后代中产生有翅蚜、雄性母和雌性母的比率显著高于瓜型棉蚜,并且雌、雄性母产生的时间明显早于瓜型棉蚜。瓜型棉蚜在诱导条件下产生无翅孤雌蚜的比率显著高于棉花型棉蚜,并且发现有不产生有性世代的营专性孤雌生殖个体,而在棉花型棉蚜中没有发现。产生性母蚜的棉花型和瓜型棉蚜均可同时产生孤雌胎生后代。寄主型与诱导时间长短对棉蚜有性世代的产生存在交互作用。采集于田间棉花和黄瓜上的棉蚜,也表现为棉花上的易产生有性世代,在诱导的第2代中产生性母蚜的比率显著高于黄瓜上的棉蚜,并且性母蚜比率在诱导的第2代与第3代间无显著差异; 但黄瓜上的棉蚜性母蚜产生比率第3代显著高于第2代。由此推测,棉蚜寄主专化性的形成与生活史特性的分化有关。     

棉花型和瓜型棉蚜形态和生态适应力的分化

棉蚜由于长期在同种或同类植物上生活,形成了多种寄主专化型。本研究以室内长期用单一寄主培养的棉花型和瓜型棉蚜为材料,采用形态测定、生命表技术、对寄主的选择性试验,以及接触刺激等方法,研究了两寄主型棉蚜的形态分化和生态适应力的差异。结果表明,瓜型棉蚜的一些形态特征值（如体长）极显著地大于棉花型个体,但是头宽、口针和各腿节的长度与体长的比值却极显著的小于棉花型个体。采用7个形态指标与体长的比值,可将瓜型和棉花型棉蚜区分开来。在24℃和26℃下瓜型蚜的净增殖率（R₀）极显著地高于棉花型蚜。27℃和32℃显著缩短了瓜型蚜的平均世代长度,而对棉花型蚜无影响。棉花型蚜对接触刺激的反应比瓜型蚜敏感。两寄主型蚜对寄主的选择能力表现为瓜型蚜显著强于棉花型蚜。因此,两寄主型棉蚜存在明显的形态和生态适应力的分化。     

用微卫星引物PCR分析棉蚜不同蚜型的DNA多态性

用微卫星引物PCR方法, 对棉蚜Aphis gossypii干母、干雌、孤雌蚜(有翅迁飞孤雌蚜和无翅孤雌蚜)、性母、性雌蚜和雄蚜的DNA多态性进行分析。 结果表明：① 棉蚜的有性蚜型和无性蚜型之间在遗传上有较大的差异; ② 性母与性雌蚜和雄蚜的遗传关系都十分接近,说明同一性母既产性雌蚜,也产雄蚜;③ 干母和干雌的遗传关系很近, 但孤雌蚜已与二者有分化。     

棉花型和黄瓜型棉蚜(Aphis gossypii Glover)的寄主适应性及转移通道

采用寄主转接建立生命表的方法研究了棉花型和黄瓜型棉蚜对不同寄主植物的适应性,以及两寄主型棉蚜是否可通过中间桥梁寄主实现寄主互换的问题。结果表明,两寄主型棉蚜直接互换寄主后,其存活和繁殖力显著下降,表现为棉花型和黄瓜型棉蚜的净增殖率比在原寄主上分别下降980倍和12倍,平均世代寿命缩短5～12d。两寄主型棉蚜均能利用木槿植物,并且适应性没有显著差异。但是两寄主型棉蚜均不能在车前草和大叶黄杨上存活和繁殖后代。西葫芦作物对棉蚜在木槿、棉花和黄瓜寄主上的相互转移起到了重要的桥梁寄主作用。冬寄主木槿上棉蚜可通过甜瓜或西葫芦转移到黄瓜寄主上,棉花和黄瓜上棉蚜也可通西葫芦作物分别转移到黄瓜和棉花作物上,从而形成棉蚜在不同寄主植物间的相互转移通道,造成为害和病毒病的扩张。     

棉花型和黄瓜型棉蚜对寄主植物的适合度

采用寄主转换建立生命表及触角电位 (EAG)方法比较了棉蚜两寄主专化型 (棉花型和黄瓜型 )对不同夏季作物的适合度。结果表明 ,棉花型蚜转到黄瓜上及黄瓜型蚜转接到棉花上均不能正常产仔繁殖和建立种群。两种蚜型均不能在茄子和苋菜上建立种群。黄瓜型蚜能在豇豆上建立种群 ,但棉花型蚜不能 ,表现出两种寄主型棉蚜对夏寄主利用上存在显著差异。受棉蚜为害 12～ 36 h后的黄瓜或棉花植株仍不适合于棉花型或黄瓜型蚜 ,表现出黄瓜型蚜不能在被棉花型蚜为害过的棉株上正常存活和繁殖 ,棉花型蚜也不能在被黄瓜型蚜为害过的黄瓜苗上存活和繁殖。两种寄主型蚜对不同寄主叶片丙酮提取物的触角电位表明 ,黄瓜型蚜对棉花、哈密瓜和马铃薯叶片提取物的反应显著强于棉花型蚜 ,而对黄瓜和甜瓜叶片提取物的反应上两种蚜型差异不显著。文中同时对棉花型和黄瓜型棉蚜产生的生态机制进行了讨论。     

新疆棉蚜食物专化型的形态测量分析

温室内接种试验表明,吐鲁番瓜类（西瓜、甜瓜、黄瓜）和棉花上的棉蚜AphisgossypiiGlover在以上两类作物之间相互移植不能存活,由此确立为不同的食物专化型──瓜蚜型和棉花蚜型。选择25个形态特征进行测量,对测量数据进行了变异分析和显著性测验。采用Fisher准则下的二类判别分析法对样本进行归类,明确地划归为瓜蚜型和棉花蚜型。依据判别系数筛选出6个对划归类群贡献最大的特征。     

棉蚜寄主专化型及其形成的行为机理

通过生活在甜瓜和棉花上的棉蚜Aphisgossypii Glover的行为,研究棉蚜的寄主专化型及其形成的行为机理。生物学观察显示： 两类棉蚜在寄主植物相互交换以后,定居数显著减少,棉花蚜型棉蚜的繁殖系数及若虫存活率显著下降,说明棉蚜存在甜瓜蚜型和棉花蚜型两种寄主专化型。通过刺探电位技术研究棉蚜的取食行为,以探索其寄主专化型形成的行为机理。结果表明： 甜瓜蚜型棉蚜在棉花上的取食行为容易被中断,但其口针定位韧皮部的能力并没有显著削弱;而棉花蚜型棉蚜在甜瓜上的取食行为受到更大的影响,口针无法顺利定位至韧皮部,并在2 h内根本无法在筛管内取食。生物学观察和EPG取食行为分析都显示： 与甜瓜蚜型棉蚜相比,棉花蚜型棉蚜对寄主的要求更严格-寄主专化程度更高,对寄主的利用率更高。     

广聚萤叶甲地理种群间交配选择及子代的发育表现

为探究分布于我国不同地域的广聚萤叶甲(Ophraella communa)种群之间的分化现状,本文对来自南京、长沙和福州等3个地理种群的交配选择行为及杂交后代发育表现进行了研究.结果表明,在试验观察的6 h内南京种群与福州种群间个体发生交配的概率显著低于对照(种群内雌雄个体间的交配),但南京种群与长沙种群个体间发生交配的概率与对照无显著差异;南京和福州种群的雄性与同种群雌性交配选择次数显著多于与异种群雌性交配的次数,但南京与长沙种群间个体交配的次数与对照无显著差异.3个地理种群间个体杂交后代在卵孵化率、幼虫化蛹率和成虫羽化率等发育特性上与对照(种群内个体自交)无显著差异.根据研究结果推测,广聚萤叶甲南京种群与福州种群间在个体交配行为上存在着一定程度的交配前隔离.     

三种稻飞虱翅型分化的遗传分析

为了明确褐飞虱Nilaparvata lugens、 白背飞虱Sogatella furcifera和灰飞虱Laodelphax striatellus 3种稻飞虱翅型分化的遗传规律与差异, 采用翅型筛选与杂交遗传的实验方法, 研究了3种飞虱在秧苗期水稻上的翅型选择响应与杂交遗传规律。结果表明： 3种稻飞虱的翅型具有较强的选择响应, 并且长翅型纯系在白背飞虱中最易筛选得到, 灰飞虱的次之, 而褐飞虱的最难。3种稻飞虱的长翅(M)雄虫与短翅(B)雌虫配对(M♂×B♀)筛选3~5代后, 95%~100%的雄虫和雌虫分别稳定为长翅型和短翅型。筛选和杂交实验结果表明, 褐飞虱的翅型决定基本符合常染色体上的一对等位基因调控的从性性状遗传规律, 雄虫中长翅为显性, 而雌虫中短翅为显性。翅型的表型还受除基因型外的其他条件的影响, 利用长翅雄虫与长翅雌虫后代中出现的极少数的短翅雄虫与短翅雌虫进行配对, 其后代中各翅型出现的比率与长翅雌虫和长翅雄虫配对的无显著差异; 同样, 在短翅雄虫与短翅雌虫配对的后代中也有相同的结果。白背飞虱和灰飞虱在该筛选条件下很少有短翅雄虫出现, 两者翅型的遗传调控较为相似, 可用由两对等位基因控制的性状来解释筛选和杂交实验的结果, 其中一对等位基因位于性染色体上, 调控雄性的翅型, 且长翅为显性; 另一对位于常染色体上, 调控雌性的翅型, 且短翅为显性。据此认为, 3种飞虱翅型决定基因的显隐性在不同性别间的差异, 以及翅表型与基因型的不一致性, 是稻飞虱种群在不同条件下均可灵活调控翅型的重要遗传机制。     

主成分分析在猪肌肉组织化学特性方面的应用

选择3个亲本猪种(莆田黑猪、大白猪和杜洛克猪)和2个杂种猪大莆(大白猪♂×莆田黑猪♀)和杜莆(杜洛克♂×莆田黑猪♀)共150头猪作为试验材料,在相同饲养管理条件下饲养,体重达90kg时屠宰,取背最长肌肉样,测定了肌肉纤维形态、数量和肌肉组织化学成分,并对与肉质有关的12个性状进行了主成分分析和聚类分析.结果表明:不同性状之间呈现不同程度的相关,其中以肌纤维面积与均径的相关性最高.12个性状可简化为2个主成分因子,即肌肉纤维因子和肌肉营养因子,且这2个主成分因子可保留87.132%的信息量,可基本反映原指标提供的信息量.同时,综合评定结果显示,在5个猪种中以杜莆猪肉质最好.     

马铃薯块茎蛾的交配行为

在温度为(24±2)℃、光周期为L∶D=14∶10、相对湿度为50%～70%环境条件下观察了马铃薯块茎蛾Phthorimaea operculella(Zeller)交配行为。结果表明,1～2日龄、3～4日龄成虫交配高峰期分别发生在进入暗期后的8.0～10.0h、6.5～8.0h内。两性交配率随日龄的增加显著下降。马铃薯块茎蛾雄成虫具有多次交配能力,在连续发生2次以上行为交配时会导致雄蛾有效交配率下降。雄蛾平均有效交配次数可达3.8次/头,最高达6次。增加雄性比例不会显著提高单雌产卵量,但将性比(♀:♂)由1∶1升至2∶1时即可显著降低单雌产卵量。     

浙江B型与一非B型(China-ZHJ-1)烟粉虱形态学和生物学特性的比较研究

本文对新入侵我国的B型与浙江一非B型（China-ZHJ-1种群）烟粉虱之间的生殖亲和性进行了测定,并对两个生物型在形态特征、发育历期、诱导西葫芦银叶反应及寄主植物适应性几方面进行了比较研究。结果表明,当将B型与非B型ZHJ-1种群进行杂交组合时,两生物型之间虽然有求偶行为发生,但从不发生交配,后代全部为孤雌生殖产下的雄虫;而B型、非B型各自内部羽化后0～72 h的平均交配次数分别为4.4次和1.0次, 所产后代的雌雄性比分别为2.8∶1、1.0∶1,前者性比显著高于后者。两生物型之间伪蛹形态存在明显差异,非B型ZHJ-1种群的前、后蜡缘饰宽度分别为B型的2.5～2.7倍、1.8～2.1倍。在棉花上,除B型1龄若虫历期较非B型的略长外,两生物型之间其他各虫态的发育历期均无显著差异;从2龄若虫起,非B型各虫态的体长明显长于B型,并且同一生物型内,4龄雌性若虫个体明显大于同龄雄性若虫。B型在多种寄主植物上的存活力比非B型的显著要强。B型与非B型ZHJ-1种群生物学特性的比较,为对我国烟粉虱这两个生物型进行深入的比较研究、探讨B型烟粉虱的入侵生物学提供了基础。     

Special Plant Species Determines Diet Breadth of Phytophagous Insects: A Study on Host Plant Expansion of the Host-Specialized Aphis gossypii Glover

Host specialization is a ubiquitous character of phytophagous insects. The polyphagous population is usually composed of some subpopulations that can use only a few closely related plants. Cotton-melon aphids, Aphis gossypii Glover exhibited strong host specialization, and the cotton- and cucurbits-specialized biotypes had been clearly identified. However, the experimental work that addressed the roles of plant species in determining diet breadth of phytophagous insects is rare. In the present study, we took the artificial host transfer method to assess the role of two special plants, zucchini Cucurbita zucchini L. and cowpea Vigna unguiculata (Linn.) Walp, in regulating diet breadth of cotton- and cucurbits-specialized A. gossypii collected from cotton and cucumber fields and reared separately on the native host plant for ten years. The results showed that the cotton-specialized aphids did not directly use cucumber whereas the cucurbits-specialized did not use cotton regardless of the coexistence or separation of cotton and cucumber plants. Neither of the cotton- and cucurbits-specialized aphids could use capsicum Capsicum annuum, eggplant Solanum melongenahttp://en.wikipedia.org/wiki/Carolus_Linnaeus, tomato Solanum lycopersicum, maize Zea mayshttp://en.wikipedia.org/wiki/Carl_Linnaeus, and radish Raphanus sativus, however, both of them could use zucchini and cowpea. Moreover, the feeding experience on zucchini led the cotton-specialized aphids to use cucumber well and finally to be transformed into the cucurbits-specialized biotype. The short-term feeding experience on cowpea resulted in the diet breadth expansion of the cucurbits-specialized aphids to use cotton. On the other hand, the diet breadth expansion of the cucurbits- and cotton-specialized aphids was only realized by different species of plant. It concluded that the special host plant did induce the conversion of feeding habits in the cotton- and cucurbits-specialized aphids, and consequently broke the host specialization. The plant species is an underlying factor to determine the diet breadth of phytophagous insects.     

散鳞镜鲤与兴国红鲤、龙州镜鲤的杂种优势以及鳞被、体色的遗传

本研究希望通过鲤鱼品种间杂交出现的杂种优势来提高鲤鱼的产量以及在杂种的后代中选择具有优良的经济性状的类型培育出新的鲤鱼品种。两组杂交的杂种一代具有明显的杂种优势,可以直接应用于渔业生产上并可望获得增产效果。根据对鳞被和体色的遗传特性的研究结果断定散鳞镜鲤与兴国红鲤的杂种二代中出现的红色镜鲤的鳞被和体色是由纯合型隐性基因控制的,可以预期它的后代不再出现分离而可能成为一个稳定的新品种。研究了不同品种及其杂种的血清蛋白聚丙烯酰胺盘状电泳图谱,希望借此作为一种选种的工具。       

流感嗜血杆菌的分型研究

目的分析同济医院分离的流感嗜血杆菌的生物学分型及荚膜基因分型,了解本地区分离的流感嗜血杆菌的主要流行株。方法2012年1月1日至2012年12月31日从华中科技大学同济医学院附属同济医院分离流感嗜血杆菌100株。根据脲酶、吲哚和鸟氨酸脱羧酶试验对流感嗜血杆菌进行传统的生物学分型,分为Ⅰ～Ⅷ八个生物型。回顾患者病史资料,分析生物学分型和流感嗜血杆菌所引起的疾病之间的关系。用流感嗜血杆菌荚膜编码基因（bexA）和a—f型特异性荚膜基因设计引物,采用PCR技术对流感嗜血杆菌进行荚膜基因检测。通过生物学分型和荚膜基因分型结果的比对,探讨两者之间的关联。结果分离的100株流感嗜血杆菌生物学分型结果如下：Ⅲ型6株,Ⅳ型28株,Ⅴ型1株,Ⅵ型54株,Ⅶ型11株。未分离到Ⅰ型、Ⅱ型和Ⅷ型。分析患者的临床诊断,发现主要流行株Ⅵ型流感嗜血杆菌主要引起患者肺炎（包括支气管肺炎和新生儿肺炎）和支气管炎（包括毛细支气管炎和喘息性支气管炎）。荚膜基因分型结果显示,未分离到b型和b-型流感嗜血杆菌。共分离到1株f型,其余99株均为无荚膜抗原的不可分型流感嗜血杆菌。生物学分型和荚膜分型之间无明显的相关性。结论该院分离的流感嗜血杆菌主要为生物型Ⅵ型。回顾患者病史,发现Ⅵ型主要引起肺炎和支气管炎。荚膜基因分型显示,本地区分离的流感嗜血杆菌主要为不可分型流感嗜血杆菌。生物学分型和荚膜基因分型之间无明显相关性。     

Mating interactions between two biotypes of the whitefly, Bemisia tabaci (Hemiptera: Aleyrodidae) in Australia

The biological consequences of mating interactions between indigenous and exotic biotypes of Bemisia tabaci (Gennadius) in Australia were studied using a combination of field and laboratory experiments. The key results of the interaction between the B and eastern Australian biotypes were reduced population increase, a marked increase in the proportion of male progeny, fewer eggs produced by females paired with males of different biotype and no difference in the numbers of eggs per unmated female and females paired with males of the same biotype. In addition, there was no change in the proportion of eggs hatching, mixed biotype pairs spent more time courting than single biotype pairs and a low level of hybridization in field cages and small containers was observed. These observations suggest three possibilities. The first is the 'distracting male hypothesis' in which mating pairs made up of different biotypes apportion more time to courtship and less time to egg laying than single biotype pairs. The second invokes the 'single-locus complementary sex determination model' in which the production of non-viable diploid male zygotes may explain the reduction in eggs laid. The third is cytoplasmic incompatibility between biotypes caused by Wolbachia. The results also suggest that the geographical distribution of clusters of related biotypes both overseas and in Australia may be explained by between-biotype interactions leading to the formation of parapatric populations.