棉花抗蚜的生理生化机制及其与棉蚜种群数量消长关系的研究

在分析棉花品种抗蚜性的生化机制的基础上,根据棉蚜与棉花的种间互作关系,研究了不同品种类型的棉苗因棉蚜为害而引起的生理应激反应及由此对抗蚜性表现及棉蚜种群数量消长所产生的影响。研究发现棉株在棉蚜为害条件下,体内抗蚜物质如单宁,脯氨酸和可溶性糖含量较大幅度上升,且其增长幅度,扰蚜品种明显高于感蚜品种,同时叶片颜色明显加深。讨论分析了这种生理反应即诱导抗蚜性对棉蚜种群动态可能产生的调节作用。     

不同抗虫棉品系对棉田害虫与天敌群落的影响

本文就不同转基因抗虫棉新品系对棉田害虫及其天敌群落的影响进行了研究。结果表明,4个不同抗虫保铃棉品系自控区上发生的害虫与天敌种类,害虫总数与对照品种相比,其差异均不显著,棉铃虫发生为主的大丰棉区,抗虫棉上棉铃虫数量都较对照显著减少,其中高抗品系上减少更多,说明抗虫棉对棉铃虫有明显的抗性,以棉蚜发生为主的如皋棉区,所有抗虫棉品系上棉蚜均大量发生,而化学防治的对照区则虫口下降,鉴于棉铃虫和棉蚜均为我国棉花上的重要害虫,抗虫棉上棉蚜的危害加重应引起重视。     

抗虫棉田主要生物种群的变化规律研究

采取系统调查和大田普查相结合的方法,利用3a时间,对抗虫棉(33B、SGK321、DP99B)田生物种群的发生消长规律进行调查。结果发现这3个抗虫棉品种主要生物种群的变化是一致的,突出表现为棉铃虫(幼虫)数量明显下降,田间天敌数量显著增加,次要害虫棉尖象甲、红蜘蛛等为害加重。     

棉田棉蚜种群动态及瓢虫对棉蚜种群数量的影响

根据新疆尉犁县4种棉花品种的棉田调查,利用棉蚜数量和时间进行回归分析,探讨其种群动态,应用棉蚜数量和瓢虫数量进行相关分析,研究棉田棉蚜种群与瓢虫种群的关系。结果表明,在不同品种的棉田中,棉蚜种群数量基本呈指数规律上升与下降。在尉犁县孔雀农场的中棉35和军棉1棉田中,从2001年5月31日至6月28日棉蚜种群数量呈指数增长,从6月28日至7月26日棉蚜种群数量呈指数下降。在尉犁县达西村的抗虫棉9和新陆中11棉田中,棉蚜种群数量开始发生和发生高峰期均比中棉35和军棉1推迟1周左右,其中抗虫棉9棉田的棉蚜发生高峰期数量最多,而新陆中11棉田的棉蚜发生期数量最少。在不同品种的棉田中,瓢虫是棉田棉蚜的主要天敌,对棉蚜起控制作用,它与棉蚜种群数量呈显著的跟随关系,发生期比棉蚜滞后1周左右。     

棉花抗蚜性与可溶性糖含量的关系

为探讨可溶性糖含量与棉花抗蚜性的关系,在室内人工接蚜为害和田间自然蚜群两种条件下,测定不同抗蚜性棉花品种受棉蚜为害后叶片中可溶性糖含量及其对棉蚜生长发育和繁殖的影响。结果表明:未受棉蚜为害时,抗性品种中可溶性糖含量高于感性品种,棉蚜为害胁迫后,抗蚜棉花品种可溶性糖含量升高,感蚜品种的可溶性糖含量降低。棉蚜的生长发育和繁殖与棉花叶片中可溶性糖含量呈显著的相关,可溶性糖与棉蚜若蚜历期呈正相关,与内禀增长率呈负相关。本研究说明可溶性糖含量对棉花的抗蚜性有一定的影响,转基因棉可溶性糖含量低于常规棉品种可能是导致非目标害虫棉蚜猖獗的原因之一。     

转基因抗虫棉田棉蚜种群消长关键因素分析

为研究转基因抗虫棉田棉蚜种群动态的主要影响因素,在河北省南皮县采用罩网和开放式观测相结合的方法,以亲本常规棉为对照,对转Bt基因棉田和转Bt CpTI双价基因棉田棉蚜自然种群消长的关键因素进行了分析。与常规棉相比,单、双价抗虫棉对天敌捕食和寄生、病原物、风雨等生物和非生物因素对棉蚜种群的自然控制作用均未产生显著影响;各因素中,除自然死亡及未知因素死亡外,天敌捕食对棉蚜自然种群的控制作用最强,风雨的作用次之,天敌寄生和病原物的作用则较弱。单价抗虫棉田棉蚜的发育历期和产仔量均与亲本常规棉田无显著差异,但双价抗虫棉田棉蚜的发育历期较对照显著延长,产仔量则无显著差异。由此表明,捕食性天敌对单、双价抗虫棉田非靶标害虫棉蚜具有较好的自然控制作用,是影响棉蚜自然种群数量动态的关键因素;单、双价抗虫棉的抗蚜性存在一定差异。     

寄主植物对棉蚜乙酰胆碱酯酶的影响

通过生物测定和生化分析研究了5种不同寄主植物上的棉蚜种群对灭多威的敏感性，乙酰胆碱酯酶（AChE)活性及灭多威对AChE的抑制作用，结果发现，取食石榴和花椒的棉蚜AChE活性最高，是冬青上棉蚜（最低）的2．00倍和3．33倍，说明寄主植物可以影响棉蚜AChE的活性，灭多威对不同寄主植物上的棉蚜个体的AChE进行抑制后，发现棉花和冬青上的棉蚜种群中AChE对灭多威不敏感的棉蚜个体多于花椒，木槿和石榴上的棉蚜种群，这与棉花及冬青上的棉蚜对灭多威耐药性较其它三种强的趋势近似，表明AChE敏感度的降低是棉蚜对灭多威产生抗药性的原因之一。     

基于EPG技术的棉蚜抗性指标筛选

本文以研究不同抗性水平的棉花材料上棉蚜的取食行为及与其生长发育的关系，筛选可作为棉花抗蚜鉴定指标的刺探电位图谱（Electrical penetration graph，EPG）参数为目的。采用生物测定的方法比较了棉蚜在不同棉花品种上的生长发育参数，利用EPG技术对不同抗性水平棉花上棉蚜的取食行为进行分析，并对生长发育参数与主要的EPG参数进行相关性分析。棉蚜室内生测结果表明，棉蚜在4种高抗品种（辽5632-642、TYJ-98-6、锦454和中G5）上的存活率、产仔数、内禀增长率均较中抗和高感品种低。EPG监测结果显示，在高抗品种上，Np波总次数与总时间均显著高于其他品种，第1次刺探时间靠后且持续时间长，C波和E2波总时间较短，F波和E1波总时间长且次数多；在中抗品种中棉所49（CCRI 49）、中棉所79（CCRI 79）和雷克斯（光叶）上，F波总次数和总时间均较低；在中抗品种非洲E-40和高感品种辽棉6号上，Np波总次数与总时间均低于其他品种，C波总时间与E2波总时间长。结果表明抗性棉花材料对棉蚜生长发育有不利的影响，Np波总次数、E1波总次数、第1次刺探出现时间等5个EPG参数与棉花的抗性存在显著相关性。可见，Np波总次数、E1波总次数、第1次刺探出现时间等EPG参数可初步作为棉花对蚜虫是否具有抗性的鉴定指标，研究结果为棉花抗蚜性鉴定方法提供重要的理论依据和技术支撑。     

新疆棉花品种次生代谢酶活性与诱导抗蚜性的关系

为了明确不同棉花品种次生代谢酶活性与诱导抗蚜性的关系,研究了不同类型棉花品种在棉蚜为害胁迫下,苯丙氨酸解氨酶(PAL)、过氧化物酶(POD)和多酚氧化酶(PPO)活性的变化及其对抗蚜性的影响。结果表明,未受蚜害时不同品种同一酶活性存在显著差异;受蚜害诱导后,抗蚜品种和感蚜品种3种酶活性均有不同程度的上升,抗蚜品种酶活性显著高于感蚜品种,诱导抗蚜性的强弱在不同品种间差异显著。     

不同功能植物对棉花蚜虫及其捕食性天敌的影响

为明确功能植物对棉花蚜虫及其捕食性天敌的调控作用,通过田间系统调查和室内选择行为反应试验测定4种功能植物对棉花蚜虫及其捕食性天敌种群动态的影响。结果显示,4种功能植物均可涵养多异瓢虫Hippodamia variegata、中华通草蛉Chrysoperla sinica和东亚小花蝽Orius sauteri等捕食性天敌,其中蛇床草Cnidium monnieri上的捕食性天敌总数最多,达821头。蛇床草种植区棉花上多异瓢虫和中华通草蛉的种群数量均显著高于对照区棉花,而棉蚜Aphis gossypii、棉长管蚜Acyrthosiphon gossypii和棉黑蚜Ap.craccivora的种群数量均显著低于对照区棉花;油菜Brassica napus种植区棉花上的中华通草蛉种群数量显著高于对照区棉花,棉长管蚜种群数量则显著低于对照区棉花;薄荷Mentha haplocalyx种植区棉花上的多异瓢虫和中华通草蛉种群数量均显著高于对照区棉花,棉蚜和棉长管蚜种群数量均显著低于对照区棉花;罗勒Ocimum basilicum种植区棉花上的棉长管蚜和棉黑蚜种群数量均显著低于对照区棉花。此外,棉蚜和棉长管蚜种群数量与捕食性天敌总数之间呈显著负相关;蛇床草和罗勒植株的挥发物显著吸引多异瓢虫和中华通草蛉,罗勒和薄荷植株的挥发物显著驱避有翅棉蚜。表明功能植物蛇床草、油菜、薄荷和罗勒可为棉田涵养捕食性天敌,而薄荷和罗勒还能驱避棉花蚜虫,可用于棉田害虫及天敌的生态调控。     

棉蚜预测预报网络数据库系统的设计与开发

依据棉蚜Aphis gossypii Glover测报的国家行业标准(GB／T15799．1995)及其测报调查的相关信息标准，利用分布式数据库SQL建立了棉蚜预测预报数据库，数据库主要包括早春木本寄主蚜虫调查、早春草本寄主蚜虫调查、苗期棉蚜消长情况调查、苗期棉蚜普查、伏期棉蚜系统调查、伏期棉蚜普查、棉田天敌系统调查、植保站信息和气象信息等12个数据表；利用Internet网络技术和网络开发软件，建立了浏览器／服务器应用程序结构体系，实现了棉蚜虫情数据维护、查询、统计、报表和打印等网络数据库管理和预测数据挖掘功能。棉蚜网络数据库的建立和浏览器／服务器应用程序结构体系的组建和实现，为棉蚜区域化预测预报和管理提供了有力的科学和技术支持。     

不同作物上棉蚜及其主要天敌的发生规律

随着化学农药的大面积推广使用,棉蚜的抗药性问题变得越来越突出,结合使用生物防治法来延缓或治理棉蚜抗药性问题已迫在眉睫。本研究在常规管理棉田条件下,对不同作物混栽区苗期6种作物上棉蚜及其主要天敌的种群动态进行了调查。结果表明,西葫芦上的棉蚜种群数量最大（峰值,11016.7头/百株）,其次是四季豆（峰值,6323.3头/百株）,棉花、黄瓜、豇豆和甜瓜上的棉蚜则相对较少,且其种群动态发生具有一致性。6种作物上的主要天敌的种群发生都滞后于棉蚜的发生,并以寄生蜂的种群密度最大,且具有指数增长效应。在本试验条件下,西葫芦上棉蚜数量多,僵蚜基数大,是室内饲养寄生蜂的良好寄主。     

麦套Bt棉田的经济效益和对棉蚜及天敌的影响

2004～2005年,在冀南棉区调查了麦套Bt棉田对棉花苗期蚜虫和天敌的影响及其经济效益。结果表明,麦套棉田的棉蚜数量均显著低于对照田(P<0.05),其高峰期的蚜虫种群数量低于防治指标,且受棉蚜的危害程度小于对照田。麦套棉田中的瓢虫和僵蚜的种群数量显著高于对照田和化防田,与对照田相比,麦套棉田中的瓢虫发生高峰期提前10天左右。化防田的籽棉产量高于麦套棉田和对照田,但麦套棉田2004和2005年的综合经济效益分别为1.7万元/hm2和2.08万元/hm2,比化防田多0.53万元/hm2和0.57万元/hm2。试验结果还表明,棉花苗期蚜虫能够显著影响棉花产量,采用套种等多熟种植模式可以作为Bt棉有害生物综合治理的重要组成部分。     

海岛棉与陆地棉干物质积累与氮素吸收分配的特点

以新陆中75号、新陆中54号、新海35号和新海48号为材料,研究陆地棉与海岛棉在相同管理条件下干物质积累与氮素吸收分配的特点。结果表明:陆地棉干物质积累总量在全生育期内均高于海岛棉,生殖器官干物质所占比例在生育前期小于海岛棉,后期逐渐大于海岛棉;氮素积累总量在全生育期内陆地棉均大于海岛棉,生殖器官氮素积累比例在生育前期为陆地棉小于海岛棉,后期逐渐大于海岛棉。与陆地棉相比海岛棉营养器官干物质以及氮素积累比例较大,不利于生育后期生殖器官干物质的积累与分配,从而影响棉花产量。因此,在大田管理中应注意在生育后期加强对海岛棉的水肥管理。     

寄主转换对棉蚜存活率与营养代谢的影响

为明确棉蚜Aphis gossypii转换寄主后其体内营养代谢水平的变化,采用活体植物饲养方法分别将棉花型、枸杞型和黄瓜型寄主专化型棉蚜进行寄主转换,并测定寄主转换后棉蚜的存活率与营养代谢酶活性的变化。结果表明,棉花型和黄瓜型寄主专化型棉蚜转移到枸杞植株上后存活率均显著下降,转换后96 h分别为61.5%和62.1%,而未进行寄主转换棉花型棉蚜和黄瓜型棉蚜的存活率分别为90.3%和86.4%。且棉花型和黄瓜型棉蚜转移到枸杞植株上96 h时,棉花型棉蚜体内淀粉酶、胃蛋白酶、蔗糖酶和脂肪酶的活性分别显著下降至对照组的58.3%、73.5%、90.4%和83.7%,而海藻糖酶活性显著上升至对照组的2.2倍;黄瓜型棉蚜体内淀粉酶、胃蛋白酶和蔗糖酶的活性分别显著下降至对照组的65.1%、66.9%和85.3%,而海藻糖酶活性显著上升至对照组的1.3倍。当枸杞型棉蚜转移到棉花或黄瓜植株上时,存活率和体内营养代谢酶活性与未进行寄主转换的枸杞型棉蚜均无显著差异。表明不同寄主专化型棉蚜在转换到不同的寄主植物上后,其体内营养代谢相关酶活性会出现显著变化,尤其是棉花型和黄瓜型棉蚜转移到枸杞植株上时会出现代谢...