昆虫病原真菌在害虫防治中对天敌生物的影响研究进展

昆虫病原真菌是一类重要的微生物杀虫剂,广泛应用于农林害虫的生物防治。由于寄主范围广和主动侵染的特点,昆虫病原真菌在侵染、致死靶标害虫的同时,对包括天敌昆虫在内的非靶标节肢动物等会产生潜在的致病或亚致死风险。本文总结了昆虫病原真菌在害虫防治中的研究进展及对天敌生物的影响,并展望了昆虫病原真菌作为极具潜力的生物农药与天敌生物联合防治害虫的未来发展方向。     

烟粉虱溶菌酶基因的鉴定及表达分析

【目的】鉴定烟粉虱（Bemisia tabaci）体内的溶菌酶基因,并对其序列特征、进化关系和表达模式进行分析,探索该基因在烟粉虱应对球孢白僵菌侵染过程中的作用,为进一步解析烟粉虱先天免疫过程提供理论依据。【方法】以第2代高通量测序的结果为依据,比对非冗余核苷酸数据库,筛选E值＜10^-5的基因为烟粉虱溶菌酶基因（lysozyme gene of Bemisia tabaci,BtLyz）,利用ORF Finder预测BtLyz的开放阅读框,并得到氨基酸序列;利用Pfam和SMART预测BtLyz的蛋白质结构域;利用SinglP 4.1 Server预测BtLyz序列的信号肽;利用MEGA6.0软件进行BtLyz的氨基酸多序列比对;利用MEGA6.0软件,对BtLyz与其他昆虫的31个同源蛋白序列进行系统进化分析,并利用邻接法构建系统进化树来进一步分析鉴定该基因;采用实时荧光定量PCR（qRT-PCR）分析球孢白僵菌侵染烟粉虱卵、若虫、成虫后,在12、24、36、48、60 h时目标基因的时空表达模式。【结果】鉴定出烟粉虱4个溶菌酶基因,分别命名为BtLyz1、BtLyz2、BtLyz3和BtLyz4,基因序列全长分别为1 819、1 149、829和928 nt,分别编码159、160、148和160个氨基酸,且均含有信号肽。蛋白质结构分析、氨基酸序列比对和系统进化分析发现,BtLyz1和BtLyz4属于i型溶菌酶,BtLyz2和BtLyz3属于c型溶菌酶。BtLyz-1与豌豆长管蚜ApLyz-i1位于同一进化支上,BtLyz4与柑橘木虱DcLyz-i3和豌豆长管蚜ApLyz-i2位于同一进化支上。BtLyz2和BtLyz3与褐飞虱NlLyz-c1和异色瓢虫HaLyz-c3位于同一进化支上。与对照相比,卵期4个溶菌酶基因和若虫期BtLyz4的相对表达量没有显著变化;若虫期BtLyz1的相对表达量先上调再下调,而后又有所上调的波动趋势,24 h时上调表达最明显,为对照组的4.55倍;成虫期BtLyz1和BtLyz4的相对表达量均为先上调再下调,而后又有所上调的波动趋势,60 h时上调表达最明显,为对照组的11.31和4.21倍;若虫期BtLyz2和BtLyz3的相对表达量均为先上调再下调表达,在诱导24 h时上调表达最明显,为对照组的5.09和8.31倍,而后急剧下调,在60 h时下调表达最明显,为对照组的0.19和0.13倍;成虫期BtLyz2和BtLyz3的相对表达量均为先上调再下调的表达趋势,在24 h时上调最明显,为对照组的5.56和8.84倍。【结论】从烟粉虱体内鉴定了4个溶菌酶基因序列,其中2个为c型溶菌酶序列,2个为i型溶菌酶序列;在球孢白僵菌侵染烟粉虱不同虫态、不同时间后,卵期的相对表达量与对照相比没有显著变化;在若虫和成虫期,不同BtLyzs表现出不同的表达趋势。4个BtLyzs可能参与了烟粉虱对真菌侵染的免疫反应,有可能成为烟粉虱生物防治的潜在新靶标。     

烟粉虱模式识别受体βGRPs的先天免疫应答

为探索烟粉虱的β-1,3-葡聚糖识别蛋白(BtβGRP)在烟粉虱先天免疫过程中的重要作用,对烟粉虱中鉴定的3个BtβGRPs基因编码的蛋白质进行结构分析,并与其它物种的23个同源蛋白进行系统进化分析,同时通过实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR,q RT-PCR)检测分析球孢白僵菌侵染烟粉虱不同虫态不同时间点后BtβGRPs的时间表达模式。结果显示:经鉴定3个BtβGRPs蛋白序列均含有βGRP家族特有的保守性结构域,即糖苷水解酶活性结构域;且3个BtβGRPs独自聚在进化树的一支上,可能参与烟粉虱特有的级联路径;3个BtβGRPs基因在不同虫态和不同诱导时间点与对照相比,除BtβGRP3在卵期未表达外,均有上调表达趋势,但诱导程度不同;成虫诱导24~36 h后达到峰值,比卵和若虫稍晚,可能是由于烟粉虱成虫体表有白色蜡粉等物质,延迟了球孢白僵菌对虫体的侵染。研究表明3个BtβGRPs蛋白可能参与了烟粉虱对真菌侵染的免疫反应,有可能成为烟粉虱生防的新靶标。     

参与烟粉虱免疫反应的clip丝氨酸蛋白酶基因分析

为了解参与烟粉虱免疫反应的clip丝氨酸蛋白酶(clip-domain serine proteases in Bemisia tabaci,Bt CLIPs)基因,对已鉴定的8个Bt CLIPs基因编码的蛋白进行序列分析,与冈比亚按蚊、家蚕、黑腹果蝇、烟草天蛾4种模式昆虫的同源蛋白进行系统进化分析,并通过q RT-PCR检测球孢白僵菌侵染烟粉虱4龄若虫后Bt CLIPs的时间表达模式。结果显示,8个Bt CLIPs基因均为含有CLIPs结构域的丝氨酸蛋白酶基因;Bt CLIP19、Bt CLIP20和Bt CLIP21独自聚在进化树的一支上;其它Bt CLIPs均与4种模式昆虫中的1种或多种同源蛋白聚在一起;与对照相比,8个Bt CLIPs基因受球孢白僵菌侵染后在不同时间的相对表达量均上调,但诱导程度不同,48 h的相对表达量达最高,其中Bt CLIP19上调表达最明显,为对照组的71倍。研究表明,8个Bt CLIPs可能参与烟粉虱对真菌侵染的免疫反应,并成为烟粉虱生物防治的新靶标。     

天敌昆虫在诱集植物上的多样性及对温室蚜虫的防治作用

【目的】针对天敌昆虫的保护和利用,通过混合种植不同诱集植物,分析天敌昆虫的多样性特征及与其影响因子间的关系;通过筛选和贮存诱集植物上的优势天敌,并构建储蓄植物系统,应用于温室黄瓜中,评价其对目标害虫蚜虫的防治效果。【方法】2012、2013和2015年分别在河北廊坊和湖北黄冈两试验基地混合种植5种诱集植物：玉米、紫花苜蓿、向日葵、小麦和大豆。通过调查天敌昆虫类群,计算2012和2015年的天敌群落特征参数,并用冗余分析法（redundancy analysis,RDA）分析天敌群落结构与诱集植物种类、调查时间和植物花期的关系;2013年通过收集并贮存诱集植物中的优势天敌瓢虫,构建出小麦-麦蚜-瓢虫的储蓄植物系统,并在系统中接种不同密度瓢虫后应用于温室黄瓜中防治蚜虫,比较各瓢虫密度下的储蓄植物系统对蚜虫的防治效果。【结果】诱集植物上天敌昆虫的Shannon-Wiener多样性指数、Simpson优势集中性指数和Pielou均匀性指数总体上随着调查时间的变化呈现显著差异;通过对天敌的等级划分,蚜茧蜂和龟纹瓢虫为优势类群,二者的个体数量均占所有诱集天敌数量的10%以上;RDA分析结果表明,诱集植物种类、调查时间和植物花期对天敌群落结构均有显著影响,三者总和对2012和2015年天敌多样性信息的总变异可分别解释26.02%和17.20%;2012和2015年的RDA排序图均表明,小花蝽和中华草蛉与植物花期相关性较高;将小麦-麦蚜-瓢虫的储蓄植物系统应用于温室后的第2周,接种200头瓢虫的处理,蚜虫密度显著低于其他处理,防治效果为69.4%。【结论】采用协调天敌诱集和助增策略,通过混合种植不同诱集植物,诱集到了多种自然天敌类群,并将筛选出的优势天敌构建成储蓄植物系统,应用于温室黄瓜中,其中,接种高密度瓢虫的储蓄植物系统对蚜虫具有一定的控制作用。因此,以天敌昆虫诱集、保护、筛选和利用为一体的害虫生物防治思路在实践中具有可行性。     

草地贪夜蛾绿色防控技术研究进展

草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda(J.E.Smith)是一种重大的入侵性害虫,具有很强的迁飞扩散和暴发取食能力。自2019年1月入侵我国云南后,在不到一年的时间内,已经扩散到了黄河流域及其以南的大部分地区,严重威胁我国玉米产业的可持续发展。化学农药作为目前应急防控措施,对抑制害虫种群、减轻玉米受害具有重要作用,但长期大量使用,必然会导致草地贪夜蛾的抗药性逐渐增强,使防控难度增加。因此,必须要寻求新的可持续治理策略以减少或替代化学农药。本文从农业防治、生物防治、物理防治、科学用药等方面总结国内外草地贪夜蛾的绿色防控技术进展,以期为我国进一步做好草地贪夜蛾的绿色防控提供参考。     

我国豇豆蓟马研究进展及综合防控措施

豇豆Vigna unguiculata 喜温喜光,是一种适合在我国南方种植的豆科蔬菜。长期以来,豇豆病虫害多发重发,其中,蓟马是豇豆上最主要和最顽固的害虫之一。传统的化学防治方法对蓟马的防治效果常常不理想,并易造成农药残留问题。本文概述了我国豇豆产业的种植情况和以蓟马为主的病虫害问题及豇豆蓟马研究现状,并从农艺措施、理化诱控、生物防治、化学防治和抗性治理角度总结了豇豆蓟马的综合防治技术。最后,从构建豇豆蓟马的有害生物综合治理(integrated pest management, IPM)技术体系、加强基础研究和防控技术产品开发、建立科学用药和农药监管制度3个方面提出建议,以期为我国豇豆产业的绿色可持续发展提供参考。     

基于脱钩理论的烟台市碳排放效应分析

[目的]通过分析烟台市2000—2011年碳排放与经济发展之间的关系,为烟台市碳减排及发展低碳经济提供参考。[方法]基于土地利用碳源/碳汇研究的理论框架和计算模型,首先对烟台市土地利用、能源消费等数据进行分析,计算了不同土地利用类型的碳源/汇。然后利用Tapio脱钩模型分析该区碳排放与经济发展之间的脱钩弹性关系。[结果](1)建设用地是主要碳源,其面积与净碳排放量成倒U型库兹涅茨曲线关系。(2)林地为主要碳汇,其他用地影响较小且主要表现为碳汇。(3)烟台市净碳排放量在2001—2011年持续增长,年均增长率不断降低。[结论]烟台市碳减排工作已取得一定的成效,但减排形势依然严峻。其经济发展3个阶段(连接阶段、脱钩阶段Ⅰ和脱钩阶段Ⅱ)分别对应于其碳排放的高速增长、较快增长、稳定阶段这3阶段。     

籼型优质香型三系不育系国香 1A 高产繁殖技术

国香 1A 是四川国豪种业股份有限公司选育的籼型三系不育系,该不育系败育彻底,香味浓郁,所配组合具有丰产性高、壮秆抗倒、适口性好、繁殖系数高等特点。通过加强防倒抗逆栽培,适期适量播种,培育壮秧,合理肥水运筹,综合防治病虫害,做好隔离、去杂保纯,科学收晒等措施,可达到高产优质栽培,提高群体整齐度,提升种子质量。     

球孢白僵菌对烟粉虱后代生命表参数的亚致死影响

【目的】关于昆虫病原真菌对昆虫生命表亚致死影响的研究较少,而由真菌侵染所产生的亚致死影响对于寄主昆虫的种群动力学至关重要,并最终影响着目标昆虫的害虫地位。论文旨在比较烟粉虱（Bemisia tabaci）亲代3龄若虫经球孢白僵菌（Beauveria bassiana）处理及对照子代种群的生命表参数,探讨球孢白僵菌对烟粉虱生命表参数的亚致死影响。【方法】应用年龄-阶段两性生命表分析经球孢白僵菌处理的烟粉虱后代的发育历期、存活率和繁殖率数据,以蒸馏水处理的个体作为对照。应用bootstrap方法计算种群生长参数的平均数和标准误;采用t-test比较分析球孢白僵菌处理组和对照组烟粉虱的种群参数、发育历期和繁殖力间的差异。【结果】球孢白僵菌处理的烟粉虱与对照之间在成虫前期、总产卵前期、1-4龄若虫存活率和生命表参数上存在着显著差异。与对照处理的烟粉虱成虫前期（20.59 d）相比,亲代接种球孢白僵菌使后代个体的成虫前期显著延长（26.58 d）。经球孢白僵菌处理的烟粉虱后代存活率（0.195）要比对照个体（0.76）低。球孢白僵菌处理烟粉虱后代种群的内禀增长率（r）、周限增长率（λ）、净增殖率（R₀）、平均世代时间（T）和总繁殖率（GRR）分别为0.063 d^-1 、1.065 d^-1、6.85,30.613 d和41.883,而对照烟粉虱后代种群的上述参数分别为0.137 d^-1 、1.147 d^-1、33.443、25.575 d和51.44。【结论】亲代经球孢白僵菌处理的烟粉虱其子代种群增长要比对照组慢,死亡率高,但生殖能力并无显著性影响。该研究可为了解昆虫病原真菌对烟粉虱的长期影响提供理论依据。