美国白蛾的发生与防控

生物入侵造成了严重的生态危害和经济损失。美国白蛾是我国重要的外来入侵物种,近年来,美国白蛾发生危害严重。本文对美国白蛾的形态学、生物学和生态学特征、地理分布、以及防控措施进行了介绍。     

美国白蛾种群遗传分化的RAPD分析

应用随机扩增多态性DNA(RAPD)技术,对9个不同地理种群美国白蛾进行了遗传多样性和UPMGA聚类分析.结果表明:25个RAPD引物共扩增191个位点,片段大小在200～2000 bp,其中158个是多态位点,多态百分率为82.72%,遗传距离指数在0.2043～0.5108,遗传相似性系数在0.4892～0.7957;9个不同地理种群的美国白蛾可以分成3类:辽宁省和山东类群、北京和天津类群、美国类群,表明美国白蛾不同地理种群间的遗传分化与地理位置相关.     

美国白蛾天敌研究进展

美国白蛾Hyphantria cunea(Drury)是国家林业和草原局的重点防控对象,也是我国重大外来林业检疫性有害生物.现阶段美国白蛾在我国的种群密度持续增加和扩散,缺乏有效天敌的控制应该是重要的原因之一.本文综述了国内、外美国白蛾的捕食性和寄生性天敌的种类.捕食性天敌主要包括昆虫、蜘蛛、两栖类和鸟类,整理出国外报道的捕食性天敌名录119种,国内捕食性天敌名录29种;寄生性天敌主要包括寄生蜂和寄生蝇类,整理出国外报道的寄生性天敌名录47种,国内寄生性天敌名录53种.本文回顾了我国在美国白蛾天敌利用方面取得的阶段成果,并针对将来天敌复合体的应用和原产地天敌的引进提出了展望.     

人工合成美国白蛾性信息素的应用研究

美国白蛾HyphantriacuneaDrury是国际性检疫害虫,原产北美,1979年在我国丹东地区首次发现,1990年被林业部列为中国7大森林病虫害之一。目前在我国已蔓延至辽宁、陕西、山东、河北、上海、天津,辽宁省有11个市相继不同程度发生。为探索美国白蛾监测、检疫及防治的新途径,增加封锁扑灭工作的科技含量,辽宁省森防检疫站于1994年起与林业部森防总站合作在辽宁省疫区进行了人工合成美国白蛾性信息素应用技术的研究。研究结果表明,人工合成美国白蛾性信息素具有专一性强,灵敏度高,使用方便等优点,可应用于成虫发生期监测,种群动态监测…     

利用生命表评价白蛾周氏啮小蜂对美国白蛾的控制作用

为了研究白蛾周氏啮小蜂对侵入性害虫-美国白蛾的控制作用,在山东省烟台市美国白蛾发生区,选择美国白蛾发生程度中等的两块样地,一块样地作为释放白蛾周氏啮小蜂防治美国白蛾的防治区,另一块样地作为对照区。应用生命表技术,连续2年共4代对美国白蛾种群数量进行定点观察。防治区每代美国白蛾在化蛹初期和化蛹盛期各放蜂1次,即每代美国白蛾共放蜂2次。将2年的第1代和第2代观测数据分别综合平均,制成4个生命表。结果表明,在放蜂防治区,第1代和第2代美国白蛾的种群趋势指数（I）分别为0.29和0.14,说明下代美国白蛾种群数量将急剧下降;放蜂区的I值显著小于对照区的8.74和4.48。生命表研究结果清楚地表明,通过人工释放白蛾周氏啮小蜂能够达到良好的控制美国白蛾的效果。     

低温对美国白蛾越冬蛹的影响研究

美国白蛾Hyphantria cunea Drury是我国唯一一种被农业、林业共同列为检疫对象的害虫。本论文通过2010与2011年室内测定和室外调查的一系列研究表明,美国白蛾蛹在不同低温处理下随着处理时间的延长存活率逐渐降低。其中,-10℃下处理30 h后几乎没有越冬蛹存活,-15℃下处理3 h后越冬蛹的存活率低于5%,-20℃处理25 min后越冬蛹几乎没有羽化为成虫的个体。0℃低温处理对越冬蛹的低温存活率有重要影响,且随着0℃下处理的时间长短而发生变化,在0℃下处理时间越长则在-10℃下存活率越高。在0℃下处理150 min以后,存活率随处理时间的延长差异不显著。     

北京地区美国白蛾时空分布变化及其影响因素

美国白蛾是我国农林对外重大检疫对象之一,已经对我国的生态和经济造成了巨大损失,且十分难以防治。基于地统计学和地理信息系统原理,通过半变异函数分析,选取最优拟合模型,利用克里金插值法对2008-2016年北京地区美国白蛾的种群时空分布特征进行制图,并结合气象数据,运用冗余分析探究了美国白蛾种群动态变化与气候因子的关系。结果表明：（1）空间特征上,美国白蛾种群呈现聚集分布,分布趋势为东部、南部高,西部、北部少,主要集中在海拔400m以下的地区;（2）时间特征上,北京地区的美国白蛾种群一年3代,单年内越冬代数量远大于第一代和第二代,第一代和第二代种群数量相近,到次年越冬代种群数量回升,依此呈现周期性变化;（3）冗余分析结果显示影响北京地区美国白蛾种群变化与3月份平均相对湿度、7月份平均气温、上一年8月份最高温度呈正相关关系,与2月份日照时数、4月份最高温度、上一年9月份最低温度呈负相关关系;（4）插值结果表明在北京东部和南部边界与河北省交界处分布有一个较大的美国白蛾种群,能够影响该地区的美国白蛾种群数量。     

美国白蛾防控技术研究进展

美国白蛾Hyphantria cunea(Drury)原产于北美,是重要的国际性检疫害虫。自1979年我国首次发现该虫以来,已经对我国农林业生态系统特别是园林植物造成了严重危害。防控技术一直是美国白蛾研究领域的热点之一,利用性信息素、现代通讯技术和遥感技术,能够更精准地监测美国白蛾的发生危害情况。美国白蛾的防治措施主要以人工、物理、生物和化学防治为主,其中人工防治主要采取剪除网幕和草把诱集化蛹的方法,化学防治以飞机和机器人进行喷药,生物防治主要在美国白蛾幼虫期施用核型多角体病毒HcNPV,老熟幼虫和蛹期释放白蛾周氏啮小蜂Chouioia cunea Yang,可持续控制美国白蛾种群数量。该技术取得了良好的效果并大面积推广使用。尽管对美国白蛾防控技术的研究已经取得了重大进展,但仍存在一些问题需要进一步研究解决。如防治措施持续控制效果的科学评价方法、美国白蛾原产地天敌的引进利用、美国白蛾灾害分布特征与人类活动和生态环境的关系等。此外,随着害虫防治新技术的出现,如基因重组技术以及RNAi技术在多种害虫防治中的应用,均可为美国白蛾防治提供新的借鉴。本文还列出了国内外美国白蛾部分天敌昆虫名录,并对美国白蛾防控技术的未来发展趋势进行了展望,以期为美国白蛾及同类入侵生物的治理策略有所启示。     

白蛾周氏啮小蜂毒液对美国白蛾蛹血细胞免疫的影响

【目的】明确白蛾周氏啮小蜂Chouioia cunea毒液对其寄主美国白蛾Hyphantria cunea蛹细胞免疫的影响。【方法】采用Na_2-EDTA分离美国白蛾蛹颗粒细胞,尼龙毛法分离浆血细胞,再利用细胞离体培养法,测评了白蛾周氏啮小蜂毒液对寄主美国白蛾两种血细胞包囊作用和吞噬作用的影响。【结果】美国白蛾颗粒细胞的包囊指数强于浆血细胞。白蛾周氏啮小蜂毒液对颗粒细胞和浆血细胞的包囊指数均有明显的抑制作用,毒液浓度越大,抑制作用越强,两种血细胞的包囊作用均呈先增长后降低的趋势。在所有浓度毒液处理下,颗粒细胞的包囊指数在12 h时最强。未经小蜂毒液处理的浆血细胞包囊指数在15 h时达到最强,但经浓度为0.01~0.03 VRE/μL的毒液处理后浆血细胞的包囊指数在12 h时达到最强,而经浓度为0.04~0.10 VRE/μL的毒液处理后包囊指数在9 h时最强。白蛾周氏啮小蜂毒液对美国白蛾蛹颗粒细胞的吞噬作用强于浆血细胞。毒液对两种血细胞的吞噬能力均有明显的抑制作用,但毒液处理对浆血细胞的吞噬作用影响较小。【结论】白蛾周氏啮小蜂毒液可以抑制美国白蛾蛹颗粒细胞和浆血细胞的包囊作用和吞噬作用,且随着毒液浓度的增加,两种血细胞的免疫作用显著下降。     

基于Faster R-CNN的美国白蛾图像识别模型研究

昆虫监测中美国白蛾Hyphantria Cunea的人工辨识、分类费时费力,且主观性强。本文利用RPN人工神经网络模型对美国白蛾图像数据进行特征提取,并对比分析Inception_v2,ResNet50,ResNet101网络模型,设计了一种改进的美国白蛾人工神经网络识别模型IHCDM（Improved Hyphantria Cunea Artificial Neural Network Recognition Model,IHCDM）,采用端到端方法在GPU处理器上对该模型进行了训练,并对其进行了实验验证。结果表明：该模型对美国白蛾的识别准确率可达99.5%,相比于ResNet50与ResNet101网络模型,识别准确率提高了0.5%与0.4%。超参数微调后,在置信度阈值为0.85时,识别准确率99.7%,识别速度0.09 ms/张。IHCDM模型为美国白蛾的快速辨识、分类提供了一种新方法。     

白蛾周氏啮小蜂气味结合蛋白OBP1与寄主挥发物的分子对接研究

【目的】白蛾周氏啮小蜂为重大入侵害虫美国白蛾的主要天敌。本课题组前期通过转录组测序技术筛选出8个主要在白蛾周氏啮小蜂雌性触角中表达的气味结合蛋白OBPs。然而目前,对这些OBPs的具体结构和功能仍不清楚。因此,选取一个在雌性周氏啮小蜂触角特异表达的气味结合蛋白OBP1,通过分子对接技术模拟寄主挥发物与OBP1的结合情况。【方法】通过Swiss-Model对白蛾周氏啮小蜂气味结合蛋白CcOBP1进行同源建模,获得该蛋白的三维结构。从Pubchem下载γ-丁内酯、邻苯二甲酸二甲酯和萘等11种小分子的三维结构。用Schrodinger Suites 2015-2中的maestro10.2软件进行分子对接。【结果】在11种挥发物中,有3种与CcOBP1结合特性较好的小分子物质,分别是γ-丁内酯、邻苯二甲酸二甲酯和萘。【结论】白蛾周氏啮小蜂气味结合蛋白CcOBP1与γ-丁内酯、邻苯二甲酸二甲酯和萘结合特性较好,CcOBP1的功能可能与白蛾周氏啮小蜂的趋避效应相关,该结果初步探明了白蛾周氏啮小蜂OBP1的功能,可为白蛾周氏啮小蜂嗅觉分子机制的研究积累数据。     

周氏啮小蜂(海南种群)对椰子织蛾的寄生功能反应

【目的】周氏啮小蜂(海南种群)是寄生椰子织蛾蛹期的本土天敌。研究周氏啮小蜂(海南种群)对椰子织蛾的功能反应,能为该蜂室内扩繁和室外控害利用提供基础。【方法】在室内观察周氏啮小蜂(海南种群)寄生行为基础上,研究了营养(10%蜂蜜)、寄主蛹(初、中、晚)期对周氏啮小蜂(海南种群)寄生功能反应的影响。【结果】镜下观察1头周氏啮小蜂(海南种群)可寄生多头椰子织蛾蛹,寄生量随寄主密度的增大而增加,但当寄主密度达到一定程度后,其增长率随寄主密度的增大逐渐减缓,属于HollingⅡ功能反应。在无营养条件下,周氏啮小蜂(海南种群)对椰子织蛾初、中、晚期蛹的理论最大寄生量分别为1.5、1.4、1.2头·d~(-1);在10%蜂蜜饲喂条件下,周氏啮小蜂(海南种群)对椰子织蛾初、中、晚期蛹的理论最大寄生量分别为1.8、1.7、1.3头·d~(-1)。【结论】HollingⅡ型拟合结果表明,椰子织蛾初期蛹是周氏啮小蜂(海南种群)寄生的最佳时期,补充营养能够提高椰子织蛾的寄生力。     

营养对不同地理种群周氏啮小蜂生物学特性的影响

【目的】研究补充营养对周氏啮小蜂海南本土地理种群和北京地理种群的生物学参数是否有差异。【方法】设置不同的营养(10%蜂蜜、10%蔗糖、10%葡萄糖、水、空白)分别饲喂周氏啮小蜂,统计2个地理种群的寄生率、羽化率、出蜂量、寿命。【结果】2个地理种群的周氏啮小蜂羽化后不久即可进行交配,补充10%蜂蜜、10%蔗糖、10%葡萄糖能显著提高2个地理种群的寄生率、羽化率、出蜂量、雌雄蜂寿命,补充不同的营养对两个地理种群的雌雄比、发育历期的影响差异不显著;饲喂10%蜂蜜的海南地理种群寄生率最高(84.60%),饲喂10%葡萄糖的海南地理种群羽化率最高(97.47%),饲喂10%葡萄糖的海南地理种群出蜂量最高(60.03头),饲喂10%葡萄糖的海南地理种群雌、雄蜂的寿命均为最高,分别为9.13和8.53d。营养和地理种群的交互作用对周氏啮小蜂雄蜂的寄生率、羽化率、出蜂量、雌雄比、雌雄蜂寿命具有显著影响,而对周氏啮小蜂的发育历期无显著影响。【结论】补充营养可不同程度促进周氏啮小蜂生殖力、寿命及寄生率,对寄生蜂繁育和利用其进行生物防治具有一定的意义。     

多杀菌素对天敌昆虫白蛾周氏啮小蜂的毒力评估

[目的] 生物防治与化学防治相结合是害虫综合防治的重要策略,蛹寄生蜂白蛾周氏啮小蜂是一种重要的天敌昆虫,在美国白蛾的生物防控中起关键作用。本研究旨在评估农林生产中常用的广谱、低毒杀虫剂多杀菌素对白蛾周氏啮小蜂的安全性。[方法] 采用药膜法检测多杀菌素对小蜂的毒力,并检测亚致死浓度多杀菌素处理后,小蜂体内解毒酶活性的变化。[结果] 多杀菌素对小蜂无短期（1 h）触杀作用,但随施药时间延长,其对小蜂的毒杀作用增强,25 mg·L^-1多杀菌素施药2 h后,可诱导约18.67%小蜂个体死亡。施药4 h后,不同浓度多杀菌素对小蜂的毒杀作用差异最明显,低浓度（5 mg·L^-1）多杀菌素可诱导11.33%小蜂死亡,而中、高浓度多杀菌素（≥ 15 mg·L^-1）可诱导77.33%~88.00%个体死亡。施药6 h后,LC₅₀值达7.44 mg·L^-1,安全系数为0.31,属高风险性农药。此外,亚致死浓度多杀菌素可明显诱导小蜂羧酸酯酶活性提高,对乙酰胆碱酯酶与谷胱甘肽-S-转移酶活性具有剂量效应。[结论] 多杀菌素对白蛾周氏啮小蜂的毒力作用较强,在美国白蛾生防区需慎用。     

新入侵害虫椰子织蛾的3种本地寄生蜂

【目的】椰子织蛾是近期入侵中国的棕榈植物重要害虫,研究其天敌寄生蜂,能为椰子织蛾的进一步防控提供科学依据。【方法】在海南岛收集鉴定了椰子织蛾天敌寄生蜂,观察记录寄生蜂发育历期、雌雄性比、成虫寿命等基础生物学特性。【结果】经形态及分子鉴定,收集到的椰子织蛾寄生蜂有幼虫期寄生蜂麦蛾柔茧蜂、蛹期寄生蜂金刚钻大腿小蜂和周氏啮小蜂。在温度(26±2)℃、湿度(75±10)%RH、以椰子织蛾为寄主条件下,麦蛾柔茧蜂、金刚钻大腿小蜂和周氏啮小蜂发育历期分别为11.8、19.6和20.6 d;每头寄主的出蜂量分别为10.1、1.0和81.5头;雌蜂占比分别为26.6%、40.6%和89.8%;每种寄生蜂雌蜂寿命均长于雄蜂。【结论】保护和利用椰子织蛾的3种本地寄生蜂,将有助于椰子织蛾的防控。     

Mass rearing and augmentative releases of the native parasitoid Chouioia cunea for biological control of the introduced fall webworm Hyphantria cunea in China

The fall webworm, Hyphantria cunea Drury, is an economically important introduced pest in China. A native pupal endoparasitoid, Chouioia cunea Yang (Hymenoptera: Eulophidae, Tetrastichinae) causes considerable mortality of H. cunea pupae in some areas of China. Alternative hosts of C. cunea were tested to find potential substitute hosts for mass rearing the parasitoid. Antheraea pernyi Guerin-Meneville (Lepidoptera: Saturniidae) was chosen as a surrogate host as a single pupa produced an average of 6552 wasps and a maximum of 11,256 per pupa. A mass-rearing technique and successful release program of this parasitoid is described. Parasitism by C. cunea in the areas where it was released averaged 67.74% and was usually over 80%. Other native parasitoids, such as Coccygomimus disparis (Viereck), C. parnasae (Viereck) (Hymenoptera: Ichneumonidae) and Exorita japonica Townes (Diptera: Tachnidae), caused the total average parasitism to exceed 90% on average, reaching a maximum of 96.28% in the release areas. These successful releases indicate that an introduced pest species can also be controlled by the mass-rearing and release of native parasitoids in the country of introduction.     

Heat retention by webs of the fall webworm Hyphantria cunea (Lepidoptera: Arctiidae): infrared warming and forced convective cooling

1. Webs of the fall webworm (Lepidoptera: Hyphantria cunea Drury) were studied to determine how web temperatures respond to infrared radiation and wind. Webs were individually mounted under an infrared light source at the end of a wind tunnel.

2. During infrared heating, the front (outward-facing) surface and central interior of the web were more effective at trapping and holding heat than the back (inner) surface.

3. Thermal heterogeneity inside webs represents options to larvae, allowing the possibility of behavioral thermoregulation.

4. During windy conditions, webs slowed air movements enough to allow the web interior to retain some captured heat.     

Theileria ovis discovered in China

A polymerase chain reaction (PCR) using 989/990 primers was conducted to identify a newly isolated Theileria sp. in Xinjiang Province of China. The target DNA fragments of the complete 18S rRNA gene were cloned and sequenced. The phylogenetic relationship of newly isolated Theileria spp. was inferred based on the 18S rRNA gene. The results showed that the new Theileria sp. belonged to the cluster of Theileria ovis. Moreover, the findings were confirmed by T. ovis species-specific PCR. An expected 520 bp fragment of T. ovis DNA was obtained from 25 out of 320 (8%) field blood samples, and blood of an experimental sheep infested by Hyalomma anatolicum anatolicum collected in Xinjiang. The infection rate of T. ovis was 78% (25/32) in Xinjiang province. The investigation did not find T. ovis positive samples from the field samples collected from the other twelve provinces. This study indicates that T. ovis is prevalent in Xinjiang province of China and its transmission vector is H. anatolicum anatolicum.     

In vitro rearing ofExorista larvarum on tissue culture-based diets

Exorista (=Tachina) larvarum (L.) (Diptera, Tachinidae), a polyphagous parasitoid that attacksLymantria dispar L. andHyphantria cunea (Drury), was rearedin vitro from egg to adult on four tissue culture media-based diets (TMM-FH, SCHNEIDER'S, EX-CELL 400, and SF-900). The kind of tissue culture media in the diets did not influence the adult yield (34 to 55%) and puparium weight (26–27 mg). Adult yield and the puparium weight ofE. larvarum developed on TNM-FH and SCHNEIDER'S-based diets containing different amounts ofGalleria mellonella pupal extract (PE) (0, 1.25, 2.5 and 5%), were lower on diets without PE. In diets without PE development times from oviposition to adult emergence, were shorter on TNM-FH (19 days) than on SCHNEIDER'S-based diet (25–26 days). The adults that developed on artificial diets were able to parasitize the factitious hostG. mellonella and produce viable progeny. The results demonstrate thatE. larvarum is the most promising parasitoid ever studied forin vitro mass production.