Effects of starvation and oviposition activity on the reproductive physiology of the sweet potato whitefly, Bemisia tabaci

Abstract. We examined the effects of starvation and oviposition on the reproductive physiology of the sweet potato whitefly, Bemisia tabaci (Gennadius) (Homoptera: Aleyrodidae). In a first set of experiments, females were starved as well as denied the opportunity to oviposit. The combined amounts of vitellogenin and vitellin per female increased by 69% when they were removed from plants for 24 h, egg load increased two-fold in approximately 4.5 h. The lipid content, on the other hand, decreased significantly over an 8 h perod. Thus, vitellogenin synthesis and the formation of mature eggs do not seem to be limited by the lack of nutrient intake or the ability to oviposit. In a second set of experiments, females were restricted to either young leaves of melon plants (Cumis melo), that are preferred oviposition sites, or to old melon leaves, that are non-preferred oviposition sites. At the end of the experiment, females on the old leaves contained significantly higher amounts of vitellogenins and vitellins than females confined to young leaves. These comparisons were made relative to body weight. The data also indicate that females accumulated both vitellogenins and lipids when confined to old leaves, but did not do so on young leaves. These results are consistent with the hypothesis that females of B. tabaci explicitly discriminate against older leaves for oviposition. We argue that examinations of changes in egg load or the combined vitellogenin and vitellin content that accompany oviposition can provide better insights into the oviposition behaviour of B. tabaci.     

Does dispersal affect the reproductive physiology of the sweet potato whitefly,Bemisia tabaci?

Abstract.The reproductive physiology of sweet potato whiteflies, Bemisia tabaci (Gennadius) (Homoptera: Aleyrodidae), was examined after their dispersal from cotton fields. Of particular interest was the synthesis of vitellogenins and the production of mature eggs. Whiteflies that dispersed out of fields, and were flying at ≈ 0.1 m above the soil surface, exhibited a reproductive physiology that was not significantly different from whiteflies that remained in cotton fields. However, B. tabaci caught at 2.1 m above the ground matured eggs at a significantly lower rate. It appears these latter whiteflies exhibit a physiology that indicates a reallocation of nutrient and energy resources in support of movement.     

华东、华南和西南地区烟粉虱的种群及寄主分化

烟粉虱Bemisia tabaci是一个复合种,它具有的生物型分化、较强的传播病毒的能力和抗药性、较快的繁殖速率等特征使其成为我国农业生产中重要害虫之一。本研究利用细胞色素线粒体氧化酶Ⅰ基因,对采集自江苏、广东和云南三省的烟粉虱样本进行了生物型鉴定,并对烟粉虱生物型与寄主植物之间的关联性开展了调查。结果表明,在广东和云南省,都存在未鉴定的土著种群与入侵的B型、Q型共存的现象;同时,在本研究中广东省尚未采集到Q型烟粉虱,而在江苏采集到的粉虱样本全部为入侵型。研究结果还表明,相对于入侵种而言,土著种群显示出更强的寄主植物趋同性;丰富的寄主植物以及本身具有的多食性特性有助于B型、Q型等生物型在世界各地的广泛入侵。     

4种寄主植物对烟粉虱发育、存活及繁殖的影响

在实验室条件下[温度(26±1)℃,相对湿度(75±5)%,光照L∶D=14∶10],对烟粉虱[Bemisia tabaci(Gennadius)]在烟草、假连翘、一品红、扶桑等4种寄主植物上的发育、存活、繁殖力及若虫个体形态进行了研究。结果表明:烟粉虱在上述4种寄主植物上从卵至成虫的发育历期分别为:17.63、25.70、23.15、20.32 d,存活率为:62.63%、58.48%、43.69%、52.45%。烟粉虱在烟草、假连翘、一品红、扶桑上的单雌产卵量分别为337.80、307.40、157.00、57.20粒,种群增长指数(I)分别为117.95、107.86、37.86、16.24。     

烟粉虱在温室内甘薯寄主上生物学特性的研究

对烟粉虱Bemisia tabaci(Gennadius)在温室内甘薯寄主上主要生物学特性的研究表明：烟粉氮成虫喜光、喜湿,晴朗高温时活动性强,但扩散飞行能力弱;多在白天交尾,多在中午产卵,具有强的惫鬃性．若虫一生脱皮3次,若虫(除一龄初期)固定生活。卵的孵化及成虫的羽化也多发生在中午。雌雄性比为1．628：1,成虫平均寿命14．25天,雌成虫平均寿命比雄成虫长6．9天,每雌平均产卵158．5粒。以两性生殖为主,也可孤雌生殖,两性生殖的产卵量及卵孵化率均高于孤雌生殖。     

烟粉虱内共生菌 Rickettsia 在植物体内的分布及转移效率初探

【目的】检测 Q 型烟粉虱 Bemisia tabaci （Gennadius）体内 Rickettsia 的感染情况,研究分析Rickettsia 共生菌经烟粉虱传入豇豆植物后的分布、转移效率等。【方法】以 Q 型烟粉虱为实验材料,利用常规 PCR 及荧光原位杂交技术(FISH),检测了烟粉虱体内 Rickettsia 的感染率,以及 Rickettsia 传入豇豆植物体内后的存留情况。【结果】 Q 型烟粉虱可以通过取食将 Rickettsia 传至豇豆植株内;接虫数量与 Rickettsia传入效率及其在取食部位相邻的下部叶片中检测到的起始时间呈负相关;Rickettsia 经烟粉虱取食传入豇豆叶片后,集中分布在叶片的韧皮部筛管中;基于16S rRNA 的系统发育分析结果表明,Q 型烟粉虱体内的Rickettsia 与经取食传入豇豆叶片的 Rickettsia 高度同源。【结论】 Rickettsia 可以通过烟粉虱的取食传入植物体内,并且可以在相邻叶片之间转移传播,Rickettsia 在由寄主昆虫向植株传播过程中高度保守。     

茉莉酸诱导番茄对烟粉虱发育、存活与繁殖的影响

【背景】目前,烟粉虱已成为世界性的入侵害虫,对我国的农业生产造成了严重损失。由于烟粉虱抗药性增长迅速,以非化学防治为主的综合防治措施,成为控制烟粉虱的重要手段。近年来,茉莉酸作为与损伤相关的植物激素和信号分子,已被发现广泛存在于植物体内,外施茉莉酸可激活植物的防御系统,诱导其产生次生防御物质,从而影响包括烟粉虱在内的多种害虫的生长发育、繁殖与存活等。【方法】在温度（26±1）℃、相对湿度（75±5）％、光照L：D=14：10的条件下,通过在番茄根部和叶部外施茉莉酸,研究茉莉酸诱导的番茄上烟粉虱的生长发育和繁殖等生物学特性。【结果】在茉莉酸诱导的番茄上,烟粉虱的发育历期以叶部诱导（shootJA．induced,SJA）的番茄上最长,平均历期为27．3d,与对照组（control,CON）番茄上的25．7d和根部诱导（root JA-induced,RJA）番茄上的25．8d差异显著;在SJA和CON番茄上,烟粉虱的世代存活率分别为47．17％和55．57％,而在RJA番茄上烟粉虱的存活率为81．13％,后者与前两者差异达到显著水平;烟粉虱成虫在CON、RJA和SJA番茄上的平均寿命分别为25．1、23．6和18．7d,即在JA诱导的番茄上烟粉虱成虫的平均寿命明显缩短;在产卵量方面,对照番茄上发育的烟粉虱平均单雌产卵量最大,为132．8粒,SJA番茄上发育的烟粉虱平均单雌产卵量最小,为107．9粒,两者差异显著;RJA番茄上发育的烟粉虱平均单雌产卵量为118．1粒,与前两者无显著差异。【结论与意义】利用茉莉酸诱导番茄可对烟粉虱的发育、繁殖和存活产生不同程度的影响,且诱导部位不同产生的影响也有很大差异。本结果对探索烟粉虱等刺吸式害虫的防治新策略有一定的参考价值。     

寄主转换对B型烟粉虱生长发育和繁殖的影响

在实验室恒温条件下,对B型烟粉虱Bemisiatabaci(Gennadius)寄主转换后的生长发育和繁殖进行初步研究。结果表明:B型烟粉虱从番茄转移到国抗22棉花上后,第1代转寄主烟粉虱的发育历期比第2代长19.2%,存活率低16.4%,第2代和第3代之间没有明显差异。受体寄主对B型烟粉虱发育速率的恢复有一定的影响。     

烟粉虱对寄主植物叶背的定向行为

烟粉虱Bemisia tabaci(Gennadius)成虫在自然条件下总是能够准确定位到寄主的叶片背面进行取食和产卵,这是一种本能的定向行为。以扶桑和油麦菜为寄主材料,通过非选择性和选择性实验,研究和评价光照、叶面物理性状和重力3个环境因子在烟粉虱成虫定向行为中的作用。结果显示,重力在定向行为中起主导作用,寄主叶片正反面的物理性状差异也能够使烟粉虱成虫定位到寄主叶片的背面,但是存在时滞效应。说明烟粉虱成虫在定向到寄主叶片背面的过程中存在2个系统,一个是以重力为线索的垂直方向感作为导航系统,另一个则是以叶面物理性状为线索的行为调节作为校正系统,二者的相互协作使得烟粉虱成虫能够精确定位到寄主叶片的背面。     

烟粉虱对不同寄主植物的选择性和适应性测试

为了明确在田间烟粉虱Bemisia tabaci(Gennadius)对不同寄主植物选择性和适应性,本实验在室内用Y型嗅觉仪测定了烟粉虱对13种寄主植物的选择性,随后对田间随机排列种植的这13种寄主植物依照测试结果由强到弱依次拔除(拔除次序为茄子、番茄、黄瓜、辣椒、棉花、茼麻、西葫芦、油菜、花菜、小青菜、莲花白、胡萝卜和苦瓜),每次拔除间隔时间为5 d,结果显示:田间第一次调查的结果与室内选择性测试结果一致;随着最适宜寄主的拔除,烟粉虱成虫数量在与其引诱力相近的一种或几种寄主上的略有增加,而其它植物上却没有大的变化,这表明随着最适宜寄主的拔除,烟粉虱成虫会重新分布,但趋向分布于引诱力相对较强的寄主植物;随着寄主植物的拔除,烟粉虱卵、若虫和蛹在引诱力较强的植株上均有所增加;但西葫芦拔除之后其余植株上烟粉虱卵、若虫和蛹的数量没有明显变化;小青菜拔除后,其余植株上烟粉虱卵、若虫和蛹的数量又有所增加。这表明随着最佳寄主的拔除,烟粉虱会趋向选择于引诱力相对较强的寄主植物产卵,当烟粉虱从嗜好性强的植物转移到嗜好性弱的植物时,产卵适应会滞后于取食适应。但整个实验过程中苦瓜上的烟粉虱上成虫、卵、若虫和蛹的数量均变化不大,苦瓜上的成虫应属偶然分布其上,烟粉虱成虫并不取食苦瓜,苦瓜对烟粉虱有趋避作用。本实验模拟田间种植模式,因此实验结果对田间种植具有指导意义。     

烟粉虱对寄主的选择行为

烟粉虱Bemisia tabaci(Gennadius)成虫对寄主植物选择行为的实验结果表明,烟粉虱是通过植物广谱的绿色气体识别植物材料,并进一步受到绿色的诱导。通过烟粉虱在适宜与非适宜寄主植物上滞留时间的差异,可以看出烟粉虱是通过口针刺探的寄主评估过程逐渐实现寄主偏好性的,存在一个短的时滞。综合来看,烟粉虱的寄主选择是通过嗅觉、视觉和味觉共同参与的一个决策过程,以寄主植物的气味、颜色和质量为线索,逐步定位到适宜的寄主植物上,因此在寄主选择过程中存在很大的可塑性。     

Influence of foliar and systemically applied azadirachtin on host‐plant evaluation behaviour of the sweetpotato whitefly,Bemisia tabaci

Abstract The behaviour of female adult Bemisia tabaci is observed for a period of 20 min after initial contact with untreated cucumber leaves, or leaves either foliar or systemically treated with azadirachtin, to determine whether application of azadirachtin affects the host‐evaluation behaviour and whether the behaviour on treated leaves differs between application methods. Application of azadirachtin deters settling of the whiteflies on host plants. The whiteflies probe for shorter duration and less frequently but spend longer and engage more frequently in labial grooming on treated leaves than on untreated leaves. Behavioural transition between probing and other behavioural elements is less common, and that between labial grooming and other behavioural elements more common, on both treated leaves than on untreated leaves. No difference is detected in the host‐evaluation behaviour of B. tabaci between leaves foliar treated and systemically treated with azadirachtin.     

寄主挥发物、叶色在B型烟粉虱寄主选择中的作用

在室温条件下,研究B型烟粉虱Bemisia tabaci(Gennadius)对不同寄主植物和颜色的行为趋性。笼罩实验的结果显示,烟粉虱雌虫对共存的5种寄主植物偏好存在显著差异,总体上表现为对番茄的趋性最强(35·0%),甘蓝次之(27·7%),烟草和棉花再次之,辣椒最低(7·1%);且随着时间的延长,烟粉虱数量在番茄上逐渐增加,在甘蓝上呈下降趋势,在烟草、棉花和辣椒上变动幅度不大,但数量总体上仍是番茄(48·8%)>甘蓝(18·4%)>烟草、棉花>辣椒(3·4%)。但烟粉虱在不同寄主植物上的产卵量则表现为:甘蓝>番茄>棉花、烟草>辣椒;其中甘蓝和番茄上卵量分别占总卵量的56·8%和28·2%;而烟草、棉花和辣椒上的卵量均不到总卵量的6·0%。"Y"型嗅觉仪进一步测定表明:寄主植物番茄和甘蓝气味对烟粉虱具有显著引诱作用,且表现为番茄>甘蓝,辣椒不具引诱作用;烟粉虱对3种植物(番茄、甘蓝、辣椒)的叶片颜色均有显著趋性,选择率在75%左右,但在三者之间的趋性差异不明显;烟粉虱雌虫对黄色和绿色均具有显著趋性,且对黄色的趋性显著大于对绿色的趋性,但对红色无趋性。综合分析表明,在对寄主定向和定位过程中,B型烟粉虱的视觉和嗅觉均起作用,但在对同种颜色(绿色)的寄主进行选择和定位的过程中,嗅觉起主要作用,而对不同种颜色(红、黄、绿)的选择和定位时,其视觉起决定作用。     

烟粉虱体内营养物质对寄主植物多代诱导的响应

比较同一遗传背景的B型烟粉虱Bemisia tabaci Gennadius种群成虫在甘蓝、黄瓜和一品红上的适合度差异,测定3种寄主植物主要营养差异,并分析饲养不同时间后成虫体内的蛋白质、氨基酸和游离脂肪酸含量的多代变化规律。结果发现,B型烟粉虱成虫在黄瓜上的相对适合度最高,其次是甘蓝,在一品红上适合度最低,这可能与黄瓜叶片的总氮含量高和总糖含量低有关。饲养时间对烟粉虱体内主要营养物质含量没有显著影响,但寄主植物对烟粉虱成虫体内主要营养物质含量影响显著。在黄瓜上饲养烟粉虱成虫体内蛋白质含量都显著高于一品红和甘蓝上烟粉虱成虫的蛋白质含量,在黄瓜上饲养烟粉虱成虫总氨基酸含量都显著低于一品红和甘蓝上烟粉虱成虫的总氨基酸含量。相反,在3种寄主上饲养烟粉虱成虫游离脂肪酸含量都无显著差异。可见,寄主植物对B型烟粉虱体内主要营养物质组成影响显著,但饲养时间对B型烟粉虱体内主要营养物质组成影响较小。     

寄主种类、距离和种群密度对烟粉虱扩散的影响

在笼罩条件下,分别以黄瓜、棉花、蕹菜为虫源寄主和诱集寄主,研究寄主植物、空间距离、虫源密度等因子对B型烟粉虱扩散的影响。结果发现,从虫源寄主上扩散的成虫量,与烟粉虱对诱集寄主和虫源寄主的嗜性差异程度有关,诱集寄主相对于虫源寄主的嗜性越强,扩散出来的成虫数量就越多,反之扩散的成虫数量就越少。成虫扩散量与诱集寄主的距离呈负相关,并且诱集寄主的嗜性越强,随着距离的增大,诱集量下降的速率越快。成虫扩散量与虫源种群密度呈正关,但非嗜好寄主上的虫口承载量相对较低,在虫口密度相对较高时,非嗜好寄主上烟粉虱向外扩散的相对量更大。烟粉虱的扩散量与寄主营养状况呈负相关,寄主营养胁迫时,非嗜好寄主上可以获得相对更高的诱集量。     

B型烟粉虱在甘蓝、西葫芦和辣椒上的刺吸取食行为

利用刺吸电波技术（EPG）记录了B型烟粉虱Bemisia tabaci在甘蓝Brassica oleracea L. var. caqitata、西葫芦Cucurbita pepo L.和辣椒Capsicum annuum L.上的刺吸取食波形。结果表明,3种寄主植物的适合度为甘蓝>西葫芦>辣椒。在所观察的25头烟粉虱中,到达甘蓝、西葫芦和辣椒韧皮部的个体数分别为24、19和15,其中持续吸食头数为22、10和1。在第一阶段（从刺吸开始到第一个E(pd)1出现）,烟粉虱在甘蓝、西葫芦和辣椒3种植物上非刺探时间所占比例分别为9.59%、23.55%和36.97%,三者差异显著; 在第二阶段（从第一个E(pd)1出现到第一次韧皮部持续吸食）,烟粉虱在甘蓝和西葫芦上所考察的4个指标无显著差异; 在第三阶段（从第一次韧皮部持续吸食至记录结束）,烟粉虱在甘蓝上第一次韧皮部持续吸食后的刺探次数（4.73）显著低于在西葫芦上的刺探次数（13.40）。在自由状态下,烟粉虱60 min内在甘蓝、西葫芦和辣椒上留存粉虱的百分比分别为100％、88％和28％,这进一步验证了上述依据EPG记录得到的结果。     

不同寄主植物对B型烟粉虱发育适合度的影响

为探明寄主植物对B型烟粉虱Bemisia tabaci(Gennadius)种群发育适合度的影响,采用室内实验比较了B型烟粉虱在番茄、棉花、菜豆和辣椒上的生存曲线、发育进度和成虫性比等生物学指标。结果表明,B型烟粉虱种群在不同寄主植物上的生存曲线差异显著,由卵发育至成虫的存活率由高到低依次为:番茄=棉花>菜豆>辣椒。B型烟粉虱在辣椒、棉花、菜豆和番茄上50%成虫羽化期依次为25.5、23.0、22.8和22.5d,在辣椒上的发育进度显著慢于其他植物。在不同寄主植物上B型烟粉虱的雌成虫比例差异显著,由高到低依次为:辣椒(63.0%)>棉花(58.3%)>菜豆(52.0%)>番茄(49.7%)。在番茄上B型烟粉虱第二代的生存率显著高于第一代,发育速率较第一代加快,雌成虫比例(63.3%)也显著高于第一代(49.7%)。在棉花上,第一代和第二代间的生存曲线、发育进度和雌成虫比例则差异不显著。可见,不同寄主植物对B型烟粉虱的发育适合度不同,在番茄上的发育适合度则以第二代较第一代显著提高。此外,B型烟粉虱在不适寄主植物辣椒上的存活率较低,但后代雌成虫比例增加,推测B型烟粉虱可通过调整后代性比增加其在不适寄主植物上的种群。     

印楝素的杀虫活性及其对烟粉虱的驱避作用

印楝素(azadirachtin)被认为是最有发展前景的植物源杀虫剂。文章主要介绍印楝素对昆虫的接触驱避、产卵驱避、拒食、毒杀、降低生殖力、生长调节等作用及其作用机理。同时也论述印楝素对烟粉虱Bemisia tabaci(Gennadius)寄主选择、产卵、孵化、若虫发育的影响。     

不同寄主植物上烟粉虱次生共生菌感染与性比相关性

【目的】烟粉虱Bemisia tabaci(Gennadius)体内次生共生菌感染受寄主植物的影响,一些共生菌会引起害虫的雌性化,明确田间不同寄主植物上害虫种群中共生菌与性比的相关性,可有利于进一步了解烟粉虱田间种群暴发机制。【方法】采集田间不同寄主植物上烟粉虱成虫,观察其性比,并对其中次生共生菌进行分子检测,分析共生菌携带率与性比相关性。【结果】江苏南京地区棉花、番茄、黄瓜和红薯4种寄主植物上烟粉虱次生共生菌Hamiltonella和Rickettsia感染均存在显著差异,其中Hamiltonella为优势共生菌,感染率依次为:棉花>黄瓜>番茄>红薯。寄主植物间Wolbachia和Cardinium的感染率均无显著差异。各寄主植物上烟粉虱雌性比均高于60%,其中黄瓜上高达75.6%,但不同寄主植物间无显著差异。进一步分析表明,Hamiltonella和Rickettsia感染率均与烟粉虱雌性比呈显著的二次多项式相关性。当Hamiltonella和Rickettsia感染率分别低于69%和5%时,随着感染率提高,烟粉虱雌性比上升,当感染率高于上述值时,则随着感染率增加,雌性比下降。【结论】棉花、番茄、黄瓜和红薯4种寄主植物上烟粉虱均表现出雌性化,但不同寄主植物间性比无差异,烟粉虱体内次生共生菌与性比存在相关性。     

B型烟粉虱对三种寄主植物及其挥发物的行为反应

利用Y型嗅觉仪,测定了B型烟粉虱Bemisia tabaci（Gennadius）雌虫对3种寄主植物、挥发物提取液、挥发物标样以及寄主植物挥发物模拟样的行为反应,并比较鉴定寄主植物挥发物的组分和含量,以期明确植物挥发物在B型烟粉虱寄主定向行为中的作用。结果表明：1）番茄植株和甘蓝植株及其相应的挥发物提取物对烟粉虱雌成虫均具有显著的引诱作用,而辣椒植株和挥发物提取物的引诱作用不明显;3种寄主植物和挥发物提取物分别两两之间比较时,烟粉虱的选择行为均极显著地表现为番茄 > 甘蓝 > 辣椒。2）番茄、甘蓝和辣椒具有不同的挥发物化学图谱,且挥发物组分的相对百分含量差异很大;番茄挥发物总量远远大于甘蓝和辣椒;从组分来看,番茄挥发物中主要为萜烯类（89.8%）,甘蓝挥发物中主要为烷烃类（53.0%）。3）8种寄主植物挥发物标样（10-¹～10^-6 μL/μL）中,除1,8-桉树脑始终对烟粉虱具有引诱作用外,丁子香酚、苎烯、里那醇和月桂烯则是分别在10^-4～10^-6,10^-1～10^-4,10^-1～10^-4和10^-1～10^-4μL/μL时,才具有引诱作用;α-蒎烯、顺-3-已烯-1醇则在高浓度下（10^-1和10^-2 μL/μL）对烟粉虱具有排斥作用,低浓度下对烟粉虱没有任何影响;正十二烷在任何浓度下对烟粉虱均没有任何作用。4）在辣椒上分别喷施番茄挥发物模拟样和甘蓝挥发物模拟样,均显著增加对烟粉虱的引诱作用,而在番茄上喷施辣椒挥发物模拟样则无明显增效作用。综合分析认为,挥发性物质在B型烟粉虱对不同寄主植物的选择偏好时具有重要的行为导向作用。