植物寄生线虫效应蛋白调控寄主防卫反应分子机制研究进展

 在植物寄生线虫与寄主互作过程中,线虫分泌器官如食道腺细胞分泌的效应蛋白在寄主细胞壁修饰和调控寄主免疫反应以及取食位点形成和维护中发挥着关键作用。解析植物寄生线虫关键效应蛋白的功能及其与寄主互作机制将为探索植物寄生线虫防控新策略提供重要的理论基础。本文从效应蛋白降解寄主细胞壁、调控寄主基础免疫反应、诱导免疫反应机制和介导翻译后修饰调控寄主免疫反应以及植物激素代谢途径的调控机制等方面进行了概述。     

沙冬青豆荚螟-天敌空间分布的地统计学分析

空间分布格局是昆虫种群的重要属性。沙冬青是我国重点保护的珍稀濒危植物,豆荚螟是为害沙冬青种子的主要害虫,研究种子害虫及其天敌的区域性空间分布格局是害虫宏观管理的前提和基础。地统计学是深入研究昆虫种群空间格局的有效方法。2018年5月-6月,选择宁夏灵武白芨滩国家级自然保护区内沙冬青分布片区,采用地统计学方法,分析了沙冬青种子害虫豆荚螟幼虫及其天敌的空间分布格局。结果显示沙冬青有虫株率为100%,豆荚受害率为23.02%,豆粒受害率为14.11%;沙冬青豆荚螟幼虫的密度为(0.296 9±0.002 0)头/荚,寄生性天敌密度为(0.012 0±0.000 2)头/荚。分别采用不同的理论模型来拟合豆荚螟幼虫及其天敌的空间半变异函数曲线,其全方向半变异函数曲线最优模型分别为高斯模型和球面模型,空间格局均呈聚集分布;害虫和天敌存在一定空间相关性,空间依赖范围分别为88.61～434.05 m和159.05～426.88 m。用Kriging空间插值法对害虫和天敌的空间分布进行模拟,结果呈斑块状分布,二者存在空间依赖性和互补性。天敌对害虫有一定的空间跟随效应和控制效应。     

The use of infrared spectroscopy and machine learning tools for detection of Meloidogyne infestations

Plant parasitic nematodes are generally soilborne pathogens that attack plants and cause economic losses in many crops. The infested plants show nonspecific symptoms or, often, are symptomless; therefore, diagnosis is performed by taking soil and root tissue samples. Here, we show that a combination of different infrared spectra analysis and machine learning algorithms can be used to detect plant parasitic nematode infestations before symptoms become visible, using leaves instead of roots and soil as samples. We found that tomato and guava plants infested with Meloidogyne enterorlobii produced different spectral patterns compared to uninfested plants. Using partial spectra from 1,450 to 900/cm as the "fingerprint region", principal component analyses indicated that after 5 (tomatoes) or 8 weeks (guava), plants with no visible symptoms of infestations were positively diagnosed. To improve the early detection response, we used machine learning modelling. A support vector machine (SVM) was used to obtain more robust, accurate models. The SVM model contained 34 support vectors, 17 for each level. The overall performance of the model was >97% and the total accuracy was significantly higher, demonstrating the absence of chance prediction. The best prediction of infestation was obtained at the second and fourth weeks for tomatoes and guavas, respectively, reducing the diagnostic time by half. The combined application of these techniques reduces the processing time from field to laboratory and shows enormous advantages by avoiding root and soil sampling.     

假眼小绿叶蝉与其天敌的空间关系及最佳样方确定

为了分析在聚块大小不同时天敌对假眼小绿叶蝉Empoasca vitis Gothe空间上跟随关系的密切程度、聚集原因和聚集范围,为评价假眼小绿叶蝉的天敌优势种提供科学依据,用聚块样方方差分析法、灰色关联度法、空间聚集强度指数、种群聚集均数法和ρ指数法对安徽省合肥市‘乌牛早’和‘白毫早’茶园不同大小聚块条件下的假眼小绿叶蝉及其7种蜘蛛类的天敌空间关系进行分析。假眼小绿叶蝉与其7种蜘蛛类天敌均方差峰值时的聚块样方数的关联度分析结果表明:‘乌牛早’茶园中与假眼小绿叶蝉空间上跟随关系密切的前四种天敌依次是茶色新圆蛛Neoscona theisi(0.753 5)、八斑球腹蛛Theridion octomaculatum(0.720 1)、锥腹肖蛸Tetragnatha maxillosa(0.681 3)和草间小黑蛛Erigonidium graminicolum(0.644 2)。‘白毫早’茶园中与假眼小绿叶蝉空间上跟随关系密切的前四种天敌依次是粽管巢蛛Clubiona japonicola(0.823 5)、鳞纹肖蛸Tetragnatha squamata(0.800 9)、锥腹肖蛸(0.794 2)和茶色新圆蛛(0.794 2)。两种茶园前四种天敌中相同的天敌是茶色新圆蛛和锥腹肖蛸。假眼小绿叶蝉在聚块内基本样方数k为1、2、4、8时,随着聚块内基本样方数的增多,聚集分布格局时的扩散系数C不断增大,均匀和随机格局时扩散系数不断减小。聚块内基本样方数k为2、4、8时与k为1时的假眼小绿叶蝉的空间分布聚集程度差异均不显著。假眼小绿叶蝉的种群聚集均数λ多数情况均大于2,其聚集是该虫本身原因引起的,假眼小绿叶蝉在种群聚集均数λ为正值时,随着聚块内基本样方数的增加,则种群聚集均数λ不断增大。用假眼小绿叶蝉不同大小聚块的ρ指数判断个体群聚集时的最小范围是聚块中有1个基本样方,即本文的4 m~2。该研究为该虫抽样时确定样方大小提供了科学依据。     

草地贪夜蛾寄生蜂资源及其调控寄主免疫反应的研究

草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda（J.E.Smith）原产于美洲，自2019年初入侵我国以来迅速向北蔓延，对农业造成了巨大损失。其寄生蜂作为重要的天敌资源之一，在害虫防治中具有不可替代的作用。本文对目前已鉴定到的9个科170种草地贪夜蛾寄生蜂天敌等进行了分类总结，而后讨论了其在害虫生物防治方面的应用前景，并围绕草地贪夜蛾寄生蜂寄生因子调控寄主免疫反应的分子机理展开详细论述。该研究旨在丰富草地贪夜蛾的生物防治资源素材，并为该害虫的绿色防控提供重要的理论与实践指导意义。     

利用天敌防治葡萄园害虫研究进展

葡萄是一种重要的经济水果,除鲜食外还可用于酿酒、制干、制汁等。在葡萄挂果到收获期间采用化学药剂来防治园内害虫极有可能造成农药残留,危害人体健康。利用天敌防治葡萄园内害虫是确保葡萄及其制品质量安全的重要途径。总结了国内外葡萄园常见害虫的主要捕食性和寄生性天敌,以及利用天敌防治葡萄园重要虫害的策略,并探讨了该领域目前存在的问题及未来的研究方向。     

哈尔滨地区大豆蚜及其天敌昆虫的多年种群动态和相关性分析

为明确大豆蚜种群数量与其天敌昆虫龟纹瓢虫[Propylea japonica(Thunberg)]、异色瓢虫[Harmonia axyridia(Pallas)]及花蝽(Orius sp.)的田间发生情况及二者的相关性,采用对角线五点取样、借助直接观察法,对哈尔滨地区大豆蚜及上述天敌昆虫的种群动态(2008-2014年)进行了系统调查。记录各年份大豆蚜种群数量峰值及峰值日后第6天各天敌昆虫的种群数量,并对大豆蚜与天敌昆虫的发生关系进行了相关分析。结果表明:6月为大豆蚜的田间始发期,7-8月为其田间猖獗期,9月为其消亡期。在大豆蚜的始发期和猖獗期,田间均有龟纹瓢虫(成虫和幼虫)、异色瓢虫(成虫和幼虫)及花蝽(成虫和若虫)的发生。龟纹瓢虫幼虫和异色瓢虫成虫的田间种群数量与大豆蚜的种群数量间均呈现显著相关性。     

夜蛾黑卵蜂雌雄蜂鉴别方法及雌蜂寄生草地贪夜蛾卵的行为特征

夜蛾黑卵蜂Telenomus remus被认为是草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda卵期的高效寄生蜂。明确夜蛾黑卵蜂基本生物学特征将为其繁育及应用提供重要参考。本研究对雌、雄蜂外部形态及雌蜂寄生行为进行了观察。结果显示,1、除雌蜂产卵器和雄蜂外生殖器等第一性征外,夜蛾黑卵蜂雌、雄蜂个体还具备一些典型的第二性征,可通过触角环节数量、触角棒节和柄节形态以及足和触角的颜色进行区分。2、在同一卵块上,雄蜂先于雌蜂羽化,并撕咬寄主卵壳协助雌蜂羽化;雌蜂羽化后雄蜂会立即求偶并与其交配。3、夜蛾黑卵蜂雌蜂通过利用寄主卵表鳞毛空隙、主动清理鳞毛和移动表层卵粒3种行为策略实现对大部分草地贪夜蛾卵的寄生。本研究建立了夜蛾黑卵蜂雌、雄蜂的鉴别方法,并明确了雌蜂应对夜蛾黑卵蜂卵表结构防御的行为策略。     

星天牛生物防治研究进展

星天牛Anoplophora chinensis Forster为亚洲本土的林木钻蛀性害虫，近年来已入侵到一些欧洲国家，被列为重要的国际检疫对象。本文综述了国内外有关星天牛的自然天敌种类及其人工利用的研究进展。我国古代曾用黄猄蚁Oecophylla smaragdina Fabricius防治危害柑橘树的星天牛，近年来开展了野外释放天敌昆虫花绒寄甲Dastarcus helophoroides Fairmaire成虫和卵卡防治星天牛的实践，都取得了较好的防治效果。川硬皮肿腿蜂Sclerodermus sichuanensis Xiao对星天牛低龄幼虫具有一定的控制作用，天牛卵长尾啮小蜂Aprostocetus fukutai Miwa&Sonan显示出了良好的生物防治利用前景，在意大利对星天牛的卵寄生率最高达72%。一些欧洲本地拟寄生蜂种类，如柄腹茧蜂Spathius erythrocephalus Wesmael也可寄生入侵当地的星天牛自然种群。此外，利用昆虫病原微生物控制星天牛，也具有较好的防治前景，如用布氏白僵菌Beauveria brongniartii Petch制成的无纺布菌条已经在日本开发成为一种商品，真菌侵染可引起天牛高致死率。昆虫病原线虫夜蛾斯氏线虫Steinernema feltiae Filipjev和小卷蛾斯氏线虫S.carpocapsae Weiser也具有作为生物杀虫剂用于控制星天牛幼虫的开发前景。本文还讨论了目前星天牛生物防治中存在的不足及其原因，展望了今后研究的重点和方向。     

小花蝽在不同植物上的种群密度

2010―2016年通过人工栽培小区试验，系统调查了33科152种植物上小花蝽复合种群发生动态。多年调查结果表明：除黄柴胡外，其余151种植物上均有小花蝽发生，但小花蝽的种群密度在不同调查年度的植物种类上差异较大。小花蝽种群发生密度最高的植物是蓝蓟，其次是芥菜、硫华菊、荞麦、紫花苜蓿、红麻、陆地棉等有大量蚜虫及开花周期较长的植物。本研究明确了农田生境中小花蝽发生密度较高的候选功能植物，为下一步利用植物多样性促进农田小花蝽种群的保育及控害功能提供科学依据。