亚洲玉米螟幼虫体内储存蛋白cDNA片段克隆与序列分析

为研究亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis(Guen e)幼虫体内储存蛋白(SP)表达调控的分子机制,根据不同昆虫储存蛋白基因序列的保守区域,设计合成简并引物,采用RT-PCR技术从亚洲玉米螟5龄幼虫中扩增出一段cDNA片段,大小为892bp,编码297个氨基酸,预测分子量为35.7kD,理论等电点pI值为8.73。该基因序列中含有保守的幼虫储存蛋白(LSP)两个特征基序YFTEDIDLNTYYYYFHVDYP和TALRDPVFC。Blast P分析结果表明:该片段推导的氨基酸序列与斜纹夜蛾Spodoptera litura适量甲硫氨酸SP-1的一致性最高,为77%;与小菜蛾Plutella xylostella富含甲硫氨酸SP-1和SP-2、印度谷螟Plodia interpunctellaSP、美国白蛾Hyphantria cuneaSP-2和粉茎螟Sesamia nonagrioides适量甲硫氨酸SP氨基酸序列的一致性分别为74%、74%、72%、71%和65%。构建系统发育树分析了9种鳞翅目昆虫储存蛋白进化关系,结果显示:亚洲玉米螟cDNA片段氨基酸序列与小菜蛾富含甲硫氨酸SP-1的亲缘关系最近,与粉茎螟适量甲硫氨酸SP亲缘关系最远。     

高效氯氟氰菊酯对亚洲玉米螟汰选及海藻糖酶活性的影响

为评价亚洲玉米螟对高效氯氟氰菊酯的抗性风险,室内采用毛细管点滴处理4龄幼虫连续汰选11代,并采用葡萄糖氧化酶终点法测定了汰选品系F10代试虫卵、不同龄期幼虫、蛹以及5龄幼虫不同组织部位海藻糖酶活性.结果表明,保持存活率约50％条件下用高效氯氟氰菊酯连续汰选11代,LD50值为0.043μg/虫,除F3代(LD50 0.086 μg/虫)外,其它世代与F0代(LD50 0.045μg/虫)差异不显著;汰选品系卵、3龄、4龄幼虫及蛹的海藻糖酶活性为14.54、31.42、53.28和30.79mU/mg pro.,明显低于对照;5龄幼虫的血淋巴和中肠组织中海藻糖酶活性分别为8.05和140.97mU/mg pro.,明显低于对照的58.86和316.17 mU/mg pro..     

Sublethal effects of larval treatment with deltamethrin on moth sex pheromone communication system of the Asian corn borer, Ostrinia furnacalis

The first, third, and fifth instar larvae of Asian corn borer, Ostrinia furnacalis (Guenée) (Lepidoptera: Pyralidae), were treated with a lethal dose 30% of deltamethrin to determine its sublethal effects on chemical communication of the adult survivors. The capability of all males surviving deltamethrin to contact the pheromone source in a wind tunnel was significantly reduced, but those treated as the first and third instars also exhibited lower percentages of `orientation,' `up-wind flight,' and `approaching' behaviors than the control males. Female moths from the deltamethrin treatment exhibited similar calling periodicity and percentages to the control moths during 10-h scotophase. However, approximately 20% of the females that survived the pyrethroid in the first and third instars contained significantly higher amounts of sex pheromone and wider coefficients of variation of the ratio of E12-tetradecenyl acetate to its Z isomer in those female survivors. There was no significant difference in the pheromone titers and coefficients of variation in control females and the females treated in the fifth instars. The present study indicates that the Asian corn borer may possess a compensation system by which the males that survived treatment at larval stage present a lower response to the pheromone, while the female survivors produce and release more pheromone.     

蠋蝽对亚洲玉米螟幼虫的捕食作用

为明确蠋蝽Arma custos对亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis的捕食能力,在实验室条件下采用捕食功能反应方法测定蠋蝽5龄若虫和雌雄成虫对亚洲玉米螟4龄幼虫的捕食功能反应、搜寻效应和种内干扰效应对其自身捕食能力的影响。结果显示,蠋蝽5龄若虫和雌雄成虫对亚洲玉米螟4龄幼虫的捕食功能反应均符合HollingⅡ型圆盘方程;蠋蝽5龄若虫和雌雄成虫对亚洲玉米螟4龄幼虫的瞬间攻击率分别为0.790、0.849和0.818,处理时间分别为0.041、0.027和0.036 d,日最大捕食量分别为24.390、37.037和27.778头;随着亚洲玉米螟密度的增加,蠋蝽的搜寻效应逐渐降低,雌成虫的搜寻效应明显大于5龄若虫和雄成虫;蠋蝽5龄若虫和雌雄成虫捕食亚洲玉米螟4龄幼虫时均受到种内干扰的影响,干扰常数分别1.372、1.410和1.309。表明蠋蝽5龄若虫和雌雄成虫均对亚洲玉米螟具有较好的控害潜能,且成虫的控害潜能大于5龄若虫。     

吉林省不同地区亚洲玉米螟发生世代的变化

为明确吉林省不同地区亚洲玉米螟发生世代的变化,对吉林省东部、中部和西部3个生态区28个县(市)的亚洲玉米螟成虫产卵时期、幼虫发育和化蛹等情况进行了系统调查。结果显示,东部生态区大部分地区亚洲玉米螟只有1个落卵高峰期,未发现第1代幼虫化蛹,仍为1代发生区,而在伊通县和集安市有部分幼虫化蛹,已由1代发生区变为1代为主兼1.5代发生区;中部生态区大部分地区有2个落卵高峰期,未发现第2代幼虫化蛹,已由1.5代发生区变为完全2代发生区,而在双辽市和梨树县出现第3代低龄幼虫,已变为2代为主兼2.5代发生区;西部生态区大部分地区有2个落卵高峰期,未发现第2代幼虫化蛹,仍为2代发生区,而在通榆县出现第3代低龄幼虫,已由2代发生区变为2代为主兼2.5代发生区。表明随着全球气候变暖,吉林省亚洲玉米螟的世代发生数有增加的趋势。     

亚洲玉米螟与串珠镰孢菌复合侵染对玉米产量损失的影响

在玉米吐丝、灌浆和乳熟期,以亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis(Guenée)为试虫,以串珠镰孢菌Fusarium verticillioides为供试菌种,研究玉米雌穗不同发育期亚洲玉米螟与串珠镰孢菌复合侵染对玉米产量的影响.结果表明:串珠镰孢菌与玉米螟复合侵染危害后玉米雌穗穗长缩短、籽粒数减少、穗粒腐病加重,使得玉米的产量性状发生改变,导致玉米产量和品质下降;接虫处理和复合处理均以玉米吐丝期对玉米产量构成因素影响最大,吐丝期复合处理单穗损失率为40.84%,在灌浆和乳熟期分别为27.92%和11.10%;在单独接菌条件下以灌浆期危害最重,单穗损失率为6.62%,而在吐丝和乳熟期分别为4.13%和0.65%.     

亚洲玉米螟的寄主植物种类

为探明亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis(Guenée)的寄主植物种类,对13科38种植物进行了田间笼罩接虫试验和室内生物测定,并通过组建实验种群生命表分析了不同寄主植物对亚洲玉米螟生长发育和繁殖的影响。田间试验结果表明,亚洲玉米螟寄主植物有8科20种,酸模叶蓼是最适宜寄主植物,其次为玉米、谷子、薏苡等;在酸模叶蓼、玉米等11种植物上还发现了第2代幼虫。室内试验结果表明,在室内饲养条件下,亚洲玉米螟能在9科25种寄主植物上完成生活史,其中以向日葵为寄主植物的亚洲玉米螟种群增长最快,其次为玉米。研究表明,亚洲玉米螟的寄主植物共有9科27种,较适宜寄主植物有酸模叶蓼、玉米、谷子、苍耳和葎草,其中在玉米上的生长发育和繁殖最佳。     

转cry1Ab/cry2Aj玉米对亚洲玉米螟的抗性评价

为探讨转cry1Ab/cry2Aj玉米对亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis(Guenée)的抗性,采用室内生测和田间人工接虫鉴定方法评价了6个转cry1Ab/cry2Aj玉米品系对亚洲玉米螟的杀虫效果,并利用酶联免疫吸附法(ELISA)测定了Cry1Ab蛋白在各品系主要组织的表达水平.结果显示,亚洲玉米螟幼虫取食转基因玉米各品系雄穗、苞叶、花丝和雌穗48 h后死亡率在90％左右,取食心叶的死亡率在70％左右,96h后大部分幼虫死亡,而取食非转基因玉米的死亡率为3.3％～8.7％;春播和夏播田转基因玉米叶片、茎秆、雌穗基本没有被害,而对照玉米叶片、茎秆、雌穗被害严重,春播和夏播玉米平均每株分别有2.9、2.3头幼虫和蛹,2.8、3.4个蛀孔,隧道长度为7.5、14.2 cm,雌穗被害级别为5.3和5.1;6个转基因玉米品系中Cry1Ab蛋白在心叶、雄穗、花丝、苞叶和雌穗中稳定表达.综合评价认为,转基因玉米各品系在整个生育期内对亚洲玉米螟有很好的抗性,其中N50品系抗虫效果最佳,可以作为抗虫转多基因玉米育种的备选材料.     

Cry1Ac毒蛋白对亚洲玉米螟生长发育和种群增长的影响

以含不同浓度的Cry1Ac毒蛋白的人工饲料(不加毒蛋白为对照)饲喂亚洲玉米螟幼虫,采用实验种群生命表的方法,测定了Cry1Ac毒蛋白对亚洲玉米螟的控害作用。结果显示,含2 000.0ng/g Cry1Ac毒蛋白的人工饲料处理该虫第5天的幼虫存活率为0;200.0、20.0 ng/g CrylAc毒蛋白处理第10、15天的幼虫存活率、化蛹率、成蛾率、净增长率和种群增长指数均显著低于对照,且高浓度处理显著低于低浓度处理;200.0 ng/g CrylAc毒蛋白处理的世代平均周期和种群加倍时间显著长于其它处理;而200.0 ng/g CrylAc毒蛋白处理的周限增长率显著小于2.0、0.2 ng/g处理。表明微量的Cry1Ac毒蛋白对亚洲玉米螟的种群增长有显著影响,且随着浓度的增加控制作用增强。     

亚洲玉米螟6-磷酸葡萄糖异构酶基因(Pgi)全序测定及分析

为进一步从核酸水平上研究亚洲玉米螟Pgi基因相关特性,采用反转录PCR及RACE等技术对该基因编码序列及DNA全序列进行了测定,与Gen Bank中其它昆虫Pgi基因相关信息进行比较分析,并构建了系统发育树。结果表明:亚洲玉米螟Pgi基因编码区序列长为1 671 bp,共编码556个氨基酸;其DNA序列全长为10 078 bp(短序列为9 311 bp),由12个外显子与11个内含子镶嵌而成;各外显子长度与鳞翅目大部分昆虫相同,介于95~188 bp之间,内含子序列总长度为8 407 bp(短序列为7 640 bp),各内含子长度介于418~1 547 bp之间,且在内含子3、4、5、11上均发现杂合现象。系统发育结果显示,大部分昆虫Pgi基因c DNA严格按物种聚类,除了双翅目的家蝇Musca domestica与黑森瘿蚊Mayetiola destructor出现一定的交叉现象外,其余没有出现交叉现象。     

2015—2021年亚洲玉米螟对Cry1Ie杀虫蛋白的敏感性监测

为明确亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis田间种群对Cry1Ie杀虫蛋白的敏感性,于2015—2021年连续7年从黄淮海夏玉米区和北方春玉米区7省14地采集亚洲玉米螟田间种群,采用人工饲料混合法评价其对Cry1Ie杀虫蛋白的敏感性。结果表明,Cry1Ie杀虫蛋白对54个亚洲玉米螟田间种群的抑制中浓度LC₅₀介于0.65~6.28 μg/g之间,其中对2016年齐齐哈尔种群的LC₅₀最低,对2017年肇东种群的LC₅₀最高;LC₉₅介于4.99~70.29 μg/g之间,其中对2015年合肥种群的LC₉₅最低,对2017年松原种群的LC₅₀最高。在LC₅₀水平上,相较于室内对照种群,最敏感种群和最不敏感种群分别为2018年铁岭种群和2017年肇东种群,抗性倍数分别为0.26和1.17。虽然各地理种群对Cry1Ie杀虫蛋白的敏感性存在差异,但均处于敏感水平,且是自然选择的结果,表明Cry1Ie杀虫蛋白可用于亚洲玉米螟田间种群的防治。     

亚洲玉米螟抗寒及低温生存对策

为了明确亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis(Guen e)的抗寒及低温生存对策,分别测定了来自吉林省的敦化一化型(DH1)、公主岭一化型(GZL1)、公主岭二化型(GZL2)和洮南二化型(TN2)4个亚洲玉米螟滞育幼虫田间种群的过冷却点和结冰点,以及各种群经超过冷却低温处理后的存活率及滞育后发育历期等。结果显示,亚洲玉米螟滞育幼虫的过冷却点为-28.5~-27.0℃,最低个体可达-36.4℃,不同种群间存在显著差异,以GZL1最低,其次是TN2和DH1,GZL2最高。在超过冷却点低温下,各种群的存活率分别为45.6%、58.8%、41.8%和58.3%,且GZL1和TN2显著高于DH1和GZL2,在超过冷却低温处理下存活的幼虫其滞育后发育历期与未经过处理的同种群对照间没有显著差异。这表明亚洲玉米螟具有很强的过冷却能力,同时还具有很强的耐结冰能力。     

间作对甜玉米田主要害虫与天敌动态的影响

为明确甜玉米间作不同作物对害虫的控制作用,采用目测法系统调查了甜玉米单作、甜玉米与绿豆、菜豆、甘薯或花生间作生境玉米主要害虫和天敌种群发生动态,并比较了不同生境亚洲玉米螟的为害情况。间作生境中捕食性天敌蜘蛛和瓢虫类群的个体数量均明显增加,其中甜玉米间作绿豆或甘薯生境蜘蛛类群增长21%以上,瓢虫类群增长83%以上,显著高于甜玉米单作生境;不同生境间玉米螟赤眼蜂发生量差异不显著,对亚洲玉米螟卵的寄生率均达到86%以上。间作生境玉米生育期内亚洲玉米螟落卵量、斜纹夜蛾及玉米蚜发生量均与甜玉米单作无显著差异,但收获期甜玉米间作生境玉米螟为害率低于单作生境,其中以甜玉米间作绿豆生境最低,总蛀孔数和活虫数分别比单作生境下降55.72%和76.70%。表明间作不同作物对甜玉米田具有一定的控害增益作用。     

Effects of the synergist S,S,S-tributyl phosphorotrithioate on indoxacarb toxicity and metabolism in the European corn borer, Ostrinia nubilalis (Hübner)

The toxicity of the oxadiazine insecticide indoxacarb to the European corn borer, Ostrinia nubilalis (Hübner) (Lepidoptera: Crambidae), was evaluated in the presence and absence of S,S,S-tributyl phosphorotrithioate (DEF), an inhibitor of hydrolytic metabolism. Bioassays involving topical application of different concentrations of indoxacarb to third instars of a susceptible O. nubilalis laboratory strain were performed, and in vitro metabolism experiments involving [¹⁴C] indoxacarb were examined to determine the role of hydrolytic metabolism in indoxacarb activation. Indoxacarb toxicity decreased in the presence of DEF indicating antagonism of toxicity. Results of in vivo and in vitro inhibition experiments indicated a reduction of indoxacarb activation and formation of the hydrolytic metabolite. These results are consistent with the proposed mechanism of hydrolytic activation for this compound.     

硒对亚洲玉米螟生长发育和生殖行为的影响

为探讨硒(selenium)对亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis(Guenée)的营养作用及其生长发育、生殖行为的影响,选用添加不同浓度硒的人工饲料饲喂3龄幼虫,观察了蛹、成虫的生长发育及成虫生殖行为情况。结果表明,不同浓度的硒对蛹和成虫的发育影响差异较大,其中硒浓度为0.75 mg/kg时生长发育最好,化蛹率、雄蛹体重和雄蛾寿命显著高于对照,分别提高了7.4%、12.7%和19.1%;硒浓度为5.00 mg/kg时生长发育最差,化蛹率和羽化率最低,雌、雄蛹重最小,成虫寿命最短。当硒浓度为0.75 mg/kg时,雌蛾求偶百分率和求偶持续时间均有所降低,且求偶高峰期推迟1~2 h。以正常雌蛾为诱源时,硒雄蛾的定向能力显著低于对照,而以硒雌蛾为诱源时,硒雄蛾的定向能力显著高于对照雄蛾;硒雌蛾的产卵量和卵孵化率显著提高,硒雌蛾×硒雄蛾组合提高最多,分别为28.9粒和9.3%。研究表明,适量硒可以促进亚洲玉米螟生长发育,并能显著影响成虫的生殖行为。     

亚洲玉米螟幼虫对不同寄主植物的取食选择性

为深入了解亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis(Guenée)不同龄期幼虫的取食特性,采用叶碟法对6个科的24种植物进行了测定.结果显示,亚洲玉米螟初孵幼虫选择性试验中,酸模叶蓼上幼虫百分率最高,为29.81％;菜豆上次之,为27.36％.3龄幼虫选择性试验中,菜豆上幼虫百分率最高,为28.66％;酸模叶蓼上次之,为26.21％;该虫较喜食的其它几种植物上幼虫百分率由多到少依次是葎草、向日葵和苘麻,而玉米叶片上的幼虫取食百分率最低,初孵幼虫为0,3龄幼虫为4.28％.5龄幼虫在上述6种植物茎秆或果实上取食停留的时间没有显著差异.试验说明,亚洲玉米螟幼虫保持了对原始寄主的取食特性.     

不同地理种群亚洲玉米螟抗寒力研究

利用改进的昆虫过冷却点测试仪(最低测试温度由-24℃拓宽为-35℃)系统地研究了亚洲玉米螟, Ostrinia furnacalis (Guenée)不同地理种群非滞育和滞育幼虫的抗寒能力.结果表明:滞育和非滞育幼虫的过冷却点和结冰点随种群分布的地理经、纬度的升高而降低,北方种群抗寒力明显强于南方种群.12个亚洲玉米螟种群中, 以新疆石河子种群滞育幼虫的过冷却点最低,平均为-24.33℃;黑龙江鸡西、辽宁沈阳、吉林敦化、内蒙赤峰、山西应县和河北涿鹿种群的过冷却点次低,平均在-23.84～-23.15℃之间;河北衡水、山东菏泽、陕西户县和四川青神种群的过冷却点较高,平均在-22.68～-22.15℃之间;而广东广州种群的过冷却点最高,平均为-21.84℃.同一地理种群滞育幼虫的过冷却点显著低于非滞育幼虫.低温生存能力测定表明,滞育幼虫耐低温能力强于非滞育幼虫,北方种群的耐低温能力明显强于南方种群.     

Resistance selection and mechanisms of oriental tobacco budworm (Helicoverpa assulta Guenee) to indoxacarb

The oriental tobacco budworm, Helicoverpa assulta, is one of the most destructive pests for numerous commercial crops, and these organisms are responsible for enormous economic losses in Chinese agriculture. Insect larvae often feed within host plant fruits, providing protection from many currently used insecticides and making field control of H. assulta very difficult. Owing to its novel mode of action, high insecticidal activity, and low mammalian toxicity, the nonsystemic insecticide indoxacarb has been considered a promising alternative for the control of lepidopterous pests of agricultural significance. Indoxacarb evidences an elevated insecticidal activity against H. assulta. After 13 generations of selection with indoxacarb and bifenthrin insecticides under laboratory conditions, the LC₅₀ of these compounds for H. assulta increased by 4.19-fold and 10.67-fold, respectively. The synergists diethyl maleate (DEM) and triphenyl phosphate (TPP) increased indoxacarb toxicity by 2.76-fold and 4.10-fold in resistant strains and, comparatively, 1.58-fold and 1.75-fold in susceptible strains, suggesting that carboxylesterase (CarE) and glutathione-S-transferases (GSTs) may be involved in the development of indoxacarb resistance in H. assulta. Activity and kinetic parameters observed in detoxification enzymes further demonstrated that the enhanced activity of CarE and GSTs may be critical in development of indoxacarb resistance in H. assulta. The data provides a foundation for further study of the indoxacarb resistance mechanism observed in H. assulta and the rational use of indoxacarb as a rotation insecticide with other insecticide classes for the control of H. assulta.     

亚洲玉米螟幼虫体内抗菌肽的诱导

外源物侵染可引起亚洲玉米螟幼虫产生免疫应激反应,并诱导产生抗菌肽.为深入研究抗菌肽作用机制,作者给亚洲玉米螟5龄幼虫注射大肠杆菌,诱导其产生抗菌肽,并分析该抗菌肽的部分性质.结果表明:亚洲玉米螟幼虫注射3.0×10~6个/mL大肠杆菌后可诱导其体内产生一种相对分子量为12.1 kD的抗菌肽,在12～36h内该抗菌肽的诱导表达量与时间成正比.此抗菌肽对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌都有一定的抑制作用,100℃高温处理5 min后具有明显的抑菌活性,pH为8.0时抑菌活性最强,抑菌圈直径达6.9±0.3 mm,且具有一定的温度稳定性和酸碱稳定性.     

我国东北地区亚洲玉米螟种群发生动态与寄主植物来源

为明确我国东北地区亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis(Guenée)不同世代的种群动态及寄主植物来源,利用性诱捕器监测了其不同世代的种群动态,并以雄蛾翅的稳定性同位素δ13C为标记鉴定其寄主植物的光合作用类型。结果表明,亚洲玉米螟成虫越冬代始见期在5月底,第1代终见期在9月中旬。公主岭、齐齐哈尔、沈阳等地越冬代和第1代亚洲玉米螟幼虫主要以C4植物为寄主,以C4植物为寄主的种群占所有种群的比例分别为72.19%~97.71%和95.18%~100%;2014年公主岭、齐齐哈尔、沈阳等地之间越冬代和第1代亚洲玉米螟幼虫以C3植物为寄主的种群比例无显著差异,2013年公主岭和2014年沈阳的越冬代和第1代幼虫期之间以C3植物为寄主的种群比例差异显著。研究表明,东北地区以C3植物为寄主的亚洲玉米螟种群较少。