RNAi技术在马铃薯害虫防控中的应用和风险

害虫对农作物的危害严重威胁全球粮食安全,为满足日益增长的全球粮食需求,迫切需要安全有效的害虫绿色防控技术。RNAi技术(RNA interference)又叫RNA干扰技术,是一种转录后调控基因沉默的分子生物学技术,其原理是基于由19-25对核苷酸组成的小分子双链RNA与目标靶基因mRNA结合并引发mRNA降解,从而导致靶基因沉默。目前RNAi技术已被广泛应用于农作物害虫治理,在针对马铃薯靶标害虫方面,主要研究集中在防控鞘翅目、半翅目、鳞翅目害虫。2023年12月22日,世界上首款RNAi生物农药正式批准商业化,用于防控抗药性日益严重、国际公认的马铃薯重要毁灭性检疫害虫马铃薯甲虫,是世界上首款被允许在农作物上商业使用的可喷洒RNA生物农药,对马铃薯害虫的绿色防控具有划时代的里程碑意义。基于RNAi技术的产品被用于农业害虫防控的同时,仍需考虑其抗药性、脱靶效应和对环境安全的潜在风险。本文以RNAi技术在马铃薯害虫防控应用的可行性、RNAi技术在马铃薯害虫防控中的应用以及潜在的风险等方面进行了综述,以期阐述RNAi技术在马铃薯害虫防控中的应用现状与前景,为RNAi技术纳入防控马铃薯害虫综合治理体系提供理论参考。

基于形色筛选的苹果园羽化害虫粘连图像分割方法

针对苹果园害虫识别过程中的粘连问题,提出了一种基于形色筛选的害虫粘连图像分割方法。首先,采集苹果园害虫图像,聚焦于羽化害虫。害虫在羽化过程中已完成大部分生长发育,其外部形态、颜色、纹理更为稳定显著。因此,基于不同种类害虫的形色特征信息分析,来获取害虫HSV分割阈值和模板轮廓。其次,利用形状因子判定分割粘连区域,通过颜色分割法和轮廓定位分割法来实现非种间与种间粘连害虫的分割。最后,对采集的苹果园害虫图像进行了试验分析,采用基于形色筛选的分割法对单个害虫进行分割,结果表明,本文方法的平均分割率、平均分割错误率和平均分割有效率分别为101%、3.14%和96.86%,分割效果优于传统图像分割方法。此外,通过预定义的颜色阈值,本文方法实现了棉铃虫、桃蛀螟与玉米螟的精准分类,平均分类准确率分别为97.77%、96.75%与96.83%。同时,以Mask R-CNN模型作为识别模型,平均识别精度作为评价指标,分别对已用本文方法和未用本文方法分割的害虫图像进行识别试验。结果表明,已用本文方法分割的棉铃虫、桃蛀螟和玉米螟害虫图像平均识别精度分别为96.55%、94.80%与95.51%,平均识别精度分别提高16.42、16.59、16.46个百分点。这表明该方法可为果园害虫精准识别提供理论和方法基础。

农田杂草在害虫防治中的作用

杂草、害虫与天敌均是农业生态系统中的重要生物组成部分。目前农田杂草的防控主要依赖于化学除草剂,但长期不合理地使用除草剂严重影响了农田杂草、害虫和天敌三者之间的生态平衡关系。近年来,保护农田杂草的多样性,使其在维持农田生态平衡中发挥重要作用的观念引起人们广泛关注。文章从农田中常见杂草种类及除草剂的使用情况,农田杂草与害虫、天敌的关系,施用除草剂对害虫和天敌的影响,以及农田杂草在生物防治中的应用4个方面综述了农田杂草及除草剂施用对害虫发生与天敌影响的研究进展,旨在更加安全合理地利用农田杂草的生态功能,为天敌的保护与利用提供栖境,为农田害虫的绿色防控提供新思路。

水稻害虫:研究进展与展望

水稻是我国主要的粮食作物,病虫害的发生直接威胁水稻生产安全。水稻害虫种类多,灾变机制复杂,绿色防控新技术开发难度大。深入研究水稻害虫的监测和早期预警技术、发育与生殖调控机制、化学通信机制和新型防控技术等,不仅有助于阐明水稻害虫发生灾变机制,还将为害虫综合治理提供新的有效的防控靶点和防控技术。近年来,我国学者在水稻害虫研究领域取得显著进展,在多个研究方向取得重要成果,本专辑汇集了一些最新研究进展。本文概述了目前关于水稻害虫研究的最新进展,介绍了本专辑论文的主要研究内容,并提出了如下值得更深入关注的3个研究方向:(1)水稻害虫智能化监测和早期预警;(2)水稻害虫灾变机制及演变规律;(3)水稻害虫绿色防控靶点挖掘及可持续防控体系构建和应用。

害虫遗传控制技术的研究与应用

媒介昆虫可传播寄生虫和病毒,如疟原虫、寨卡病毒和登革热病毒等,每年在全球范围内造成重大的经济损失与人员伤亡。农业害虫则每年造成农作物产量的重大损失,严重威胁着全球粮食安全。然而,目前基于化学防治等手段已不足以完全控制害虫的发生与危害。同时,使用化学农药会导致抗性产生,造成环境污染和农药残留等。因此,生产上亟需开发新型害虫控制策略。近年来,随着基因组测序技术和基因编辑技术的发展,针对目标害虫种群及其特定靶标基因的遗传控制技术迅速发展。相比传统的有害生物防控手段如化学防治等,害虫遗传控制策略具有物种特异性、环境友好和防控高效等优势。本文主要综述了研究较为广泛的几种害虫遗传控制技术,包括昆虫不育技术(sterile insect technique, SIT)、昆虫显性致死释放(release of insects carrying a dominant lethal, RIDL)技术以及基因驱动(gene drive, GD)技术等的研究现状与应用案例。最后,我们对害虫遗传控制技术研究及其在农业害虫防治中的应用做出了几点展望:(1)建立稳定高效的遗传操作体系;(2)鉴定生殖细胞或其他组织中高效的启动子,以提高基因编辑或基因转化的效率;(3)解析害虫性别决定通路和挖掘参与害虫生殖发育的关键基因。

诱捕器在储粮害虫治理中的应用现状及展望

在储粮害虫防治中,由于长期、不合理地使用磷化氢和防护剂,导致害虫抗药性的产生。因此,需要开发绿色高效的防治替代方法。将信息素、食物引诱剂和灯光与诱捕器结合诱捕害虫,可实现害虫的大量诱杀和在线监测,在储粮害虫治理中具有很好的应用前景。进一步提高诱捕器的诱捕效率,以及建立诱捕器监测结果与害虫种群发生动态的联系是推广诱捕器应用的技术关键。通过分析诱捕器在储粮害虫治理中应用时存在的问题,提出解决途径,并指出未来研究的方向,以期为诱捕器的开发和应用推广提供参考。

蔬菜害虫的发生特点与防治

目前，国内已知害虫约400种，可分为地下害虫、食叶害虫、刺吸害虫及蛀食害虫等。为害蔬菜叶部的害虫有菜夜蛾类害虫、烟粉虱、棉粉虱、蓟马、潜叶蝇、瓜绢螟、豆野螟、黄条跳甲、茶黄螨、烟青虫、刺皮瘿螨、红蜘蛛等。这些害虫不仅造成蔬菜减产，而且影响蔬菜的品质，降低商品价值。总之，在蔬菜生产的各个阶段都可能受到害虫危害。为保证蔬菜的产量和品质，必须做好害虫防治工作。

我国草坪害虫防治研究进展

根据国内文献报道 ,介绍了我国草坪害虫防治方面的最新研究进展。在我国草坪上发生的害虫主要有 10多种 ,多种上害虫可对草坪造成毁灭性的影响 ,如斜纹夜蛾、粘虫、蛴螬等。在防治上仍然以化学药剂防治为主 ,如可用敌敌畏防治蛴螬、地老虎等害虫 ;在生物防治方面也取得了一些进展 ,如可用细菌防治蛴螬。

基于AI多模型技术对储粮害虫防治应用的研究

基于Transformer、高斯混合模型、ResNet18等AI深度学习、视觉分析等多维度模型,构建粮食储藏害虫的种群活动与防治评估数智化应用平台,实现了害虫在线监测、预测和防治评估。涉及害虫监测、害虫预测和储粮防治评估等3个核心业务模型:1)基于仓内视频流数据进行监测,通过高斯混合模型和三帧差分法进行害虫运动目标检测,基于ResNet18构建害虫分类模型,实现害虫数量和种类在线实时检测和确定虫粮等级;2)在害虫预测模块中提出了基于Transformer预测模型,结合害虫种群活动,基于粮温等数据建模对害虫发生概率预测;3)对害虫防治治理效果在害虫监测模型基础上,进一步对害虫监视视野场内的运动速度、活动姿态、活跃程度进行分析,评价害虫防治效果。

多杀霉素综合防治储粮害虫技术研究

多杀霉素是一种绿色、安全、高效的储粮防护剂。针对已入仓粮食粮堆表层施药难的问题,开发了与储粮防护剂粉剂配套使用的粮堆表层自动施药设备,解决了防护剂在粮仓表层施药不均匀、使用不方便、施药效率低等难题,降低了药剂使用成本。研制的设备能在粮面以下30 cm深度均匀喷雾粉剂,完成1个1000 t稻谷仓或小麦仓网格化的粮面施药,所需时间为3~4 h。进一步研究确定0.5%多杀霉素粉剂按有效剂量1.0 mg/kg或以上使用,对主要仓储害虫谷蠹、玉米象和赤拟谷盗成虫的防治效果良好。在我国中、高温高湿储粮区高大平房仓稻谷储藏中开展了多杀霉素防治储粮害虫应用技术与磷化氢熏蒸技术、准低温储粮技术的组合应用研究及推广。结果显示,多杀霉素粉剂在高大平房仓内对米象、赤拟谷盗等储粮害虫发生时间和发生数量均有一定的抑制作用,可有效地控制害虫发生。多杀霉素粉剂按有效剂量1 mg/kg表层拌粮配合磷化铝熏蒸和空调控温,对基本无虫粮稻谷的有效防护时间接近2年,防护期内减少了熏蒸次数,且对储粮品质基本无影响。多杀霉素表层拌粮不能防控粮堆中下层的害虫,与熏蒸技术、准低温储粮技术组合,在基本无虫粮的粮仓能延长对害虫防效。

澳洲坚果新害虫——脊胸露尾甲生物学习性观察

在云南省西双版纳澳洲坚果种植区发现为害澳洲坚果的新害虫——脊胸露尾甲,为准确掌握其生物学习性,在室内以澳洲坚果果仁为食料饲养该虫,观察各虫态形态、成虫交配习性、产卵习性,测定卵孵化率及各虫态存活率。结果表明,脊胸露尾甲发育经历卵、幼虫、蛹、成虫4个虫态,其中幼虫分为3个龄期,随着龄期增长,幼虫体长、体宽和头壳宽度逐渐增加。成虫羽化后不会立即交配,交配前期(4.65±0.04)d,交配时长不等,初次交配时长(13.78±0.29)min,雄成虫存在争夺交配权行为。雌成虫产卵前期(8.65±0.03)d,初次产卵量(1.94±0.06)粒,一天中15:00—18:00产卵量/h最高;雌成虫对产卵位置具有选择性,背光面着卵率极显著高于向光面。卵孵化率随着相对湿度增加而不断提高。常规饲养条件下,卵、1龄幼虫、2龄幼虫、3龄幼虫、蛹的存活率分别为(86.50±0.69)%、(83.31±2.99)%、(94.85±0.71)%、(97.09±1.46)%、(98.77±1.23)%。

烟台地区花生田害虫发生动态分析

为进一步了解山东烟台地区花生田主要害虫发生种类和发生动态,2017—2020年,利用色板诱集法对山东烟台地区花生田间害虫进行系统监测。结果表明,烟台地区花生田地上害虫优势种群主要有西花蓟马、花生蚜虫、叶蝉、潜蝇、虻科。西花蓟马多暴发于7、8月,虫口数量显著高于其他月份。西花蓟马虫口密度与平均气温、平均地温、日照时间呈正相关,其中与平均气温、平均地温呈显著相关;与平均相对湿度、降雨、风速呈负相关但不显著。

‘根康’微生态调控辣椒地下害虫的效果评价

为了助推海南辣椒产业绿色高效发展,针对性开展了‘根康’微生态调控辣椒地下害虫的效果评价。结果表明,用20%‘根康’微乳剂1000倍液、1500倍液浸泡种苗根10 min和沟施20%‘根康’缓释剂30、45 kg/hm^(2)后移栽对辣椒地下害虫的微生态调控效果最好,移栽5~30 d的辣椒地下害虫为害率均在5%以下;用20%‘根康’微乳剂2000倍液浸泡种苗根10 min和沟施20%‘根康’缓释剂15 kg/hm^(2)后移栽,对地下害虫也具有良好调控效果,移栽5~30 d的辣椒地下害虫为害率均在10%以下;20%‘根康’微乳剂500倍液虽然对辣椒地下害虫的微生态调控效果好,但对辣椒种子发芽和植株生长均有显著抑制作用;20%‘根康’微乳剂2500~3000倍液和20%‘根康’缓释剂3.75~7.5 kg/hm^(2)虽然对植株安全,但对辣椒地下害虫的微生态调控效果差,移栽30 d的辣椒地下害虫为害率均达20%以上。综合考虑经济性、防治效果和操作简便等因素,移栽时用20%‘根康’微乳剂1500倍液浸泡种苗根10 min和沟施20%‘根康’缓释剂30 kg/hm^(2)后移栽,可广泛用于微生态调控辣椒地下害虫的发生与为害。

环境友好型害虫诱捕器对茶园主要刺吸式害虫的诱捕效果

利用自制环境友好型简易害虫诱捕器,研究不同颜色组合粘虫板对皖南茶园主要刺吸式害虫的诱捕效果及其环境安全性。结果表明,5种颜色组合以金黄-橘红色和金黄-正红色对茶园刺吸式害虫的诱捕效果相对较好,其诱集数量分别为105.6头/盏和102.4头/盏。以金黄-橘红色、土黄-正红色和橙黄-正红色对益虫的诱集数量较小,分别为16.2、19.4、17.4头/盏,诱集益害比分别为0.15、0.20和0.18,且金黄-橘红色组合粘虫板诱捕的昆虫多样性指数最低(1.767),对茶园生态环境较为友好。利用金黄-橘红色和金黄色粘虫板按495盏/hm~2连续诱捕105 d,对茶园小绿叶蝉的防治效果分别为57.14%和42.86%。

害虫诱杀技术在猕猴桃园中的应用思考

在分析害虫诱杀技术种类及特点的基础上,对害虫诱杀技术在猕猴桃园中的应用进行小结。调查发现,不同色板诱杀、杀虫灯诱杀、性诱杀分别对蚜虫、蓟马、金龟子等害虫有良好的诱杀效果。同时,结合实际田间操作,发现害虫诱杀技术在猕猴桃园应用中存在五方面的问题,并相应提出几点建议:一是加快相关诱杀产品的完善及进一步研发应用,二是加快诱杀技术田间操作人员的技术培训和示范,三是根据诱杀技术应用的目的性进行分类使用,四是安全妥善做好害虫诱捕产品废弃物的清理。

新入侵害虫葡萄花翅小卷蛾的生物学特性

【目的】掌握新入侵我国的进境植物检疫性害虫葡萄花翅小卷蛾在吐鲁番市的生物学特性及种群周年发生规律,为其综合防治提供理论依据。【方法】在田间以性引诱剂定点监测、野外网室笼罩饲养以及室内人工饲养相结合的方法,观察葡萄花翅小卷蛾生活习性及其种群发生规律。【结果】该虫在我国新疆吐鲁番市1 a发生5代,以蛹在葡萄藤皮下越冬。越冬蛹翌年3月底—4月初(葡萄开墩)开始羽化,4月上旬为羽化高峰期(清明节前后),中旬为羽化末期。越冬代成虫将卵产于花芽上,4月中旬第1代幼虫开始孵化;第1代成虫于5月中旬开始羽化,5月下旬羽化结束;第2代成虫于6月下旬开始出现,7月上旬为羽化高峰期;第3代成虫于7月底开始羽化,8月上旬为羽化高峰期;第4代成虫于8月底开始羽化,9月上旬为羽化高峰期;越冬代幼虫10月上旬开始化蛹越冬,大部分幼虫更趋向于在老树的藤皮下化蛹。成虫的飞行、取食、交配、产卵等行为多发生在黄昏。越冬代成虫将卵产于葡萄花序萼片以及花蕾上;第1~3代成虫将卵产于葡萄果实表面,第4代成虫将卵产于葡萄二次开的花絮上,卵单产,单雌产卵量为20~40粒左右。第1代幼虫取食葡萄花絮,第2~4代幼虫危害葡萄果实,并有自相残杀的习性,糖醋液(红糖∶醋∶酒∶水=6∶3∶1∶10)对成虫有一定的诱杀效果。【结论】该虫在吐鲁番1 a发生5代,各世代划分明显,越冬代发生数量最大,无世代重叠现象,随温度升高各世代和虫态的发育历期缩短,幼虫在葡萄整个生长季节均造成危害,第3、4代幼虫危害成熟果实,引起果实大量腐烂并造成严重经济损失。

云南曲靖烤烟地下害虫绿色防控技术研究

在云南曲靖烤烟种植区开展地下害虫种群调查,明确为害烤烟的地下害虫主要为小地老虎、细胸金针虫、蛴螬和蝼蛄,其主要分布在30 cm耕作层土壤中.利用本土虫生真菌资源金龟子绿僵菌菌株,创制了生防制剂——10亿孢子/g金龟子绿僵菌颗粒剂.在烤烟地起垄打塘时,撒施金龟子绿僵菌颗粒剂37.5~75.0 kg/hm^(2)对小地老虎和细胸金针虫等主要为害云南烤烟的地下害虫进行防治试验.结果发现,施药量为37.5 kg/hm^(2)和75.0 kg/hm^(2)的5 d后防效分别为83.65%和80.00%,而施药后40 d防效均保持在74.48%.金龟子绿僵菌颗粒剂在前期即对地下害虫起到良好的控制效果,与常规药剂处理防效相当,且绿僵菌制剂对烟苗生长无不良影响,具有促进烟苗生长的作用.