蚜虫新型预警网络的构建及其绿色防控技术研究

在公益性行业（农业）科研专项的支持下,项目组在我国大豆和小麦主产区进行了蚜虫监测预警及绿色防控技术的研究。构建了基于吸虫塔的蚜虫监测预警网络系统,在蚜虫基础生物学研究、天敌资源普查及其控蚜作用研究的基础上,研发了多项以生物防治为主体的蚜虫绿色防控技术,包括天敌人工助迁、人工饲养天敌释放、作物邻间作措施、物理防控、隐蔽性施药等。相关技术措施在我国的东北、华北等大豆蚜、麦蚜为害严重的大豆产区和小麦主产区共建立了4个规模较大的试验示范区,取得了较好的综合效益。     

我国主要类型昆虫对CO_2升高响应的研究进展

大气CO2浓度增加已经受到国内外的极大关注。自2002年以来,在自行设计、组装的一系列密闭式动态CO2气室和开顶式CO2浓度控制箱基础上,研究了我国主要类型昆虫对CO2浓度升高响应的特征。结果显示,大气CO2浓度升高降低了棉铃虫Helicoverpa armigera的适合度和对棉花的危害作用,增加了棉花对棉铃虫为害的补偿作用,使以咀嚼式口器昆虫为代表的棉铃虫种群发生与危害下降;但大气CO2浓度升高改变了植物组织营养物质的组成与含量,提高了蚜虫Aphis gosypii对氨基酸营养的利用与补偿效率,降低了3种麦蚜的种间竞争,导致蚜虫种群发生与危害严重;而对烟粉虱Bemisia tabaci的种群特征影响较少。大气CO2浓度升高对天敌昆虫的影响存在种的特异性,表现出种群上升、下降和变化不大等特征。未来大气CO2浓度升高下,由于作物生长发育加快,生物量增加,蚜虫种群增多,导致吡虫啉农药防治效果下降,由此未来大气CO2浓度升高下农民将被迫使用更多的化学农药防治蚜虫类害虫,进而加重环境污染。     

石蒜凝集素基因转化切花菊及抗蚜性鉴定

以切花菊'神马'叶片为外植体,采用根癌农杆菌介导法将长筒石蒜凝集素基因LLA导入菊花.结果表明,'神马'叶片对潮霉素(Hyg)十分敏感,叶盘再生筛选以8～10 mg·L~(-1)为宜,生根筛选以18 mg·L~(-1)为宜;羧苄青霉素抑菌浓度早期以500 mg·L~(-1)为宜,后期以250～300 mg·L~(-1)为宜.Hyg抗性再生植株经PCR、RT-PCR检测初步证实外源基因已转入7个转化株系的植物基因组DNA中并发生转录.转基因植株幼苗人工接种蚜虫实验表明,不同转化株系的抗蚜性差异较大,蚜口密度抑制率为12.2%～76.8%不等,平均蚜口密度抑制率为41.8%.     

表达尾穗苋凝集素基因的转基因烟草对桃蚜(Myzus persicae)繁殖的影响(英文)

To investigate the possible function of the agglutinin from Amaranthus caudatus L. (ACA) in plant defending against insect pests, ACA cDNA was cloned by RT-PCR and the 5‘ and 3‘ sequences were confirmed by rapid amplification of cDNA ends (RACE). The phloem-specific expression vector of ACA gene, pBCACAc, was constructed based on the plant binary vector pBC438 and transfered into tobacco plants via Agrobacterium-mediated transformation method. Results from PCR and Southern blotting analysis showed that AOA gene was integrated into the genomes of transformed plants and the transgene integration varied from one to four estimated copies per genome. Western blotting analysis indicated that ACA gene was transcribed and translated in the transgenic plants. The bioassay of Myzus persicae Sulzer on detached leaves demonstrated that the 78% transgenic tobacco plants displayed an average aphid-resistant rate of more than 75%. Some apterous progeny of M. persicae were found dead on the resistant plants. These results indicate that ACA gene should be an effective aphid-resistant gene and could be valuable for application in crop breeding for aphid resistance.     

高粱抗蚜研究进展

高粱(Sorghum bicolour)是世界上最重要的粮食、饲料、酿造和能源作物之一, 也是C₄植物研究的模式植物。蚜虫是农业生产上的重要害虫, 几乎危害所有的栽培作物。危害高粱的蚜虫主要包括高粱蚜(Melanaphis sacchari)、麦二叉蚜(Schizaphis graminum)和玉米蚜(Rhopalosiphum maidis)。高粱的抗蚜资源尚不丰富且缺乏深入系统的研究。目前研究较多的是麦二叉蚜的抗性遗传方面, 已定位20个抗性QTLs, 单一QTL对抗性差异贡献率最高可达80.3%, 对高粱蚜和玉米蚜的研究尚需进一步加强。高粱的理化特性与其抗蚜性能相关, 故可与育种实践相结合。高粱和蚜虫(Acyrthosiphon pisum)的全基因组测序工作已经完成, 这将有助于蚜虫-植物间的相互作用关系及植物对蚜虫的抗性机制研究。目前已克隆到2个抗蚜基因, 且多个抗蚜基因(位点)已被定位在染色体上。该文重点综述了上述研究成果并对高粱抗蚜的研究前景进行了展望。     

韧皮部取食昆虫诱导的植物防御反应

刺吸式昆虫与寄主植物之间具有特殊的生物互作关系。本文对刺吸式昆虫取食韧皮部诱导的植物防御反应类型、 防御物质变化、 信号途径以及植物反应转录组学研究等方面进行综述。韧皮部取食昆虫取食诱导的植物防御反应机制主要包括： (1)改变自身的营养状况; (2)产生有毒的次生化合物; (3)产生防御蛋白。防御反应与植物水杨酸、 茉莉酸、 乙烯等信号分子密切相关。研究表明, 刺吸式昆虫取食诱导的植物防御反应主要引发以水杨酸为主的信号途径, 但相关分子互作机制还有待明确。日益丰富的基因组资源和不断发展的分子生物学技术为揭示植物防御反应中信号分子的作用机制、 找出植物内生抗性的特异因子以及阐明诱导防御机制奠定了基础。了解刺吸式昆虫取食诱导的植物防御反应, 为深入理解植物-昆虫间协同进化关系提供了依据, 为害虫治理和抗虫植物的培育提供了新的思路。     

菜蚜种群抽样理论的蒙特卡洛试验研究

北京地区秋白菜上蚜虫种群在其一定发展阶段的空间格局是可以用Pearson Ⅲ型分布拟合的。用蒙特卡洛试验研究这种分布的三个参数——平均数Ex,变异系数Cv和偏态系数Cs的估计误差同样本容量的关系是有效的途径。本文介绍了该试验的设计思想和实施步骤,并得出初步结论:以一株菜为一个样本单位计数白菜上的蚜虫头数,则在允许误差不大于5%的情况下,样本容量为50时,用矩法便可足够准确地估计Ev和Cv值了;但对于估计Cv值,则样本容量应为500左右。     

藜芦杀虫活性的初步研究

先后以乙醇、氯仿和正丁醇为溶剂,提取了熊耳山区植物藜芦根茎中的活性物质。得到3个提取物:乙醇提取物、氯仿萃取物和正丁醇萃取物,产率分别为2.93%、1.14%和0.58%。测定了3种溶剂萃取物对粘虫、蚜虫、朱砂叶螨和蚊幼虫的毒杀活性。结果说明:这几种提取物都具有良好的毒杀效果。氯仿提取物对3龄粘虫有很强的拒食作用;乙醇提取物对4龄蚊幼虫的杀虫活性最高;3种溶剂萃取物对蚜虫的毒杀能力大小次序为:氯仿提取物>正丁醇提取物>乙醇提取物;对朱砂叶螨的毒杀力大小为:乙醇提取物>氯仿提取物>正丁醇提取物。采用试管反应法和层析法对藜芦根茎提取物进行化学成分预试,结果显示:乙醇提取物、氯仿提取物和正丁醇提取物中均含有生物碱类活性物质。     

[反]-β-法尼烯合成酶基因在植物抗蚜分子育种中的应用

蚜虫是重要的农业害虫,每年造成数以亿计的经济损失。[反]-β-法尼烯[(E)-β-farnesene,EβF]是绝大多数蚜虫报警信息素的主要成分,可使蚜虫产生骚动、从植株上脱落,并吸引蚜虫天敌,有效控制蚜虫危害。EβF合成酶是催化合成EβF的关键酶,目前该基因已从薄荷、香橙、花旗松、黄花蒿、洋甘菊等植物中得到分离鉴定。植物中表达EβF合成酶基因以催化法呢基焦磷酸(Farnesyl diphosphate,FPP)合成EβF是控制蚜虫危害的重要策略。文中概括了当前植物抗蚜转基因研究现状,综述了植物EβF合成酶基因及其在植物抗蚜分子育种中的应用。针对当前转基因植物的EβF生成量较低等问题,展望了EβF合成酶基因在植物抗蚜分子育种中的应用前景和研究策略。     

昆虫翅多型现象的控制机理

昆虫翅多型现象是指相同性别的昆虫,在翅长等方面具有二种或更多种不同类型的个体。例如,重要的水稻害虫褐飞虱(Nilaparvata luens)具长翅型、短翅型两种类型;而世界性的害虫蚜虫类,则出现有翅型和无翅型两种类型。