黑化粘虫的形态特征及其遗传模式

本文首次研究报道了黑化粘虫Mythimna separata的形态特征及其遗传模式。所获的结果表明,黑化型与正常型粘虫的外部形态特征差异主要表现在成虫期。与正常型粘虫相比,黑化粘虫的成虫体色几乎全部变黑,正常型成虫所具有的黑色特征在黑化粘虫中已完全看不见,其他的颜色特征也由于黑化而产生了变异。卵、幼虫和蛹的颜色与正常型的没有明显的区别,只是黑化型的蛹在将羽化时的体色比正常型的深。黑化粘虫的遗传遵循孟德尔的隐性遗传规律,由位于常染色体上的单基因控制。这些结果表明,黑化型与正常型粘虫虽然仍属于同一个种,但黑化粘虫已经演变成了不同的基因型。最后,对黑化粘虫产生的原因及其在进化上的适应意义进行了讨论。     

飞行对粘虫体内甘油酯积累与咽侧体活性的影响

研究了粘虫Mythimna separata (Walker)成虫飞行对甘油酯的恢复、保幼激素的滴度及飞行肌降解的影响, 结果表明,不同日龄粘虫的飞行活动对其能源物质的积累及保幼激素分泌产生不同的影响。1日龄蛾的飞行对粘虫这两方面产生的影响最大,其飞行个体能源物质的积累明显高于未飞行的对照个体; 3日龄飞行个体的能源物质积累与对照相当; 但5日龄飞行个体则很难达到对照水平。1日龄飞行个体咽侧体活性在36 h后明显高于对照,60 h后已是对照的10倍,108 h达到其峰值; 3日龄飞行个体咽侧体的活性稍高于对照,但差别不显著; 5日龄飞行个体的咽侧体活性则稍低于对照。不同日龄飞行对飞行肌的降解也产生不同的影响。1日龄飞行个体的飞行肌在飞行后6 天已经明显低于对照。3、5日龄的飞行活动对其飞行肌降解的影响不明显。因此推测,粘虫咽侧体活化的关键时期可能在羽化后1～3 天之间。     

松油烯-４-醇对粘虫幼虫的生物活性

测定了杀虫植物砂地柏Sabina vulgaris Ant.的精油中主杀虫成分-松油烯-4-醇（terpinen 4.01）对粘虫Mythimna separata Walker幼虫的生物活性。结果表明,松油烯- 4-醇对粘虫主要表现为熏蒸作用,对粘虫3龄幼虫24 h的熏蒸LC₅₀为5.3473 μL/L ;还具一定触杀作用,对粘虫4龄幼虫24 h的LD₅₀为147.8 μg/虫。试虫的中毒症状可明显地分为兴奋、痉挛、麻痹和死亡4个阶段,而麻痹的部分试虫有复苏现象。可明显抑制Na⁺ ,K⁺ATP酶的活性,在兴奋期、痉挛期、麻痹期和复苏期,抑制率介于21.28%～34.92% 之间。离体条件下对Na⁺,K⁺ATP酶的I₅₀为133.75 μg·mL^-1;对AChE活性有一定的影响;对酯酶,在兴奋期,酶活力为对照的7.0%,在麻痹期则为对照的1.33倍,而复苏期试虫的酯酶活力与对照相当。     

粘虫迁出与迁入种群的行为和生理特性比较

系统比较了田间粘虫Mythimnaseparata (Walker)迁出与迁入种群在飞行能力、 飞行肌干重、卵巢发育、交配以及保幼激素滴度等指标的差异。结果显示,迁出种群的飞行潜 力显著强于迁入种群,雌蛾中胸背纵肌平均干重（6.53 mg）也显著高于迁入种群（5.92 mg ）,但卵巢发育程度显著低于迁入种群;迁出种群的交配率和平均交配次数均显著低于迁入种 群;早期迁入的雌蛾卵巢发育级别和交配率相对较低,并随迁入时间的延长而增加。迁出与迁入 种群雌蛾的保幼激素滴度也存在显著差异,两者的JHⅡ滴度平均分别为4.63 ng/mg和8.69 ng/mg。这些结果说明,粘虫迁飞前后的行为、生理和生殖特性具有明显的变化,迁出种群具有较强的飞行潜力,生殖系统的发育受到暂时性抑制;而迁入种群飞行能力下降,卵巢发育级别 较高,交配率增加。同一世代早期迁入的雌蛾卵巢发育程度较低,表明粘虫迁飞是发生在成虫 发育的初期,迁飞过程中卵巢发育受到暂时性抑制,迁入以后便迅速发育并开始繁殖。粘虫迁 飞的行为和生理特性与“卵子发生 飞行拮抗综合症候(oogenesisi flight syndrome)”相符 。内分泌激素（保幼激素）在其迁飞与生殖的转换过程中起着重要的调控作用。     

粘虫产卵前期的遗传特征

从田间采集的粘虫 Mythimna separata (Walker)种群在室内相同条件下饲养时 ,其后代雌蛾的产卵前期有较大程度的分化 ,最短的为 3d,最长的达 8d。通过亲子回归法 (雌性子代和亲本产卵前期的回归分析 )估算的粘虫蛾产卵前期遗传力值为0 .2 899,表明粘虫产卵前期受遗传因素的影响较小。对单雌系的双向选择所产生的选择响应表明 ,在一定的选择压力下 ,选择有利于产卵前期长的个体 ,即产卵前期长的个体进化速度要比短的个体快 ,但连续选择的响应较低。进一步通过家系间交互杂交来研究雌蛾产卵前期的遗传基础表明 ,产卵前期在很大程度上受雄性亲本的影响 ,即可能受 X-性染色体上的基因调控     

Susceptibility of Oriental armyworm,Mythimna separata (Lepidoptera: Noctuidae) larvae and pupae to native entomopathogenic nematodes

The Oriental armyworm, Mythimna separata Walker (Lepidoptera: Noctuidae) is a major pest of cereal crops, and its outbreaks result in complete crop loss. In this study, we tested the pathogenicity and reproductive potential of indigenous entomopathogenic nematodes (EPNs), Heterorhabditis indica Poinar, Karunakar, & David NBAIIH38, Steinernema abbasi Elawad NBAIISa01, S. carpocapsae Weiser NBAIISc05 and S. siamkayai Stock, Somsook and Reid NBAIRS92 against larval and pupal stages of M. separata under laboratory conditions. Steinernema carpocapsae caused significantly greater mortality in second- and fourth-instar larval stages than other EPNs species. Steinernema carpocapsae caused greatest mortality 100% in larval stages and 75% in pupal stages. Significant differences were observed in the lethal concentration values (LC₅₀ and LC₉₀) of EPNs species against different stages of M. separata. Differences in penetration and multiplication in the fourth-instar larval stages of M. separata were observed amongst the EPNs species. However, further studies are needed to reveal the field performance of EPN isolates tested to be included in the IPM programme of M. separata.     

粘虫类钙粘蛋白基因的克隆、序列分析及时空表达

昆虫中肠膜类钙粘蛋白（cadherin-like protein, CLP）是苏云金芽孢杆菌Bacillus thuringiensis (Bt)毒素的重要受体之一, 与Bt毒素的杀虫作用机制以及昆虫对Bt毒素的抗性等密切相关。本研究应用RT-PCR和RACE技术, 克隆了迁飞性重要害虫粘虫Mythimna separata类钙粘蛋白基因全长cDNA序列（命名为Msclp, GenBank登录号为JF951432）, 全长5 642 bp, 编码1 757个氨基酸, 推导的氨基酸序列具有昆虫类钙粘蛋白的特征结构, 包括1个信号肽、 1个前蛋白区、 12个钙粘蛋白重复、 1个近膜区、 1个跨膜区和1个胞质区。预测的分子量和等电点分别为196.786 kD和4.5。该蛋白与同科的烟夜蛾Helicoverpa assulta、 烟芽夜蛾Heliothis virescens、 棉铃虫Helicoverpa armigera及甜菜夜蛾Spodoptera exigua的类钙粘蛋白亲缘关系最近, 氨基酸序列一致性分别为61.77%, 61.66%, 61.26%和58.14%。荧光定量RT-PCR分析表明, 该类钙粘蛋白基因在不同龄期的粘虫幼虫中表达量差异极显著(P<0.01), 其中4龄幼虫相对表达量最高, 但与3龄、 6龄幼虫并没有显著性差异; 1和2龄幼虫表达量最低; 表达部位主要在粘虫中肠, 在中肠以外的虫体其他部位表达量极低。这些结果对于揭示转Bt作物对非靶标、 迁飞性粘虫的杀虫作用机制以及评价其潜在的对Bt毒素抗性机制等奠定了基础。     

A flagellate protozoan from Mythimna separata (Lepidoptera: Noctuidae)

Abstract

A trypanosomatid flagellate, Herpetomonas sp., is recorded from an adult Mythimna separata (Walker) (Lepidoptera: Noctuidae). Promastigote, paramastigote, and opisthomastigote stages measured 3.4–12 × 1.3–4.3 μm, Giemsastained, with flagella measuring 13.8–18.7 μm. A few amastigotes (3.9–8.3 × 3.7–6.7 μm) were also observed. Fourteen larvae fed with a suspension of flagellates were found later to be infected with the protozoan. No flagellate infections were found in the hymenopteran parasitoid, Apanteles ruficus (Haliday), or the hyperparasitoid, Trichomalopsis sp.     

Cry1Ac毒蛋白对粘虫生长发育、繁殖及飞行能力的影响

为了更全面地评价转基因作物对粘虫Mythimna separata (Walker)（鳞翅目: 夜蛾科）的影响, 在室内用生测法研究了粘虫初孵幼虫连续取食含不同浓度的Cry1Ac毒蛋白的人工饲料后, 其生长发育、繁殖及飞行能力的变化。结果表明: 取食0（对照）, 3, 6, 12, 24, 48和96 μg/g Cry1Ac毒蛋白人工饲料6 d后的幼虫头宽、 体长、 18 d后的体重随着毒蛋白浓度的升高显著降低, 幼虫发育历期显著延长, 死亡率显著升高。取食含毒蛋白浓度>12 μg/g饲料的幼虫不能正常化蛹; 取食含0, 3和6 μg/g毒蛋白饲料的幼虫能正常化蛹、 羽化, 化蛹率随着毒蛋白浓度的升高而显著降低、 蛹历期显著延长; 取食含0, 3和6 μg/g毒蛋白饲料的幼虫羽化的成虫繁殖能力有显著差异, 产卵前期随毒蛋白浓度的升高显著延长, 产卵量显著降低; 而1日龄成虫飞行能力（飞行距离、 时间和速度）则随毒蛋白浓度的升高显著降低。这些结果表明, Cry1Ac毒蛋白对粘虫的生长发育、 繁殖及飞行具有显著影响, 从而为完善转Bt作物的生态安全性风险评估提供了重要的实验依据。     

粘虫成虫在气流场中飞行行为的观察研究

通过改进悬吊测飞技术、室内风洞和野外雷达相结合的观测方法,研究了粘虫在气流场中的飞行行为特征及其与气流的关系。直筒风洞自由飞行观测的结果表明,粘虫蛾对气流有明显行为反应,表现为头部迎风起飞和迎风飞行的特性;在3.0～5.5 m/s风速下,有92%～94% 的个体可一次逆风飞行通过2 m长的风洞;当风速≥6.0 m/s时,有71.9%的蛾子沿螺旋状的飞行轨迹逆风通过风洞。环形风洞悬吊飞行测试的结果表明,粘虫可逆风飞行的最大风速为7.2 m/s;在风速≤4 m/s条件下,90%以上个体头部迎风飞行或头部朝向与风向成一定的夹角,侧逆风飞行。 雷达观测发现粘虫在空中迁飞过程中具有成层现象,并有较强的秋季回迁定向行为,其头部总是朝向西南;迁飞的最终位移与风向及风速大小有关,迁飞位移速度是飞行速度与风速的矢量和。     

Cry1Ac杀虫蛋白对粘虫中肠几种酶活性的影响

为阐明Bt杀虫蛋白对次要靶标害虫粘虫Mythimna separata (Walker) （鳞翅目： 夜蛾科）的生理学影响, 本研究分析比较了粘虫高龄幼虫在室内取食低剂量Cry1Ac杀虫蛋白6, 12, 24和36 h后, 其体内主要的解毒酶（酯酶和谷胱甘肽-S-转移酶）、 保护酶（超氧化物歧化酶、 过氧化氢酶和过氧化物酶）和中肠蛋白酶（总蛋白酶、 强碱性类胰蛋白酶、 弱碱性类胰蛋白酶和类胰凝乳蛋白酶）等活性的变化。结果表明, 取食Cry1Ac杀虫蛋白后, 粘虫幼虫体内相关酶活力呈现不同的变化趋势： （1）酯酶、 谷胱甘肽-S-转移酶、 过氧化物酶(POD)、 类胰蛋白酶和类胰凝乳蛋白酶活力较对照显著降低（P<0.05）; （2）超氧化物歧化酶(SOD) 活力较对照显著升高（P<0.05）; （3）过氧化氢酶(CAT) 活力于6, 12和24 h显著低于对照（P<0.05）, 36 h时显著高于对照（P<0.05）。结果提示Cry1Ac杀虫蛋白主要通过抑制粘虫幼虫中肠解毒酶和蛋白酶的活性, 扰乱SOD, CAT 和POD 3种保护酶的动态平衡而干扰幼虫的正常生理代谢, 从而起到毒杀粘虫的作用。     

天然产物梣酮对粘虫围食膜的影响

【目的】梣酮是从芸香科植物白鲜Diatamnus dasycarpus根皮中分离出的一种化合物, 对试虫表现出胃毒活性。本研究旨在检测梣酮对粘虫Mythimna separata 6龄幼虫中肠围食膜的影响, 从而进一步阐明梣酮的杀虫作用机理。【方法】经活体及离体处理, 通过生化分析和扫描电镜观察等方法, 研究了梣酮处理对粘虫幼虫中肠围食膜糖含量, 蛋白质含量和组分以及围食膜表面结构的影响。【结果】梣酮(20 mg/mL)活体处理降低了粘虫6龄幼虫围食膜的蛋白质含量, 却使糖含量升高。活体(20 mg/mL梣酮)及离体(8 mg/mL梣酮)处理条件下, 围食膜糖含量分别为对照组的1.75倍及2.17倍。SDS-PAGE结果显示, 离体及活体条件下经梣酮处理, 围食膜部分蛋白质降解。围食膜解剖扫描电镜观察表明, 梣酮处理可造成围食膜微纤丝排列紊乱。【结论】天然产物梣酮处理对粘虫中肠围食膜的糖含量及蛋白质含量和组分有影响,且改变了围食膜表面结构。本研究为深入地研究梣酮杀虫作用机理奠定了基础。     

Influence of green light illumination on several enzymes involved in energy metabolism in the oriental armyworm,Mythimna separata (Lepidoptera: Noctuidae)

The oriental armyworm, Mythimna separata Walker, is an important insect pest in eastern Asia. Green (520 nm) light with an exposure time of >30 min can result in a stronger phototactic response than the wavelengths of other lights in M. separata moths. The present study was mainly focused to estimate the activities of several enzymes (such as glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase (GAPDH), glycerol-3-phosphate dehydrogenase (GPDH), lactate dehydrogenase (LDH) and 3-hydroxyacyl-CoA dehydrogenase (HOAD)) involved in the energy metabolism and a ratio of HOAD to GAPDH activity in M. separata moths exposed to the green light for different exposure times. Our results showed that when M. separata moths were exposed to the green light for 30 min, the activities of the two enzymes (GPDH and HOAD) and as well as the ratio of HOAD to GAPDH activity were significantly elevated. The activity of LDH was significantly increased in the moths exposed for 60 min. Furthermore, significant differences in enzyme activities between the male and female moths were recorded in 45 min exposure time group of the GAPDH, all light treatment groups of the LDH, and 45 min group of the ratio of HOAD to GAPDH activity, respectively. We suggest that when M. separata adult moths are exposed to the green light, these enzymes can be activated to produce energy for starting the phototactic behavior to the green light. Our findings may provide a theoretical basis for elucidating a reason of the phototactic behavior of nocturnal moths.     

东北地区粘虫的季节性迁飞行为(英文)

粘虫Mythimna separata是我国农业生产上的重要害虫, 为了明确其季节性迁飞行为参数, 本研究采用垂直监测昆虫雷达（vertical-looking radar, VLR）及相关辅助设备的长期自动观测, 结合基于GIS的大区环流和轨迹模拟, 调查分析了2005年东北地区粘虫季节性迁飞行为。结果表明： 粘虫在不同季节和夜间不同时间空中飞行高度具有明显差异, 空中飞行行为受气象条件尤其是空中风场影响较大; 春季和秋季主要借助气流运载进行大规模长距离迁飞, 夜间持续飞行时间可达9 h, 多数个体能完成整夜飞行, 春季迁飞高度主要在300~600 m, 秋季飞行高度相对较低主要在300 m以下和400~500 m。夏季雷达回波有明显的成层现象, 最高可达1 000 m, 主要集中在500 m和700 m两个高度层。轨迹分析显示： 5月29日由山东潍坊、 临沂等虫源地起飞的黏虫, 顺西南气流越海迁飞, 6月1日在气旋天气影响下, 在吉林省白城等地降落; 7月中旬主要为当地黏虫受对流天气影响进行短距离迁飞扩散; 9月11日虫源来自内蒙古呼伦贝尔, 顺西北气流向吉林省东南方向迁飞。研究结果为东北地区粘虫的有效防控提供了技术支撑。     

粘虫脑-SOG对腺体产生性信息素的调控作用

根据粘虫雌蛾腺体产生性信息素的时辰节律,初步研究了其脑-SOG的促信息素活性。雌蛾去头后以及不去头在暗期4小时内和光或,腺体中性信息素Z11－16：Ald的含量很低,注射雌蛾或雄蛾的脑-SOG匀浆后,腺体中Z11－16：Ald的含量明显比对照组高,说明雌蛾和雄蛾的脑-SOGk合体中都存在一种促信息素因子,它调控着腺体中性信息素的生物合成。另外,在光期虽然脑-SOG匀浆也使腺体中Z11-16：Ald的含量比对照组高,但总水平比暗期低,可能还有其它因素的影响。     

饲养温度对粘虫飞行和生殖能力的影响

系统地报道了粘虫整个世代在４种温度（２４、２７、３０、３３℃）饲养条件下成虫飞行、产卵、交配及寿命等方面的结果。对１日龄（未取食）成虫２０ｈ飞行能力测定表明,不同饲养温度中羽化的成虫飞行能力差异显著（Ｐ＜０．０５）。其中以２７℃中羽化的粘虫蛾飞行距离最远（雌雄蛾分别平均为３１．０６、３０．８８ｋｍ）,飞行时间最长（雌雄蛾分别平均为７．８９、７．６８ｈ）,飞行超过３０ｋｍ个体为４２．４％,超过９ｈ为     

变温对粘虫生殖及主要能源物质代谢的影响

【目的】明确变温与粘虫Mythimna separata(Walker)生长发育和生殖的关系及变温条件下粘虫主要能源物质代谢的变化规律。【方法】将粘虫卵置于光周期均为14L∶10D,温度分别为25℃和30℃日恒温和白天30℃、夜晚20℃日变温的条件下饲养,观察记录25℃和30/20℃下的成虫产卵及卵巢管发育情况,再取30℃和30/20℃下饲养获得的3龄幼虫、6龄幼虫、蛹和1日龄成虫,测定其糖原、海藻糖和甘油三酯3种能源物质的含量及海藻糖酶、3-磷酸甘油醛脱氢酶、3-磷酸甘油脱氢酶及3-羟酰辅酶A脱氢酶等4种主要能源物质代谢酶的活性。【结果】25℃与30/20℃饲养条件下相比,1日龄雌成虫卵巢管发育明显滞后,但单雌产卵量显著较多;蛹期糖原、海藻糖和甘油三酯的含量均高于3龄和6龄幼虫,成虫期各能源物质含量均较低。30/20℃日变温下粘虫体内供试3种能源物质的含量显著高于30℃日恒温(6龄幼虫和蛹期甘油三酯含量在两温度下无显著差异);温度变化对供试4种酶活性的影响差异显著。【结论】温度变化对粘虫的生长发育和繁殖具有显著的影响。在粘虫生长发育过程中以糖代谢为主;变温会加速糖代谢,减缓部分发育阶段的脂代谢,更有利能源物质的积累。     

一日龄饥饿对粘虫成虫卵巢发育和飞行能力的影响

为了明确羽化后0～24 h (1日龄)饥饿处理对迁飞型粘虫Mythimna separata (Walker)生殖系统和飞行系统发育的影响,对1日龄饥饿处理后粘虫的卵巢发育级别、产卵前期、飞行肌和飞行能力进行了系统研究。结果表明, 1日龄饥饿对粘虫成虫卵巢发育级别、产卵前期、中胸背纵肌干重、飞行能力等均有显著的影响。饥饿后成虫卵巢发育级别显著高于对照,产卵前期显著短于对照。成虫中胸背纵肌干重从饥饿后96 h开始下降,至120 h时饥饿粘虫(5.1 mg)显著低于对照(5.86 mg)。成虫飞行能力从饥饿后96 h开始显著低于对照,此时饥饿处理粘虫蛾的飞行距离平均为22.03 km,飞行时间平均为4.07 h,显著低于同时期的对照粘虫的飞行距离(42.3 km)和飞行时间(7.99 h),尽管在饥饿后72 h内差异不显著。实验结果显示,1日龄饥饿可以显著抑制粘虫飞行系统的发育,加速飞行向生殖的转变。     

斑蝥素对粘虫几种代谢酶及多酚氧化酶的影响

为进一步探讨斑蝥素的杀虫作用机理, 本研究采用叶碟饲喂法处理粘虫Mythimna separata（Walker）5龄幼虫, 测定了饲喂处理后6, 12, 24, 36和48 h试虫体内羧酸酯酶(CarE)、酸性磷酸酯酶(ACP)、碱性磷酸酯酶(ALP)、谷胱甘肽 S-转移酶(GST)和细胞色素P450 Ο-脱甲基酶及多酚氧化酶(PPO)的活性。结果表明: 斑蝥素可显著激活羧酸酯酶, 处理后48 h酶比活力最大, 为同期对照的1.68倍; 酸性磷酸酯酶在处理后6和12 h活性变化不明显, 处理24 h后逐渐被激活, 且与对照差异显著(P＜0.05); 明显抑制碱性磷酸酯酶, 且随着处理时间的延长, 抑制作用增强; 对Ο-脱甲基酶表现为先抑制后激活的趋势; 谷胱甘肽S-转移酶表现出先激活后抑制的影响; 离体活体条件下均可显著抑制PPO活性。可见, 斑蝥素可明显影响昆虫的代谢酶系, 且其对碱性磷酸酶和多酚氧化酶的抑制作用可能与其毒杀作用有关。     

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。