Matlab在昆虫声信号研究中的应用

Matlab是一种功能强大的工程计算及数值分析软件。本文以水稻害虫褐飞虱雄虫求偶鸣声信号为例,利用Matlab信号处理工具箱中的函数对该信号进行时频分析,并进一步探讨了小波分析工具箱、高阶谱工具箱以及神经网络工具箱在昆虫声信号研究中应用的可能性。     

外界环境对褐飞虱翅型分化的影响研究

分别在室内、室外条件下从光照、虫口密度及不同抗性水稻品种对褐飞虱翅型分化影响进行了研究.结果表明,室内条件下,在短光照、密度为20头/株以下时,雌虫褐飞虱短翅率在87.22%以上,利于短翅型雌虫褐飞虱形成;在长光照、密度在10头/株以上时,雌虫褐飞虱短翅率在46.67%以下,利于长翅型雌虫褐飞虱形成.室外条件下,不同抗性水稻品种对褐飞虱翅型分化影响不一样,感虫水稻品种上短翅型雌虫褐飞虱比例较高.同时无论在什么情况下雄虫褐飞虱的短翅率都不是很高,即外界环境条件对雄虫褐飞虱翅型分化影响不明显.     

短时高温暴露对褐飞虱存活和生殖特性的影响

【目的】明确短时高温暴露对褐飞虱成虫存活和生殖特性的影响,为褐飞虱种群发生预测及防治提供理论依据。【方法】采集初羽化24 h内的褐飞虱成虫,辨别雌、雄后放入平底玻璃管内,每管5对,置于水浴循环仪中进行高温暴露处理,设置6个靶标温度,分别为33、35、37、39、39.5和40℃,误差范围0.02℃。高温处理时以25℃为起点温度,然后以0.1℃/min的速度上升至靶标温度,待靶标温度恒定后,在靶标温度下处理2 h。处理结束后,将褐飞虱转移到25℃的人工培养箱中,1 h后观察记录其存活情况,以未经过高温处理的褐飞虱成虫为对照。随后研究其存活率、产卵量及后代存活能力是否发生变化。【结果】33-37℃对褐飞虱雌、雄虫的存活率均无显著影响;而39-40℃下暴露2 h,雌、雄虫的存活率显著下降,其中39.5℃下暴露2 h,雌、雄虫存活率均低于50%,40℃下暴露2 h,雌、雄虫存活率仅为4.5%-6.7%,且成虫存活时间不足24 h;不同高温暴露2 h后,褐飞虱雄成虫逐日存活率曲线坡度较雌成虫陡;在35-39.5℃范围内暴露2 h,褐飞虱的产卵前期有所延长,尤其在39.5℃下暴露2 h,每头褐飞虱雌虫的平均产卵前期达6.3 d,与对照（25℃）的产卵前期3.5 d达到极显著差异水平（P＜0.01）;在35和39℃暴露2 h,产卵前期显著延长,分别达到4.4和4.4 d（P＜0.05）;高温暴露对褐飞虱雌成虫产卵量也有明显的影响,33、35、37、39及39.5℃分别暴露2 h,每雌产卵量显著从25℃的365.5粒下降至165.4、194.6、146.7、301.6和234.7粒（P＜0.05）;高温暴露对褐飞虱后代孵化率和性比均无显著影响,但对其后代总存活率有着显著的影响,随着温度上升,F₁代若虫总存活率由对照（25℃）的80.4%下降至61.8%-75.5%;褐飞虱成虫在33-39.5℃高温下暴露2 h,其F₁代若虫总存活率比对照均下降,而除35℃（75.5%）外,其他温度暴露后,均与对照存在显著差异（P＜0.05）,40℃下褐飞虱停止产卵活动。此外,高温暴露还能使褐飞虱的产卵节律和孵化节律发生变化,经39.5℃高温暴露2 h后,较33、35、37和39℃高温处理及对照的产卵高峰期和后代的孵化高峰期推迟。【结论】在39-40℃高温暴露下,褐飞虱成虫存活及产卵量和后代总存活能力显著下降,39℃及以上高温对褐飞虱存活与生殖具有一定的威胁。     

拟水狼蛛和食虫沟瘤蛛雌蛛对稻褐飞虱的捕食作用研究

应用二次旋转组合设计方法建立拟水狼蛛和食虫沟瘤蛛雌蛛对稻褐飞虱捕食作用模型。结果表明,食虫沟瘤蛛雌蛛是稻褐飞虱更为重要的捕食性天敌。当蜘蛛密度较高时,拟水狼蛛常常捕杀食虫沟瘤蛛,导致稻褐飞虱被捕食量的下降。     

水稻品种对褐飞虱代谢酶的影响

用水稻敏感品种TNl和具有不同抗性基因的品种Mudgo,ASD7和Rathu Heenati饲养稻褐飞虱(Nilaparvata lugens)，研究不同品种对褐飞虱体内酯酶、谷胱甘肽转移酶和多功能氧化酶氧—脱甲基活性的影响。结果表明，褐飞虱在3种抗性品种上饲养一代后，其酯酶活性与敏感品种上的试虫相比没有显差异。然而，取食Mudgo和ASD7的雌成虫之间酯酶活性达到显性差异；取食Mudgo和Ruthu Heenati的雄成虫酯酶的Km值分别为取食TNl的2．78和2．58倍。褐飞虱体内酯酶活性还因其生物型的不同而异。对褐飞虱生物型1和生物型2个酯酶活力分布的测定结果表明，生物型2的雌、雄成虫酯酶活性均显低于生物型1的。研究还表明，在ASD7与Rathu Heenati上饲养一代后，褐飞虱雌、雄成虫GST的活性显高于取食TNl和Mudgo的个体，但抗性品种对褐飞虱成虫的多功能氧化酶氧—脱甲基活性没有明显影响。因此，水稻品种对褐飞虱代谢酶的影响因品种的特性，代谢酶的类型，甚至褐飞虱的性别而异。中对其可能的机制进行了探讨。     

环氧虫啶等5种新烟碱类杀虫剂对不同龄期褐飞虱的室内毒力

采用浸苗法,调查环氧虫啶等5种新烟碱类杀虫剂对室内不同龄期褐飞虱毒力,结果显示:5种新烟碱类化合物对褐飞虱成虫毒力水平最高,其余依次为5龄若虫、1龄若虫和2～4龄若虫.如吡虫啉对1～5龄若虫、雌虫和雄虫的LC50分别为15.61、23.76、22.92、21.64、15.31、8.04、6.72 mg/L.环氧虫啶对褐飞虱1、3、5龄若虫和雄虫毒力水平略好于噻虫嗪和烯啶虫胺,但差异不显著.环氧虫啶、噻虫嗪和烯啶虫胺对2、4龄若虫和雌虫毒力相当,但要显著好于噻虫嗪和烯啶虫胺.以1龄若虫为例,吡虫啉、哌虫啶、环氧虫啶、噻虫嗪和烯啶虫胺LC50分别为15.61、16.14、2.78、3.85、3.18 mg/L.根据以上结果建议环氧虫啶可作为轮换药剂,与噻虫嗪和烯啶虫胺等常用新烟类杀虫剂轮换使用,用于田间褐飞虱防控.     

褐飞虱长短翅型成虫不同组织内Wolbachia的密度

以褐飞虱海南三亚种群为试验材料,运用实时荧光定量PCR方法对感染Wolbachia品系的长翅雌虫、长翅雄虫、短翅雌虫和短翅雄虫体内Wolbachia的密度进行测定。研究结果表明:雌虫中Wolbachia的密度一般都高于雄虫,短翅雌虫中Wolbachia的密度要显著高于长翅型雌虫。进一步对虫体头部、胸部、腹部和足4个组织的Wolbachia含量进行了测定,研究其在寄主各个组织中含量分布的差异。4个组织中,由于褐飞虱的生殖组织在腹部,而Wolbachia主要集中于寄主的生殖细胞中,所以腹部的Wolbachia含量最高;在非生殖组织中,同样存在Wolbachia,胸部含量比头部和足的含量都要高。     

转cry1Ab抗虫水稻对褐飞虱取食及产卵选择行为的影响

通过室内试验研究了褐飞虱在转cry1Ab抗虫水稻(mf-MH3301-1)和非转基因水稻(MH3301)上的取食和产卵选择行为,并通过Y型嗅觉仪研究了褐飞虱对2种水稻的趋性反应.结果表明:转基因水稻mf-MH3301-1对褐飞虱成虫的取食选择行为有一定的影响,在接虫后2、4、8 h,雄成虫在Bt水稻上的着虫率显著低于对照MH3301,而雌成虫在接虫后4、8 h在Bt水稻上的着虫率显著低于对照MH3301.然而,Bt水稻对于褐飞虱的产卵选择性和趋性反应均无显著影响.     

褐稻虱个体酶活检测技术及单雌后代个体的酶活比较

本文报道２种检测褐稻虱个体酯酶和过氧化物酶活性的简便方法,即分光光度法和醋酸纤维素膜法,酶活测定结果表明,在单雌传的褐稻虱群体中,各类个体的ＥＳＴ及ＰＯＤ的活性表现是：短期雌虫〉长翅雌虫〉雄虫〉５龄若虫;同类个体间亦有差异。     

几种农药防治水稻褐飞虱的田间药效试验

对防治水稻褐飞虱的几种主要药剂进行了田间药效比较试验,结果表明:80.00%烯啶虫胺.吡蚜酮WG施用20g/667m2防治对褐飞虱具有较为理想的防治效果,且持效性好;10.00%烯啶虫胺AS施用160g/667m2防治褐飞虱的效果,均优于25.00%吡蚜酮WP32g/667m2、10g/L醚菊酯SC120g/667m2;80.00%敌敌畏EC160g/667m2+25.00%噻嗪酮WP120g/667m2防治褐飞虱的效果相对较差。     

河北省地方水（陆）稻品种抗病虫性研究

对河北省地方水、陆品种抗两病两虫性进行了鉴定。并在此基础上分析了抗稻瘟病、抗白叶枯、抗褐稻虱、抗白背飞虱品种的分布情况。对抗性频度较高的抗稻瘟病性、抗白叶枯病性从水、陆稻,熟期,不同稻作区等方面作了详细研究。结果表明:抗稻瘟病、白叶枯病品种频度高,分别为45.86％和50.34％,高抗率仅为0.75％和2.05％,抗率分别为24.81％和15.75％;抗褐稻虱、白背飞虱品种频度很低,分别为4.51％和3.34％,高抗褐稻虱品种2个,无抗至高抗白背飞虱品种。抗稻瘟病、白叶枯种质频度和强度均是陆稻高于水稻。纬度、海拔高,气候寒冷的张家口、承德两市稻瘟病抗性强度低;唐山、秦皇岛两市抗性强度高;冀南零星种植亚区抗性强度最高。抗白叶枯病种质分布规律是随着纬度的增加,温热条件的降低呈递减趋势。     

稻飞虱的研究

稻飞虱是影响我国水稻稳产、高产的主要虫害之一,主要种类有褐飞虱、白背飞虱、灰飞虱等。分析了稻飞虱在国内外的分布及为害对象;比较了褐飞虱、白背飞虱、灰飞虱的形态特征、生活习性、影响其发生的因素、为害症状等;分析了稻飞虱在国内外的大发生特点,以及未来的发生趋势和相应的防控措施。     

水稻锯齿叶矮缩病毒的检测及介体传毒特性

分别建立了水稻锯齿叶矮缩病毒(RRSV)病株的dsRNA基因组检测法和单头介体褐飞虱带毒的RT-PCR法,并结合生物学接种试验,对介体传毒特性进行了初步分析.结果显示:dsRNA基因组鉴定法可以从0.5 g病株样品中快速检测到RRSV,RT-PCR法可以灵敏地应用于褐飞虱带毒、传毒情况的检测;饲毒后褐飞虱成虫、若虫的带毒率分别为75.0%、68.2%,传毒率分别为50.0%、32.5%,说明褐飞虱种群传播RRSV的能力很强,是高度亲和的群体.     

崇明区稻飞虱历年发生特征分析

本文对2010～2016年崇明区稻飞虱发生特征进行调查研究,结果表明：历年中白背飞虱发生量最多,灰飞虱次之,褐飞虱最少。白背飞虱发生量年度差异大,以三(1)代发生最多。灰飞虱以三(1)、四(2)、五(3)代为主要危害代,自2011年开始,灰飞虱发生呈逐年减少的趋势。近年褐飞虱发生量明显低于灰飞虱和白背飞虱,各年度间发生量差异不大,以六(4)代发生最多,三(1)代最少。     

基于声发射技术的木材害虫信号特征检测

针对木材害虫声发射（AE）信号检测问题,研究杨树木段中麻点豹天牛幼虫AE信号波形特征及其信号的能量,为钻蛀害虫声音的监测提出一种新的方法。取一段具有麻点豹天牛幼虫的杨树木段,通过采样频率为500 kHz的2通道木材蠕变声发射信号采集系统采集原始AE信号。对采集到的原始信号滤波后进行小波分解,通过对各层高频信号的分析获取AE信号的频域特征,并对其进行重构与信号解析。结果表明,麻点豹天牛幼虫AE信号的主频主要集中在30 kHz附近,其信号的能量在16:00最高,反映了该幼虫在15:00-16:00较活跃。     

三氟苯嘧啶对稻飞虱的防治效果初报

基于褐飞虱对吡虫啉、吡蚜酮等药剂抗性较高这一现实问题,选取几种常见药剂与三氟苯嘧啶一起进行了水稻飞虱的田间药效对比试验。结果表明:10.6 g/L三氟苯嘧啶SC对水稻褐飞虱、白背飞虱防治效果均较好,药剂持效时间长,且对环境友好,可作为湖南水稻主产区防治水稻飞虱的首选药剂,但应注意与其他有效药剂轮换使用,避免飞虱较快产生抗药性。     

水稻不同栽插方式对稻田主要害虫种群的影响

对江苏响水地区直播稻、抛秧稻、机插秧等不同栽插方式水稻田的灰飞虱、褐飞虱、白背飞虱和稻纵卷叶螟等稻田主要害虫的发生危害进行了调查研究。结果表明,和常规育秧手插移栽田相比,在分蘖末期,直播稻、抛秧稻、机插稻田灰飞虱分别降低46.6%、44.7%和33.4%,褐飞虱和稻纵卷叶螟无大变化;在抽穗期,直播稻、抛秧稻、机插稻田褐飞虱分别降低10.6%、3.6%和25.7%,稻纵卷叶螟分别减轻了34.9%、46.2%和62.5%。说明直播稻、抛秧稻、机插稻等轻型栽培方式对不同生育期水稻的主要害虫发生都有一定的抑制作用。     

聚合抗褐飞虱基因bph20（t）和bph21（t）及抗稻瘟病基因Pi9水稻株系筛选

【目的】筛选聚合抗褐飞虱和抗稻瘟病基因水稻材料,为培育新型抗褐飞虱兼抗稻瘟病的水稻新种质提供参考。【方法】利用常规育种、分子标记辅助育种和抗病虫鉴定相结合的手段,将抗稻褐飞虱基因bph20（t）和bph21（t）以及广谱高抗稻瘟病基因Pi9聚合到优良保持系博ⅢB的遗传背景中。【结果】bph20（t）的分子标记RM540和BYL7、bph21（t）的分子标记RM5348和RM222未在稻褐飞虱抗、感亲本间扩增出特异条带,无明显的多态性,不能用于该育种群体抗褐飞虱基因bph20（t）和bph21（t）的检测。Pi9的显性分子标记pB8以及共显性分子标记PB9-1在稻瘟病抗、感亲本之间可扩增获得特异条带,具有多态性,可用于Pi9基因的检测。经抗虫鉴定并利用标记PB9-1对BC6F2群体的22株材料进行PCR扩增,含有Pi9基因杂合体的有10株,纯合体有6株,不含Pi9基因的有7株。用源自广西南宁田间感褐飞虱和稻瘟病菌株进行多次抗病虫鉴定,筛选获得一批抗褐飞虱材料,其中抗性与抗虫亲本BPH54相当的材料有6份,在这6份材料中含有Pi9基因且抗稻瘟病的材料有5份,对稻褐飞虱的抗性与供体亲本BPH54水平相当。【结论】通过常规育种、分子检测和抗虫鉴定相结合的办法,筛选获得5份聚合褐飞虱抗性基因（bph20和bph21）和抗稻瘟病基因Pi9的抗或高抗水稻中间材料,为选育新的双抗保持系和不育系提供种质材料。     

刺近隅蛛雄蛛可通过蛛网识别雌蛛的生殖状态

化学通讯被认为是结网类蜘蛛两性间交流的主要方式,但对结漏斗网蜘蛛两性间的交流方式却少有研究.在了解刺近隅蛛Aterigena aculeata的求偶和交配过程的基础上,验证了处女雌蛛蛛网可以触发雄蛛的求偶行为,表明处女雌蛛蛛网上存在着某种化学物质,即性信息素.继而,将雄蛛置于不同生殖状态的雌蛛蛛网上,发现雄蛛面对处女雌蛛蛛网时的求偶延迟时间最短;已交配雌蛛蛛网也可以引起求偶,但延迟时间较长;而亚成体雌蛛和雄蛛的蛛网均不能触发求偶反应.表明雄性刺近隅蛛可以通过蛛网判断出它靠近的这头蜘蛛是否适合自己进行交配.漏斗蛛和其他结网类蜘蛛类似,化学通讯在两性交流过程中起着非常重要的作用.