蚜虫传播非持久性病毒的取食行为调控机制

蚜虫能够传播上百种植物病毒，是最重要的农业介体昆虫之一。蚜虫在刺探和取食植物过程中，唾液组分会连同附着在口针中的病毒粒子一同被分泌进入植物内，在调节植物诱导抗性、病毒侵染扩散、介体昆虫行为等过程中均有重要作用。本文围绕蚜虫传播病毒和获取病毒2个关键过程，总结分析了蚜虫独特的刺吸取食行为与传毒效率和获毒效率之间的联系；针对取食活动中关键的唾液蛋白在调控植物免疫抗性、帮助病毒侵染过程中的功能，阐述了蚜虫高效传播非持久病毒的分子基础；针对蚜虫的获毒过程，综述了病毒侵染植物间接调控蚜虫趋向和行为的作用方式。这些研究的开展将为解释蚜虫和病毒协同侵染的分子机制以及有效开展基于蚜虫取食行为调控的病虫害防控新技术提供思路。     

植食性昆虫唾液调控昆虫-植物互作的研究进展

在与寄主植物长期共同进化的过程中,为了更好地适应和利用寄主,植食性昆虫进化出了多种取食方式。同时,为了应对植食性昆虫的取食,植物进化出了多种防御策略,包括直接防御和间接防御。在整个昆虫-植物互作过程中,昆虫唾液起着重要作用。一方面,昆虫唾液中一些组分可以被植物识别并诱导植物防御反应;另一方面,昆虫通过分泌唾液到植物中调控寄主防御反应。该文从昆虫-植物互作的角度出发介绍植食性昆虫唾液的成分与功能,着重对昆虫唾液激发子和效应子的研究进展进行了综述,并对未来唾液的研究及其在害虫防治中的应用进行展望。     

控制蚜虫的新策略

蚜虫是危害作物最重要的害虫之一,它不仅吮吸植物汁液降低作物产量,而且还传播植物病毒,给植物造成更大危害。利用蚜虫自己的“语言”来控制蚜虫,这是最近较为引人瞩目的研究。英国洛桑实验站的科学家已鉴定出了蚜虫分泌的一种化学物质,它能对其它的蚜虫起警戒作用,这种物质叫报警激素,是一种对环境安全面对蚜虫有专效的物质。当取食的蚜虫察觉到这种物质时,便迅速收回正在取食的口器而逃     

我国主要农作物蚜虫生物防治的研究进展、应用与展望

蚜虫是农业生产上的重大害虫,不仅通过取食韧皮部直接为害植物,还会传播很多植物病毒病,严重影响农作物产量和品质。目前防治蚜虫仍以化学农药为主,然而生物防治作为绿色环保、可持续的防治策略在这几十年中也得到了长足发展。该文对我国近60年关于主要农作物蚜虫生物防治的研究进展进行概述,包括主要农作物蚜虫的天敌资源（主要寄生性天敌196种,主要捕食性天敌16种,主要病原微生物6种）、蚜虫主要天敌生物学和生态学研究、人工扩繁及应用技术及植物抗蚜机制和抗蚜种质资源挖掘,并对目前蚜虫生物防治中存在的问题及未来的研究方向进行展望,以期为蚜虫生物防治技术的发展和推广应用提供参考。     

植物-植食性昆虫互作关系中早期信号事件研究进展

诱导防御反应的产生取决于植物对植食性昆虫相关信号迅速和准确地识别。在植物与植食性昆虫互作过程中,早期信号事件是负责植物识别和触发下游信号转导途径的最早反应,它们发生在植物防御相关基因表达和防御相关代谢物产生之前,对植物的防御过程至关重要。本文将植物与植食性昆虫互作的早期事件,包括植物对植食性昆虫的感知、电信号和Ca~(2+)信号的产生和转导,活性氧的迸发以及促细胞分裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号级联途径等研究进展进行了综述,并提出今后的研究重点与方向,促进对植物诱导防御反应调控网络的研究,以期为改进农业害虫的治理提供重要的理论和技术支撑。     

植物源农药对蚜虫控制作用的研究概述

蚜虫是农作物上的一类重要害虫,由于化学农药的不合理使用,蚜虫对其产生了较强的抗药性。研究表明植物源农药对蚜虫有较好的控制作用,且不易产生抗药性。主要综述了植物源农药对蚜虫的作用方式,植物源农药对蚜虫杀虫活性物质类型,讨论了目前植物源农药对蚜虫控制作用研究方面存在的问题和发展前景。     

2种蚜虫取食诱导棉花对棉长管蚜与棉蚜取食行为的影响

为研究棉长管蚜Acyrthosiphon gossypii 与棉蚜 Aphis gossypii 对蚜虫取食诱导棉花的取食适应性, 揭示取食诱导下两种蚜虫的取食竞争机制, 采用刺探电位图谱技术(electrical penetration graph, EPG)测定在健康棉花、棉长管蚜或棉蚜诱导的棉花上取食6 h的棉长管蚜和棉蚜的16个重要参数, 比较两种蚜虫的取食行为。研究发现:1) 取食健康棉花时, 棉蚜在木质部(G波)的取食持续总时间长于棉长管蚜，棉蚜在木质部的取食能力大于棉长管蚜，但二者在韧皮部的取食能力相差不大。2) 取食棉长管蚜诱导的棉花时, 棉蚜取食韧皮部(E2波)持续的总时间为(2 531.33±60.86)s, 显著大于棉长管蚜E2波持续总时间［(2 196.00±98.91)s］;取食棉蚜诱导的棉花时, 棉蚜取食韧皮部、木质部持续的总时间显著长于棉长管蚜(P＜0.05), 说明棉蚜对于棉蚜诱导棉花的取食耐受性大于棉长管蚜。棉蚜对两种蚜虫取食诱导棉花的适应性更强, 更易在竞争中取得优势。棉长管蚜与棉蚜取食棉长管蚜或棉蚜诱导棉花的F波持续总时间长于健康棉花, 说明经取食诱导的棉花具有一定的抗虫性。     

蚜虫性信息素研究进展

本文对蚜虫性信息素成分的分离与鉴定、蚜虫性信息素对蚜虫及其天敌行为调节作用等方面的研究现状作了概述。     

蚜虫嗅觉行为及昆虫嗅觉信号转导途径研究进展

综述了蚜虫较典型的3种嗅觉行为即报警信息素反应、植物挥发物对蚜虫的引诱行为和驱避行为以及嗅觉在寄主定位中的作用,结合由G蛋白介导的昆虫嗅觉信号转导途径的研究现状,从一个全新的角度总结了近年来针对蚜虫嗅觉反应及其机制的研究进展。文章还就麦蚜嗅觉信号转导途径研究的可行性及意义进行了讨论。     

虫害诱导植物信息化合物介导的植物间交流及机制

当遭受植食性昆虫取食时, 植物会释放复杂和多样的挥发性有机化合物。虫害诱导的挥发物在调控植物与不同营养层昆虫群落相互关系中发挥重要作用。同时, 邻近植物也能感知这种虫害诱导挥发物, 对可能即将到来的虫害威胁做出防御准备。获得防御准备的植物在受到虫害损伤时, 会立即启动相应的防御反应。为了应对植物的这种害虫防御策略, 某些昆虫可通过调控植物挥发物信号来传递“假信息”, 从而抑制相邻植物的防御反应。这种信息交流既可发生在同种植物之间, 也可发生在不同科属的植物之间。近年, 植物间的信息交流现象已得到广泛研究, 但相关的生化和分子机制及生态学意义尚不清楚。本文主要探讨了虫害诱导信息化合物介导的植物间交流类型、机制和生态学意义, 以及影响植物间交流的生物或非生物因子, 分析了利用植物间信息交流开展害虫绿色防控的前景。     

Plant resistance to aphid feeding: behavioral,physiological, genetic and molecular cues regulate aphid host selection and feeding

Aphids damage major world food and fiber crops through direct feeding and transmission of plant viruses. Fortunately, the development of many aphid‐resistant crop plants has provided both ecological and economic benefits to food production. Plant characters governing aphid host selection often dictate eventual plant resistance or susceptibility to aphid herbivory, and these phenotypic characters have been successfully used to map aphid resistance genes. Aphid resistance is often inherited as a dominant trait, but is also polygenic and inherited as recessive or incompletely dominant traits. Most aphid‐resistant cultivars exhibit constitutively expressed defenses, but some cultivars exhibit dramatic aphid‐induced responses, resulting in the overexpression of large ensembles of putative aphid resistance genes. Two aphid resistance genes have been cloned. Mi‐1.2, an NBS‐LRR gene from wild tomato, confers resistance to potato aphid and three Meloidogyne root‐knot nematode species, and Vat, an NBS‐LRR gene from melon, controls resistance to the cotton/melon aphid and to some viruses. Virulence to aphid resistance genes of plants occurs in 17 aphid species – more than half of all arthropod biotypes demonstrating virulence. The continual appearance of aphid virulence underscores the need to identify new sources of resistance of diverse sequence and function in order to delay or prevent biotype development. © 2013 Society of Chemical Industry     

寄主植物对棉蚜乙酰胆碱酯酶的影响

通过生物测定和生化分析研究了5种不同寄主植物上的棉蚜种群对灭多威的敏感性，乙酰胆碱酯酶（AChE)活性及灭多威对AChE的抑制作用，结果发现，取食石榴和花椒的棉蚜AChE活性最高，是冬青上棉蚜（最低）的2．00倍和3．33倍，说明寄主植物可以影响棉蚜AChE的活性，灭多威对不同寄主植物上的棉蚜个体的AChE进行抑制后，发现棉花和冬青上的棉蚜种群中AChE对灭多威不敏感的棉蚜个体多于花椒，木槿和石榴上的棉蚜种群，这与棉花及冬青上的棉蚜对灭多威耐药性较其它三种强的趋势近似，表明AChE敏感度的降低是棉蚜对灭多威产生抗药性的原因之一。     

Manipulation of parasitoids for aphid pest management: progress and prospects

This paper describes research at IACR-Rothamsted on aphid parasitoid responses to semiochemical foraging stimuli, aimed at developing novel ways of manipulating these behaviours to overcome ecological constraints to biological and integrated pest control. Female parasitoids respond both to aphid sex pheromones acting as kairomones, and to aphid-induced plant volatiles, acting as synomones. A range of economically important parasitoid species respond to aphid sex pheromones, and their potential for enhancing parasitization of aphid populations has been demonstrated in the field. Commercial production of the pheromone from the plant Nepeta cataria L has been developed and strategies for its use in arable crops are being investigated. Aphid-induced plant volatiles are released systemically throughout the plant and are aphid species specific, probably induced by elicitors in aphid saliva. Aphid-infested plants can induce uninfested neighbours to release damage-related volatiles, plant-to-plant communication occurring via the rhizosphere. The plant compound cis-jasmone has been identified as a plant signal with potential for aphid control, inducing plant defence mechanisms that both deter colonising aphids and attract parasitoids and predators. Such compounds may represent a new generation of crop protectants and their further investigation and development will be aided by the tools generated by genomic and post-genomic biology.     

转雪花莲凝集素酶基因枸杞对蚜虫的抑制作用

利用农杆菌介导法将雪花莲外源凝集素酶基因导入枸杞叶片,获得了完整的转基因植株。对36个经PCR检测为阳性的转基因株系进行了两年抗蚜虫筛选试验,结果表明:蚜口密度抑制率在13.19%～95.4%,平均蚜口密度抑制率为78.59%。     

麦蚜对小麦冠层光谱特性的影响研究

通过对田间不同程度麦蚜危害的小麦冠层反射光谱测量,研究了各波段反射光谱的变异特征,并对光谱反射曲线进行微分分析。结果表明:在麦蚜危害的初期,近红外反射率明显降低,即陡坡效应受到明显的削弱,随着麦蚜危害程度加重,小麦冠层的反射率在不同波段有明显下降,尤其在近红外区下降更为显著。利用光谱微分技术,对受麦蚜不同程度危害的小麦冠层反射率求一阶导数,得到红边斜率。结果表明,麦蚜危害后小麦冠层的红边斜率在近红外波段发生剧烈的变化,且随着危害程度的加重其值逐步下降。将归一化植被指数(NDVI)分别和百株蚜量进行相关及回归分析,并对监测蚜虫敏感波段的选择做了初步的探讨。     

RNAi‐mediated plant protection against aphids

Aphids (Aphididae) are major agricultural pests that cause significant yield losses of crop plants each year by inflicting damage both through the direct effects of feeding and by vectoring harmful plant viruses. Expression of double‐stranded RNA (dsRNA) directed against suitable insect target genes in transgenic plants has been shown to give protection against pests through plant‐mediated RNA interference (RNAi). Thus, as a potential alternative and effective strategy for insect pest management in agricultural practice, plant‐mediated RNAi for aphid control has received close attention in recent years. In this review, the mechanism of RNAi in insects and the so far explored effective RNAi target genes in aphids, their potential applications in the development of transgenic plants for aphid control and the major challenges in this regard are reviewed, and the future prospects of using plant‐mediated RNAi for aphid control are discussed. This review is intended to be a helpful insight into the generation of aphid‐resistant plants through plant‐mediated RNAi strategy. © 2016 Society of Chemical Industry