甲维盐与阿维菌素对褐飞虱繁殖力及天敌稻虱缨小蜂控害能力的影响

【目的】评估甲维盐和阿维菌素两种药剂对褐飞虱Nilaparvata lugens繁殖力及其寄生性天敌稻虱缨小蜂Anagrus nilaparvatae的影响,探明两种药剂引起褐飞虱田间再猖獗的原因。【方法】田间调查了使用5%甲氨基阿维菌素苯甲酸盐(甲维盐)微乳剂(microemulsion,ME)(用量225 mL/hm^(2))和5%阿维菌素悬浮剂(suspension concentrate,SC)(用量240 mL/hm^(2))后对田间褐飞虱虫口密度和稻虱缨小蜂成蜂寄生率的影响;室内试验采用稻茎浸渍法测定甲维盐和阿维菌素对褐飞虱4龄若虫的毒力以及不同浓度(LC_(15),LC_(30),LC_(50)和LC_(75))甲维盐和阿维菌素对褐飞虱繁殖力及稻虱缨小蜂成蜂存活和寄生能力的影响,同时采用玻璃管药膜法测定了这两种药剂对稻虱缨小蜂成蜂的毒力,评价了其风险级别。【结果】田间调查结果显示,施用5%甲维盐ME或5%阿维菌素SC显著增加了田间褐飞虱虫口密度,显著降低了稻虱缨小蜂成蜂田间寄生率。室内生物测定结果显示甲维盐和阿维菌素对褐飞虱4龄若虫的LC 50值分别为1.20和2.03 mg/L,各浓度(LC_(15)~LC_(75))甲维盐和中低致死浓度(LC_(15)~LC_(50))阿维菌素处理后的褐飞虱成虫单雌产卵量均显著高于对照。甲维盐和阿维菌素对稻虱缨小蜂成蜂的LC_(50)值分别为0.0145和0.0205 mg/L,田间用量的安全系数分别为4.52×10^(-4)~9.05×10^(-4)和8.52×10^(-4)~14.22×10^(-4),均为极高风险性药剂。【结论】甲维盐和阿维菌素会引起田间褐飞虱的再猖獗,主要有两方面的原因,一是刺激褐飞虱雌成虫产卵,二是作为稻虱缨小蜂的高风险药剂,极大地削弱了该蜂对褐飞虱的控害作用。因此,应减少两种药剂在稻田的使用,避免导致褐飞虱的再猖獗。

带药移栽对水稻害虫防控的减药增效作用分析

【目的】以新型、高效、持效期长的杀虫剂三氟苯嘧啶和四唑虫酰胺为例,探究带药移栽对水稻害虫的防控效果及农药减量增效的实践意义。【方法】通过室内模拟秧苗带药移栽分别测定了1.95,5.85和9.75 mg a.i./m^(2)三氟苯嘧啶处理对褐飞虱Nilaparvata lugens和白背飞虱Sogatella furcifera成虫或若虫的毒力和持效期,并在浙江杭州和湖南衡阳两地评估了早、中、晚稻秧苗高剂量带药移栽处理对二化螟Chilo suppressalis和稻飞虱的田间防效以及不同施药模式对稻田寄生蜂种群动态的影响。【结果】室内经5.85和9.75 mg a.i./m^(2)三氟苯嘧啶处理的秧苗在移栽后35 d时使褐飞虱雌成虫和3龄若虫均能保持75%以上的校正死亡率,且5.85 mg a.i./m^(2)剂量处理在移栽后28 d时使白背飞虱雌成虫的校正死亡率大于80%;使用12.75和25.50 mg a.i./m^(2)四唑虫酰胺处理秧苗在移栽后35 d时对早稻二化螟为害的校正防效均在85%以上。综合浙江杭州和湖南衡阳两地中、晚稻田间试验结果表明,应用5.85 mg a.i./m^(2)三氟苯嘧啶和25.50 mg a.i./m^(2)四唑虫酰胺进行秧苗“送嫁药”处理可减少1~2次大田用药和98%以上的农药有效成分用量,同时还保持着与常规喷施相当的防效,并使寄生蜂总种类和总数量分别提高了29.0%~49.7%和61.2%~69.3%。【结论】秧苗移栽前施用防效优良且持效期长的杀虫剂能减少水稻前期的施药次数和用量,产生较好的经济和生态效益。本研究为利用带药移栽技术推行水稻病虫害的绿色防控提供了重要参考。

褐飞虱求偶鸣声的振动传播规律及感知行为

【目的】探究褐飞虱(Nilaparvata lugens)求偶鸣声振动传播规律,为研发和优化害虫物理防治新技术提供理论依据和实践指导。【方法】模拟稻田应用场景,以均方根值(RMS)作为振动强度的衡量指标,利用PDV-100型激光测振仪测试分析不同类型扬声器(振源)发射的振动波在水和空气中的传播衰减规律以及在稻株上的振动传导特点;根据昆虫基质传导振动原理,通过钢针点触方式回放异性鸣声信号来测试求偶活跃期雄虫对不同振动强度雌声的求偶鸣叫应答比例,并确定其振动强度感知范围。【结果】当扬声器置于水或空气中时,正弦波信号在10—500 cm范围内稻株上的振动强度均随着距离增加而降低,且除了距振源10 cm处外,两种振动传播方式条件下的其他位置(60—500 cm)振动强度无显著差异,而60 cm处相比于10 cm处在水和空气中分别衰减了84.87%和73.08%;进一步测试更高功率的定向扬声器时发现,正弦波信号在空气中的传播距离显著延长,20和30 W的声源分别在15和20 m处衰减87.27%和66.72%。回放预录制的雌、雄求偶信号在稻株上的振动强度无显著差别,均随振源信号强度的增加而增大,并呈指数函数关系。此外,褐飞虱雄虫对不同强度的雌声音频信号的求偶鸣声应答比例差异明显,当振速范围为782.2—835.9μm·s^(-1)时,有超过83%的雄虫具有鸣声应答行为;当振速范围为335.2—425.4μm·s^(-1)或更低时,仅有不到47%的试虫有应答反应。【结论】振动干扰信号可通过气传方式传播到稻株上,且振源强度越大,传播距离越远;不同生育期水稻的振动传导特征相似,但稻茎比叶片更易传导振动。褐飞虱成虫对不同振动强度的应答反应测试结果可作为未来评判振动干扰信号防控稻飞虱有效性的依据。

水稻品种对褐飞虱趋向二化螟危害株习性的影响

【目的】褐飞虱(Nilaparvata lugens)具有趋向二化螟(Chilo suppressalis)危害水稻的习性,但此现象是否受到褐飞虱虫态以及水稻品种的影响尚不清楚。论文旨在探究水稻品种和褐飞虱虫态对褐飞虱趋向二化螟危害水稻习性的影响,以及植物挥发物如何介导这一行为,从而为制定绿色防控策略提供科学依据。【方法】通过室内选择试验,观察3种虫态(3—4龄若虫、初羽化雌虫和怀卵雌虫)褐飞虱对二化螟危害及未被危害的中浙优8号等9个水稻品种植株的趋向性;在此基础上,针对具有明显趋向性差异的代表性品种,运用RT-qPCR技术检测中浙优8号、9311和明恢63共3个水稻品种在害虫危害后挥发物合成相关基因的表达变化。【结果】在9个水稻品种下,不同虫态褐飞虱均倾向选择二化螟危害的水稻植株,但这种选择性在水稻品种间有所差异,如褐飞虱初羽化雌虫对明恢63的选择率显著高于甬优538。基因表达分析显示,二化螟的取食显著提高了与植物挥发物合成相关的基因OsCAS、OsLIS、OsHPL3和OsRCI-1的表达量。然而,不同虫态的褐飞虱与二化螟共同取食时,这些基因的表达水平与二化螟单独危害时相比,会出现升高或抑制的情况,具体的影响因虫态而异。【结论】褐飞虱趋向二化螟危害株的习性在所测定的9个水稻品种中普遍存在,但不同虫态在不同水稻品种下的趋向程度有明显差异,不同虫态间主要表现在褐飞虱初羽化雌虫对水稻品种甬优538、中浙优8号与明恢63的选择上;二化螟单独取食或与褐飞虱共同取食均可提高OsCAS、OsLIS、OsHPL3和OsRCI-1的表达水平,表明害虫危害水稻可以调控水稻挥发物的合成,进而影响褐飞虱的寄主选择行为。

不同抗感水稻品种对褐飞虱胁迫的高光谱响应特征

【目的】探究不同抗感水稻受褐飞虱胁迫的高光谱反射率曲线变化及敏感光谱差异,研究水稻植株不同部位的高光谱变化。在此基础上,采用机器学习技术建立水稻褐飞虱抗性鉴定模型,为下一步开发智能化褐飞虱抗性鉴定技术提供重要基础资料。【方法】以三个具不同褐飞虱抗感特征的水稻品种(TN1、Mudgo、RHT)为对象,分析其光谱、植被指数差异并建立抗性级别预测的随机森林模型。【结果】研究发现,褐飞虱胁迫天数与光谱反射率显著相关的波段数及差异显著的波段数随着水稻的抗性水平的上升而减少。同时,在680 nm左右,三个品种的光谱反射率与褐飞虫胁迫时间的相关性最好。植被指数分析表明,SIPI、SR605/760和PSNDb与抗性级别的相关系数绝对值要高于680 nm的结果。感虫品种TN1差异最早体现,中抗品种Mudgo其次,高抗品种RHT最后。不同部位的差异首先出现在第1叶叶片和第1叶叶鞘,然后依次为第2叶叶片和第2叶叶鞘以及第3叶叶片和第3叶叶鞘。预测模型的结果表明,全波段作为输入的模型效果比以单一植被指数SIPI构建的随机森林模型更好,模型准确率达到85.9%。【结论】本研究反映了不同抗感水稻品种受褐飞虱危害后的高光谱变化规律与不同抗感品种和不同部位的差异,并证实了机器学习技术对水稻抗性级别的分类能力。

风洞内粘虫飞翔行为与气流的关系

利用自制的昆虫飞翔实验风洞 ,系统观测了在风洞条件下粘虫在不同流速实验气流中的起飞行为与飞翔行为。结果表明 ,微风能刺激粘虫起飞 ,试虫表现明显的偏爱迎风 (或稍偏一点角度 )起飞的习性 ,飞翔时亦多采取迎风 (或稍偏一点角度 )的姿势。试虫在气流中的实际位移是昆虫飞翔位移与气流位移的矢量和。当气流速度小于 2 m/ s时 ,逆风向位移占多数 ;而气流速度为 3～ 4 m/ s时 ,94 .8%的试虫为顺风向位移。

转基因抗虫水稻MSA和MSB对非靶标害虫褐飞虱和白背飞虱的影响

本文报道了转SCK +cry1Ac双基因抗虫水稻MSA和MSB对非靶标害虫褐飞虱Nilaparvatalugens和白背飞虱Sogatellafucifera生物学及田间发生动态的影响。与亲本明恢 86相比 ,MSA对两种飞虱若虫发育历期、初羽化成虫鲜重、羽化率、短翅率、成虫产卵量、卵受精率、单雌子代数及发育进度等生物学指标均无明显影响 ,而MSB虽然对多数指标影响不明显 ,但可以引起白背飞虱初羽化雌虫鲜重与短翅率显著下降 ,还引起褐飞虱初羽化雄虫鲜重明显减轻。在近距离 (株间距约 8cm)寄主选择实验中 ,褐飞虱对MSA和MSB无明显选择性 ,而白背飞虱若虫和成虫均明显趋向两种转基因水稻。田间小区实验表明MSB上的稻飞虱 (主要为白背飞虱 )密度一般低于亲本明恢 86 ,但差异不显著 。

转sck/cry1Ac双基因抗虫水稻对二化螟和稻纵卷叶螟的抗虫效果

通过室内测定和田间观察 ,就转sck/cry1Ac双基因抗虫水稻MSB和MSA对我国主要水稻害虫二化螟和稻纵卷叶螟的抗虫效果进行了研究。室内离体植株测定结果表明 ,MSB、MSA高抗两种害虫 ,抗性水平受水稻苗龄影响。 6 5～71d苗龄水稻上害虫校正死亡率达 98.9%～ 10 0 % ,10 5～ 10 9d时抗性水平有所降低 ,但除MSB对二化螟的校正死亡率 (仍达 79.3% )降低明显 (P <0 .0 5 )外 ,MSA对二化螟及MSB、MSA对稻纵卷叶螟的校正死亡率 (92 .8%～ 98.1% )均无明显下降(P>0 .0 5 )。选取MSB进行的田间实验进一步明确 ,MSB对两种害虫有显著控虫效果 ,抗性水平与抗虫对照克螟稻 1号(含cry1Ab)无明显差异(P >0 .0 5 ) ,且略优于施药亲本明恢 86。相对于未施药明恢 86 ,MSB对两种害虫的防治效果分别为 92 .6 %、97.3% ,施药明恢 86则分别为 87.7%、89.8%。

寄主植物对3种稻飞虱解毒酶和保护酶活性的影响

就不同寄主植物[水稻品种TN1、IR42、Rathu Heenati(RHT)和武育粳3号以及稻田常见杂草稗草]对3种稻飞虱[褐飞虱(Nilaparvata lugens)、白背飞虱(Sogatella furcifera)和灰飞虱(Laodelphax striatellus)]的存活率及解毒酶和保护酶活性的影响进行了研究。结果表明,3种稻飞虱在5种供试植物上的存活率明显不同,其中,褐飞虱在TN1上存活率最高,IR42、武育粳3号次之,在RHT和稗草上存活率极低或不能存活;白背飞虱和灰飞虱在TN1、武育粳3号和稗草上存活率较高,RHT、IR42上存活率显著降低。3种稻飞虱间,除谷胱甘肽S-转移酶和微粒体多功能氧化酶活性在若虫期无显著差异外,成虫期谷胱甘肽-S-转移酶、微粒体多功能氧化酶以及成虫和若虫期羧酸酯酶、超氧化物歧化酶和过氧化物酶的活性均存在显著差异。不同寄主植物对3种飞虱酶活性的影响程度不同,其中,对灰飞虱的影响最大,对褐飞虱的影响最小,对白背飞虱的影响居中。这与3种飞虱寄主范围表现出一致性。然而,即使在寄主适合度相似的供试植物上,3种飞虱间甚至同种飞虱成虫与若虫之间的变化并不一致,寄主适合度与解毒酶及保护酶间的关系因虫种、虫态、寄主植物而异。

转cry1Ac和CpTI双基因抗虫水稻对二化螟和大螟的致死效应及田间螟虫构成的影响

就转crylAc＋CpTI双基因抗虫水稻不同生育期对二化螟Chilo suppressalis和大螟Sesamia inferens的室内致死特性及田间螟虫的构成进行了研究。室内测定结果表明，不同生育期转基因水稻对二化螟、大螟都表现明显的致死效应，但水稻生长后期的致死效果降低。转基因水稻对大螟的致死效应显著弱于对二化螟的，其中，二化螟除在齐穗期和成熟期有少量幼虫（0．5％～6．4％）存活到第4天外，其余均在第4天死亡；大螟在两种转基因水稻上的存活率高于二化螟，且少量个体（〈1．6％）还能化蛹、羽化，但化蛹率和羽化率均明显低于在非转基因对照上的。早、晚两季水稻的田间调查结果表明，转基因水稻上两种螟虫虫口数量均显著低于相应的非转基因对照品种，转基因水稻上二化螟虫口减退率〉99％；大螟虫口减退率相对较低，早、晚稻上有所不同，其中早稻〉93％，晚稻仅44％～64％。转基因水稻上残存螟虫中，大螟所占比例明显上升，推测转基因水稻对两种螟虫致死效应差异可能是其主要原因。

苗期抗性不同的水稻品种成株期对褐飞虱的抗性

在浙江富阳评价了汕优63(含Bph1)、IR42(含bph2)、IR56(含Bph3)和TN1(感虫对照)以及新近育成的杂交稻中浙优1号、国稻6号等苗期抗性不同的水稻品种成株期对褐飞虱的抗性。结果表明,苗期中抗(5级)以上的水稻品种在成株期均表现出明显的抗性;苗期高感(9级)的水稻品种成株期亦感虫,但田间虱烧出现时间和虱烧程度有所差异。苗期高感的中浙优1号田间"虱烧"发生时间比同样高感的TN1晚5d,推测中浙优1号对褐飞虱有一定的耐受性,这是在苗期鉴定中不能体现的。因此,应重视对苗期感虫的优良水稻品种的成株期抗性鉴定。

褐飞虱体内类酵母共生菌与氨基酸营养的关系

利用全纯人工饲料饲喂技术,研究了缺失不同氨基酸对高温(35℃)处理后的缺菌褐飞虱NilaparvatalugensStal相对生长速度、体内共生菌数量的影响,发现10种必需氨基酸对缺菌褐飞虱生长的影响明显大于10种非必需氨基酸,饲料中必需氨基酸的缺少对褐飞虱(特别是高温处理褐飞虱)体内共生菌数量有一定的刺激作用。分析了缺菌试虫体内氨基酸组成和转氨酶活性的变化规律,发现在摄取的氨基酸营养相同的条件下(用全纯饲料D-97饲养),高温处理试虫体内蛋白质氨基酸组成无明显变化,而游离氨基酸总量明显上升,且必需氨基酸所占比例显著下降,其中组氨酸(His)、异亮氨酸(Ile)、亮氨酸(Leu)、赖氨酸(Lys)、蛋氨酸(Met)和苯丙氨酸(Phe)摩尔百分含量均显著下降,表明必需氨基酸的相对缺乏可能是体内蛋白质合成受阻的一个重要原因,推测这可能是由于试虫体内共生菌数减少致使所合成的必需氨基酸减少而引起。处理试虫体内谷氨酰胺合成酶(GS)和丙氨酸氨基转移酶(ALT)活性明显提高,天冬氨酸氨基转移酶(AST)活性显著降低,结合游离氨基酸中谷氨酰胺(Gln)显著增多,推测类酵母共生菌可能利用谷氨酰胺等为原料进行必需氨基酸的合成。

高温处理后褐飞虱体内共生酵母菌和氨基酸需求的变化

对卵期高温 (35℃ ,72h)处理后褐飞虱Nilaparvatalugens体内共生酵母菌及该虫氨基酸需求的变化进行了研究 ,结果表明 :1)卵期高温处理后 ,若虫期体内的共生酵母菌数量明显低于正常对照试虫 ;2 )将若虫饲养于缺少单种氨基酸的 2 2种全纯饲料上 ,以若虫羽化率为指标 ,发现高温处理试虫对组氨酸、赖氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、缬氨酸、苯丙氨酸和色氨酸等 8种必需氨基酸的需求明显增加。由此推论 ,褐飞虱对上述 8种必需氨基酸的需求与共生酵母菌有关。

不同致害性褐飞虱种群的DNA多态性研究

采用RAPD_PCR方法 ,对分别在水稻品种TN1、Mudgo和ASD7上纯化 82代的 3个不同致害性褐飞虱种群的基因组DNA多态性进行了分析。从 2 0 5个RAPD引物中筛选出了具种群特异性的引物 10个 ,结果表明 :尽管未达到统计意义上的显著差异 ,雌、雄两性试虫种群间的遗传多样性一般高于种群内 ,种群内的多样性则以未经抗性品种筛选的TN1种群最高。用相似性系数进行类平均距离法聚类 ,能将同一致害性种群的各个个体与其他致害种群分开 ,雌、雄虫均无一例外 ,表明不同致害性种群间存在明显的遗传分化 ;同时雌、雄两性试虫分别归为 2组 ,提示褐飞虱致害性遗传可能与性染色体连锁。不同致害性种群存在特有条带 。

水稻褐飞虱内生共生细菌Arsenophonus的鉴定和系统分析

利用16SrDNA通用引物扩增了水稻褐飞虱Nilaparvata lugens(Stal)体内共生细菌的序列,经克隆、测序和NCBI数据库比对,发现褐飞虱体内存在杀雄菌属Arsenophonus类共生细菌,系统发育上与粉虱科和木虱科体内的Arsenophonus属亲源关系较近。在褐飞虱体内该共生细菌具有两种长度不同的16SrDNA序列,分别为1504bp和547bp,其中后者为前者中间缺失了957bp,其余序列相同。通过重新设计两对引物进行扩增,进一步确认不同褐飞虱地理种群及寄主种群均存在两种片段。Arsenophonus特异的23SrDNA引物的扩增结果表明,Arsenophonus存在于所有检测的褐飞虱种群中,但不存在于水稻寄主中。荧光定量PCR检测发现3个褐飞虱室内寄主种群Arsenophonus属共生细菌含量不同,其中TN1种群明显高于Mudgo种群和ASD7种群。此为水稻褐飞虱体内存在Arsenophonus属共生细菌的首次报道。

多功能昆虫鸣声信号采集和分析系统及其在褐飞虱鸣声研究中的应用

建立了一套多功能昆虫鸣声信号采集和分析系统 (DAASIAS) ,该套系统界面友好、操作简单、功能齐全 ,可以对昆虫鸣声信号进行实时采集和各种时频分析 ,实现了昆虫行为观察与信号分析同步。DAASIAS首先运用在褐飞虱Nilaparvatalugens(St°al)鸣声的采集和分析 ,结果证明该套系统性能稳定 ,为昆虫声通讯的深入研究提供了必需的技术平台。

东乡野生稻抗褐飞虱QTL分析

野生稻是水稻抗褐飞虱基因的重要种质资源。应用东乡野生稻与栽培稻协青早B构建的2套材料,开展水稻抗褐飞虱基因鉴定研究。先以协青早B//协青早B/东乡野生稻BC1F5群体为材料,应用褐飞虱田间种群进行抗虫鉴定,检测到2个抗褐飞虱QTL,其中,qBph2位于水稻第2染色体RM29-RG157区间,东乡野生稻等位基因可降低死苗率22.2%;qBph7位于第7染色体RM11-RM234区间,东乡野生稻等位基因可降低死苗率43.7%。进一步以协青早B为轮回亲本,构建了BC3F3群体,应用褐飞虱生物型I、II和III进行抗虫鉴定,QTL分析表明qBph2抗褐飞虱生物型I和II,qBph7抗褐飞虱生物型I和III。这2个QTL对培育抗褐飞虱水稻品种具有重要应用价值。

稻褐飞虱致害性变异的研究

研究了杭州褐飞虱田间种群在抗虫品种ＡＳＤ７上强迫饲养多代后致害性的变化。结果表明，不同致害性的群体，在ＡＳＤ７上饲养４代后，均可转变成能为害ＡＳＤ７的ＡＳＤ７种群。反之，在无抗性胁迫的感性品种ＴＮ１上连续饲养７代，ＡＳＤ７种群对ＡＳＤ７的致害性逐渐减弱，最终退化为ＴＮ１种群。这表明褐飞虱的致害性是可变异的，水稻品种抗、感虫特性是其转化的诱因。

水稻抗褐飞虱基因Bph18(t)的STS标记开发及有效性验证

利用携有Bph18(t)基因抗褐飞虱材料与感虫材料之间在抗虫位点上的单核苷酸差异,成功开发出1个STS标记KC1。该标记可以准确区分含或不含抗虫基因Bph18(t)的基因型。进一步构建扬稻6号(9311)[不含Bph18(t)基因,感褐飞虱]/C4064[携有Bph18(t)基因]的F2群体进行抗虫鉴定,同时使用KC1标记检测F2群体单株的基因型。根据分子标记检测结果与抗虫表现之间的符合程度推算出标记的选择效果达到了82.6%。研究结果表明,KC1标记有较高的目的基因选择效率,可以应用于扬稻6号遗传背景下Bph18(t)基因的分子标记辅助选择。