褐飞虱的交配行为及与保幼激素滴度的关系

受5龄末期和羽化初期较高保幼激素滴度的影响,褐飞虱Nilaparvata lugens(Stal)短翅型成虫性成熟比长翅型成虫早40～50h。5日龄前短翅型雌成虫的交配成功率较高,雄成虫的交配竞争能力较强;1、2日龄的长翅型雌成虫不交配,5日龄后长翅型成虫的交配能力渐渐超过短翅型成虫。实验种群的交配持续时间为(70.38±41.77)s;交配成功率为51.63%;雌、雄虫均可重复交配。一日中0～4h和10～14h交配成功率较高。     

褐飞虱成虫翅型分化研究

褐飞虱 Nilaparvata lugens(Sta°l)是我国和东南亚各国水稻上的重要害虫。这种害虫成虫期具有明显的翅二型现象 ,长翅型能做远距离迁移 ,追踪寄主植物质量变化 ,逃避恶劣环境 ;而短翅型能充分利用当地资源而居留繁殖 ,扩大种群。长、短翅型随着环境因子的变化而相互交替发生 ,以适应环境条件 ,籍以不断维持种群的繁衍。经多年实践证明 ,长翅型的出现和大发生 ,表明虫源有迁入或迁出现象 ;而短翅型数量的激增 ,则表明大发生的到来。因此 ,及时准确地预测预报成虫长短翅型的发生动态对于褐飞虱虫源分析、爆发危害及有效防治具有特别重要的意…     

外源激素对褐飞虱翅型分化的影响

该文报道外源蜕皮激素(ED)和保幼激素类似物(JHA)对褐飞虱Nilaparvata lugens (Stal)翅型分化及体内酯酶活性、可溶性糖和游离氨基酸含量等的影响。褐飞虱在3、4龄若虫期经JHA处理后,所羽化出的成虫短翅型比例明显升高;而在5龄若虫期处理,所羽化出成虫的短翅型比例无明显变化。ED处理能增加3、4龄若虫体内酯酶活性、可溶性糖及游离氨基酸含量,而JHA处理则能有效地抑制ED的这些生物活性,这可能是JHA处理后褐飞虱成虫短翅型比例提高的生理生化基础。     

稻褐飞虱成虫的翅二型现象

通过比较褐飞虱长、短翅型成虫的主要生物学和生态学特性,概述了影响翅型分化的外界环境因子和内在的遗传、生理基础,讨论了翅型分化的进化意义。     

褐飞虱翅型分化的组织学研究

利用石蜡切片的方法,观察并比较了褐飞虱Nilaparvata lugens (Stal)长翅型和短翅型纯系各龄若虫及成虫的翅芽和间接飞行肌的发育情况。发现在4龄的第8h以后间接飞行肌就开始分化,长翅型若虫的间接飞行肌正常发育而短翅型若虫间接飞行肌的发育则被抑制。在5龄初始时方可明显观察到翅芽分化,短翅型若虫前翅芽细胞增殖速度明显慢于长翅型,并且其后翅芽停止发育。本文还比较了长翅型雌、雄性个体之间间接飞行肌的发育情况。     

褐飞虱五龄若虫翅芽长度与成虫翅型关系的研究

褐飞虱饲养于不同水稻品种、不同生育期以及不同种群密度条件下,5龄若虫翅芽长度与成虫翅型具有稳定的相关性：翅芽长于1．10mm羽化后为长翅型雌虫,介于0．96～1．09mm之间为长翅型雄虫或短翅型雌虫,小于0．95mm为短翅型雄虫。根据5龄若虫翅芽长度结合外生殖器特征,编制了成虫翅型检索表。由此,可在5龄若虫期预测成虫的翅型和种群盛衰的趋势。     

褐飞虱的迁人和翅型分化规律的研究

褐飞虱Nilaparvata lugens(Stal)属迁飞性水稻害虫,其成虫有短翅和长翅两种翅型。 褐飞虱迁入雌虫均未经过交配,其短翅型由一对显性等位基因控制。翅型分化同时受到遗传和内分泌系统的协调控制,外界条件如密度和寄主等因子通过内分泌系统来影响翅型的分化。褐飞虱翅型分化的敏感龄期雌虫为1～3龄,而雄虫为1-5龄;不同若虫蜜度处理对褐飞虱成虫的前翅形成有一定的影响。分蘖期水稻饲养的褐飞虱短翅型比例明显高于孕穗期水稻饲养的褐飞虱。不同密度下各生物型间的翅型分化差异不显著。迁入地的浙江各种群属温带型,其雌虫短翅率低且与密度呈显著负相关;菲律宾热带种群雌虫在不同密度下均为短翅型,而雄虫的短翅率随密度增加而上升。广西种群接近热带型,其雌虫短翅率高但不随密度而变化。试验各种群的雄虫在中等密度甚至高密度时其短翅率出现最高。     

褐飞虱翊型分化遗传规律的研究

以褐飞虱Nilaparvata lugens (Stal)长翅型(macroptery,简称M)、短翅型(brachyptery,简称B)的遗传纯系为实验材料,进行亲本、稻株生育期、虫口密度三因子交互实验。结果表明：(1)在环境条件(指稻株生育期、虫口密度等)一致时,B♀×B♂、B♀×M♂、M♀×B♂、M♀×M♂四种亲本组合的F1代短翅型成虫百分率分别为：98%、92%、64%、29%,各亲本组合间差异极显著;(2)亲本相同时,将F1代褐飞虱初孵若虫多头词养(多于l0头/株)在黄熟期稻株上,其长翅型雌、雄成虫百分数均高于灌浆期稻株上;(3)单头饲养实验中发现,不论亲本组合、稻株生育期如何,雌虫绝大多数分化为短翅型,而雄虫则几乎全为长翅型。这表明褐飞虱的翅型分化遗传由一个受多种因子影响的调控体系决定,且调控作用与性别有关。     

用HPLC测定稻褐飞虱体内的保幼激素

用反相高效液相色谱法检测了稻褐飞虱3-5龄若虫和雌成虫体内的保幼激素滴度。3-5龄若虫体内检出JH2含量为1．83×10^-3μg／mg、JH3含量为7．55×10^-5μg／mg,短翅型雌成虫中检出JH3含量为1.48×10^-4μg／mg。本方法测定的全过程标准回收率JH1、JH2、JH3分别是80%、93．7%、85％。     

近零磁场对褐飞虱翅型分化、趋光性及飞行能力的影响

【目的】地磁场(geomagnetic field,GMF)不是恒定不变的,而是随时间和空间时刻变化的。目前,动物对磁场变化的响应研究主要集中于迁徙性动物地磁定向导航中的磁感受方面,而迁徙性动物迁出地和迁入地之间地磁场强度差异对动物生理和行为潜在的磁场效应尚不明确。【方法】迁飞性昆虫褐飞虱Nilaparvata lugens试虫采自江苏省农业科学院试验田。本文采用亥姆霍兹线圈室内模拟近零磁场(near-zero magnetic field,NZMF)和GMF,调查了褐飞虱成虫在NZMF和GMF下的翅型分化、趋光性和飞行能力。【结果】结果表明,与GMF相比,NZMF显著提高了褐飞虱雄成虫短翅型比例(6. 4%)(P <0. 05),但对雌成虫长翅型比例影响不显著(P> 0. 05);对于长翅雌成虫,NZMF显著提高了其2日龄成虫的上灯比例(55%)(P <0. 05),但显著降低了其4日龄成虫的上灯比例(22%)(P <0. 05),对趋光性的影响总体呈现出随着龄期先增强后减弱的效应。NZMF对长翅雄成虫趋光性的影响也呈现出相同的效应,但对各日龄成虫的影响不显著(P> 0. 05); NZMF显著缩短了2日龄长翅雄成虫的飞行时间(46%)(P <0. 05),并显著提高了长翅雌成虫(65%)和长翅雄成虫(101%)的飞行速度(P <0. 05)。此外,GMF对照组的褐飞虱长翅雄成虫飞行速度显著低于长翅雌成虫(96%),而NZMF处理组中二者无显著差异。【结论】结果说明,近零磁场可提高褐飞虱成虫短翅比例,对长翅成虫趋光性的影响呈现出基于龄期增长先增强后减弱的效应,并在未影响长翅成虫飞行距离的情况下,改变了其飞行策略,即提高飞行速度,同时缩短飞行时间。     

Immigration of the brown planthopper, Nilaparvata lugens, exhibiting various responses to density in relation to wing morphism

Considerable inherent variations in the relation between macropterous and brachypterous wing forms, and nymphal density were found in field populations of the brown planthopper, Nilaparvata lugens Stål (Homoptera: Delphacidae), collected from various locations in Japan. When compared under uniform laboratory rearing conditions, most of the female populations exhibited higher ratios of macropters with increasing nymphal density, but some showed extremely high proportion of brachypters and the others were highly macropterous, over broad ranges of density. These results indicate the possibility that the planthoppers in Japan, which are known not to persist in winter, are derived from different migration sources.About ten generations of successive selection for brachyptery from a population showing usual density-dependent wing morphism generated populations similar to highly brachypterous ones mentioned above. Genetic analysis of the inheritance of wing morphism revealed that brachyptery in the females was controlled by a single pair of dominant alleles. However, in the males wing forms did not segregate so clearly in the crossing experiments. This suggests that wing morphism in N. lugens in under sex-limited inheritance.

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Einwanderung von Nilaparvata lugens mit unterscheidlicher Reaktion auf Populationsdischte bei der Flügelausbildung

Zusammenfassung In Feldpopulationen von Nilaparvata lugens Stål., welche in verschiedenen Regionen Japans gesammelt wurden, bestand in der Beziehung zwischen makropteren bzw. brachypteren Flügelformen und der Larvendichte eine beträchtliche Variation. Unter einheitlichen Zuchtbedingungen im Laboratorium stieg der Makropterenanteil bei den meisten Weibchenpopulationen mit steigender Temperatur; bei einigen Populationen hingegen war entweder der Brachypterenanteil oder der Makropterenanteil extrem hoch und zwar über weite Dichtebereiche. Dies deutet auf die Möglichkeit hin, dass die Zikade in Japan, wo sie bekanntlich nicht überwintert, jeweils aus verschiedenen Quellen einwandert.Wenn eine Population mit der üblichen dichteabhängigen Flügelausbildung 10 Generationen lang auf Brachypterie selektioniert wurde, entstanden Populationen, die den erwähnten hochbrachypteren Populationen aus dem Feld glichen. Die genetische Analyse der Vererbung der Brachypterie ergab, dass bei Weibchen ein einzelnes dominantes Allel verantwortlich ist. Bei Männchen dagegen trennten sich bei Kreuzungsexperimenten die Flügelformen nicht so klar. Dies deuted auf Unterschiede zwischen den Geschlechtern bei der Vererbung der Flügelformen.

     

Pesticide-induced susceptibility of rice to brown planthopper Nilaparvata lugens

The effects of rice plants treated with various pesticides (jingganmycin, bisultap and methamidophos) on feeding, survival rates and population growth of Nilaparvata lugens Stål (Homoptera: Delphacidae), susceptibility of the treated rice plants and amounts of free amino acids and sucrose were studied. Experiments indicated that the effects of the tested pesticides were dependent on nymphal age, pesticide and their dose and time after application. Jingganmycin at 75 g a.i. ha^–1 significantly increased the N. lugens population. Both jingganmycin and bisultap increased the survival rate of N. lugens nymphs. The feeding rate of the insects was also affected by the pesticide application, but the effect varied between nymphal age and time after application and lasted no longer than 15 d. Results clearly indicated that pesticide application increased the susceptibility of rice plants to N. lugens. Although the free amino acids in rice plants did not change with the pesticide treatments, the concentration of sucrose significantly decreased 5 d after application and the C/N ratio significantly decreased in jingganmycin treated plants 5 d and 10 d after application.     

Wing polymorphism in Japanese and foreign strains of the brown planthopper, Nilaparvata lugens

Great variations in nymphal density and wing-form relationships occur in field populations of the brown planthopper, Nilaparvata lugens (Stål) (Homoptera: Delphacidae). When tested under uniform laboratory conditions, half of the female populations collected from 20 locations in Japan exhibited higher ratios of macropters with increasing nymphal density, but one quarter were macropterous over broad ranges of density, both types being classified as group III. Three predominantly brachypterous populations (group I) were found, even under crowded conditions and one intermediate (group II).The populations from South Asian countries, i.e. Philippines (one), Indonesia (two) and Malaysia (one) belonged to group I, but the three populations from the coastal areas of China belonged to group II. Those from Taiwan differed in responses to density; one was of group II type, and two of group III type.From these comparisons, immigration routes of N. lugens to Japan were estimated, and survival strategy of this migratory species is discussed.

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Zusammenfassung In Feldpopulationen von Nilaparvata lugens (Stål) (Homoptera: Delphacidae) gibt es grosse Variationen in der Larvendichte und in den Flügelform-Beziehungen. Unter einheitlichen Laboratoriumsbedingungen wurden diese Verhältnisse geprüft. Von 20 japanischen Herkünften zeigte die Hälfte der Weibchenpopulationen mit zunehmender Larvendichte einen höheren Macropterenanteil; ein Viertel was über einen grossen Dichtebereich macropter; beide Typen werden als Gruppe III bezeichnet. Drei Populationen wurden gefunden, die auch bei hoher Dichte vorwiegend brachypter waren (Gruppe I). Einer Zwischengruppe (II) gehörte eine einzige Population an.Die Populationen aus südasiatischen Ländern (1 aus den Philippinen, 2 aus Indonesien un 1 aus Malaysia) gehörten zu Gruppe I, die 3 Populationen aus den Küstenregionen von China jedoch zu Gruppe II. Die Populationen aus Taiwan unterschieden sich in der Reaktion auf die Dichte: 1 gehörte zu Gruppe II and 2 zu Gruppe III.Von diesen Daten werden Einwanderungswege von N. lugens nach Japan abgeleitet und die Überlebensstrategie dieser Wanderart diskutiert.

     

Inheritance of body color in the brown planthopper, Nilaparvata lugens

The segregation frequencies of color phenotypes of F₁, F₂, and backcross progenies revealed that the body coloration of the brown planthopper, Nilaparavata lugens(Stål), exhibited multiple allelism. Monogene for color morphism exists in three allelic forms >-b ⁺ (brown or wild type), b ^o (orange) and b ^b (black). The dominance relationship was b ^b>b ⁺>b ^o. The relationship between phenotype and genotype in N. lugens was not fixed. The six possible genotypes produced eight phenotypes.

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Résumé Les fréquences de ségrégation des différentes colorations de F₁, F₂ et des croisements en retour ont montré que la coloration du corps de Nilaparvata lugens est due à un multi-allèlisme. Le monogène pour la couleur existe sous trois formes allèliques: b⁺ (brun ou sauvage), b^o (orange) et b^b (noir). Les relations de dominance étaient: b^b>b⁺>b^o. On n'a pas établi les relatios entre phénotypes et génotypes chez N. lugens. Les 6 génotypes possibles produisent 8 phénotypes.

     

Meiosis in males of the brown planthopper, Nilaparvata lugens

Meiosis in spermatocytes was studied among the three biotypes of the brown planthopper, Nilaparvata lugens (Stål). The chromosome number, morphology, and behavior of the biotypes were similar. The autosomes divided normally, reductional for the first division and equational for the second. The X chromosome had an unstable segregation behavior; it may segregate equationally or reductionally during the first division depending on its chromatid's orientation. Metaphase I plates contained 14 autosomal bivalents and an X chromosome (14_II + X). The co-oriented sister chromatids of the X chromosome moved together to either one of the poles during anaphase I, while auto-oriented sister chromatids segregated to opposite poles. Because of the anomalous segregation behaviour of the X chromosome, metaphase II plates may both contain 14_I + X chromatid, or one with only 14_I and the other with 14_I + X chromosome. Male N. lugens has a diploid chromosome number of 29.

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Zusammenfassung Die Meiose in Spermatozyten wurde in drei Biotypen von Nilaparvata lugens (Stål) studiert. Die Anzahl der Chromosomen, die Morphologie und das Verhalten der Biotypen waren ähnlich. Die Autosomen teilten in einer normalen Weise, reduzierend für die erste und äquatorial für die zweite Teilung. Das X-Chromosom hatte ein unstabiles Teilungsverhalten; es kann sich äquatorial oder aber auch reduktional trennen, je nachdem wie sich sein Chromatid orientiert hat. Die Ebenen der Metaphase I enthalten 14 autosome Bivalente und ein X-Chromosom (14_II + X). Die co-orientierten Schwester-chromatiden des X-Chromosoms bewegen sich während der Anaphase I zusammen zu einem der beiden Pole, während auto-orientierte Schwester-chromatiden sich nach entgegengesetzten Polen trennen. Wegen des ungewöhnlichen Teilungsverhaltens des X-Chromosoms, können beide Metaphase II Ebenen 14_I und X Chromatid enthalten, oder aber eine Ebene enthält 14_I und die andere 14_I + X.

     

Identification of a sugar gustatory receptor and its effect on fecundity of the brown planthopper Nilaparvata lugens

In insects, the gustatory system plays a crucial role in multiple physiological behaviors, including feeding, toxin avoidance, courtship, mating and oviposition. Gustatory stimuli from the environment are recognized by gustatory receptors. To date, little is known about the function of gustatory receptors in agricultural pest insects. In this study, we cloned a sugar gustatory receptor gene, N/Gr11, from the brown planthopper (BPH), Nilaparvata lugens (Stal), a serious pest of rice in Asia;we then identified its ligands, namely, fructose, galactose and arabinose, by calcium imaging assay. After injection of N/Gr11 doublestranded RNA, we found that the number of eggs laid by BPH decreased. Moreover, we found that N/Gr11 inhibited the phosphorylation of adenosine monophosphate-activated protein kinase (AMPK) and promoted the phosphorylation of protein kinase B (AKT). These findings demonstrated that N/Gr11 could accelerate the fecundity of BPH through AMPK- and AKT-mediated signaling pathways. This is the first report to indicate that a gustatory receptor modulates the fecundity of insects and that the receptor could be a potential target for pest control.     

Determining the geographic origin of the brown planthopper,Nilaparvata lugens,using trace element content

Abstract A chemometric study using pattern recognition technology was carried out to characterize the geographic origins of the brown planthopper, Nilaparvata lugens. The concentrations of 23 trace elements (Mn, Mo, Cd, Ce, V, Th, Cs, Be, Tl, Fe, Nd, Pr, Se, Tm, Lu, Eu, Ho, Br, Dy, Gd, U, Sm and Er) in 53 samples from seven regions in southern China were determined using inductively coupled plasma mass spectrometry. The data obtained were successively evaluated using a multivariate statistical approach, namely, linear discriminant analysis, which allowed classification and discrimination of the N. lugens samples from Fuqing, Shaoguan, Hepu, Yongfu, Hengnan, Wan‐an and Yongkang with high accuracy and a clear separation among the seven regions. The results show that pattern identification on the basis of trace elements in the bodies of N. lugens is feasible for determining the geographic origins of individuals.     

2006年安庆地区褐飞虱大发生特点及其原因分析

2006年褐飞虱Nilaparvata lugens Stl大发生的特点主要有:迁入虫量大、回迁峰次明显;短翅型成虫发生早、虫口高;田间种群增长迅速,全市普遍重发,局部暴发;田块间虫口差异大。分析认为导致大发生的主要原因是:丰富的初迁虫源奠定了大发生的基础;褐飞虱生物型变化,食料条件丰富;单季稻面积扩大,从食料和生境2个方面为褐飞虱发生提供利好条件;褐飞虱对主治药剂吡虫啉产生抗性,促进褐飞虱暴发。还就加强异地监测、抗药性监测、田间调查等,提出建议。