喜旱莲子草天敌——莲草直胸跳甲引种方法介绍

本文论述了作为入侵杂草喜旱莲子草优势天敌——莲草直胸跳甲的长距离和短距离引种方法,对其三种虫态的引种方法分别做了介绍。成虫适宜长距离和短距离引种;幼虫和卵适合做短距离引种。这为成功防治恶性杂草喜旱莲子草提供了技术指导。     

广东莲草直胸跳甲生物学的观察

空心莲子草 ( Alternanthera philoxeroides)为一种多年生恶性杂草 ,属苋科 ,莲子草属 ,在我国各地又名水花生、空心苋、喜旱莲子草等 ,具有繁殖迅速 ,适应性强和难以用化学除草剂根除的特点 [1 ] 。该草原产南美 ,大约本世纪 40年代传入我国 ,现成为南方各省主要恶性杂草 ,已泛滥成灾 ,给农业和水产养殖业造成极大危害 [2 ]。莲草直胸跳甲 ( Agasicles hygrophila)原产阿根廷 ,是空心莲子草的天敌。李宏科等 [3] 报道了莲草直胸跳甲的大量繁殖及释放技术 ,对应用莲草直胸跳甲的可行性作了研究。吴珍泉等 [4]对莲草直胸跳甲生物学特性进行…     

喜旱莲子草次生代谢物对莲草直胸跳甲谷胱甘肽S-转移酶和淀粉酶活性的影响

为明确喜旱莲子草的次生代谢物对其专食性天敌-莲草直胸跳甲Agasicles hygrophila成虫解毒酶和消化酶的影响,利用不同浓度的橙花叔醇、齐墩果酸和甜菜碱浸叶处理喜旱莲子草Alternanthera philoxeroides,连续饲喂莲草直胸跳甲1~3 d后,测定莲草直胸跳甲谷胱甘肽S-转移酶(GSTs)和淀粉酶(AMS)的活性变化。结果表明,橙花叔醇、齐墩果酸和甜菜碱均能抑制莲草直胸跳甲的GSTs活性,0.1%橙花叔醇和20%甜菜碱处理24 h时的GSTs活性最低,分别为45.67 U/mg和53.95 U/mg,0.2%齐墩果处理72 h时的GSTs活性最低,为98.77 U/mg,且莲草直胸跳甲对橙花叔醇的刺激存在着一种适应机制;0.5%橙花叔醇和0.1%齐墩果酸处理24 h后的GSTs活性最高,分别为243.10 U/mg和250.22 U/mg,是对照的1.55倍和1.59倍,存在诱导激活现象。甜菜碱对莲草直胸跳甲的AMS活性有明显的抑制作用,20%甜菜碱处理72 h后AMS活性最低,为1.01 U/mg,是对照的55.92%。表明喜旱莲子草3种次生代谢物均能抑制谷胱甘肽S-转移酶活性,其中橙花叔醇和齐墩果酸对谷胱甘肽S-转移酶有诱导激活作用,而甜菜碱对淀粉酶抑制作用较强。     

饥饿程度及取食不同植物对莲草直胸跳甲消化酶的影响

为明确莲草直胸跳甲Agasicles hygrophila成虫消化酶的作用,分别采用3,5-二硝基水杨酸法、福林-酚法、碘-淀粉比色法测定其取食喜旱莲子草、莙荙及饥饿48 h后纤维素酶、蛋白酶、淀粉酶的变化,以及饥饿不同时间对3种消化酶的影响。结果表明,取食不同植物后,莲草直胸跳甲成虫的纤维素酶、淀粉酶、蛋白酶活力差异显著,其中取食莙荙后其体内纤维素酶(葡聚糖外切酶、葡聚糖内切酶、β-葡萄糖苷酶)和淀粉酶活力最高,分别为3.07、6.63、6.79、23.48 U/mg,是对照的1.21、3.18、2.43和1.34倍;取食喜旱莲子草后其蛋白酶活力最高,为25.09μg·mg~(-1)·min~(-1)。饥饿不同时间对莲草直胸跳甲成虫体内纤维素酶、淀粉酶、蛋白酶活力有显著影响,随着饥饿时间的延长,纤维素酶、淀粉酶活力均逐渐降低,而蛋白酶活力呈先升高后降低的趋势,饥饿36 h对成虫蛋白酶活力的促进作用最强,为20.64μg·mg~(-1)·min~(-1),是对照的1.11倍;饥饿60 h后其蛋白酶活力最低,仅为10.17μg·mg~(-1)·min~(-1)。表明饥饿初期对莲草直胸跳甲成虫消化酶起促进作用;取食莙荙后可增强其体内淀粉酶、纤维素酶的分解作用,取食喜旱莲子草可增强其体内蛋白酶活力。     

莲草直胸跳甲在几种非靶标植物上的适合度比较

莲草直胸跳甲是防治入侵杂草喜旱莲子草的引进天敌,为检测莲草直胸跳甲对非靶标植物的影响,选取了29种具有代表性的植物对该天敌进行了3种选择和1种非选择性压力的测试.在全组植物或移除喜旱莲子草组中,莲草直胸跳甲成虫和幼虫对喜旱莲子草和非靶标近缘种莲子草的取食面积均显著大于其它非靶标植物,幼虫还可取食非靶标植物若蘧、反枝苋等;成虫在无喜旱莲子草时可取食若蘧和甜菜.当移除喜旱莲子草和莲子草时,成虫和幼虫对若蘧和甜菜的取食面积分别提高22.33、4倍和1.76、16.42倍.在非选择测试中,成虫和幼虫对喜旱莲子草和莲子草的取食显著高于其它组,其它植物均不能满足其正常发育和生存.研究表明,莲草直胸跳甲对莲子草属植物的适合度最高.     

莲草直胸跳甲在不同生态型空心莲子草上的化蛹适应性

对莲草直胸跳甲在不同生态型空心莲子草上化蛹能力的研究表明：美国和重庆种群对不同生态型空心莲子草的化蛹适应性无显著差异；空心莲子草的生态型是影响莲草直胸跳甲化蛹能力的重要因子，在水生型草上化蛹能力显著高于湿生型和旱生型；水生型空心莲子草的直径大小不影响跳甲的化蛹能力，而陆生型空心莲子草的直径是影响其化蛹能力的重要因子；在陆生型草上，随着生长环境水分的降低，莲草直胸跳甲对直径较大的空心莲子草有很强的选择性；该虫在不同生态型草上的化蛹率与化蛹位置有关。莲草直胸跳甲能有效地控制水生型空心莲子草，对陆生型草可起到一定程度的抑制作用。     

光周期对莲草直胸跳甲生长发育和繁殖的影响

为明确莲草直胸跳甲Agasicles hygrophila Selman et Vogt的生态适应性,提高其对恶性杂草喜旱莲子草Alternanthera philoxeroides(Martius)的生物防治效率,研究了7组不同光周期对其生长发育和繁殖的影响。结果表明:不同光周期处理下,莲草直胸跳甲卵的孵化历期差异显著,在L∶D=12 h∶12 h时孵化历期最短,为4.33 d;其化蛹率无显著差异。相较于短光期,长光期条件更适合其幼虫生长发育。随着光照时数的增加,莲草直胸跳甲成虫寿命、产卵历期、雌虫产卵量呈明显单峰趋势,光周期为L∶D=12 h∶12 h时,成虫寿命和产卵历期最长,分别为41.8 d和34.0 d;光周期为L∶D=8 h∶16 h时,雌虫产卵量最高,为98.5块。不同光周期处理下其成虫后代的孵化率均高于85%,各处理间均无显著差异。在7组光周期处理下,莲草直胸跳甲均未出现生长与生殖停滞及大量死亡现象。生命表分析结果显示,光周期为L∶D=12 h∶12 h时,莲草直胸跳甲种群的净增殖率、平均世代周期及内禀增长率均最高,分别为386.88、45.36和0.13;而种群增殖时长最短,为5.27 d。表明光周期为L∶D=12 h∶12 h时最适合莲草直胸跳甲生长发育和繁殖。     

真菌防治喜旱莲子草研究进展

喜旱莲子草是一种危害严重的恶性入侵杂草,生物防治该杂草尤其是引入莲草直胸跳甲后取得很大进展。然而陆生型和高纬度地区的喜旱莲子草的防治仍是难点,利用真菌资源防治该杂草具有潜力。本文概述了对喜旱莲子草有一定生防潜力的真菌,并对其寄主专一性及作用机理进行了总结,提出了目前存在的问题及建议,以期为有效控制该杂草提供指导。     

异质生境对生防昆虫莲草直胸跳甲数量分布的影响

昆虫的种群动态和数量分布与环境因素密切相关。本研究通过在中国南方空心莲子草大规模入侵的区域分别设置水、陆样地,采用曲线回归和冗余分析等方法探讨了异质生境中空心莲子草形态特征、入侵群落植物多样性及无机环境对生防昆虫莲草直胸跳甲数量分布的影响。结果显示:水、陆两境中莲草直胸跳甲数量均随着空心莲子草株高增加而上升;莲草直胸跳甲数量随水生型空心莲子草分枝数及入侵盖度的增加而上升。莲草直胸跳甲数量与陆生群落植物物种多样性无显著相关性,但在水生环境中,莲草直胸跳甲数量随群落的Simpson、Shannon和Pielou指数上升而显著下降。水、陆两境中决定莲草直胸跳甲数量的主导性环境因子均为年均气温、纬度和海拔。研究结果可为入侵植物的生物防治及引进天敌提供参考。     

Direct and indirect impacts of different water regimes on the invasive plant,alligator weed (Alternanthera philoxeroides), and its biological control agent,Agasicles hygrophila

Invasive weeds are broadly affected by natural disturbances, such as flooding and drought. While these disturbances can directly affect the outcome of a plant invasion, they can also indirectly affect the population dynamics of the invasive plant's natural enemies. However, how flooding and drought alter the interactions of invasive plants with their natural enemies and what impact these events have on the invasive plants have been little studied. This study reports on the effects of flooding and drought on the invasive plant, Alternanthera philoxeroides, its biological control agent, Agasicles hygrophila, as well as their interactions in field and laboratory experiments. It was found that drought decreased the stem length and number of internodes of A. philoxeroides, while flooding reduced the number of branches, relative to those in the control treatments. Both drought and flooding significantly decreased the total number of ramets, as well as the root and shoot mass of this weed, compared to a less drastic water regime. Drought indirectly suppressed the population growth of Ag. hygrophila by decreasing plant palatability. Indeed, herbivory by Ag. hygrophila had little impact on A. philoxeroides under drought conditions. The results of this study suggest that drought can reduce the biological control of A. philoxeroides indirectly by interrupting plant–insect interaction. Therefore, understanding how invasive plants and enemies interactively respond to seasonal climatic disturbances will provide important information for improving and predicting the management efficiency of invasive weeds.     

莲草直胸跳甲热激蛋白90基因的分子特征、表达模式及对温度胁迫的响应

莲草直胸跳甲Agasicles hygrophila是世界性入侵杂草空心莲子草Alternanthera philoxeroides的专食性天敌,冬季低温和夏季高温会影响其种群数量从而降低防控效果。为进一步探讨莲草直胸跳甲对温度胁迫适应性的分子生态机制,本研究对其热激蛋白90(AhHSP90)进行了蛋白结构、磷酸化修饰及系统发育等生物信息学分析,并采用荧光定量PCR检测了AhHSP90基因的时空表达动态及不同温度胁迫后的表达。RT-qPCR结果显示,AhHSP90在莲草直胸跳甲整个生活史及雌成虫各组织中均有表达;高温(30、35和40℃)、低温(-5、0、5、10、15和20℃)胁迫2 h后,AhHSP90在高温40℃下表达显著升高,但在其他温度下无显著差异。根据对AhHSP90分子特征、表达模式以及对温度胁迫的响应等方面的综合分析,推测其可能在莲草直胸跳甲发育及抵抗高温过程中发挥着重要的作用。     

不同除草剂对空心莲子草的控制作用评价

采用盆栽试验,测定了氯氟吡氧乙酸、草甘膦和五氟磺草胺对不同生育期空心莲子草的控制作用,以株防效、鲜重防效和再生抑制率为指标,评价了不同除草剂对空心莲子草的控制效果。结果表明,药后7 d,氯氟吡氧乙酸、草甘膦和五氟磺草胺对不同生育期空心莲子草的株防效,均低于15%;药后15 d,氯氟吡氧乙酸和草甘膦对不同生育期的空心莲子草的株防效、鲜重防效均达100%,但五氟磺草胺对不同生育期的空心莲子草的株防效较差。药后30 d,氯氟吡氧乙酸和五氟磺草胺对不同生育期空心莲子草的再生抑制作用较强,抑制效果达74%以上;草甘膦对生长后期的再生抑制作用达81.3%。空心莲子草苗期对不同除草剂的反应最为敏感。氯氟吡氧乙酸可以作为水生环境和旱生环境下防除空心莲子草的重点药剂,草甘膦可用于旱地空心莲子草的防除,五氟磺草胺可作为水生环境条件下防除空心莲子草的主要药剂之一。