昆虫口腔分泌物效应子及其在害虫防治中基于RNAi技术的应用展望

昆虫口腔分泌物(oral secretion, OS),又称返吐液,是昆虫唾液腺分泌的唾液和肠道分泌物的混合液。昆虫取食寄主植物过程中,OS随之分泌至植物中,并影响植物的防御反应。RNA干扰(RNAinterference, RNAi)是研究昆虫基因功能有价值的反向遗传学工具,也是目前最有可能应用于害虫防治的新技术。本文主要综述了昆虫OS对寄主植物防御的影响、昆虫OS效应子的鉴定和OS效应子基于RNAi技术在害虫防治中可行性及应用前景。昆虫OS对寄主植物防御的影响主要表现为干扰植物的茉莉酸信号通路、筛管阻塞、Ca²⁺通路等防御反应,进而促进昆虫摄取食物。目前,昆虫OS效应子主要鉴定手段是通过昆虫唾液腺转录组分析和OS蛋白组分析;而已鉴定的OS效应子主要来源于刺吸式口器昆虫,在咀嚼式口器昆虫中的报道甚少;功能研究发现昆虫OS效应子在寄主植物中的表达会影响昆虫存活率、繁殖力和取食能力及昆虫和植物的其他重要生理指标,并通过鉴定OS效应子与植物防御机制的相互作用关系,进而证明OS效应子在昆虫与寄主植物关系中的重要性。基于RNAi技术,通过注射、饲喂和植物介导RNAi等方法在多种昆虫中产生了OS效应子基因下调和生长发育受影响的现象,由此说明OS效应子基因已具备作为RNAi靶标的条件。虽然目前研究尚处于实验室阶段,但已证明其应用于害虫防治方面具有一定的可行性。昆虫口腔分泌物是研究昆虫与寄主植物相互作用机制的新方向。最后,对OS未来潜在的研究方向进行了展望,以期对我国害虫防治的研究提供理论指导。     

我国农作物重大迁飞性害虫发生为害及监测预报技术

文章概述了我国一类农作物病虫害中7种(类)迁飞性害虫发生为害概况,即是我国三大粮食作物上为害最为严重的害虫,发生区域涵盖我国粮食作物种植区,且存在国内外虫源交流;概述了成虫种群监测、雌蛾卵巢发育分级、翅型调查、异地预报等迁飞性害虫监测预报技术;提出了需要对迁飞性害虫成灾机理、智能化监测工具和迁飞关键路径进行研究,努力建成全国空天地一体化监测网络,实现迁飞性害虫的精准预报的建议.     

抗虫和感虫大豆混播对产量及害虫种群发生和昆虫群落多样性影响

[目的]利用大豆高抗虫和高感虫品种混播,明确有效控害保产的最优比例,以实现大豆生产中有效的害虫生态防控和提高大豆产量.[方法]本研究选取高抗(Lamar;R)和与高感(JLNMH;S)斜纹夜蛾Spodoptera litura的大豆品种,进行不同比例的种子混播种植(即R、S单作,90％R和10％S(9R1S)、80％R和20％S(8R2S)、70％R和30％S(7R3S)、50％R和50％S(5R5S)混播),探究对大豆产量和主要害虫种群发生及昆虫群落多样性的影响.[结果]不同比例混播处理间斜纹夜蛾和筛豆龟蝽Megacopta cribraria的百株虫量无显著差异,但均显著低于S单作.混播处理8R2S和9R 1S以及R单作下昆虫群落多样性指数(H)和均匀度指数(E)显著高于其他试验处理,而优势度指数(C)显著低于其他试验处理.此外,昆虫群落丰富度指数(D)随着高感虫大豆混播比例的增加而降低;其中,混播处理8R2S和9R1S,以及R单作都显著高于S单作.对于大豆产量,混播处理显著影响大豆百株籽粒重,但对千粒重的影响不明显.其中,R单作和9R1S混播方式下大豆百株籽粒重最高,且有随着高抗虫品种(R)混播比例的增加而提高的趋势.[结论]高抗虫和高感虫品种混播可有效降低大豆主要害虫发生,且R混播比例≥80％能有效提高昆虫群落多样性、均匀度和丰富度,并对大豆产量提高有利.大豆生产中,建议采用80％以上的高抗虫品种与高感虫品种混播以实现大豆控害保产的生态防控效果.     

蓝光对保护地蔬菜烟粉虱的控制作用

[目的]研究蓝光开灯时段、蓝光光强对烟粉虱Bemisia tabaci (Gennadius)的驱避作用,以及蓝光照射对保护地辣椒和黄瓜上烟粉虱的控制作用,为利用驱虫灯实施对蔬菜烟粉虱的绿色防控提供科学依据.[方法]在蔬菜上用蓝光(波长为470 nm)照射,设置照射时间段17:00-18:00、18:00-19:00、19:00-20:00、20:00-21:00和21:00-22:005个处理、光照强度1、2、6、8、10、20、30、70、1501x9个处理,分别研究不同开灯时段和光强对烟粉虱的驱避作用,以不用蓝光处理为对照;分别在保护地黄瓜和辣椒上放置蓝色灯带,每天18:00-20:00开灯,每3d一次,分别调查黄瓜和辣椒上烟粉虱的虫量.[结果]18:00-19:00时间段蓝光照射对蔬菜烟粉虱的驱避作用最强,虫口减退率占试验总时段的50.94％;17:00-18:00次之,占22.29％;烟粉虱的虫口减退率与光照强度呈正相关(P＜0.05),其回归方程为)y=3.0297x+ 12.508 (R2=0.981).蓝光对保护地辣椒和黄瓜上烟粉虱有较好的驱避作用,辣椒上蓝光处理10d后烟粉虱的虫口减退率达到85.73％,上部叶片和中部叶片上虫口减退率之间没有显著差异(P＞0.05);蓝光处理黄瓜12d后烟粉虱的虫口减退率达90.33％,在光照的前期上部叶片的虫口减退率高于中部叶片,处理9d后上部叶片和中部叶片上虫口减退率之间没有显著差异(P＞0.05).[结论]蓝光对蔬菜烟粉虱具有较强的驱避作用,在18:00-19:00使用蓝光对保护地蔬菜上的烟粉虱的控制效果较好.     

大豆、玉米与水稻配置对稻田寄生蜂的影响

本文研究了稻田生境和非稻田生境间寄生性天敌的迁移扩散规律及其对水稻主要害虫的控制作用.结果表明,寄生蜂从大豆生境扩散到稻田生境的数量显著高于其从玉米生境扩散到稻田生境,而田埂种植玉米的寄生蜂扩散数量与不种植玉米相比无显著性差异.田埂配置大豆的有机稻田内二化螟Chilo suppressalis、三化螟Tryporyza incertulas、稻纵卷叶螟Cnaphalocrocis medinalis cnienee和褐飞虱Nilaparvata lugens的卵寄生率分别为17.8％,20.3％,10.2％和12.4％,与未配置大豆的对照相比分别增加了4.3％,7.5％,2.1％,和3.4％;它们的幼虫寄生率分别为14.7％,31.7％,21.3％,7.3％,与对照相比分别增加了5.3％,9.8％,5.7％和2.8％.而田埂配置玉米的有机稻田的二化螟,三化螟,稻纵卷叶螟和褐飞虱的卵寄生率分别为10.3％,14.4％,8.6％和9.3％;与未配置玉米的对照相比分别降低了3.2％,增加1.6％,0.5％和0.3％;它们的幼虫寄生率分别为10.3％,19.4％,17.5％和2.6％,与对照相比分别增加了0.9％,降低了2.5％,增加了1.9％和降低了1.9％.研究结果可为通过建立合理的水稻邻作模式进行害虫生物防治提供重要科学依据.     

食品级惰性粉对三种储藏物害虫生长发育的影响

应用粉剂药膜法,一种食品级惰性粉——4号粉相应剂量处理赤拟谷盗Tribolium castaneum(Herbst)、烟草甲Lasioderma serricorne(Fabricius)、锯谷盗Oryzaephilus surinamensis(Linnaeus)的卵和1龄幼虫,赤拟谷盗、锯谷盗、烟草甲的卵平均孵化率均在97%以上,处理后卵孵化的1龄幼虫平均死亡率均在96%以上;处理3种害虫的1龄幼虫其平均死亡率均在99%以上。结果表明食品级惰性粉对3种试虫卵的孵化率几乎没有影响,但对其1龄幼虫有较好的防治效果。通过混粮法应用正交试验研究发现,惰性粉剂量和小麦含水量对赤拟谷盗F1代防治效果均有显著影响。当小麦处于安全水分时(含水量12%¹4%),10014%),100¹50 mg/kg 4号粉能有效防治赤拟谷盗F1代。     

番茄种子及其萌发期化感作用分析

采用种子发芽生物测试法,以发芽率、发芽势、发芽指数和活力指数为指标,对番茄(Lycopersicon esculentum Mill.)种子及其萌发期对大白菜[Brassica campestris ssp.pekinensis(Lour.)G.Olsson]、萝卜(Raphanus sativus Linn.)、黄瓜(Cucumis sativus Linn.)和番茄种子萌发的化感效应进行测定,并采用化感效应指数(RI)和化感综合效应(SE)对化感作用进行评价.结果表明:用30 mg·mL-1番茄种子浸提液培养大白菜、萝卜和黄瓜种子,各项发芽指标均低于对照;番茄种子萌发可导致套种的大白菜、萝卜和黄瓜种子的各项发芽指标降低;番茄幼苗分泌物对大白菜、萝卜和黄瓜种子的萌发也均有抑制作用;在4个发芽指标中,对种子活力指数的抑制效应最大.与对照相比,0.5和1.0g番茄幼苗模拟腐解物对大白菜、萝卜和黄瓜种子的发芽率有一定的促进作用,但均导致种子发芽指数和活力指数的降低;而1.5g番茄幼苗模拟腐解物对3种蔬菜种子各项发芽指标的抑制作用最大;随模拟腐解物质量的增加,番茄种子的发芽指标值也逐渐降低.8、16和24 mg·mL-1番茄幼苗浸提液对大白菜、萝卜、黄瓜和番茄种子的萌发有明显抑制作用,随浸提液浓度提高,受试蔬菜种子的各项发芽指标均逐渐降低.总体上看,在番茄种子萌发过程中对受试蔬菜种子萌发的RI值多数为负值、SE值均为负值.研究结果证实:番茄种子含有化感物质,在其萌发过程中分泌与释放化感物质并抑制胚根生长,且除抑制其他植物种子的萌发外还具有自毒作用.     

A large-scale gene discovery for the red palm weevil Rhynchophorus ferrugineus （Coleoptera： Curculionidae）

The red palm weevil （RPW; Rhynchophorusferrugineus） is a devastating pest of palms, prevalent in the Middle East as well as many other regions of the world. Here, we report a large-scale de novo complementary DNA （cDNA） sequencing effort that acquired ~5 million reads and assembled them into 26 765 contigs from 12 libraries made from samples of different RPW developmental stages based on the Roche/454 GS FLX platform. We annotated these contigs based on the publically available known insect genes and the Tribolium castaneum genome assembly. We find that over 80% of coding sequences （CDS） from the RPW contigs have high-identity homologs to known proteins with complete CDS. Gene expression analysis shows that the pupa and larval stages have the highest and lowest expression levels, respectively. In addition, we also identified more than 60 000 single nucleotide polymorphisms and 1 200 simple sequence repeat markers. This study provides the first large-scale eDNA dataset for RPW, a much-needed resource for future molecular studies.