红火蚁告警信息素的GC-EAD分析

【背景】2-乙基-3,6-二甲基吡嗪是红火蚁告警信息素的主要成分,本研究旨在分离、鉴定红火蚁工蚁浸提液中告警信息素成分,分析红火蚁工蚁对告警信息素合成样品混合物的电生理反应。【方法】200 g红火蚁工蚁的正己烷浸提液过硅胶柱,正己烷—丙酮体系洗脱,气相色谱(GC)和气相色谱—质谱联用(GC-MS)分析检测浸提液中含告警信息素的流分,气相色谱—触角电位联用仪(GC-EAD)分析红火蚁工蚁对2-乙基-3,5(6)-二甲基吡嗪混合物的电生理活性。【结果】红火蚁工蚁正己烷浸提液硅胶柱层析分离能够得到含2-乙基-3,6-二甲基吡嗪的流分,GC-MS分析的保留时间在11.45 min。经过GC-EAD分析,发现红火蚁工蚁对2-乙基-3,5(6)-二甲基吡嗪混合物有显著的电生理反应。【结论与意义】红火蚁工蚁对2-乙基-3,6-二甲基吡嗪的电生理反应比2-乙基-3,5-二甲基吡嗪高。     

昆虫触角电位(EAG)及其与气谱联用(GC-EAD)技术

昆虫触角电位(EAG)和气相色谱-触角电位(GC-EAD)是昆虫化学生态学中最重要的电生理技术,在研究昆虫对信息化学物质的感受机理、筛选活性信息素成分或植物次生物质等方面发挥关键作用。本文介绍这两种技术的基本原理、操作步骤和应用实例等,并对使用中应该注意的事项进行了详尽讨论。     

气相色谱与触角电位检测器联用技术及其应用

介绍了气相色谱与触角电位检测器联用技术的工作原理、优点及其在昆虫性信息素或其它信息物质鉴定方面的应用。根据作者应用此技术进行赤松毛虫和桑尺蛾性信息素研究的经验 ,重点介绍了气相色谱与触角电位联用技术在实践操作中应注意的问题     

红火蚁工蚁对跟踪信息素的触角电位和行为反应

【目的】测定红火蚁Solenopsis invicta Buren工蚁对其跟踪信息素的触角电位（EAG）及行为反应。【方法】解剖红火蚁工蚁的杜氏腺, 用正己烷溶剂提取其分泌的跟踪信息素进行气相色谱-质谱（GC-MS）分析, 并测定了红火蚁工蚁对杜氏腺提取物、 工蚁提取物和合成的法尼烯混合物的EAG和招募行为反应。【结果】通过与合成的法尼烯混合物的气相色谱（GC）保留时间和质谱图比对, 发现杜氏腺提取物的主要成分并不是Z, E-α-法尼烯。EAG测定结果表明, 红火蚁工蚁对杜氏腺提取物、 工蚁提取物及100 μg的法尼烯混合物均有较强的EAG反应, 其次为10 μg和1 μg的法尼烯混合物。在招募行为测定中, 杜氏腺提取物和工蚁提取物招募作用明显, 而10, 1, 0.1和0.01 μg法尼烯混合物的作用均不显著。【结论】Z, E-α-法尼烯不是红火蚁跟踪信息素的主要成分; 红火蚁工蚁对杜氏腺提取物、 工蚁提取物有较强的EAG反应和明显的招募行为反应。     

红火蚁工蚁对棉蚜诱导的棉花挥发物的嗅觉和行为反应

【目的】红火蚁 Solenopsis invicta 与棉蚜 Aphis gossypii 存在兼性共生关系,红火蚁可能利用棉蚜危害诱导棉花释放的挥发物定位棉蚜。本研究将测试红火蚁工蚁对棉花挥发物的嗅觉和行为反应。【方法】使用Y型管实验测试红火蚁工蚁对棉花气味的行为反应;以红火蚁告警信息素2-乙基-3,5(6)-二甲基吡嗪为阳性对照,测试红火蚁工蚁对不同剂量(100, 10, 1 和0.1 μg)的9种棉花挥发物组分[α-蒎烯、β-蒎烯、β-石竹烯、( E, E )-4,8,12-三甲基-1,3,7,11-十三碳四烯(TMTT)、( E )-4,8-二甲基-1,3,7-壬三烯(DMNT)、辛醛、6-甲基-5-庚烯-2-酮、顺-3-己烯基乙酸酯和水杨酸甲酯]的触角电位反应;再利用Y型嗅觉仪测试这些挥发物对红火蚁工蚁的行为选择影响。【结果】结果表明,受棉蚜为害的棉花较健康棉花对红火蚁工蚁具有极显著的引诱效果。红火蚁对9种挥发物组分的EAG反应随着剂量升高而升高。各化合物在100 μg剂量时EAG反应值最大,其中,工蚁对水杨酸甲酯和6-甲基-5-庚烯-2-酮这两个化合物反应最强。在行为选择实验中,化合物水杨酸甲酯、6-甲基-5-庚烯-2-酮和DMNT对红火蚁工蚁均具有显著的引诱效果。【结论】棉蚜诱导的棉花挥发物中水杨酸甲酯和6-甲基-5-庚烯-2-酮对红火蚁有显著的引诱效果,这2种化合物可能在红火蚁定位棉蚜、建立共生关系中起着关键的作用。     

龙柏挥发油的化学成分及其对双条杉天牛生物活性研究

采用水蒸气蒸馏法提取了龙柏枝条的挥发油,经气相色谱.质谱联用仪分析,共分离和鉴定了44种化学成分,占挥发油总量的92.64%,主要成分为α-雪松醇(14.90%)、罗汉柏烯(6.90%)、α-蒎烯(5.78%)、γ-木罗烯(5.52%)和柠檬烯(5.00%).利用触角电位测定技术测定双条杉天牛成虫对挥发油的反应.结果表明,在一定范围内EAG反应强度与挥发油剂量呈正相关;同种样品,雌虫的EAG反应强于雄虫,且差异显著.     

中国和美国红火蚁毒腺生物碱组分的比较分析

【目的】比较两个入侵地红火蚁Solenopsis invicta毒腺生物碱成分及相对含量的地区间差异。【方法】以在中国广东省惠州、 广州、 深圳、 东莞、 珠海和美国阿拉巴马州采集的红火蚁工蚁为材料, 用正己烷溶剂浸提48 h获得浸提液, 将浸提液进行硅胶柱层析分离, 用气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）分析其所含的生物碱成分及其相对含量。【结果】红火蚁毒腺生物碱含顺式生物碱组分和反式生物碱组分。通过总离子图对比, 得到了7种顺式生物碱、 8种四氢吡啶和7种反式生物碱, 并计算得到这些组分的相对百分含量。【结论】中国广东省5个地区红火蚁生物碱组成无差别, 相对含量略有差异, 惠州种群和深圳种群差别最大, 其他地区间没有差别。中美两国入侵地的红火蚁种群生物碱成分种类无差别, 其各个组分之间相对含量略有差异, 美国阿拉巴马州种群与中国深圳种群各组分相对含量差别最大, 与中国广州种群差别最小。另外, 在检测的中国广东样品中, 只确认了红火蚁的存在, 提示杂合蚁与黑火蚁还未传入中国。     

室内饲养的红火蚁工蚁毒腺生物碱含量动态分析

【目的】分析红火蚁 Solenopsis invicta 工蚁在室内长时间饲养时,体内生物碱主要成分的含量变化。【方法】每10 d取0.5 g红火蚁工蚁用正己烷溶剂浸提48 h,浸提液通过硅胶柱分离,经气相色谱（GC）和气相色谱 质谱联用仪（GC-MS）鉴定其生物碱的主要成分,并用外标法测其生物碱各个主要成分的含量。【结果】红火蚁工蚁体内生物碱主要成分为9种顺式生物碱和5种反式生物碱,并测出90 d内这14种化合物在红火蚁工蚁体内的含量变化。其中,反式生物碱2-甲基-6-（4′-十三烯）哌啶的含量最高,第1天为3 391.57 μg/g,90 d后为556.70 μg/g;顺式生物碱2-甲基-6-十五烷基哌啶的含量最低,第1天为10.27 μg/g,90 d后为2.93 μg/g。【结论】红火蚁工蚁在室内长时间饲养时,体内生物碱的含量开始时持续下降,当生物碱含量下降到一个极低的水平后,基本不再变化,处于平衡状态。结合室内饲养时红火蚁工蚁死亡情况,可推测出当红火蚁蚁巢中生物碱含量很低时,蚁巢中体型较大的工蚁数量会比较少。     

红火蚁克星对入侵红火蚁的防治效果

经过一年来的野外试验,结果表明红火蚁克星对红火蚁具有显著的控制效果.施药后4d,红火蚁全巢死亡率达83.33～92.31%,施药后7～10 d全巢死亡.施药后90d和180d监测结果表明,诱测点在6个月内未出现新的蚁巢.     

华北大黑鳃金龟对桃树挥发物的电生理反应

【目的】华北大黑鳃金龟Holotrichia oblita是一种分布范围广,寄主种类多的农业害虫。本研究鉴定了桃树顶空挥发物中对华北大黑鳃金龟雌虫具有触角电生理活性的化合物,并探索桃树挥发物活性成分的剂量对华北大黑鳃金龟雌、雄虫触角电生理反应的影响。【方法】采用顶空吸附法收集桃树枝叶挥发物,用气相色谱 触角电位联用技术(GC-EAD)和气相色谱 质谱联用技术(GC-MS)鉴定有电生理活性的桃树挥发物成分,最后用触角电位(electroantennograph, EAG)技术测试这些挥发物在0.01,0.1, 1, 10和100 μg剂量下引起的华北大黑鳃金龟雌、雄成虫EAG反应。【结果】桃树挥发物中能引起华北大黑鳃金龟雌成虫触角电生理反应的成分有7种,包括Z-β-罗勒烯、顺-3-己烯乙酸酯、顺-3-己烯醇、壬醛、水杨酸甲酯以及2种未知化合物。所测试的对华北大黑鳃金龟雌成虫触角具有电生理活性的5种桃树挥发物成分在各剂量下都能引起雌、雄成虫明显的EAG反应。雌、雄虫对同种物质的EAG反应随着剂量的增加而有增大的趋势,并且雌虫的EAG反应显著高于雄虫。【结论】桃树挥发物中,罗勒烯、顺-3-己烯乙酸酯、顺-3-己烯醇、壬醛、水杨酸甲酯均能引起华北大黑鳃金龟雌、雄成虫的剂量依赖性的触角电生理反应,而且存在显著的性别差异。可利用这些化合物开展行为反应和田间诱集试验,进一步验证其对华北大黑鳃金龟的引诱活性。     

Modelling the potential spread of Solenopsis invicta Buren (Hymenoptera: Formicidae) (red imported fire ant) in Australia

Abstract  Quantifying the potential spread and density of an invading organism enables decision-makers to determine the most appropriate response to incursions. We present two linked models that estimate the spread of Solenopsis invicta Buren (red imported fire ant) in Australia based on limited data gathered after its discovery in Brisbane in 2001. A stochastic cellular automaton determines spread within a location (100 km by 100 km) and this is coupled with a model that simulates human-mediated movement of S. invicta to new locations. In the absence of any control measures, the models predict that S. invicta could cover 763 000–4 066 000 km² by the year 2035 and be found at 200 separate locations around Australia by 2017–2027, depending on the rate of spread. These estimated rates of expansion (assuming no control efforts were in place) are higher than those experienced in the USA in the 1940s during the early invasion phases in that country. Active control efforts and quarantine controls in the USA (including a concerted eradication attempt in the 1960s) may have slowed spread. Further, milder winters, the presence of the polygynous social form, increased trade and human mobility in Australia in 2000s compared with the USA in 1940s could contribute to faster range expansion.     

热处理对红火蚁工蚁的致死效果评估

热处理作为一种无污染、无残留、环境友好型防治措施,在红火蚁Solenopsis invicta Buren（Hymenoptera：Formicidae）防控中具有广阔的应用前景。然而,目前有关热处理对红火蚁防治效果的研究相对较少,致死温度和致死时间的最佳组合仍值得进一步探究。为此,本研究在实验室条件下,采用干热（45.5、46、46.5、47、47.5、48、49、50和51℃）和热水（41、41.5、42.5、43、45、46、47和48℃）处理红火蚁工蚁0.5~5 min,记录工蚁的击倒率、及处理后12 h的存活情况。结果显示,热处理温度越高、时间越长,红火蚁工蚁的击倒率和死亡率越高。干热处理过程中,48℃高温处理4 min、49℃高温处理3 min、50或51℃高温处理2 min均可杀死100%的工蚁。采用热水处理时,45或46℃热水处理5 min、48℃热水处理2 min便可杀死全部的工蚁。因此,作为一种安全、高效的物理防治措施,热处理可用于红火蚁的有效防控。     

红火蚁与两种本地蚂蚁间的干扰竞争

为了探讨重大入侵生物红火蚁Solenopsis invicta Buren与本地蚂蚁的竞争机制以及红火蚁成功入侵的机理, 本研究以红火蚁和2种本地蚂蚁黑头酸臭蚁Tapinoma melanocephalum (Fabricius)及亮红大头蚁Pheidole fervida Smith为材料, 室内测定了红火蚁分别与黑头酸臭蚁、亮红大头蚁之间在个体水平和种群水平上的攻击性和攻击强度。一对一攻击试验结果表明：红火蚁和黑头酸臭蚁之间攻击级别多集中在Ⅲ级, 即竞争优势明显的红火蚁对黑头酸臭蚁缺乏激烈的攻击, 只是在相互攻击时多摆出威胁姿势; 红火蚁与亮红大头蚁之间攻击性较强, 尤其是红火蚁中型和小型工蚁与亮红大头蚁兵蚁之间的攻击性（3.35和3.30）显著强于红火蚁大型工蚁与亮红大头蚁兵蚁的攻击性（2.70）。群体攻击试验结果表明：与黑头酸臭蚁群体攻击的红火蚁各处理组合中, 无死亡红火蚁出现, 而黑头酸臭蚁死亡率为31.80%; 而与亮红大头蚁群体攻击中, 红火蚁死亡率为0.20%~12.00%, 而亮红大头蚁平均死亡率为49.91%。可见, 红火蚁的群体攻击能力强于黑头酸臭蚁和亮红大头蚁, 其中红火蚁与亮红大头蚁间的相互攻击程度激烈, 死亡率较高, 而与黑头酸臭蚁间的攻击程度较弱, 可能由于黑头酸臭蚁化学防御对本身起到一定的保护作用, 这为进一步加强红火蚁发生区本地蚂蚁优势种--黑头酸臭蚁的保护利用提供理论基础。     

我国大陆红火蚁入侵扩张趋势长期预测

红火蚁Solenopsis invicta Buren是一种严重危害农林业生产、生命健康、公共安全和生态环境的国际性重大外来入侵害虫。2004年9月中国大陆首次发现红火蚁,2021年12月该蚁已入侵了12个省区近500个县区。本研究根据中国大陆红火蚁入侵发生县区数量变化,结合潜在适生区域评价信息,建立了红火蚁入侵县区数量与入侵时间长度间关系模型,并对入侵县区数量变化趋势作出长期预测。当中国大陆红火蚁潜在入侵县区数量上限分别为1 400、1 500和1 600个时,入侵县区数量与入侵时间长度关系模型分别为N=1400/(1+e^{5.4048-0.1784T})、N=1500/(1+e^{5.4335-0.1757T})和N=1600/(1+e^{5.464-0.1734T})。基于以上模型的分析结果显示,我国红火蚁快速扩散传播从2009-2010年开始,快速扩张期可能持续26～28年,年平均新增县区41～52个/年,预测2035-2037年入侵县区数量增长速率将开始减缓,2...     

红火蚁自然种群耐寒性的研究

为综合评价红火蚁Solenopsis invicta Buren的抗寒能力, 依据2005-2006年在深圳野外获得的红火蚁自然种群测定了其不同品级及虫态的过冷却点和低温处理后的存活率。研究结果表明：红火蚁各品级及其3个虫态的过冷却点之间存在显著差异。工蚁与雌、雄有翅蚁之间的过冷却点不存在差异, 而雌、雄有翅蚁之间的过冷却点存在差异;不同虫态过冷却点大小依次为蛹﹤成虫﹤幼虫。红火蚁自然种群在越冬前后存在过冷却点波动的现象, 表现为从10月份开始红火蚁野外种群的过冷却点开始逐渐下降, 在2月份达到最低, 为-12.68℃, 3月份回升到-9.51℃。红火蚁低温下的存活率S^T与低温暴露温度T和暴露时间t之间的关系均符合逻辑斯谛曲线方程。当处理时间为0.5 h, 红火蚁在-14℃时存活率为15.3%;当处理时间为1, 2和4 h, 工蚁在处理温度分别为-13, -9和-9℃才可全部致死。当处理温度为-10℃, 需要经过240 min工蚁才全部死亡, 在-11℃, 则需要120 min。相同低温的不同变幅和持续作用对工蚁的存活有较大的影响。总体来说, 经过相同的处理时间, 低温变幅越大存活率越低, 而且存活率降至0所需要的时间也不同, 4±9℃处理时在经过9 d即降为0, 而4±0℃处理则要长于15 d。与对照相比, 4±6℃和4±9℃处理4 d能显著提高工蚁在低温下的存活率。结果提示,不同变幅的持续低温作用对红火蚁的抗寒能力有着驯化作用, 红火蚁对极端气候有较强的适应能力。     

红火蚁巢穴土壤中生物碱成分分析

【目的】红火蚁Solenopsis invicta栖息在真菌和细菌较丰富的土壤环境中,容易受多种真菌和细菌性病原体的侵染,因红火蚁的毒液具有很好的防御和抗菌作用,致使红火蚁能生存于此类土壤环境中。为了探索这一奥秘,本研究旨在建立红火蚁巢穴土壤中的毒液生物碱的最佳提取方法,并对毒液生物碱成分进行定量分析。【方法】采集蚁巢周边3 m处的土壤,进行添加、回收红火蚁毒液实验。采用抽滤法提取土壤中的毒液生物碱,利用GC-FID对毒液生物碱成分进行定量分析,筛选最佳的提取溶剂,并且确定添加三乙胺的最佳体积比。然后用最优方法提取蚁巢土壤中的毒液生物碱,并进行定量分析。【结果】正己烷、二氯甲烷、乙酸乙酯、丙酮和甲醇5种提取溶剂中,正己烷处理的生物碱回收率略优。当添加的三乙胺的体积为1 mL及以上时,提取效果最佳。红火蚁巢穴土壤中的毒液生物碱成分中,trans-C15∶1的含量最高,trans-C13∶1的含量次之。巢穴土壤中总生物碱含量约为22μg/g。【结论】三乙胺有助于提取蚂蚁巢穴土壤中的毒液生物碱。红火蚁巢穴土壤中的生物碱浓度较高,有可能对巢穴土壤微生物群落产生重要影响。     

Integrated pest management concepts for red imported fire ants Solenopsis invicta (Hymenoptera: Formicidae)

Management of imported fire ant species has evolved since their accidental introduction into the United States and currently uses integrated pest management concepts to design, implement, and evaluate suppression programs. Although eradication is the management goal in certain isolated infestation sites, localized goals vary dramatically in larger infestations where reinvasion of treated areas is likely. These goals are influenced by regulatory policies, medical liabilities, ecological impact, and/or economic considerations. Tactics employed in fire ant management programs presented here include cultural and biological control options along with judicious use of site‐specific insecticide products. In addition, program design considerations that include management goal(s), action level(s), ant form (monogyne or polygyne), presence of nontarget ant species, size of treatment area, seasonality, implementation cost, and environmental impact are also presented. Optimally, elegant IPM programs are target specific, threshold driven, environmentally friendly and cost‐effective.     

红火蚁弃尸堆的食物结构

通过对红火蚁弃尸堆进行收集、整理、鉴定和分析,研究了自然条件下华南地区典型生境中红火蚁食物结构的季节性变化.结果表明:红火蚁弃尸堆中主要包括了8个目的昆虫和种子共41个种类.其中鞘翅目Coleoptera昆虫的出现频率最高,在4个生境荔枝园、苗圃、荒地、公路路边中分别为69.05%、41.7%、51.8%和66.67%;同翅目Homoptera昆虫出现频率最低,只在荒地中发现占1.20%.其余依次为膜翅目Hymenoptera(14.92%)、半翅目Hemiptera(11.96%)、种子(11.66%)、直翅目Orthoptera(2.08%)、鳞翅目Lepidoptera(0.60%)、等翅目Isoptera(0.60%)和蜻蜓目Odonata(0.60%).弃尸堆中的昆虫碎片以成虫为主,蛹和幼虫较少.不同生境弃尸堆内红火蚁觅食对象的种类虽然较为接近,但在组成与数量上存在差异,其相似度不高.弃尸堆中红火蚁觅食对象的种类和碎片数随着时间呈现明显的变动,上半年的4、5月份和下半年9、10月份红火蚁的觅食到的对象多样性丰富,这两个阶段属于觅食活跃期.