红脂大小蠹入侵机制与化学生态学研究

红脂大小蠹Dendroctonus valens LeConte是近来入侵我国的重大林业害虫,入侵山西后迅速在相邻省份扩展蔓延。文章围绕作者对红脂大小蠹入侵来源地、暴发机制以及红脂大小蠹化学生态学等领域开展的研究工作进展进行了总结。历史资料记载和分子证据均支持红脂大小蠹由北美(美国西海岸)地区传入。松树萜烯类化合物是红脂大小蠹寻找适合寄主的重要信号物质,近期在北美和中国几个地区同时开展的研究,确认了3-蒈烯对红脂大小蠹具有最强引诱作用,该研究结果简化和修正了先前北美一直使用的3组分植物源引诱剂配方;在筛选有效引诱成分的基础上,开展了引诱剂定量缓释载体的研究,该释放载体已经被授权专利,并得到广泛推广应用。红脂大小蠹信息素一直没有得到鉴定,近来通过对红脂大小蠹后肠提取物的分析,分离鉴定了5种电生理和行为上有生物活性的萜烯类氧化物,其中有3个组分对红脂大小蠹植物源引诱剂具有增效作用。在驱避剂方面,研究证实了马鞭草烯酮以及非寄主挥发物对红脂大小蠹具有驱避作用。同时,研究证明,马鞭草烯酮对红脂大小蠹的作用存在剂量效应。目前,作者正开展红脂大小蠹-共生菌-寄主松树三者相互关系以及红脂大小蠹与土著种之间化学通讯等方面的研究,以期阐明红脂大小蠹的入侵性及暴发机制,寻求更有效的控制途径。     

红脂大小蠹 Dendroctonus valens （ Coleoptera, Scolytidae ）和大唼蜡甲Rhizophagus grandis （Coleoptera, Rhizophagidae）的耐寒性

红脂大小蠹 Dendroctonus valens LeConte (Red turpentine beetle,RTB)是近年来在中国爆发的入侵生物,在我国主要以老熟幼虫在油松伐桩和立木的根部越冬.室内测定昆虫的过冷却点(SCP)和短时间致死低温(LLT)是评价昆虫耐寒能力的重要方法.实验结果显示,红脂大小蠹越冬幼虫的平均过冷却点为一11.98±2.55℃,是一种耐冰冻的昆虫.红脂大小蠹的过冷却点在不同地理分布区的种群问有明显差异,老熟幼虫的过冷却点明显低于低龄幼虫,在越冬前和越冬后的幼虫问没有明显差异.红脂大小蠹幼虫在冬季至少町以忍受-23.5℃的大气温度安全越冬.从2001年开始引入我国的云杉大小蠹的捕食者大唼蜡甲(Rhizophagus grandis cyll.)幼虫的过冷却点为-18.05±2.76℃,低于红脂大小蠹所有虫态的过冷却点,说明比红脂大小蠹有更强的耐寒能力.     

细菌挥发物减缓伴生真菌对红脂大小蠹幼虫的不利作用

红脂大小蠹(Dendroctonus valens LeConte)携带着与其关系密切的真菌入侵中国,造成了数百万健康油松的死亡.红脂大小蠹的伴生真菌Ophiostoma minus在生长过程中与其幼虫竞争糖从而对红脂大小蠹幼虫的生长有明显的抑制作用.在小蠹虫与其伴生真菌的共生体系中,细菌挥发物在调节糖分分配中发挥着重要的作用.本文研究的3株红脂大小蠹幼虫主要伴生细菌Ralmella aquatilis,Serratia liquefaciens和Pseudomonas sp.7所产生的挥发物能够减缓O.minus对红脂大小蠹幼虫的拮抗作用,它们能抑制真菌的生长并减少真菌对葡萄糖的利用.利用SPME-GC-MS对3株细菌的挥发性物质进行分析,在Ralmella aquatilis B301中检测到了18种挥发物,在Serratia liquefaciens B310中检测到了21种挥发物,在Pseudomonas sp.7 B321中检测到了19种挥发物.上述挥发物丰度较高的3-甲基-1-丁醇、1,10-十一二碳烯、2-丁醇、2-庚酮、2,2-二甲基丁醇、(R)-2-己醇和氨能够显著性抑制O.minus的生长及其对主要糖的利用.本研究表明,优势伴生细菌所产生的挥发物能够抑制真菌的生长,调节红脂大小蠹幼虫-微生物体系中碳水化合物的分配,间接有利于红脂大小蠹幼虫的生长发育.     

一种红脂大小蠹天敌切头郭公虫Clerus sp.生物学初探

红脂大小蠹Dendroctonus valens LeConte,原产于北美,于20世纪80年代随木材贸易传入我国山西,是一种危害油松、白皮松、华山松等松科植物的毁灭性入侵害虫。本文对红脂大小蠹天敌切头郭公甲虫Clerus sp.的基本生物学特征进行了初步探讨。野外诱捕发现,红脂大小蠹诱剂3-蒈烯能诱捕到切头郭公甲虫Clerus sp.,并观察到此郭公甲虫紧抱红脂大小蠹的捕食行为及红脂大小蠹头部被切下的残骸。诱捕动态监测表明切头郭公甲虫与红脂大小蠹的发生在时间和数量上具有跟随关系。室内测定结果显示切头郭公甲虫平均体重约15.5 mg且个体大小与捕食能力呈正相关。切头郭公虫平均存活时间约38 d,10 d内平均每头郭公虫捕食3头红脂大小蠹,最多达8头。行为嗅觉试验表明切头郭公虫Clerus sp.对红脂大小蠹诱芯反应敏感,红脂大小蠹信息素组分frontalin不能增加其对红脂大小蠹诱芯的敏感性。本研究初步探明了红脂大小蠹天敌切头郭公虫Clerus sp.生物学特征,其较长捕食周期和较强的捕食能力决定其可作为红脂大小蠹的生物防治因子具有一定的优势和较好的天敌应用前景。     

气候变化条件下红脂大小蠹在中国的潜在适生区预测

红脂大小蠹作为一种国际性重大林业害虫,传入我国后,立即成为油松的致命性害虫并迅速在我国扩散开来。本研究利用中国历史气候数据(1981-2010年)和未来气候数据(2011-2040年),以CLIMEX软件和红脂大小蠹的生物学特性资料为理论依据,分析、预测、比较在历史气候条件下和未来气候条件下红脂大小蠹在中国的气候适生区。结果表明:在历史和未来气候条件下,红脂大小蠹的适生区域均集中在我国南方和华北地区,高度适生区所占比例最大。而在未来气候变暖条件下,由于各地的气候条件将发生变化,红脂大小蠹的适生区将向西北和东北方向扩增。研究表明气候变化会对红脂大小蠹的适生区有一定的影响,会导致其适生范围变大,适生边界北移,大部分地区适生程度增大。研究结果可为未来红脂大小蠹在我国的检疫防控、控制其扩散暴发提供一定的理论依据。     

红脂大小蠹幼虫和成虫耐寒能力及耐寒物质的研究

为明确红脂大小蠹Dendroctonus valens LeConte的耐寒能力以及主要耐寒物质,对越冬期幼虫和成虫的过冷却点及冰点进行了测定,同时对越冬期及非越冬期幼虫和成虫体内的抗冻保护物质进行了测定.结果表明,越冬期幼虫和成虫的过冷却点差异不显著,分别为-18.34±0.26℃和-18.59±0.63℃,冰点差异显著,分别为-10.17±0.36℃和-15.90±0.70.越冬期幼虫体内脂肪、甘油、海藻糖和山梨醇含量均显著高于非越冬期幼虫,水分、糖原和蛋白质含量差异不显著;越冬期成虫体内糖原、甘油、海藻糖和山梨醇含量均显著高于非越冬期成虫,水分、脂肪和蛋白质含量差异不显著.甘油、海藻糖、山梨醇是红脂大小蠹幼虫和成虫的主要抗冻保护物质,在越冬过程中发挥重要作用;此外,脂肪在红脂大小蠹幼虫越冬过程中也发挥重要作用,糖原在红脂大小蠹成虫越冬过程中发挥重要作用.     

红脂大小蠹后肠挥发性物质的鉴定、触角电位和室内趋向实验

对外来松树害虫红脂大小蠹Dendroctonus valens LeConte的信息化学物质进行了研究。通过GC-MS测定,鉴定出红脂大小蠹后肠挥发性物质中除了含有松树挥发性物质α-蒎烯、β-蒎烯、3-蒈烯、月桂烯和柠檬烯外,还含有马鞭草烯醇和马鞭草烯酮;利用触角电位技术,对马鞭草烯醇、马鞭草烯酮以及在林间引诱效果最好的3-(+)-蒈烯进行了触角电生理测试;利用Y-型双向选择嗅觉仪对这些物质进行了室内趋向实验。实验结果表明: 1 μg的马鞭草烯醇、马鞭草烯酮和3-(+）-蒈烯引起雌雄触角的电位反应分别达416 μV/470 μV、597 μV/630 μV和926 μV/1 099 μV。浓度为1 μL/mL的马鞭草烯酮引起红脂大小蠹的正趋向反应,而在100 μL/mL浓度下引起红脂大小蠹的负趋向反应;在1 μL/mL的浓度下,3-(+ )-蒈烯引起了红脂大小蠹正趋向反应,而马鞭草烯醇则对红脂大小蠹具有驱避作用,说明这些物质在红脂大小蠹搜寻寄主和调节虫口密度方面起着重要作用。     

外来入侵害虫红脂大小蠹对寄主挥发物的反应

2002年,利用寄主挥发性物质(+)-α-蒎烯、(-)-β-蒎烯、3-蒈烯和(-)柠檬烯按不同配比制成诱芯,采用自行研制的挥发物释放装置,在山西省关帝山森林经营局西葫芦林场对危害油松Pinus tabulaeformis Carr.的重大外来入侵林业害虫红脂大小蠹Dendroctomus valens LeConte进行了引诱试验。结果表明,3蒈烯对红脂大小蠹的引诱作用最强,明显优于单独使用(+)-α-蒎烯和(-)-β-蒎烯的诱虫效果,也比北美应用的标准诱芯［(+)- α蒎烯(-)-β-蒎烯与3-蒈烯的比例为1∶1∶1］效果好;在标准诱芯中加入油松另一主要成分-(-)柠檬烯会明显降低诱虫效果。红脂大小蠹引诱剂最佳释放量为150 mg/d。该研究不仅对我国红脂大小蠹的监控具有实际应用意义,也从理论上探讨了红脂大小蠹与寄主油松协同进化的化学生态学过程。     

外来入侵种红脂大小蠹COⅠ基因分化的研究

红脂大小蠹Dendroctonu svalens LeConte为近年来危害最为严重的外来入侵生物。本研究利用特异引物扩增出红脂大小蠹COⅠ基因序列(GenBank登录号:GQ495096-GQ495128),在160个位点中发现3个该种与大小蠹属其他种不同的特异位点;比较不同地理种群的红脂大小蠹,发现中国种群间遗传分化不明显,说明入侵种的瓶颈效应,而遗传变异是入侵种与环境长期互作的结果;基于COⅠ基因序列比对的研究发现,入侵中国的红脂大小蠹与该虫原发生地北美洲部分种群具有同源性。     

红脂大小蠹种群空间格局地统计学分析及抽样技术

红脂大小蠹是我国一重要林业外来入侵害虫,主要危害油松、白皮松和华山松,目前已扩散到山西、陕西、河北、河南、北京等地。为了研究其种群空间格局,用地统计学方法分析了受害程度不同的油松纯林和混交林林分内红脂大小蠹种群空间分布特性。结果表明:两种受害程度不同的油松纯林内红脂大小蠹的危害具有显著差异,轻度受害林分内有虫株率为4.9%,而重度受害林分则达到23.6%。全方向的变异函数曲线图分析得知:轻度受害纯林、重度受害纯林、混交林林分内红脂大小蠹种群的空间依赖范围分别为49.400、47.400\,73.820m,而局部空间连续性强度分别为0.824、0.582\,0.762。轻度受害纯林与重度受害纯林林分内红脂大小蠹种群均表现为较强的空间聚集性,而混交林受害林分内其种群则表现为随机分布。受害程度不同的纯林林分内红脂大小蠹种群空间格局具有一定的差异,而且纯林与混交林林分内其种群空间格局也有较大的差别。本文根据红脂大小蠹种群空间分布特性,对其种群空间抽样技术与传统抽样技术做了相应的比较与探讨。     

六种藓类植物茎的比较解剖学研究

通过对6种藓类植物,即褶叶青藓(Brachythecium salebrosum(Web.et Mohr.)B.S.G.)、湿地匐灯藓(Plagiomnium acutum(Lindb.)Kop.)、侧枝匐灯藓(Plagiomnium maximoviczii(Lindb.)Kop.)、大凤尾藓(Fissidensnobilis Griff.)、大羽藓(Thuidium cymbifolium(Doz.et Molk.)B.S.G.)和大灰藓(Hypnum plumaeforme Wils.)嫩茎和老茎的石蜡切片和显微观察发现,同一藓类植株的嫩茎和老茎,茎结构稳定,不同种藓类植物茎横切面具有不同特征.植物体茎横切面形状、表层细胞的层数、细胞大小和细胞壁厚薄、皮层细胞大小和形状、中轴的有无以及比例等特征可以作为藓类植物的分科分类依据之一.     

Cause of Senescence of Nine Sorts of Flowers

The levels of endogenous phytohormones and respiratory rate in nine sorts of flowers such as Cymbidium faberi Rolfe, Nopalxochia ackermannii Kunth and others were investigated both at full bloom and senescence and meanwhile the effect of exogenous phytohormones on prolonging the blossoms and promoting ethylene production were tested. There is a high content of endogenous ethylene in all the long-lived flowere, about 3–16 folds higer than the short-lived ones. There is a high level of ABA at full blooming flowers of short-lived flowers, in which there is no or only some cytokinins in it, but the ratio of CTK (6BA+zeatin)/ABA is smaller(l.7). The endogenous ABA reached a much higher level at senescence in all nine sorts of flowers, so it is reasonable to consider that it is ABA which plays an important role of regulation in controlling flower's senescence. There is a much higher level of GA3 and zeatin in the long-lived flowers which is not demonstrated in the shortlived ones. The respiratory rate is one of the factors controtling the longevity of flowers, but it does not play a decided role. Application of 6BA and zeatin prolongs distinctly orchid’s longevity, however exogenous IAA through the promotive action on ethylene production, evidently extends the longevity of the flowers of the Nopalxochia ackermannii Kunth.     

真菌类遗传学分析的知识结构教学

本文以认知结构理论为指导,讨论了真菌类遗传分析与高等动植物遗传分析的内在联系,认为利用这种内在联系进行教学可收到好的效果并说明了作者的具体教学过程。 Abstract:In the paper, the relationship between genetic analysis of Fungi and genetic analysis of high animal and plant was discussed.A good results were obtained when we adopted this method in the teaching.     

医疗机构合理用药评价模型的构建研究

目的 针对医疗机构的合理用药水平进行评价研究。方法 根据医疗机构合理用药的具体要求,构建医疗机构合理用药评价指标体系,采用基于模糊群决策的方法和多指标评价分析法构建医疗机构合理用药评价模型。结果 构建了基于模糊群决策的医疗机构合理用药评价模型,并通过实例分析证明了评价模型的可行性。结论 建立的基于模糊群决策的医疗机构合理用药评价模型能够对医疗机构的合理用药水平进行科学评价,为提高医疗机构合理用药水平奠定基础。     

棉铃虫钙粘蛋白N端多肽多克隆抗体制备及对Bt抗性的初步检测

用重组表达的棉铃虫Helicoverpa armigera(Hübner)中肠钙粘蛋白N端多肽片段制备兔多克隆抗体,并利用其对Bt抗性进行鉴定。通过RT-PCR方法对棉铃虫中肠钙粘蛋白N端多肽的基因片段Cad285进行PCR扩增,将其克隆到pET-30a原核表达载体中,在大肠杆菌BL21(DE3)中经IPTG诱导表达,得到35ku的重组融和蛋白,融合表达的包涵体经过变性、Ni-NTA柱亲和纯化、复性等方法处理包涵体,获得可溶性纯化蛋白,用纯化后蛋白免疫新西兰兔制备多克隆抗体,ELISA检测其效价高于1∶16000;利用最终获得的多克隆抗体对室内纯合Bt抗/感品系的棉铃虫中肠钙粘蛋白进行Western blot分析,结果显示敏感和抗性品系之间有明显差异,表明其能够应用对Bt抗性进行初步检测。     

龙胆科药用植物化学成分的研究现状

龙胆科植物在我国的分布范围很广,且多数为药用植物,其多数种属的药用植物,至今其化学成分尚未被系统研究。综述了目前龙胆科药用植物的化学成分的研究现状及一般提取方法,对近年来发现的环烯醚萜及裂环烯醚萜类化合物进行了总结,为本科药用植物的更深入研究提供了参考。     

青蒿素生物合成机理研究现状

本文总结了目前有关青蒿素生物合成机理方面的研究,主要包括青蒿素生物合成中生理因子的影响,青蒿素生物合成中间体及前体,青蒿素生物合成细胞定位等。指出了存在的一些问题及今后的研究发展前景。