龟纹瓢虫对草地贪夜蛾卵和低龄幼虫的捕食作用

为明确龟纹瓢虫Propylaea japonica对草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda的控害潜力,在(25±1)℃、L∥D=16 h//8 h、RH (60±5)%的条件下研究了龟纹瓢虫雌、雄成虫和4龄幼虫对草地贪夜蛾卵、1龄和2龄幼虫的捕食能力。结果表明,龟纹瓢虫4龄幼虫和雌、雄成虫对草地贪夜蛾卵、1龄和2龄幼虫的捕食反应均符合HollingⅡ模型。龟纹瓢虫雌、雄成虫和4龄幼虫对草地贪夜蛾卵的日最大捕食量分别为204.6、110.9粒和124.7粒,瞬时攻击率分别为1.125、1.658和1.429,处理时间分别为0.004 9、0.009 0 d和0.008 0 d;对草地贪夜蛾1龄幼虫的日最大捕食量分别为242.4、265.5头和109.4头,瞬时攻击率分别为1.233、1.038和1.411,处理时间分别为0.004 1、0.003 8 d和0.009 1 d;对草地贪夜蛾2龄幼虫的日最大捕食量分别为41.2、40.3头和27.6头,瞬时攻击率分别为1.386、1.226和1.685,处理时间分别为0.024 3、0.024 8 d和0.036 2 d。雌、雄成虫和4龄幼虫对草地贪夜蛾卵和低龄幼虫的搜寻效应均随着猎物密度的增加而降低。龟纹瓢虫对草地贪夜蛾卵和1龄幼虫的捕食量高于2龄幼虫。结果表明龟纹瓢虫对草地贪夜蛾卵和低龄幼虫具有较好的控制作用,为利用龟纹瓢虫控制草地贪夜蛾提供了理论依据。     

异色瓢虫幼虫对草地贪夜蛾卵和低龄幼虫的捕食作用

为明确天敌昆虫异色瓢虫Harmonia axyridis对草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda的捕食能力,在室内光照培养箱中,于(25±1)℃、L//D=16 h//8 h条件下,研究了异色瓢虫幼虫对草地贪夜蛾卵和低龄幼虫的捕食功能反应与寻找效应。结果表明:异色瓢虫幼虫对草地贪夜蛾卵和低龄幼虫的捕食功能反应符合HollingⅡ模型。异色瓢虫1龄幼虫对草地贪夜蛾卵的日最大捕食量、瞬时攻击率和处理时间分别为25.6粒、1.035和0.039 d;异色瓢虫4龄幼虫对草地贪夜蛾2龄幼虫的日最大捕食量、瞬时攻击率和处理时间分别为33.3头、0.736和0.03 d。异色瓢虫幼虫对草地贪夜蛾卵和低龄幼虫的寻找效应随猎物密度的增加而下降。异色瓢虫幼虫对草地贪夜蛾卵和低龄幼虫具有较好的控制效果,可用于对草地贪夜蛾的防控实践。     

丽草蛉幼虫对草地贪夜蛾卵及低龄幼虫的捕食能力评价

为明确优良天敌丽草蛉对重大入侵害虫草地贪夜蛾的控害潜能,本研究测定了丽草蛉幼虫对草地贪夜蛾卵和低龄幼虫的捕食能力及其功能反应,观察并总结了其捕食行为特点。结果表明,丽草蛉2龄、3龄幼虫对草地贪夜蛾卵及1~2龄幼虫均具有较强的捕食能力,其2龄幼虫日均捕食猎物卵(30.2±6.8)粒、1龄幼虫(22.2±5.6)头,3龄幼虫对猎物1龄幼虫的捕食量最高,为(66.8±13.3)头,其次是对卵和2龄幼虫,捕食量分别为(46.2±8.9)粒和(10.95±1.2)头。丽草蛉幼虫对不同虫态草地贪夜蛾的捕食量随猎物密度增加逐渐升高后趋于稳定,符合Holling Ⅱ功能反应模型。3龄幼虫对草地贪夜蛾的搜寻处理能力、捕食速率及最大捕食量均显著优于2龄幼虫,控害效能更强。本研究结果为利用丽草蛉持续控制草地贪夜蛾提供了重要参考依据。     

草地贪夜蛾取食诱导玉米叶片转录组分析

为阐明玉米响应草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda取食胁迫防御反应的分子机制,利用RNAseq技术对草地贪夜蛾取食的玉米叶片进行转录组测序分析,并对抗虫代谢产物生物合成途径中的基因进行筛选鉴定。结果显示,与未接虫对照相比,草地贪夜蛾取食18 h导致玉米叶片中有1 645个基因差异表达(log2|处理/对照|1且FDR0.05),其中上调表达基因有1 352个,下调表达基因有293个。茉莉酸、水杨酸、乙烯等植物激素生物合成与信号转导途径相关基因大多上调表达,其中44个茉莉酸途径相关基因全部上调表达,说明该途径在玉米响应草地贪夜蛾取食诱导的防御反应中发挥着核心作用,其它激素生物合成与信号转导途径发挥协同作用。玉米重要抗虫次生代谢物苯并噁唑嗪酮类生物合成相关基因中有9个基因上调表达;15个萜烯挥发物生物合成相关差异表达基因中有14个上调表达,包括8个萜烯合成酶基因和1个CYP基因CYP92C5。表明草地贪夜蛾取食会诱导玉米复杂的植物激素途径和基因调控机制,激活以次级抗虫代谢物合成为主的防御反应。     

蠼螋捕食草地贪夜蛾的行为及功能反应

为明确蠼螋对草地贪夜蛾的捕食作用,在温度（26±1）℃,相对湿度（75±5）%,光周期16L：8D的实验室条件下,观察了蠼螋5龄若虫对草地贪夜蛾卵、1~6龄幼虫和成虫的捕食行为和对6龄幼虫的捕食功能反应。结果表明：蠼螋5龄若虫对草地贪夜蛾卵和1~6龄幼虫均有捕食行为,对飞行能力弱的草地贪夜蛾成虫也具有捕食能力。蠼螋5龄若虫对草地贪夜蛾捕食过程中,并不取食完其整个虫体,而是咬食至猎物不动时,继续搜索捕食周围其他猎物。蠼螋5龄若虫对草地贪夜蛾6龄幼虫的捕食功能拟合HollingⅡ模型,日平均捕食量为2.85头,对入侵的草地贪夜蛾的为害具有一定的防控潜能。     

草地贪夜蛾Bt抗性相关lncRNA的预测及分析

为明确长链非编码RNA（long non-coding RNA,lncRNA）在草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda对Bt产生抗性中的作用,采用生物信息学预测草地贪夜蛾的lncRNA基因,并对其进行特征分析、差异表达分析、靶标基因预测以及功能富集分析。结果显示,草地贪夜蛾46个RNA-Seq数据中共有2 033个lncRNA基因,对应2 034条lncRNA转录本;与蛋白质编码基因相比,草地贪夜蛾lncRNA的外显子数量更少,转录本长度更短。草地贪夜蛾Bt抗性品系和敏感品系之间共有266个差异表达的lncRNA,其中128个上调表达,138个下调表达;在lncRNA靶标中,顺式调控和反式调控的靶标基因分别为2 129个和1 955个;靶标基因分子功能主要集中于有毒物质结合、水解酶和丝氨酸类蛋白活性等。10个差异表达的lncRNA靶向碱性磷酸酶、氨肽酶N、ABC转运蛋白、丝裂原活化蛋白激酶以及钙黏蛋白等抗性相关基因,表明lncRNA可能参与了草地贪夜蛾对Bt抗性的形成。     

基于转录组测序解析草地贪夜蛾对溴氰虫酰胺的解毒代谢分子机制

为阐明草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda对溴氰虫酰胺的解毒代谢分子机制,通过LC₅₀的溴氰虫酰胺诱导草地贪夜蛾3龄幼虫后,利用酶活测定和转录组测序鉴定解毒代谢相关基因,并采用实时荧光定量PCR技术对细胞色素P450单加氧酶(cytochrome P450 monooxygenase,P450)基因进行验证分析。结果表明,经LC₅₀的溴氰虫酰胺处理后,草地贪夜蛾3龄幼虫体内3种解毒代谢酶活性较对照均有所升高,但仅P450活性较对照显著升高,而谷胱甘肽S-转移酶和羧酸酯酶与对照无显著差异。经LC₅₀的溴氰虫酰胺处理后草地贪夜蛾3龄幼虫转录组中共筛选到1 408个差异表达基因,其中上调表达的基因有935个,下调表达的基因有473个。药物代谢-细胞色素P450通路、药物代谢-其他酶通路及细胞色素P450对异生物质的代谢通路中有超过20个基因存在差异表达。在草地贪夜蛾转录组中筛选鉴定到121个P450基因,其中,属于CYP2、CYP3、CYP4以及Mito家簇的基因分别有9、45、58和9个,而经LC_5...     

注射大肠杆菌后草地贪夜蛾高龄幼虫的免疫应激反应

为采用生物技术防控草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda的扩散为害,对草地贪夜蛾5龄和6龄幼虫注射浓度为1×109CFU/mL的大肠杆菌Escherichia coli菌液,并以注射等量磷酸盐缓冲液(phosphate buffer solution,PBS)和未做任何处理(CK)为对照,24 h后测定幼虫体重、集结数和酚氧化酶(phenoloxidase,PO)活性。结果显示,注射大肠杆菌菌液24 h后,草地贪夜蛾5龄和6龄幼虫体重均受到抑制,其体重分别为0.170 g和0.411 g,均显著低于CK的0.181 g和0.484 g;注射大肠杆菌菌液24 h后,草地贪夜蛾5龄和6龄幼虫集结数分别为135.0、338.4个索引集结数(the indexed nodules,INs),前者极显著低于后者,且均显著高于CK和PBS处理,分别为0.4、10.2个INs和0.3、10.9个INs;注射大肠杆菌菌液24 h后,草地贪夜蛾5龄幼虫PO活性为0.156 ABS·min-1·mg-1,显著高于CK和PBS处理,分别为0.046 ABS·min-1·mg-1和0.066 ABS·min-1·mg-1,但草地贪夜蛾6龄幼虫的PO活性为0.050 ABS·min-1·mg-1,显著低于CK和PBS处理,分别为0.066 ABS·min-1·mg-1和0.069 ABS·min-1·mg-1,且草地贪夜蛾5龄幼虫的PO活性显著高于6龄幼虫的PO活性。表明细菌侵染后草地贪夜蛾不同高龄幼虫的免疫应激反应存在差异,而这种差异可能受幼虫生长发育及细胞免疫和体液免疫功能之间权衡现象的影响。     

Functional analysis of the 3′ end of avrBs3/pthA genes from two Xanthomonas species

The phytopathogens Xanthomonas oryzae pathovar (pv.) oryzae and Xanthomonas axonopodis pv. citri each contain several avrBs3/pthA family genes. Structural features of these genes important for avirulence and/or virulence functions include a central region of multiple direct repeats and three nuclear localization signals (NLSs) and an acidic activation domain (AAD) at the 3′ end. To identify other regions critical to function in the 3′ ends of these genes, we constructed several chimeras using apl1 and apl2 from X. axonopodis pv. citri and avrXa10 and avrXa7 from X. oryzae pv. oryzae and evaluated their functions by inoculation to citrus and rice. The apl1 and avrXa7 genes are major virulence determinants in citrus and rice, respectively, while the contributions of apl2 and avrXa10 to virulence are negligible or not measurable. Constructs that contained a 417 bp HincII-SphI fragment from the 3′ end of apl1 in combination with the repeats from avrXa7, avrXa10, and apl1 caused a canker phenotype on citrus. Interchange of the HincII-SphI fragment between avrXa7 and avrXa10 abolishes avrXa7 avirulence function and reduces its virulence but it does not affect avrXa10 avirulence function in rice. avrXa7 caused a hypersensitive response (HR) in citrus and replacement of it's 3′ end with that of apl1 resulted in loss of canker and induction of HR. Thus, the HincII-SphI fragment of the avrBs3/pthA gene family is important for avirulence and virulence functions in two different plant species, Oryza sativa and Citrus natsudaidai HAYATA.     

玫烟色虫草和球孢白僵菌对朱砂叶螨和二斑叶螨的致病力评价

为探寻具有杀螨潜力的生防真菌,采用喷雾法测定分析玫烟色虫草Cordyceps fumosorosea IF-1106菌株和球孢白僵菌Beauveria bassiana BB-1339菌株对朱砂叶螨Tetranychus cinnabarinus和二斑叶螨Tetranychus urticae卵、幼螨及雌成螨的致病力。结果表明,感染玫烟色虫草IF-1106菌株和球孢白僵菌BB-1339菌株后螨类的形态特征不一致,感染IF-1106菌株后形成棉絮状菌丝,而感染BB-1339菌株后则形成羊毛状菌丝。IF-1106菌株和BB-1339菌株对朱砂叶螨和二斑叶螨卵的LC₅₀分别为2.38×10⁷、8.26×10⁷CFU/mL和4.48×10⁷、1.21×10⁸CFU/mL,对朱砂叶螨和二斑叶螨幼螨的LC₅₀分别1.97×10⁷、8.26×10⁷CFU/mL和7.65×10⁶、8.99×10^5...     

浅黄恩蚜小蜂和丽蚜小蜂对温室白粉虱的寄生潜能分析

浅黄恩蚜小蜂Encarsia sophia GiraultDodd和丽蚜小蜂Encarsia formosa Gahan是防治粉虱类害虫的优势寄生蜂,通过生命表技术方法分析了2种寄生蜂对温室白粉虱Trialeurodes vaporariorum(Westwood)的防治潜能。结果表明,丽蚜小蜂在羽化第3天和第10天出现2次寄生高峰,占其总寄生量的13.7%和8.0%,在2次高峰之间逐日寄生粉虱数量比较平稳,单雌逐日平均产雌数保持在10.6~13.4头,10 d后寄生量呈明显的下降趋势;而浅黄恩蚜小蜂羽化10 d内逐日寄生粉虱量变化不大,单雌逐日产雌数稳定在4.2~5.4头,羽化14 d后寄生量呈明显下降趋势。丽蚜小蜂和浅黄恩蚜小蜂的R0、T、rm、λ值分别为171.5、18.0、0.2854、1.3303和61.6、16.2、0.2544、1.2897;粉虱若虫充足时,丽蚜小蜂平均单雌寄生若虫数是浅黄恩蚜小蜂的2.7倍,而后者平均单雌取食若虫数为60.6头,明显高于前者42.7头,总的来看,丽蚜小蜂通过寄生和取食杀死粉虱总量220.8头,明显高于浅黄恩蚜小蜂的127.9头。表明在应用寄生蜂防治温室白粉虱时,单独释放丽蚜小蜂比浅黄恩蚜小蜂显示出更好的防治潜能。     

橡胶树白粉菌Oidium heveae侵染寄主拟南芥的筛选

为筛选出橡胶树白粉菌Oidium heveae Steimnann新的寄主载体,通过接种野生型拟南芥Col-0、突变体Sr1-4D及eds1,观察了橡胶树白粉菌侵染不同拟南芥突变体的过程,PCR扩增测序法验证相关致病基因,构建橡胶树白粉菌-拟南芥互作体系。结果表明,在Col-0、Sr1-4D叶片上面,橡胶树白粉菌产生部分菌丝后停止生长,不能形成典型的橡胶树白粉病症状;但能成功侵染eds1叶片,在叶片的正、背面有银白色辐射状菌丝,后期在病斑上出现一层粉层,表现橡胶树白粉病的典型症状。组织染色和显微观察结果显示,在突变体eds1叶片上橡胶树白粉菌完成了侵染过程。PCR扩增测序结果表明接种后突变体eds1叶片上及组织中病菌均为橡胶树白粉菌;使用橡胶树白粉菌3个致病相关基因作为靶标,验证了eds1和橡胶树上白粉菌基因组中的3个致病相关基因相似度均达到99%~100%。表明橡胶树白粉菌可侵染拟南芥突变体eds1。     

对大黑鳃金龟甲幼虫高效的苏云金芽胞杆菌筛选及cry基因鉴定

为获得对大黑鳃金龟甲幼虫具有较高杀虫活性的菌株,利用拌土法测定了本实验室分离的500株苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis,Bt)对大黑鳃金龟甲的杀虫活性,建立Bt菌株比较鉴别技术来进行多样性分析,并对菌株的晶体形态及幼虫感染Bt后的中肠组织切片进行观察。结果显示,从500株Bt菌株中筛选到42株对大黑鳃金龟甲幼虫具有不同程度活性的菌株,分属于14个菌株类型;其中有10株校正死亡率大于60%,261-1菌株杀虫活性最高,7 d校正死亡率达100%。从14个菌株类型中各选取1个代表菌株进行基因鉴定,仅P65-1、1126-1、FCD114和78-2菌株分别含有cry8Ma、cry8Ca、cry8Ab、cry8Ga、cry8Ea共5个cry8类新基因,其它10个菌株均不含cry3、cry8、cry18、cry23、cry37、cry43等对鞘翅目害虫有效的杀虫基因。14个菌株中,78-3、127-2和1198-1菌株能产生双锥体型晶体,261-1、FCD114、P65-1、FTL84、78-2和1126-1菌株能产生球形晶体。幼虫感染261-1、1198-1、FCD114、1126-1、QDL40-2菌株后,中肠组织发生明显的病理变化:2 d时肠壁细胞明显出现空洞化,排列疏松,4 d时受到严重破坏并脱离底膜。表明筛选到的Bt菌株具有防治大黑鳃金龟甲幼虫的潜力。     

利用环介导等温扩增方法快速检测瓜类细菌性果斑病菌和番茄细菌性溃疡病菌

为建立简单、快速和灵敏地检测瓜类细菌性果斑病菌Acidovorax avenae subsp. citrulli(Aac)和番茄细菌性溃疡病菌Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis(Cmm)的环介导等温扩增(loop-mediated isothermal amplification,LAMP)方法,以Aac的ugpB基因和Cmm的micA基因为靶标,分别设计、合成和筛选特异性引物,摸索和优化各项反应条件和反应体系,成功建立了以钙黄绿素颜色为指示且只需要金属浴恒温反应30～60 min的LAMP扩增体系。特异性分析表明该LAMP方法可以快速检出5株不同的Aac菌株和2株不同的Cmm菌株,其它对照菌株如燕麦嗜酸菌燕麦亚种A. avenae subsp. avenae、丁香假单胞菌Pseudomonas syringae、水稻黄单胞菌水稻致病变种Xanthomonas oryzae pv. oryzae和茄科雷尔氏菌Ralstonia solanacearum则呈现阴性反应;引物比目前报道的LAMP引物有更高的DNA样品检测灵敏度,Aac和Cmm的灵敏度分别为1.72×10~2fg/μL和1.26×10~2fg/μL。研究结果表明,所设计的Aac和Cmm引物特异性好、灵敏度高,更有利于从源头上控制这2种检疫性细菌病害的流行和传播。     

李属植物检疫性丁香疫霉和栗黑水疫霉的三重PCR分子检测

为建立我国禁止进境的2种检疫性真菌丁香疫霉Phytophthora syringae和栗黑水疫霉P.cambivora的同步分子检测方法,根据疫霉属的18S rRNA、HSP90和Ypt1基因分别设计通用引物、丁香疫霉和栗黑水疫霉的特异性引物,建立三重PCR检测方法,并进行灵敏度测试和模拟带菌试验。结果表明,可同时检测李属植物上丁香疫霉和栗黑水疫霉的特异三重PCR检测体系为:最佳引物浓度组合18SUF/18SUR、PCSF/PCSR和PSSF/PSSR依次为0.2、0.8、1.0μL,最佳退火温度为63℃,最佳退火时间为20 s。该体系扩增丁香疫霉出现884 bp的18S rRNA条带和683 bp的HSP90基因特异条带,扩增栗黑水疫霉出现884 bp的18S rRNA条带和314 bp的Ypt1基因特异条带,对照菌只出现18S rRNA条带;三重PCR反应体系检测灵敏度低于单重PCR;模拟带菌试验可同时扩增出3个片段。表明该三重PCR检测方法能实现丁香疫霉和栗黑水疫霉的同步特异性检测,可有效改进李属类水果及其种苗上检疫性疫霉的快速检测。     

异色瓢虫对雪松长足大蚜的捕食作用

为明确异色瓢虫Harmonia axyridis对雪松长足大蚜Cinara cedri的捕食能力,采用捕食功能反应方法在室内测定了异色瓢虫各龄幼虫和成虫对雪松长足大蚜4龄若蚜的捕食功能反应、寻找效应、种内干扰效应及环境温度对其捕食能力的影响。结果显示:异色瓢虫各龄幼虫和成虫对雪松长足大蚜若蚜的捕食功能反应类型均属于Holling II型,成虫对雪松长足大蚜的捕食能力强于幼虫,幼虫的捕食能力随虫龄的增大而增强,1～4龄幼虫及成虫的日最大捕食量分别是11.41、41.32、61.73、140.85、188.68头;异色瓢虫1～4龄幼虫及成虫对雪松长足大蚜4龄若蚜的寻找效应随猎物密度的增加而下降,二者之间呈线性相关,相关系数为0.9758～0.9993,其中2龄幼虫的搜寻效应随猎物密度的增加,下降趋势最大,成虫则下降趋势最小;异色瓢虫成虫的捕食受到较强的种内干扰,在猎物密度和捕食空间一定的情况下,单头日平均捕食量随其自身密度的增加而降低,二者间关系符合模型A=58.8391x~(-0.3313);异色瓢虫的捕食受环境温度影响明显,在15～35℃范围内,其成虫对雪松长足大蚜的捕食量先增加后减少,25℃是异色瓢虫最适宜的捕食温度。表明异色瓢虫对雪松长足大蚜有很强的捕食能力,尤其是成虫和高龄幼虫,但应用时还需考虑温度因素的影响。     

节节麦等三种禾本科杂草对不同性状土壤的适应性

为明确不同性状土壤对小麦田重要的禾本科杂草节节麦Aegilops tauschi、多花黑麦草Alopecurus myosuroides和大穗看麦娘Lolium multiflorum出苗及生长的影响,在盆栽条件下研究了3种禾本科杂草对采自山东省不同区域的24份不同性状土壤的适应性。结果表明,节节麦适应性最强,在所有供试土样中均能正常出苗和生长,出苗率在64.2%～80.8%之间;多花黑麦草也有很强的适应性,在供试24份土样中出苗基本正常,出苗率均在90.1%以上,但有2份土样影响其后期生长的株高、鲜重等生长指标;大穗看麦娘的适应性略差,有4份土样明显影响其出苗,出苗率在32.5%～50.8%之间,在其它20份土样中出苗率均为70.0%左右,有11份土壤影响其生长期株高、鲜重、穗数或结实量。土壤性状中pH是影响杂草出苗及生长的最主要因素,pH小于6.0的强酸土壤和pH大于8.0的强碱土壤均对杂草生长会产生一定影响,另外,黏性土壤质地和高盐分土壤也对杂草生长有影响,其它土壤性状如氮含量、磷含量、钾含量、有机质含量和土壤类型对这3种禾本科杂草出苗及生长无影响。