草地贪夜蛾对金银花的取食适应性

为明确新入侵农业害虫草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda对药用植物金银花Lonicera japonica的潜在为害风险,采用室内饲养观察法比较取食玉米Zea mays和金银花叶片后草地贪夜蛾的种群特征,并采用室内生测法测定取食2种植物幼虫体内消化酶和解毒酶的活性。结果显示,草地贪夜蛾在金银花上能完成完整的世代发育。取食金银花叶片的草地贪夜蛾幼虫发育历期为24.08 d,显著长于取食玉米的幼虫发育历期（18.47 d）;取食金银花叶片的幼虫存活率为63.67%,较取食玉米叶片幼虫的存活率78.00%明显降低;取食金银花叶片的草地贪夜蛾雌、雄蛹重分别为197.98 mg和198.78 mg,显著大于取食玉米叶片时;取食金银花和玉米叶片的草地贪夜蛾成虫的繁殖力与寿命均无显著差异。取食金银花叶片的草地贪夜蛾5龄幼虫中肠中的淀粉酶、脂肪酶、胰蛋白酶、谷胱甘肽S-转移酶和细胞色素P450酶的活性均较取食玉米叶片时显著降低,但羧酸酯酶活性较取食玉米叶片时显著升高。表明草地贪夜蛾在金银花上能较好地生长发育和繁殖,这对金银花的安全生产构成潜在威胁。     

草地贪夜蛾对玉米品种的取食选择性与玉米叶片中化学物质的关系

通过室内观察草地贪夜蛾幼虫在不同玉米品种上的取食选择率和取食量,测定了供试玉米品种的9种化学物质含量,研究了草地贪夜蛾幼虫对6个玉米品种的取食选择性及其与玉米叶片中营养物质、次生物质、水分、叶绿素含量的关系.结果表明,草地贪夜蛾幼虫对6个玉米品种的取食选择率和取食量具有显著差异,最喜欢取食特用玉米白甜糯,最不喜欢取食普...     

转Cry1Ab-ma基因玉米CM8101对草地贪夜蛾1龄和2龄幼虫的抗性

为明确转Bt基因玉米对草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda的抗性,采用室内玉米离体组织生测法测定取食转Cry1Ab-ma基因抗虫玉米CM8101心叶、花丝和籽粒后草地贪夜蛾1龄和2龄幼虫存活数量、存活幼虫的体重、蛹重、化蛹和羽化等参数,分析转Cry1Ab-ma基因抗虫玉米CM8101三种组织对草地贪夜蛾1龄和2龄幼虫的抗性。结果显示,转Cry1Ab-ma基因玉米CM8101心叶可完全杀死草地贪夜蛾1龄幼虫,2龄幼虫有存活,存活率为10.0%,但不能化蛹与羽化;花丝可杀死大部分草地贪夜蛾1龄幼虫,存活率为3.3%,并阻断其生活史,但对2龄幼虫杀伤力弱,存活率为73.3%,存活幼虫化蛹率和羽化率分别为20.0%和13.3%;籽粒可完全杀死草地贪夜蛾1龄幼虫,2龄幼虫有存活,存活率为13.3%,有少量可化蛹,化蛹率为3.3%、有少量羽化,羽化率为3.3%。表明转Cry1Ab-ma基因玉米CM8101在短期内对草地贪夜蛾1龄和2龄幼虫有良好的控制作用。     

基于转录组测序解析草地贪夜蛾对溴氰虫酰胺的解毒代谢分子机制

为阐明草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda对溴氰虫酰胺的解毒代谢分子机制,通过LC₅₀的溴氰虫酰胺诱导草地贪夜蛾3龄幼虫后,利用酶活测定和转录组测序鉴定解毒代谢相关基因,并采用实时荧光定量PCR技术对细胞色素P450单加氧酶(cytochrome P450 monooxygenase,P450)基因进行验证分析。结果表明,经LC₅₀的溴氰虫酰胺处理后,草地贪夜蛾3龄幼虫体内3种解毒代谢酶活性较对照均有所升高,但仅P450活性较对照显著升高,而谷胱甘肽S-转移酶和羧酸酯酶与对照无显著差异。经LC₅₀的溴氰虫酰胺处理后草地贪夜蛾3龄幼虫转录组中共筛选到1 408个差异表达基因,其中上调表达的基因有935个,下调表达的基因有473个。药物代谢-细胞色素P450通路、药物代谢-其他酶通路及细胞色素P450对异生物质的代谢通路中有超过20个基因存在差异表达。在草地贪夜蛾转录组中筛选鉴定到121个P450基因,其中,属于CYP2、CYP3、CYP4以及Mito家簇的基因分别有9、45、58和9个,而经LC_5...     

玉米-大豆间作对草地贪夜蛾生长发育及繁殖的影响

为绿色防控草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda,通过生命表研究玉米和大豆对草地贪夜蛾生长发育和繁殖能力的影响,同时室内测定草地贪夜蛾幼虫和成虫对玉米及大豆的产卵选择性和取食趋向性,并通过室内和田间小区试验研究玉米-大豆间作对草地贪夜蛾种群发生的影响。结果显示,取食大豆后草地贪夜蛾可以完成生活史,但与取食玉米相比,取食大豆会导致草地贪夜蛾发育迟缓,存活率降低,成虫期缩短,繁殖力下降和产卵天数减少;取食玉米的草地贪夜蛾种群的内禀增长率、周限增长率和净增殖率均显著高于取食大豆的草地贪夜蛾种群,取食玉米的草地贪夜蛾种群的平均世代周期低于取食大豆的种群,但两者间差异不显著。与大豆相比,草地贪夜蛾幼虫和成虫均对玉米有明显的趋性。当玉米与大豆按照2∶2比例间作时,植株上的草地贪夜蛾着卵率为65.31%,显著低于玉米单作的着卵率。当大豆包围玉米和玉米与大豆按照2∶2比例间作时,玉米的被害率分别为86.67%和85.56%,均显著低于玉米单作的被害率。表明玉米与大豆按适度比例间作可以显著降低草地贪夜蛾的发生和为害。     

草地贪夜蛾对玉米和烟草的偏好性研究

自2019年初首先在云南省发现草地贪夜蛾入侵中国以来,该虫已对国家粮食安全构成严重威胁。草地贪夜蛾寄主范围广,主要喜食禾本科植物,同时也能为害多种双子叶植物。本研究以玉米和烟草为测试对象,比较研究了草地贪夜蛾在两种寄主上的产卵量及两种寄主植物对草地贪夜蛾生长发育的影响。结果表明,每个养虫笼中放入2对雌雄成虫,玉米植株上的卵块数量(17±2.65)块/笼显著多于烟草叶片上的卵块数量(3±1.73)块/笼,玉米上的幼虫数量(834.67±275.16)头/笼显著多于烟草上的幼虫数量(92±55.83)头/笼,表明草地贪夜蛾更喜欢选择玉米进行产卵和取食。烟草上草地贪夜蛾幼虫死亡率达92.53%±1.46%,但其能在烟草上产卵和存活。取食玉米籽粒的草地贪夜蛾幼虫发育历期、死亡率、体重、蛹重分别为(17.22±1.90)d、24.35%±8.13%、(0.261±0.112)g/头、(0.187±0.030)g/头,取食烟草叶片的草地贪夜蛾对应的参数分别为(26.80±1.89)d、85.49%±4.16%、(0.034±0.028)g/头、(0.131±0.028)g/头,表明取食烟草叶片的草地贪夜蛾幼虫发育历期显著延长,幼虫死亡率显著升高,幼虫体重和蛹重显著下降。与取食玉米籽粒的草地贪夜蛾相比,取食烟草叶片的个体适合度显著降低,但成虫配对后能够产卵并孵化出幼虫。与非嗜好寄主烟草相比,草地贪夜蛾取食嗜好寄主玉米表现出更高的适合度,其偏好选择玉米进行产卵和取食,但在烟草上也能完成生活史,种群密度大时存在为害烟草的潜在风险。     

不同玉米品种对草地贪夜蛾抗性的评估及其在防治中的应用前景

草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda(J.E.Smith)是今年入侵我国的农业害虫,对我国的玉米等主要粮食作物产生了重要威胁。在草地贪夜蛾有可能成为我国新的长期粮食害虫的背景下,评测不同玉米品种对草地贪夜蛾的抗性,以确定潜在的高抗性品种,对后续培育抗虫品种有重要的指导意义。由于草地贪夜蛾原产于美洲热带及亚热带地区,且玉米的原产地与种内多样性也主要存在于美洲地区,因此以往大部分玉米品种抗虫性评测研究也主要集中于国外。本文汇总了近年来不同玉米品种对草地贪夜蛾抗性的评估结果,简单介绍了关于玉米对草地贪夜蛾抗性机制的研究进展,并结合玉米抗虫研究的经验及国内玉米遗传多样性研究的现状,提出了充分结合玉米种内多样性与多组学数据分析的研究方法,从而快速确定抗性相关的遗传位点与基因,用于现有高产优良玉米杂交品系对草地贪夜蛾抗性的改良。     

取食不同寄主的草地贪夜蛾肠道微生物多样性分析

为绿色防控草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda,基于16S rDNA和ITS高通量测序分析,对分别取食玉米、小麦以及田间常见杂草婆婆纳Veronica polita的草地贪夜蛾肠道细菌和真菌进行物种注释、多样性分析、物种组成分析及功能预测。结果显示,细菌注释共获得20门30纲72目106科164属214种,真菌注释共获得9门23纲46目90科154属237种。厚壁菌门、放线菌门和变形菌门为取食玉米、小麦和婆婆纳的草地贪夜蛾肠道优势细菌门,子囊菌门和担子菌门为取食玉米、小麦和婆婆纳的草地贪夜蛾肠道优势真菌门。肠球菌属Enterococcus为取食玉米、小麦和婆婆纳的草地贪夜蛾肠道细菌共同的优势属,相对丰度分别为70.86%、25.42%和72.02%;丝孢酵母属Tricho-sporon 和帚枝霉属 Sarocladium 为取食玉米的草地贪夜蛾肠道真菌的优势属,相对丰度分别为57.28%和17.38%,酵母菌目未分类属、小囊菌属Microascus和丝孢酵母属Trichosporon为取食小麦的草地贪夜蛾肠道真菌优势属,相对丰度分别为29.31%、27.01%和15.45%,双足囊菌科未分类属为取食婆婆纳的草地贪夜蛾肠道真菌优势属,相对丰度为61.79%。取食小麦的草地贪夜蛾肠道细菌群落的多样性最高,取食婆婆纳的草地贪夜蛾肠道真菌群落的多样性最高,取食婆婆纳的草地贪夜蛾肠道细菌和真菌群落的丰富度最高。取食玉米、小麦和婆婆纳的草地贪夜蛾肠道细菌群落功能主要与代谢通路相关,取食玉米、小麦和婆婆纳的草地贪夜蛾肠道真菌群落功能主要与基础代谢或生理功能相关。     

草地贪夜蛾幼虫日龄及取食的食物对淡足侧沟茧蜂寄生效果的影响

为评估淡足侧沟茧蜂对草地贪夜蛾的防控效果,在室内环境条件下,研究了草地贪夜蛾幼虫寄主日龄和所取食食物对淡足侧沟茧蜂寄生效果的影响。结果表明,无论草地贪夜蛾幼虫取食人工饲料或玉米叶片,淡足侧沟茧蜂对3日龄和5日龄寄主幼虫的寄生率、结茧率、出蜂率及对寄主致死率均显著高于8日龄寄主。另外,在同日龄情况下,淡足侧沟茧蜂对取食玉米寄主的寄生率、结茧率以及子代出蜂率均高于寄生于取食人工饲料的幼虫上的相关指标。寄主取食不同食物会影响淡足侧沟茧蜂的寄生效果,且淡足侧沟茧蜂对5日龄草地贪夜蛾幼虫寄生效果较好。本结果可为室内条件下利用草地贪夜蛾幼虫扩繁淡足侧沟茧蜂,以及应用淡足侧沟茧蜂对草地贪夜蛾进行田间防控提供理论依据。     

草地贪夜蛾对小麦的为害风险:取食为害性及解毒酶活性变化初探

为了探究草地贪夜蛾对小麦的为害风险,我们以取食玉米作为对照,开展研究取食小麦对草地贪夜蛾的存活率、取食选择性、生长量和3种解毒酶及乙酰胆碱酯酶的影响。结果表明:草地贪夜蛾初孵幼虫在小麦上的存活率与玉米并无显著差异,高达90%以上。用小麦连续饲喂3龄幼虫7 d,日均体重增加迅速,与取食玉米无显著差异(P0.05)。2龄幼虫取食选择率为小麦玉米,3龄和4龄幼虫的取食选择率为玉米小麦,但均无显著差异。值得注意的是,小麦饲喂48 h后草地贪夜蛾谷胱甘肽S-转移酶活性和多功能氧化酶含量表现为显著诱导上升,而羧酸酯酶和乙酰胆碱酯酶的活性无显著变化。本试验结果初步表明草地贪夜蛾存在为害小麦的风险,应加强草地贪夜蛾在麦田发生情况的监测,同时应重视草地贪夜蛾取食不同寄主对药剂敏感性机制的研究。     

MEAM1和MED两个烟粉虱隐种取食对甘蓝转录组影响的差异

为绿色防控烟粉虱Bemisia tabaci提供新策略,采用转录组分析MEAM1和MED两个烟粉虱隐种取食后甘蓝差异基因表达情况,并选取差异表达基因最多的甘蓝苯丙烷类通路上PAL2、C4H、4CL1和CHI四个基因进行实时荧光定量PCR测定。结果显示,与对照相比,MEAM1和MED烟粉虱隐种取食后甘蓝差异表达基因数分别为693个和1 030个。GO功能注释和KEGG富集分析显示,差异表达基因主要集中在苯丙烷类生物合成、萜类挥发物合成、芥子油苷合成、类黄酮生物合成和植物激素信号传导途径等与甘蓝抗虫物质合成相关的通路上。虽然MEAM1与MED两个烟粉虱隐种均能显著激活植物激素信号传导途径和苯丙烷类合成通路调控的酚类物质合成途径,但MED烟粉虱隐种与甘蓝互作的差异表达基因数高于MEAM1烟粉虱隐种。MEAM1烟粉虱隐种取食甘蓝12 h后,甘蓝苯丙烷通路上游PAL2、C4H和4CL1三个基因均显著上调,而MED烟粉虱隐种取食后,甘蓝苯丙烷通路上PAL2、C4H、4CL1和CHI四个基因均变化不显著,这4个差异基因的表达模式与测序结果一致,表明测序结果的可信度高。     

基于转录组测序解析干旱胁迫对祁连山黄参基因表达的调控

以栽培2个月的黄参为试材,设置对照（土壤相对含水量70%~80%）和适度干旱胁迫（土壤相对含水量55%~60%）处理,利用高通量转录组测序BGISEQ-500平台,对测序结果进行基因功能注释、差异表达基因(DEGs, differentially expressed genes)筛选。结果表明：(1)获得的68193条Unigene中,分别有34230(50.20%)、34170(50.11%）、31727(46.53%)、27701(40.62%)、27092(39.73%)和22793(33.42%)个Unigene分别被分配到NCBI非冗余蛋白(NR)、eggNOG(基因的进化谱系, Evolutionary genealogy of genes: Non\|supervised Orthologous Groups)、基因本体(Gene ontology,GO)、Pfam (Protein family)、SwissProt (Reviewed protein sequence database)和KEGG (Kyoto encyelopedia of genes and genomes)六大功能数据库。(2)DEGs分析显示,黄参块状根和叶中分别有10674个和13402个DEGs;GO富集结果表明,根和叶中的DEGs功能部位中的分布基本一致,主要富集在生物过程、DNA的复制和翻译调控、氧化还原过程、蛋白质磷酸化、防御响应等;KEGG富集分析表明,根中DEGs显著富集在苯丙烷类生物合成、半乳糖代谢、半胱氨酸和甲硫氨酸代谢、淀粉和蔗糖代谢、植物-病原菌相互作用、植物激素信号转导等途径,叶中DEGs则主要富集在半乳糖代谢、淀粉和蔗糖代谢、苯丙烷类生物合成、戊糖、葡萄糖醛酸转换、植物激素信号转导等途径,说明淀粉和蔗糖代谢、半乳糖代谢、苯丙烷类生物合成途径、植物激素信号转导途径在黄参应对干旱胁迫中起重要作用。干旱胁迫影响黄参不同器官中差异基因的表达,为解析黄参耐受干旱的生物学途径、黄参药效成分的生物合成和分子机制提供了理论依据。     

根肿菌侵染油菜抗感病品种早期防御酶活性及转录组分析

为探究抗病和感病2种油菜品种抗病机理及基因表达差异,通过水培法观测油菜抗病品种6M80和感病品种中双11号接种根肿菌后的根毛侵染,利用紫外分光光度法和RNA-Seq技术分别测定根部防御酶的活性及所有的转录序列。结果表明,接菌后3~15 d油菜品种6M80的根毛侵染率显著低于油菜品种中双11号,其根内过氧化氢酶(catalase,CAT)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、过氧化物酶(peroxidase,POD)活性在接菌后第12天达到峰值,且显著高于油菜品种中双11号,分别为382.50、2 044.44和3 342.22 U·g~(-1)·min~(-1)。与未接菌相比,油菜抗病品种6M80和感病品种中双11号接菌后第3、6、9、12天共分别存在6 607个和2 499个差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs)。功能注释结果表明,大多数DEGs参与信号传导、生物代谢、转录过程及防御机制。油菜品种6M80和中双11号中分别存在82个和53个防御酶相关的DEGs。研究表明,根肿菌侵染油菜抗病品种早期防御酶活性较高,其相关差异表达基因参与木质素生物合成和过氧化氢代谢,并在抗根肿病过程中发挥着重要作用。     

Ethylene signalling is essential for the resistance of Nicotiana attenuata against Alternaria alternata and phytoalexin scopoletin biosynthesis

The phytohormone ethylene plays an important role in plant defence responses to pathogen attack. When infected by the necrotrophic fungal pathogen Alternaria alternata (tobacco pathotype), which causes severe diseases in Nicotiana species, the wild tobacco plant Nicotiana attenuata accumulates a high amount of the jasmonate (JA)‐dependent phytoalexin scopoletin to defend itself against this fungal pathogen. However, it is still not known whether ethylene signalling is also involved in scopoletin biosynthesis and the resistance of N. attenuata. After infection, ethylene biosynthetic genes were highly elicited. Furthermore, plants strongly impaired in ethylene biosynthesis or perception had dramatically decreased scopoletin levels, and these plants became more susceptible to the fungus, while A. alternata‐elicited JA levels were increased, indicating that the decreased defence responses were not due to lower JA levels. Thus, it is concluded that after infection, ethylene signalling is activated together with JA signalling in N. attenuata plants and this subsequently regulates scopoletin biosynthesis and plant resistance.     

草地贪夜蛾入侵机制概述

草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda自入侵我国后,对我国玉米等重要农作物造成了重大经济损害,对我国的粮食安全造成了严重威胁。本文从草地贪夜蛾的生物学特征、种群形成及扩张、适应性进化等方面探讨该物种的入侵机制,并对我国草地贪夜蛾的研究和防控工作提出展望,以期为草地贪夜蛾的综合防控提供一定的参考依据。     

草地贪夜蛾防控研究文献计量可视化分析

为系统分析草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda当前的研究动态和方向,本文从Web of Science和CNKI中国知网下载相关数据,采用文献计量学方法对1920—2020年在国内外期刊上发表的1 222篇关于草地贪夜蛾防治的文献进行统计分析。当前草地贪夜蛾相关研究文献处于逐年上升的趋势;在外文文献中,草地贪夜蛾相关文献自20世纪80年代以来,发文量呈井喷式增长,主要出自美国、巴西、墨西哥等美洲国家,占比超过60%,相关高水平和有影响力的文献主要出自美国、英国、法国等西方发达国家,研究热点主要是草地贪夜蛾与其主要寄主作物玉米以及苏云金芽胞杆菌Bacillus thuringiensis、杆状病毒、真菌和转基因玉米等生防作用物之间的关系。草地贪夜蛾自2019年1月入侵我国后,国内关于草地贪夜蛾防治的文献迅速增加,中文文献有148篇,但在国际性期刊上发表的文献较少,研究内容主要以生防作用物、应急化学农药及主要为害作物玉米为对象。计量分析结果可为我国草地贪夜蛾的研究及绿色高效防治技术研发提供思路和方法。