基于线粒体细胞色素C氧化酶Ⅱ亚基基因(COⅡ)序列的不同地理种群桃蛀螟的系统发育研究

桃蛀螟Conogethes punctiferalis (Guenée)是一种食性杂,为害十分严重的害虫,近年来发现其对玉米的为害呈加重趋势.为了揭示桃蛀螟不同地理种群内及种群间的遗传分化和系统发育关系,本研究对来自我国广西、广东、四川、浙江、山东、河北、河南、北京和辽宁等省(市、区)的24个地理种群622头桃蛀螟个体的线粒体细胞色素C氧化酶Ⅱ亚基基因(COⅡ)片段(648 bp)进行了序列分析,共有51个变异位点,变异位点占分析总位点数的7.87％,形成了53种不同的单倍型(GenBank登录号为JQ363873～JQ363922).在桃蛀螟COⅡ基因片段的核苷酸序列中,A+T平均含量为75.32％,表现明显的A/T偏倚性.24个地理种群的平均基因流(Nm)为1.09,总群体的固定系数(Fst)为0.18629,表明我国桃蛀螟总群体产生了一定程度的遗传分化.北方和东部(Fst=0.01197)和西南地区(Fst=0.0133)遗传分化系数较小,而南方地区(Fst=0.24381)种群内部的遗传分化系数较大,基因流也呈现相对应的结果(北方和东部地区Nm=41.58,西南地区Nm=118.90,南方地区Nm=0.99),表明南方地区桃蛀螟的遗传分化程度明显大于北方和东部以及西南地区.对53种单倍型用邻接法构建系统发育树和单倍型网络结构关系图,结果发现,南方地区广东和广西的桃蛀螟和其他地区不同寄主上的桃蛀螟之间存在比较明显的遗传分化,而其他地区桃蛀螟单倍型与地理种群之间没有明显的对应关系;AMOVA分子方差分析结果表明,中国桃蛀螟的遗传分化主要来自种群内部(89.99％);对其群体进行核苷酸错配分布分析,并对地理种群的历史发生动态进行Tajima's D和Fu's Fs test中性检测,结果发现,群体核苷酸错配分布呈现一个不平滑的单蜂,并且桃蛀螟种群Taijima's D为负值(-2.5776),且达到显著水平,Fu's Fs值是绝对值很大的负值(-112.603),结果证明,桃蛀螟种群在演化历史中发生过种群扩张,并且扩张时间久远,发生在至今大约46700～116800年以前.     

转Bt基因玉米对亚洲玉米螟的抗性评价

转Bt基因抗虫玉米为诺华公司含Bt11转化系的杂交种NX4777,能全株表达Cry1Ab杀虫蛋白,以其非转基因受体玉米品种NX4906为对照。在玉米生长至心叶中期(50~60cm高)、抽雄前期和抽丝散粉期分别进行人工接亚洲玉米螟[Ostriniafurnacalis(Guenée)]初孵幼虫40~60头。以食叶级别、存活幼虫数、蛀孔数、隧道长度和雌穗被害级别等,分别作为评价玉米心叶期和穗期的抗性标准。结果表明,Bt玉米食叶级别仅为1级,显著低于对照的7级。Bt玉米平均每株存活幼虫0.04~0.20头、蛀孔0.11~0.15个、隧道长度0.13~0.41cm,雌穗被害级别为0,植株折茎率为0,而对照玉米平均每株存活幼虫6.19~12.41头、蛀孔4.48~7.05个、隧道长度12.41~24.09cm,雌穗被害级别为5.9,植株折茎率高达73.6%~95.5%。室内生测结果亦表明,取食Bt玉米心叶、雄穗的初孵幼虫3d全部死亡,取食花丝7d死亡率达到99%,相比之下取食常规玉米的存活率在88.7%以上。表明表达Cry1Ab杀虫蛋白的Bt对亚洲玉米螟具有很高的抗虫性,能够保护玉米全生育期免受玉米螟的危害。     

亚洲玉米螟大量饲养中微孢子虫病控制技术

利用与人工饲料相混合的方法，比较了不同剂量的烟曲霉素B对亚洲玉米螟微孢子虫病的控制效果。结果表明，烟曲霉素B453、565和683μg/g的剂量处理都显著降低了亚洲玉米螟微孢子虫病的感染率和感染强度。食药1代时，幼虫和成虫感染率分别比对照平均减少44．4％—61．1％和41．7％—50％，其感染强度都由原来的严重感染分别下降为轻度感染。幼虫存活率、化蛹率、成虫繁殖力也均显著高于对照。连续处理3代饲喂烟曲霉素B对玉米螟生长发育没有不利影响，对微孢子虫病的控制作用随处理世代数的增加亦有增加的趋势。不同剂量的烟曲霉素B处理间的防效差异不显著，453μg/g可作为亚洲玉米螟大量饲养中控制微孢子虫病的推荐剂量。     

甜玉米玉米螟的发生危害与防治措施

研究了吉林省公主岭地区甜玉米上亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis(Guene)的发生危害和防治措施。田间抗螟性人工接虫鉴定结果表明,甜玉米710A和普通玉米自交系丹340的食叶级别为9级,即高感玉米螟,而单交种邢抗5号和邢抗2号的食叶级别为5级,为中抗型。与普通感虫和中等抗虫性玉米品种相比,取食甜玉米的玉米螟幼虫存活率高3～7倍,发育速度更快,提前约4～8天(1～2个龄期),说明甜玉米比普通玉米感虫。甜玉米比普通玉米及早播比晚播田更吸引玉米螟产卵。田间小区试验表明,化学杀虫剂的防治效果比白僵菌和苏云金杆菌的好,以氯菊酯喷雾防治效果最好,虫孔减退率达90％;其次是杀螟灵颗粒剂、Bt喷雾和Bt颗粒剂;而白僵菌的防治效果较差,喷雾防治效果好于颗粒剂。大田防治效果与小区试验基本相同。同时还分析了氯菊酯防治甜玉米玉米螟的防治策略、防治时期、施用次数等。此外,对Bt制剂作为化学杀虫剂的取代品及与其它生物防治方法协调使用的优点与潜力进行了讨论。     

草地贪夜蛾和亚洲玉米螟种内及种间的竞争行为

草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda (J.E.Smith)和亚洲玉米螟(以下简称“玉米螟”)Ostrinia furnacalis (Guenée)是玉米上的重要害虫, 二者在玉米田常混合发生, 存在对食物和空间资源的竞争关系。为探明草地贪夜蛾和玉米螟种内和种间竞争的行为表现, 本文在食物缺乏条件下, 研究了草地贪夜蛾和玉米螟种内和种间的攻击和防御行为。结果表明:草地贪夜蛾种内攻防行为中头部接触是最主要的行为表现, 其中6龄与6龄以及6龄与5龄幼虫竞争时头部接触行为出现次数最多, 在20 min内分别为(17.8±1.7)次和(15.3±1.1)次。玉米螟种内攻防行为中畏缩行为是最主要的行为表现, 在5龄与5龄幼虫的竞争中出现频率最高, 为(14.8±0.7)次。〖JP3〗草地贪夜蛾和玉米螟种间竞争行为中, 二者都主要表现为头部接触行为, 但草地贪夜蛾攻击行为表现更明显。此外, 从存活率上看, 同一龄期的玉米螟和草地贪夜蛾种间竞争中, 草地贪夜蛾具有明显优势; 不同龄期的玉米螟与草地贪夜蛾种间竞争中, 同一组合中龄期相对较高的幼虫具有明显竞争优势。研究结果可为明确草地贪夜蛾和玉米螟的种群优势及制定相应的防治策略提供参考。     

龟纹瓢虫对玉米蚜的捕食作用研究

在实验室条件下,测定了不同龄期龟纹瓢虫幼虫及雌雄成虫对玉米蚜的捕食作用.结果表明,龟纹瓢虫对玉米蚜的捕食作用在一定的空间范围内受其自身密度及猎物密度制约,相互间存在干扰.模拟后的各干扰反应方程经x2检验,其理论值与观察值差异不显著.说明龟纹瓢虫对玉米蚜具有很好的捕食控制作用,应注意保护玉米田间龟纹瓢虫.     

龟纹瓢虫捕食玉米蚜功能反应研究

室内研究了不同龄期的龟纹瓢虫Propylea japonica幼虫和成虫对玉米蚜Rhopalosiphum maidis的捕食功能反应。结果表明,龟纹瓢虫各龄幼虫及成虫对玉米蚜的日捕食量差异较大。龟纹瓢虫4龄幼虫对玉米蚜具有较强的捕食能力,最大日捕食量为196.85头。各龄幼虫和成虫的捕食功能反应均属于HollingⅡ型圆盘方程,经χ2检验,其理论值与观察值差异不显著。     

双斑长跗萤叶甲越冬卵在玉米田的空间分布型

为明确双斑长跗萤叶甲越冬卵的空间分布型,2011年10月采用分层随机抽样法在山西省晋中市的玉米田对土壤中的越冬卵进行调查。通过频次分布检验、聚集度指标的测定、改进的Iwao m^*-m回归分析法和Taylor幂法则对越冬卵在土壤中的空间分布型进行了分析,并对聚集均数(λ)进行检验,分析越冬卵聚集的原因。结果表明:双斑长跗萤叶甲越冬卵在土壤中的理论分布型符合负二项分布,各项聚集度指标均满足C>1、C_A>0、I> 0、k>0、m^*/m>1,空间分布图式在低密度下为聚集分布,基本成分为单个个体,个体间相互排斥。基本成分的相对聚集度随越冬卵种群密度而变化的速率为3.52m-15.61。种群密度越大,相对聚集度的变化速率也越大,而且聚集的程度随着卵密度的增大而增高。聚集均数(λ)的测定表明,聚集是成虫的产卵习性和田间植被的生长情况、土壤性质、温湿度等环境因子综合作用的结果。双斑长跗萤叶甲成虫主要在近土表的土壤中产卵,在距土表15 cm以上的土壤中,有94.2%的越冬卵分布在距土表0-10 cm的土层中,其中以距土表2-5 cm的土层中的卵量最多,平均每个样点有卵25.56粒,占总数的64.7%,显著高于其他深度土层的卵量。     

转基因玉米表达的Cry1Ab、PAT和EPSPS蛋白对日本通草蛉幼虫的安全风险评估

为评价我国自主研发的转基因玉米表达的Cry1Ab、PAT和EPSPS蛋白对日本通草蛉Chrysoperla nipponensis幼虫生长发育的安全风险,通过将外源蛋白混入日本通草蛉人工饲料中的方法,以加入砷酸二氢钾(KH_2AsO_4)的饲料为阳性对照,研究了日本通草蛉幼虫取食后的生长发育状况。结果表明:日本通草蛉取食含Cry1Ab和EPSPS蛋白饲料的幼虫发育历期、茧期、结茧率、羽化率及成虫体重等生物学参数与取食正常饲料处理相比均没有显著差异;而取食含PAT蛋白饲料的幼虫发育历期和结茧率分别为10.7 d和96.6%,与取食正常饲料的对照11.1 d和89.9%差异显著,即饲料中添加PAT蛋白显著提高了幼虫的存活率和发育速率;取食含KH_2AsO_4饲料的日本通草蛉幼虫不能存活到茧期,说明KH_2AsO_4具有显著的杀虫活性。ELISA检测结果表明,取食了分别添加有3种外源蛋白饲料的日本通草蛉幼虫体内可以检测到相应的Cry1Ab、EPSPS和PAT蛋白,含量分别为2 758.8~5 210.7、35 018.0~54 426.6、16.8~149.8 ng/g。表明转基因玉米所表达的Cry1Ab、EPSPS和PAT蛋白对日本通草蛉幼虫没有显著的不利影响。     

灯下诱集的亚洲玉米螟成虫形态近似种的鉴别

尖双突野螟[Sitochroa verticalis(Linnaeus)]、豆扇野螟[Pleuroptya ruralis(Scopoli)]、横线镰翅野螟[Circobotys heterogenalis(Bremer)]与亚洲玉米螟[Ostrinia furnacalis(Guenée)]均为草螟科昆虫,这几种昆虫的成虫在外部形态上极其相似,在利用测报灯对亚洲玉米螟种群动态进行监测时,常误将这3种草螟科的昆虫当做亚洲玉米螟,从而影响亚洲玉米螟种群动态及预测预报的准确性。为此本文对以上3种草螟科昆虫及亚洲玉米螟成虫的形态进行描述,并结合其线粒体COⅠ基因序列进行了种类鉴定,同时还利用稳定碳同位素技术对其寄主植物来源进行了分析。