利用光谱特征评价莲草直胸跳甲对喜旱莲子草的控制效果

为建立快速有效的喜旱莲子草生物防治效果评价技术体系,采用基于成像光谱遥感技术的多波段光谱辐射仪,研究了利用冠层光谱特征值评价天敌昆虫莲草直胸跳甲Agasicles hygrophila对喜旱莲子草Alternanthera philoxeroides控制效果的方法。结果表明,莲草直胸跳甲取食引起喜旱莲子草冠层光谱变化,在可见光区绿光波段（中心波长约560 nm）和近红外波段（中心波段810 nm）,喜旱莲子草冠层光谱反射率随莲草直胸跳甲密度的增加逐渐下降,而在红光波段（中心波长约660 nm）呈上升趋势。莲草直胸跳甲取食还导致喜旱莲子草植被指数的变化。在近红外区760～810 nm波段莲草直胸跳甲的控制效果与喜旱莲子草冠层光谱反射率呈极显著负相关,相关系数为-0.92,故可将760～810 nm波长范围作为监测莲草直胸跳甲对喜旱莲子草控制效果的敏感波段。     

广东莲草直胸跳甲生物学的观察

空心莲子草 ( Alternanthera philoxeroides)为一种多年生恶性杂草 ,属苋科 ,莲子草属 ,在我国各地又名水花生、空心苋、喜旱莲子草等 ,具有繁殖迅速 ,适应性强和难以用化学除草剂根除的特点 [1 ] 。该草原产南美 ,大约本世纪 40年代传入我国 ,现成为南方各省主要恶性杂草 ,已泛滥成灾 ,给农业和水产养殖业造成极大危害 [2 ]。莲草直胸跳甲 ( Agasicles hygrophila)原产阿根廷 ,是空心莲子草的天敌。李宏科等 [3] 报道了莲草直胸跳甲的大量繁殖及释放技术 ,对应用莲草直胸跳甲的可行性作了研究。吴珍泉等 [4]对莲草直胸跳甲生物学特性进行…     

喜旱莲子草天敌——莲草直胸跳甲引种方法介绍

本文论述了作为入侵杂草喜旱莲子草优势天敌——莲草直胸跳甲的长距离和短距离引种方法,对其三种虫态的引种方法分别做了介绍。成虫适宜长距离和短距离引种;幼虫和卵适合做短距离引种。这为成功防治恶性杂草喜旱莲子草提供了技术指导。     

莲草直胸跳甲在几种非靶标植物上的适合度比较

莲草直胸跳甲是防治入侵杂草喜旱莲子草的引进天敌,为检测莲草直胸跳甲对非靶标植物的影响,选取了29种具有代表性的植物对该天敌进行了3种选择和1种非选择性压力的测试.在全组植物或移除喜旱莲子草组中,莲草直胸跳甲成虫和幼虫对喜旱莲子草和非靶标近缘种莲子草的取食面积均显著大于其它非靶标植物,幼虫还可取食非靶标植物若蘧、反枝苋等;成虫在无喜旱莲子草时可取食若蘧和甜菜.当移除喜旱莲子草和莲子草时,成虫和幼虫对若蘧和甜菜的取食面积分别提高22.33、4倍和1.76、16.42倍.在非选择测试中,成虫和幼虫对喜旱莲子草和莲子草的取食显著高于其它组,其它植物均不能满足其正常发育和生存.研究表明,莲草直胸跳甲对莲子草属植物的适合度最高.     

莲草直胸跳甲在不同生态型空心莲子草上的化蛹适应性

对莲草直胸跳甲在不同生态型空心莲子草上化蛹能力的研究表明：美国和重庆种群对不同生态型空心莲子草的化蛹适应性无显著差异；空心莲子草的生态型是影响莲草直胸跳甲化蛹能力的重要因子，在水生型草上化蛹能力显著高于湿生型和旱生型；水生型空心莲子草的直径大小不影响跳甲的化蛹能力，而陆生型空心莲子草的直径是影响其化蛹能力的重要因子；在陆生型草上，随着生长环境水分的降低，莲草直胸跳甲对直径较大的空心莲子草有很强的选择性；该虫在不同生态型草上的化蛹率与化蛹位置有关。莲草直胸跳甲能有效地控制水生型空心莲子草，对陆生型草可起到一定程度的抑制作用。     

饥饿程度及取食不同植物对莲草直胸跳甲消化酶的影响

为明确莲草直胸跳甲Agasicles hygrophila成虫消化酶的作用,分别采用3,5-二硝基水杨酸法、福林-酚法、碘-淀粉比色法测定其取食喜旱莲子草、莙荙及饥饿48 h后纤维素酶、蛋白酶、淀粉酶的变化,以及饥饿不同时间对3种消化酶的影响。结果表明,取食不同植物后,莲草直胸跳甲成虫的纤维素酶、淀粉酶、蛋白酶活力差异显著,其中取食莙荙后其体内纤维素酶(葡聚糖外切酶、葡聚糖内切酶、β-葡萄糖苷酶)和淀粉酶活力最高,分别为3.07、6.63、6.79、23.48 U/mg,是对照的1.21、3.18、2.43和1.34倍;取食喜旱莲子草后其蛋白酶活力最高,为25.09μg·mg~(-1)·min~(-1)。饥饿不同时间对莲草直胸跳甲成虫体内纤维素酶、淀粉酶、蛋白酶活力有显著影响,随着饥饿时间的延长,纤维素酶、淀粉酶活力均逐渐降低,而蛋白酶活力呈先升高后降低的趋势,饥饿36 h对成虫蛋白酶活力的促进作用最强,为20.64μg·mg~(-1)·min~(-1),是对照的1.11倍;饥饿60 h后其蛋白酶活力最低,仅为10.17μg·mg~(-1)·min~(-1)。表明饥饿初期对莲草直胸跳甲成虫消化酶起促进作用;取食莙荙后可增强其体内淀粉酶、纤维素酶的分解作用,取食喜旱莲子草可增强其体内蛋白酶活力。     

真菌防治喜旱莲子草研究进展

喜旱莲子草是一种危害严重的恶性入侵杂草,生物防治该杂草尤其是引入莲草直胸跳甲后取得很大进展。然而陆生型和高纬度地区的喜旱莲子草的防治仍是难点,利用真菌资源防治该杂草具有潜力。本文概述了对喜旱莲子草有一定生防潜力的真菌,并对其寄主专一性及作用机理进行了总结,提出了目前存在的问题及建议,以期为有效控制该杂草提供指导。     

莲草直胸跳甲羧酸酯酶基因AhCesB1的克隆、序列分析及表达特征

莲草直胸跳甲Agasicles hygrophila是入侵杂草喜旱莲子草的专食性天敌。为进一步明确莲草直胸跳甲寄主专一性的分子机制,通过分析其转录组数据克隆羧酸酯酶(carboxylesterases,Car Es)基因,采用RT-PCR技术从其体内获得1个羧酸酯酶B簇基因并进行生物信息学分析,同时利用实时定量PCR方法检测其在不同身体部位及不同发育阶段的表达特性,并对饥饿处理、取食靶标植物喜旱莲子草和非靶标植物莙荙后该基因的表达水平进行比较。结果显示,克隆得到1条莲草直胸跳甲羧酸酯酶基因的cDNA全长序列,长度为1 851 bp,开放阅读框长度为1 647 bp,编码548个氨基酸,以该基因推导的氨基酸序列与其它物种的CarEs进行聚类分析,发现此基因为羧酸酯酶B簇家族成员,命名为AhCesB1(GenBank登录号KT032151)。实时定量PCR检测结果显示,AhCesB1基因在莲草直胸跳甲3龄期表达量最高,成虫期和蛹期表达量次之,卵、1龄和2龄期表达量相对较低。AhCesB1基因在头和中肠的表达量较低,在其余身体部分表达量较高。取食莙荙后AhCesB1表达量显著增高,为饥饿处理的13.7倍,而取食喜旱莲子草与饥饿处理并无显著差异。表明莲草直胸跳甲AhCesB1在不同发育阶段和成虫不同身体部位具有不同的表达水平,而非寄主植物莙荙可以诱导该基因的表达,推测羧酸酯酶在莲草直胸跳甲代谢次生物质中发挥着重要作用。     

根结线虫侵染寄主对莲草直胸跳甲生长发育及食物利用的影响

分别用接种南方根结线虫的空心莲子草、莲子草和未接种南方根结线虫的空心莲子草、莲子草喂养莲草直胸跳甲幼虫,比较两种寄主植物莲草直胸跳甲饲喂生长发育及食物利用情况。结果表明,植物种类和线虫侵染的交互作用对莲草直胸跳甲的化蛹率、蛹重及食物转化率存在极显著影响。在未接种线虫处理中,两种寄主植物上莲草直胸跳甲生长发育及食物利用指标均无显著差异,接种线虫后,空心莲子草饲喂的莲草直胸跳甲化蛹率和蛹重显著降低,莲子草饲喂的莲草直胸跳甲蛹重和食物转化率显著增高。由此推断,南方根结线虫侵染抑制了空心莲子草上莲草直胸跳甲的生长发育,而促进了莲子草上莲草直胸跳甲的生长发育及食物利用。     

异质生境对生防昆虫莲草直胸跳甲数量分布的影响

昆虫的种群动态和数量分布与环境因素密切相关。本研究通过在中国南方空心莲子草大规模入侵的区域分别设置水、陆样地,采用曲线回归和冗余分析等方法探讨了异质生境中空心莲子草形态特征、入侵群落植物多样性及无机环境对生防昆虫莲草直胸跳甲数量分布的影响。结果显示:水、陆两境中莲草直胸跳甲数量均随着空心莲子草株高增加而上升;莲草直胸跳甲数量随水生型空心莲子草分枝数及入侵盖度的增加而上升。莲草直胸跳甲数量与陆生群落植物物种多样性无显著相关性,但在水生环境中,莲草直胸跳甲数量随群落的Simpson、Shannon和Pielou指数上升而显著下降。水、陆两境中决定莲草直胸跳甲数量的主导性环境因子均为年均气温、纬度和海拔。研究结果可为入侵植物的生物防治及引进天敌提供参考。     

光周期对莲草直胸跳甲生长发育和繁殖的影响

为明确莲草直胸跳甲Agasicles hygrophila Selman et Vogt的生态适应性,提高其对恶性杂草喜旱莲子草Alternanthera philoxeroides(Martius)的生物防治效率,研究了7组不同光周期对其生长发育和繁殖的影响。结果表明:不同光周期处理下,莲草直胸跳甲卵的孵化历期差异显著,在L∶D=12 h∶12 h时孵化历期最短,为4.33 d;其化蛹率无显著差异。相较于短光期,长光期条件更适合其幼虫生长发育。随着光照时数的增加,莲草直胸跳甲成虫寿命、产卵历期、雌虫产卵量呈明显单峰趋势,光周期为L∶D=12 h∶12 h时,成虫寿命和产卵历期最长,分别为41.8 d和34.0 d;光周期为L∶D=8 h∶16 h时,雌虫产卵量最高,为98.5块。不同光周期处理下其成虫后代的孵化率均高于85%,各处理间均无显著差异。在7组光周期处理下,莲草直胸跳甲均未出现生长与生殖停滞及大量死亡现象。生命表分析结果显示,光周期为L∶D=12 h∶12 h时,莲草直胸跳甲种群的净增殖率、平均世代周期及内禀增长率均最高,分别为386.88、45.36和0.13;而种群增殖时长最短,为5.27 d。表明光周期为L∶D=12 h∶12 h时最适合莲草直胸跳甲生长发育和繁殖。     

莲草直胸跳甲气味结合蛋白鉴定及其在触角中的表达分析

为阐明莲草直胸跳甲Agasicles hygrophila对其寄主植物喜旱莲子草Alternanthera philoxeroides的专一性识别过程中气味结合蛋白(odorant-binding protein,OBP)的作用,基于莲草直胸跳甲三代全长转录组测序结果筛选获得其所有OBP基因并进行生物信息学分析,以最大似然法构建莲草直胸跳甲OBP的系统进化树,并通过定量PCR分析这些OBP基因在其触角中的表达量。结果表明,全长转录组测序结果中共鉴定得到53个莲草直胸跳甲AhygOBP基因,所编码蛋白有36个属于Minus-C家族,11个属于Classic家族,5个属于Plus-C家族,1个属于Atypical家族。进化分析结果显示,大部分莲草直胸跳甲AhygOBP与其它目昆虫OBP为直系同源。莲草直胸跳甲AhygOBP基因在触角中的表达分析结果显示,将表达量最低的AhygOBP31作为基准1,表达量最高的依次为AhygOBP53、AhygOBP32、AhygOBP13、AhygOBP28、AhygOBP44、AhygOBP45、AhygOBP29、AhygOBP37、AhygOBP24,其中AhygOBP53的表达量是AhygOBP31的106 000倍。推测这些触角中高表达的AhygOBP可能在宿主植物识别中发挥重要作用。     

西花蓟马取食、机械损伤和外源物质诱导对番茄植株次生物质及西花蓟马解毒酶的影响

为阐明寄主植物番茄受害虫西花蓟马Frankliniella occidentalis取食、机械损伤及外源物质茉莉酸和水杨酸甲酯诱导后次生物质含量的变化,以及害虫如何通过调整体内解毒酶活性适应植物的防御反应,采用生化分析法测定了各诱导处理下次生物质黄酮、总酚和单宁含量及西花蓟马体内解毒酶多功能氧化酶(MFO)、乙酰胆碱酯酶(AchE)、谷胱甘肽S-转移酶(GSTs)和羧酸酯酶(CarE)活性的变化。结果表明:番茄叶片在各诱导处理下黄酮含量在36 h和48 h时均显著高于对照,相应时间段茉莉酸处理与水杨酸甲酯处理的黄酮含量升高最显著,分别达32.07 mg/g和31.76 mg/g;各诱导处理后24 h和36 h时,单宁和总酚含量均有不同程度下降,但总酚含量在48 h时显著升高,其中虫害处理增加最显著,达34.51 mg/g。取食各种诱导处理番茄植株6 h时,西花蓟马体内MFO活性均升高,AchE活性均受到抑制;取食除机械损伤外的其它诱导处理叶片6 h后,西花蓟马体内GSTs活性均被抑制,CarE活性均显著上升,其中取食水杨酸甲酯处理叶片的西花蓟马体内GSTs活性下降幅度最大,而CarE活性升高最显著,分别为3 882.35 U/mg和106.33 U/mg。表明各诱导处理不仅可以使番茄次生物质含量发生变化,诱导植株产生防御反应,也会使西花蓟马改变解毒酶的活性以适应寄主植物的诱导抗性,即寄主植物和害虫通过防御与反防御相互适应。     

植物源次生物质棉酚和芸香苷对绿盲蝽保护酶与解毒酶活性的影响

为明确棉酚和芸香苷2种植物次生物质对绿盲蝽Apolygus lucorum体内3种保护酶——过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和3种解毒酶——碱性磷酸酶(AKP)、酸性磷酸酶(ACP)、谷胱甘肽S-转移酶(GST)的影响,通过在人工饲料中添加棉酚和芸香苷饲喂不同龄期绿盲蝽若虫,分别在24、48、72 h后测定若虫体内保护酶和解毒酶的活性。结果表明,同一龄期的绿盲蝽若虫取食不同浓度的同种外源次生物质后,随着次生物质浓度的升高,3种保护酶活性分别在不同浓度处理下达到最大值,如1龄若虫其CAT活性在0.4 mg/mL棉酚胁迫下达到最大,为72.8 U/mg protein,SOD和POD活性分别在0.8 mg/mL棉酚胁迫下达到最大,为59.8、23.0 U/mg protein,而3种解毒酶ACP、AKP和GST活性则均在0.4 mg/mL棉酚胁迫下达到最大,分别为26.9、29.5、66.8 U/mg protein,即绿盲蝽受到不同浓度外源次生物质胁迫后,体内的保护酶和解毒酶被激活的程度不同。同一龄期若虫取食不同种类的次生物质后,体内同一种保护酶的活性变化也不尽相同,如3龄若虫其SOD活性在1.0 mg/mL棉酚或0.04 mg/mL芸香苷胁迫48 h后均达到最大,分别为58.0 U/mg protein或61.1 U/mg protein,且显著高于其它浓度胁迫,即不同种类次生物质诱导绿盲蝽同一种保护酶达到最大值所需浓度不同。表明绿盲蝽受到不同种类外源次生物质或者不同浓度同种外源次生物质胁迫后,体内保护酶和解毒酶活性的变化是一个复杂的过程,且不同酶的变化处于一种协调状态,以适应外界环境条件的变化。     

泽兰实蝇寄生对紫茎泽兰生长和防御能力的影响

为明确泽兰实蝇Procecidochares utilis寄生对紫茎泽兰Ageratina adenophora生长及防御能力的影响,在温室内设置泽兰实蝇寄生与未寄生紫茎泽兰2组盆栽处理,测定泽兰实蝇寄生对紫茎泽兰生长特性、生物量、叶片营养物质、次生代谢物质和保护酶的影响。结果表明,泽兰实蝇寄生显著降低了紫茎泽兰的株高、茎粗、叶片厚度和叶片数,分别显著降低了24.80%、16.86%、42.31%和27.82%;同时,地上生物量、根部生物量和总生物量分别显著降低了58.89%、54.29%和57.60%。泽兰实蝇寄生还导致紫茎泽兰的营养成分发生显著变化,其中可溶性蛋白、可溶性糖、可溶性淀粉和叶绿素含量分别显著降低了41.18%、11.75%、34.57%和29.96%。泽兰实蝇寄生改变了紫茎泽兰的保护酶活性,其过氧化氢酶和超氧化物歧化酶活性分别比未寄生植株显著升高了59.36%和108.06%,过氧化物酶活性降低了25.69%;同时使紫茎泽兰单宁酸含量显著降低了21.67%,总酚和类黄酮的含量分别显著上升了1.21倍和2.09倍。泽兰实蝇寄生的紫茎泽兰总生物量与次生代谢物质总酚和类黄酮的含量呈显著负相关,相关系数r分别为-0.06和-0.43,对照组则不存在相关性。表明泽兰实蝇寄生可能促使紫茎泽兰改变自身的生长与防御能量分配,减少了营养和生长的投入,将更多的资源投向繁殖和防御。     

甲氧虫酰肼对棉铃虫解毒酶活力的亚致死效应研究

采用亚致死剂量(LC40浓度)的甲氧虫酰肼处理棉铃虫抗甲氧虫酰肼种群(R)和同源敏感种群(S)3龄初幼虫48 h,测定了3～6龄期幼虫体内多功能氧化酶(MFO)、酯酶(EST)和谷胱甘肽S-转移酶(GSTs)的比活力变化。结果发现:经亚致死剂量甲氧虫酰肼处理后,S种群EST比活力除4龄幼虫外均有所升高,且仅在3龄期升高明显;GSTs比活力在5龄幼虫体内显著升高,其他龄期无明显变化;MFO比活力在6龄幼虫体内表现为降低,其他龄期无显著变化。对于R种群,3龄和6龄幼虫体内EST比活力显著降低,各龄期的GSTs和MFO比活力均显著降低。空白对照R种群3～6龄期幼虫的GSTs比活力均高于S种群;EST比活力仅3龄幼虫显著高于S种群;MFO的比活力仅5龄幼虫显著高于S种群。研究表明:棉铃虫对甲氧虫酰肼的抗性与GSTs比活力增大关系较为密切;LC40浓度的甲氧虫酰肼可诱导敏感种群EST和GSTs活力升高,而使抗性种群3种酶的活力受到抑制。     

高效氯氰菊酯亚致死浓度对桃小食心虫成虫体内解毒酶活性的影响

为研究高效氯氰菊酯亚致死浓度对桃小食心虫Carposina sasakii Matsumura雌、雄蛾体内解毒酶活性的影响,采用药膜法,以LC10、LC20和LC40浓度的高效氯氰菊酯处理桃小食心虫成虫24 h,分别测定药剂压力解除后0、6、12和24 h桃小食心虫雌、雄蛾体内细胞色素P450单加氧酶7-乙氧基香豆素-O-脱乙基酶（ECOD）、羧酸酯酶（CarE）和谷胱甘肽S-转移酶（GSTs）的活性,并分析其动态变化。结果表明:与对照相比,高效氯氰菊酯LC10浓度处理能抑制桃小食心虫成虫的ECOD比活力,且随处理浓度增加,高效氯氰菊酯对ECOD活性的诱导作用逐渐体现,LC40浓度处理组ECOD活性显著高于对照;此外,LC20和LC40浓度处理组可诱导桃小食心虫雄蛾CarE和GSTs比活力的增加,但对于雌蛾则结果相反。当药剂压力解除后,随着处理时间的延长,成虫体内ECOD、CarE和GSTs活性总体表现为先增加后降低,而药剂浓度越高对其解毒酶的诱导或抑制作用越显著,且存在一定性别差异。研究显示,从短期响应来看,桃小食心虫雌、雄蛾体内的3种解毒酶在高效氯氰菊酯亚致死浓度胁迫后均表现较为活跃,酶活性呈现出先增加后降低的动态变化。由于雌、雄蛾个体的生理机能以及对药剂敏感性的差异,这种生理响应机制存在一定的剂量和性别差异。     

转Cry1Ac/1Ab基因棉花对棉铃虫的控制效果及对甜菜夜蛾和斜纹夜蛾生长发育的影响

为评估转Cry1Ac/1Ab基因棉花对棉铃虫Helicoverpa armigera的抗性及对非靶标害虫甜菜夜蛾Spodoptera exigua和斜纹夜蛾S.litura生长发育的影响,采用室内生测法测定其对棉铃虫的抗性及对甜菜夜蛾和斜纹夜蛾不同龄期幼虫存活率、营养代谢及中肠酶活性的影响。结果表明,转Cry1Ac/1Ab基因棉花对棉铃虫第2代幼虫的抗性程度最高,幼虫校正死亡率达91.33%,但对甜菜夜蛾和斜纹夜蛾的抗性程度较低,幼虫校正死亡率分别为15.33%和13.33%。甜菜夜蛾和斜纹夜蛾各龄期幼虫取食转Cry1Ac/1Ab基因棉花后,其存活率与取食常规棉花对照无显著差异;甜菜夜蛾对转Cry1Ac/1Ab基因棉花叶片的相对取食量、近似消化率分别为16.68和93.12%,均高于取食常规棉花对照的10.72和92.00%,但差异不显著,而斜纹夜蛾取食转Cry1Ac/1Ab基因棉花后的各项营养指标均低于取食常规棉花对照,差异也不显著。取食转Cry1Ac/1Ab基因棉花后,甜菜夜蛾的过氧化物酶活性为0.02 U/mg prot,显著低于取食常规棉花的0.05 U/mg prot;斜纹夜蛾的酸性磷酸酶活性为0.15 U/mg prot,高于取食常规棉花的0.10 U/mg prot,但差异不显著,其它中肠酶活性均低于对照,亦无显著差异。     

乙烯利对草甘磷在空心莲子草中传导及生物活性的影响

在人工气候室培养空心莲子草,植株经草甘膦与乙烯利混合处理后,测定对植株的抑制作用和草甘膦的吸收与传导量。结果表明,加入乙烯利(100mg·L~(-1))后草甘膦(300mg·L~(-1))对地下根茎抑制率比对照提高了13.6个百分点。植株经乙烯利喷雾处理后,基芽、地下茎和根系中~(14)C-草甘膦含量分别是对照的3.56、1.75和2.35倍。放射性成像图显示,植株地下茎与根系中~(14)C-草甘膦传导量明显高于对照。