中红侧沟茧蜂对棉铃虫核型多角体病毒的传播作用

中红侧沟茧蜂Microplitis mediator与核型多角体病毒(nucleopolyhedrovirus, NPV)是棉铃虫Helicoverpa armigera的两种重要生物防治因子。中红侧沟茧蜂传播NPV对于利用二者协同防治棉铃虫具有重要意义。本研究探讨了给中红侧沟茧蜂饲喂含病毒蜂蜜水、体表喷洒病毒液、中红侧沟茧蜂在染毒宿主体内产卵、从染毒宿主体内发育、蜂茧浸泡病毒5种带毒方式的传播病毒效率,以及饲喂带病毒蜂蜜水方式下的传播机制。结果表明,饲喂带病毒蜂蜜水和体表喷洒病毒时中红侧沟茧蜂传毒率较高,在连续传毒的3 d内传毒效率分别为15.1%、9.1%～9.3%、2.4%～4%,其他3种方式传毒效率较低。在田间防治时可以利用中红侧沟茧蜂的传毒作用采用病毒与寄生峰的协同防控策略。     

寄主大小对中红侧沟茧蜂产卵和发育的影响

以室内饲养的棉铃虫和中红侧沟茧蜂为材料,研究了寄主大小对中红侧沟茧蜂产卵和生长发育的影响。结果表明,中红侧沟茧蜂成蜂产卵行为对寄主大小有显著的选择性。成功寄生率随寄主体重的增加而降低。寄主体重介于2～6mg时,成功寄生数占总寄生数的54．03％。被茧蜂成功寄生的95．51％为体重小于14mg的寄主幼虫,大于14mg的棉铃虫幼虫不适宜该寄生蜂产卵。对数据的相关分析表明,寄主体重与中红侧沟茧蜂茧重、茧重与成蜂重以及成蜂重与成蜂寿命之间存在极显著的正相关,寄主体重与中红侧沟茧蜂的卵和幼虫期在0．05水平上存在负相关,而茧期不受寄主大小的影响。     

中红侧沟茧蜂亲代经历对子代滞育的影响

在室内条件下,研究了中红侧沟茧蜂亲代经历不同温度及光周期条件对其子代滞育的影响。设置亲代经历的不同环境条件分别为：①在23℃下中红侧沟茧蜂成蜂经历L∶D=0h∶24h、4h∶20h、8h∶16h、12h∶12h、16h∶8h、20h∶4h、24h∶0h七种不同光周期处理;②亲代经历3种不同温度（16℃2、0℃、24℃）和3种不同光周期（L∶D=10h∶14h、12h∶12h、14h∶10h）的组合处理;③不同日龄滞育茧蜂与发育茧蜂的成蜂寄生寄主粘虫。其子代在3种不同温度（16℃、20℃、24℃）和光周期L∶D=10h∶14h、12h∶12h、14h∶10h下饲养,观察子代的滞育率变化情况。结果表明：在环境温度为23℃时,成蜂经历不同光周期可显著影响子代的滞育率;亲代经历不同的光周期与温度也可显著影响子代的滞育率;交配后不同日龄的成蜂寄生寄主粘虫对其子代的滞育率影响不显著。在中红侧沟茧蜂的生活史中,温度与光周期的共同作用可影响其子代滞育的产生,亲代经历在子代滞育过程中起一定的作用,但能否进入滞育还是由其子代的环境条件来决定。     

棉铃虫核型多角体病毒对宿主昆虫的弱化作用

棉铃虫核型多角体病毒（ＨａＮＰＶ）感染２龄幼虫,感染３ｄ,幼虫体长和体重明显小于对照幼虫。病毒感染４龄幼虫,残留活虫幼虫历期延长,但取食量减少３７．５２％。病毒感染５龄幼虫,感染幼虫蜕皮时间延迟１８ｈ,幼虫历期延长２ｄ。幼虫血淋巴蛋白电泳结果表明,幼虫蜕皮时间延迟主要原因是蜕皮过程延长。病毒感染５龄初幼虫,残留活虫蛹重减轻１４．１９％,成虫产卵量减少２０．５８％。结果表明,ＨａＮ－ＰＶ感染棉铃虫幼     

侧沟茧蜂繁蜂器的研制及操作规程

中红侧沟茧蜂[Microplitismediator(Haliday)]是寄生棉铃虫等重要害虫的优势种寄生蜂,近年来,越来越受到国内外生防专家的重视。王德安等[1,2]曾就该种寄生蜂的生物学特性及繁蜂方法进行研究。但对中红侧沟茧蜂的人工大量生产技术尚待继续提高。本文对繁蜂器装置及其操作规程和繁蜂效果进行了研究。1　材料及制作方法繁蜂器的结构见附图。采用医用注射器吸取三氯甲烷液,将透明的聚乙烯薄板粘成40cm×30cm×25cm的箱体,底面开口,以便安放寄主盒;按照箱体底面积的大小,用无色透明聚乙烯薄板制作一个高5cm的寄主盒,在寄主盒的上口边缘处连接1.…     

PCR法证实棉铃虫核型多角体病毒对棉铃虫经卵和蛹的垂直传播

根据棉铃虫核型多角体病毒的多角体蛋白基因设计5’引物和3’引物，通过PCR技术成功扩增389bp的目的片段，并对该片段进行了克隆和测序。结果表明，扩增片段为棉铃虫核型多角体病毒多角体蛋白基因序列。该检测方法的灵敏度为10fg，应用此技术从带毒的虫卵和蛹的总DNA中也检测到该病毒的存在。该方法从分子水平上证明了病毒的垂直传递。     

中红侧沟茧蜂成虫日龄及粘虫幼虫龄期对寄生效果的影响

室内研究了不同日龄中红侧沟茧蜂成虫对粘虫幼虫龄期的选择、寄主被寄生时的龄期对寄生蜂幼期发育历期和茧重的影响。结果表明：当寄主1～5龄幼虫同时存在时，该蜂可以寄生1—4龄幼虫，不寄生5龄；偏爱寄生2龄和3龄幼虫；对1、2、3和4龄幼虫的选择系数分别为0．21、0．31、0．27和0．21；寄主幼虫供寄生后，其寄生率随寄主幼虫供寄生时的龄期增大而下降。寄生于4龄寄主幼虫的蜂，其卵至结茧的历期显著长于寄生于2或3龄寄主幼虫的蜂；寄生4龄寄主幼虫所育出的蜂茧明显重于寄生于2或3龄寄主幼虫所育出的蜂茧。雌蜂日龄增加，寄生能力下降；但雌蜂日龄对寄生蜂子代卵至结茧的历期和茧重没有影响。     

棉铃虫核型多角体病毒防治棉花棉铃虫药效研究

棉花是我国重要的经济作物,在农药生产中占有重要的地位.而棉铃虫对棉花生产造成严重的损失.由于长期使用化学农药进行防治,棉铃虫抗药性不断增强,致使农药用量成倍上升,不但影响了防治效果,而且农田成本高,对环境的污染严重.     

棉铃虫核型多角体病毒分子生物学和基因工程研究进展

棉铃虫核型多角体病毒(HaSNPV)是棉铃虫专一性病原物,隶属于杆状病毒科核型多角体病毒属.对其分子生物学和基因工程的研究主要包括以下几个方面:测定了HaSNPV G4株和C1株基因组核苷酸全序列,并与其它病毒进行了同源性比较;研究了HaSNPV部分基因的结构、转录、表达及其功能.构建了HaSNPV Bac to Bac杆状病毒表达系统;重组病毒杀虫剂的研究为HaSNPV大面积防治棉铃虫展示了广阔的前景.随着棉铃虫核型多角体病毒分子生物学和基因工程研究的不断深入,重组病毒杀虫剂将在棉铃虫综合防治中发挥更为重要的作用.     

棉铃虫过氧化物还原酶基因Prx4的鉴定及功能分析

为探究过氧化物还原酶（peroxiredoxin,Prx）在棉铃虫Helicoverpa armigera幼虫体内的功能,利用转录组数据鉴定得到了棉铃虫Prx4基因,并对其进行生物信息学分析,采用实时荧光定量PCR（real-time quantitative polymerase chain reaction,qRT-PCR）测定该基因在棉铃虫不同发育阶段和5龄幼虫不同组织中的相对表达,利用原核表达和RNA干扰方法探究该基因的功能。结果表明,Prx4基因开放阅读框长为744 bp,编码248个氨基酸,系统进化树和同源序列多重比对结果显示该基因属于典型的2-Cys过氧化物酶家族;Prx4基因广泛分布于棉铃虫幼虫各组织和发育阶段中;当感染核型多角体病毒（nucleopolyhedrovirus,NPV）后,棉铃虫Prx4基因相对表达量上调;重组蛋白的体外试验表明Prx4蛋白具有一定的抗氧化活性;与对照相比,小干扰RNA处理6、8和10 d后感病棉铃虫的死亡率分别较对照显著提高了4.46%、22.42%和38.68%。表明Prx4基因作为一种抗氧化酶保护棉铃虫免受氧化损伤,同时在抵御NPV感染过程中发挥着重要的免疫作用。     

棉铃虫YTHDF1基因的表达模式及在核型多角体病毒侵染中的作用

为明确N6-甲基腺苷（N6-methyladenosine,m⁶A）修饰在棉铃虫核型多角体病毒（Helicoverpa armigera nucleopolyhedrovirus,HearNPV）侵染棉铃虫中的作用,根据基因组和转录组数据,对棉铃虫m⁶A结合蛋白基因YTHDF1（YTH domain-containing family protein 1）进行鉴定和分析,利用实时荧光定量PCR技术检测棉铃虫YTHDF1基因的时空表达模式、HearNPV处理后的表达变化情况以及RNA干扰效率,并调查该基因下调后对HearNPV复制及感染HearNPV棉铃虫死亡情况的影响。结果显示,棉铃虫YTHDF1基因开放阅读框全长为2 019 bp,编码672个氨基酸,含有1个保守的YTH结构域,其氨基酸序列与斜纹夜蛾Spodoptera litura同源物序列一致性达87.52%。YTHDF1基因在棉铃虫不同发育阶段均有表达,其中在进入5龄期24 h幼虫中的表达量最高,在2龄取食期幼虫中的表达量最低。YTHDF1基因的空间表达谱呈现一定的组织特异性,在幼虫血细胞和成虫头部的表达量最高。HearNPV侵染棉铃虫后YTHDF1基因上调表达,经RNA干扰使该基因下调后显著抑制了HearNPV多角体蛋白基因polyhedrin的表达并延迟了感染HearNPV棉铃虫的死亡时间。表明YTHDF1基因在HearNPV侵染棉铃虫的过程中发挥着重要作用。     

棉铃虫脂肪酸结合蛋白的克隆与表达

为深入了解棉铃虫Helicoverpa armigera脂肪酸结合蛋白HaFABP1在参与细胞内脂肪酸代谢过程中的功能,基于酵母单杂交结果从幼虫中肠cDNA中扩增得到HaFABP1的开发阅读框,构建重组菌株BL21-pET28a-HaFABP1,进行融合蛋白His-HaFABP1的诱导和纯化,并利用实时荧光定量PCR检测棉铃虫不同时期和组织中HaFABP1的表达规律,最后检测2-十三烷酮处理下棉铃虫6龄幼虫中肠组织内HaFABP1的变化情况。结果显示,克隆获得的棉铃虫HaFABP1为405 bp,编码134个氨基酸,相对分子量和等电点分别为15.08 kD和5.54;在37℃下用0.5 mmol/L异丙基硫代半乳糖苷(IPTG)诱导重组菌株4 h后,得到约18.4 kD的可溶性蛋白His-HaFABP1,纯化后的融合蛋白条带单一且大小符合预期;HaFABP1在棉铃虫的脂肪体、中肠、体壁和头部中都有表达,在头部的表达量最低,在中肠中的表达量最高;HaFABP1在棉铃虫幼虫的每个发育时期都有表达,表达量总体呈现先降低后升高的趋势,4龄时最低而1龄时最高;10 mg/g 2-十三烷酮处理饲料饲喂棉铃虫6龄幼虫6 h和15 h后,中肠内HaFABP1的表达量与对照相比显著提高,且随着时间的延长逐渐增加。表明HaFABP1与棉铃虫的生长发育有关,并且有可能参与了昆虫的解毒过程。     

蓝桉叶片挥发物对棉铃虫产卵选择行为的影响

为筛选棉铃虫Helicoverpa armigera的产卵驱避剂,利用顶空动态吸附法和气相色谱质谱联用技术分析其非寄主植物蓝桉Eucalyptus globulus叶片挥发物的主要成分和相对含量,通过气相色谱-触角电位联用技术研究抱卵雌蛾对蓝桉叶片挥发物的电生理反应,并测定其电生理活性组分对抱卵雌蛾产卵选择行为的影响。结果表明,蓝桉叶片挥发物中共鉴定出39种物质,以萜烯类物质为主,约占挥发物总量的97.47%,其中含量最高的4种物质为α-蒎烯、反-罗勒烯、1,8-桉叶素和柠檬烯,分别占挥发物总量的44.65%、10.55%、8.16%和7.37%。能够引起棉铃虫抱卵雌蛾电生理反应的物质有12种,分别是α-蒎烯、β-蒎烯、β-月桂烯、α-水芹烯、柠檬烯、1,8-桉叶素、反-罗勒烯、4-异丙烯基甲苯、4,8-二甲基-1,3,7-壬三烯、1,3,8-对薄荷三烯、香橙烯和α-法尼烯。α-水芹烯在0.1μg剂量、α-蒎烯和α-法尼烯在1μg剂量时对抱卵雌蛾均表现出显著的产卵引诱作用;柠檬烯在100μg剂量时表现为显著的产卵驱避作用,其余剂量处理下均失去引诱或驱避效果;4-异丙烯基甲苯在1、10和100μg剂量以及1,8-桉叶素在10μg和100μg剂量时均表现为显著的产卵驱避作用。表明4-异丙烯基甲苯和1,8-桉叶素可作为棉铃虫产卵驱避剂备选物质进行研究和开发。     

华北棉区棉铃虫对三种杀虫剂的抗性监测

为明确华北棉区棉铃虫Helicoverpa armigera田间种群对3种常用杀虫剂的抗性,于2014—2015年和2018—2019年分别采集河南、河北、山东和山西4个省的棉铃虫田间种群,采用浸叶法于室内测定棉铃虫对辛硫磷、三氟氯氰菊酯和甲维盐的抗性水平。结果表明,各监测点棉铃虫对辛硫磷处于中等水平抗性,在2014—2015年和2018—2019年的抗性倍数分别为13.0~58.5倍和21.1~55.3倍,棉铃虫对辛硫磷的抗性发展相对缓慢;各监测点棉铃虫种群对三氟氯氰菊酯已产生中等至高水平抗性,并呈现逐年上升的趋势,其中河北沧县、河南安阳、山西盐湖种群的抗性倍数由2014年的61.0倍、22.5倍和24.0倍上升至2019年的91.1倍、44.7倍和61.3倍,山东夏津种群的抗性最高,2019年抗性倍数达到216.3倍;棉铃虫种群对甲维盐表现为低至中等水平抗性,河北沧县、河南安阳、山西盐湖和山东夏津种群的抗性倍数分别为8.2~40.4倍、5.8~16.6倍、5.5~23.4倍和11.0~36.6倍。表明4个监测地区的棉铃虫田间种群对3种杀虫剂已经产生了不同程度的抗性,建议减少这3种杀虫剂的使用频次,并注意与其他杀虫剂交替轮换使用,以延缓棉铃虫抗药性的发展。     

寄主植物调控棉铃虫种群对气候变暖的不对称响应

为明确全球气候变暖对不同寄主植物上棉铃虫Helicoverpa armigera种群发生的影响,通过收集2008—2019年全国范围、华北地区、华东地区、西北地区及华中地区7种寄主植物(小麦、玉米、大豆、棉花、花生、蔬菜和其他粮食作物)上棉铃虫成灾面积及各地区平均温度数据,采用单因素方差分析法及广义线性模型分析不同寄主植物上棉铃虫种群的发生程度。结果显示,玉米、大豆、花生和蔬菜寄主植物上棉铃虫成灾面积显著增加,棉花上棉铃虫成灾面积显著降低。玉米(全国范围、华北地区)、花生(全国范围、华中地区)及蔬菜(华东地区)上棉铃虫成灾面积随着温度距平的升高而显著增加;但棉花上棉铃虫成灾面积随着温度距平的升高而显著降低。如全国范围内,在玉米和花生上,2014—2019年棉铃虫成灾面积均显著高于2008—2013年,其增加比率分别为24.0%和34.3%;在棉花上,2014—2019年棉铃虫成灾面积显著低于2008—2013年,其降低比率为62.0%。表明全球气候变暖显著增加了玉米、花生及蔬菜上棉铃虫成灾面积,而棉花上棉铃虫成灾面积的降低主要受转Bt基因棉花种植的影响。     

棉铃虫四个丝氨酸蛋白酶抑制剂基因的克隆与表达分析

为明确棉铃虫Helicoverpa armigera丝氨酸蛋白酶抑制剂（serine protease inhibitor,serpin）的种类及其表达特性,利用PCR技术克隆棉铃虫的serpin基因,使用生物信息学软件预测其结构并进行系统进化分析,采用实时荧光定量PCR（real time quantitative PCR,RT-qPCR）技术比较serpin基因在棉铃虫不同发育阶段和组织中的表达量及取食Cry1Ac后其表达量的变化。结果表明,共获得serpin-a、serpin-b、serpin-c、serpin-e四个棉铃虫serpin基因,全长为1 119~1 254 bp,编码373~418个氨基酸,均包含一段具有反应中心环的保守结构域,且与斜纹夜蛾Spodoptera litura、草地贪夜蛾S.frugiperda等鳞翅目昆虫serpin的同源性较高。serpin-a和serpin-e在棉铃虫4龄幼虫期的表达量最高,serpin-b和serpin-c分别在成虫期和蛹期表达量最高。serpin-a在中肠和围食膜中表达量最高,serpin-b在头、中肠和表皮中表达量最高,serpin-c在头部表达量最高,serpin-e在中肠和血淋巴中的表达量显著高于其他组织。棉铃虫取食低浓度Cry1Ac后,中肠的serpin-b和serpin-e的表达量显著增加。推测不同serpin基因在棉铃虫不同发育时期和组织中可能发挥不同的作用,其中serpin-b和serpin-e可能参与棉铃虫对Cry1Ac的解毒过程。     

基于线粒体全基因组解析华北地区棉铃虫种群遗传结构

为明确我国华北地区棉铃虫种群间遗传分化,通过高通量测序测定华北地区河北省廊坊市、河南省新乡市和山东省烟台市27份棉铃虫线粒体全基因组,并分析这3个市棉铃虫种群的遗传结构。结果表明,华北地区棉铃虫线粒体基因组全长15 345~15 375 bp,长度变异主要由基因间隔区的A+T富集区造成,所有样品的13个蛋白编码基因在长度上均无差异,总群体间遗传分化很小,遗传分化指数为0.025,基因流水平很高,为19.46。27份样品被聚为亚型I和亚型II两个遗传分支,但未形成明显的地理结构,其中亚型II比例较低,仅包含河北省和山东省的4份样品。表明我国华北地区棉铃虫种群存在线粒体亚型分化,不同区域种群之间存在广泛的基因交流,没有形成谱系遗传结构,推测棉铃虫在华北地区存在高迁飞现象。     

多杀霉素亚致死浓度对棉铃虫幼虫生理及代谢的影响

为明确田间使用多杀霉素亚致死浓度对棉铃虫Helicoverpa armigera幼虫的影响,用含多杀霉素亚致死浓度LC₂₅的人工饲料持续饲喂棉铃虫3龄幼虫,并对饲喂后其体重、取食量、累计蛹化率、蛹发育历期和蛹重等生长发育及脂肪体内甘油三脂（triglyceride,TG）含量和相关基因SREBP、FAS和HSL表达情况进行测定。结果表明,多杀霉素对棉铃虫的亚致死浓度LC₂₅为0.21 mg/kg;多杀霉素亚致死浓度处理4~6 d后,棉铃虫3龄幼虫体重分别为0.065、0.263和0.329 g,较对照显著降低;处理6 d后,其取食量为0.082 g,较对照显著降低;处理4~7 d后,其累计化蛹率分别为60.90%、63.20%、65.50%和65.50%,较对照显著降低。多杀霉素亚致死浓度处理后,棉铃虫蛹发育历期由对照9.89 d显著延长至10.74 d,单头蛹重为0.274 g,显著低于对照的0.324 g;其脂肪体TG含量较对照显著降低。多杀霉素亚致死浓度处理24~72 h后,参与脂肪酸合成信号通路中重要基因SREBP和FAS的相对表达量较对照均显著下调,而参与脂肪代谢的重要基因HSL则较对照显著上调。     

转Bt基因棉田棉铃虫对气候变暖与集约化种植的不对称响应

为明确全球气候变暖及农业集约化对转Bt基因棉田棉铃虫Helicoverpa armigera种群发生的影响,通过收集1987—2017年我国山东、河南及河北3省的棉花种植面积、棉铃虫发生面积及年平均温度,采用单因素方差分析法及广义线性模型分析比较转Bt基因棉花推广前后棉田棉铃虫种群的发生程度,分析棉铃虫的为害指数。结果显示,转Bt基因棉花推广前,山东、河南和河北3省的棉铃虫在严重发生年份的为害指数较轻微发生年份均显著增加,分别增加了1.01倍、2.03倍和69.33%;温度距平具有同样的趋势,严重发生年份的温度距平较轻微发生年份分别显著增加了1.91倍、2.33倍和2.29倍。转Bt基因棉花推广后,山东、河南和河北3省的棉铃虫在严重发生年份的为害指数较轻微发生年份仍显著增加,分别增加了1.47倍、1.92倍和1.25倍;温度距平表现出相反的趋势,轻微发生年份的温度距平较严重发生年份分别增加了2.00倍、1.94倍和2.01倍;而河南省和河北省在棉铃虫严重发生年份的棉花种植面积较轻微发生年份分别显著增加了75.94%及38.92%。表明转Bt基因棉花种植后显著改变了棉铃虫对全球气候变暖的响应,气候变暖降低了棉铃虫的为害指数,而棉花集约化种植增加了棉铃虫的为害指数。非转基因棉田的棉铃虫受自然因素的影响,转Bt基因棉田的棉铃虫受自然及人为因素的双重影响。