棉铃虫发生发展与气候条件的关系研究进展

棉铃虫(Helicoverpa armigera)属鳞翅目夜蛾科,是一种世界性的害虫,在世界各地均有分布。因其具有远距离迁飞,繁殖力强等特点,条件适宜时常大面积暴发成灾,给农业生产带来较大损失。摸清棉铃虫生活习性、种群变化规律是棉铃虫防治的前提条件。由于棉铃虫是变温昆虫,气候条件对其生长发育、成灾机制等产生极大影响。因此,本文系统综述了气候变暖对棉铃虫影响的研究进展,包括棉铃虫生长发育、体色变化、繁殖、滞育、飞行、越冬、与作物的互作关系等方面,并对未来研究重点进行了展望。

集合论、笛卡尔乘积和多项式定理在生命表研究中的应用:以取食玉米粒和茶树叶片的棉铃虫生命表为例

【目的】自我重复取样技术(bootstrap technique)广泛用于计算生命表各参数的方差、标准误和置信区间(confidence interval),而配对自我重复取样检验(paired bootstrap test,PBT)则用于检测处理间的生命表参数差异。本研究以取食玉米粒和茶树叶片的棉铃虫Helicoverpa armigera生命表为例,进一步解释集合论、笛卡尔乘积和多项式定理在害虫种群生物学研究中的应用。【方法】利用年龄-龄期两性生命表对取食玉米粒和茶树叶片的棉铃虫种群参数进行分析,利用集合论、笛卡尔乘积和多项式定理将种群统计分析以明确数学的方法呈现,以检测所有可能的自我重复取样样本、精确计算种群参数置信区间以及处理之间差异的置信区间,计算可育和不育样本的概率。【结果】取食茶树叶片的棉铃虫其成虫前期存活率、内禀增长率(r)、周限增长率(λ)、净增殖率(R_(0))、平均世代周期(T)均显著低于取食玉米粒的,说明茶树叶片不是棉铃虫的适宜寄主植物。因取食茶树叶片棉铃虫种群不育样本数较多,利用bootstrap重复取样接受可育与不育样本时,其结果与不用bootstrap技术计算的差异小于5%;若取样时仅接受可育样本,结果与原数值差异显著,误差较大(>5%)。使用笛卡尔配对检验(Cartesian paired test,CPT)比较取食两种食物的棉铃虫种群的R0的差异时,可计算两种处理bootstrap抽样结果所有可能差异的精确置信区间,而使用自我重复取样检验通常会导致置信区间的估值过高或过低,尤其是自我重复取样数较小时。多项式定理可以揭示可育和不育样本的自我重复取样结果。自我重复取样抽样记录必须保留,以便在后续分析中进一步应用。【结论】本研究进一步明确了两性生命表理论的数学基础,也为昆虫学研究中的生命表技术的应用提供数学支撑。

河北省不同地理区域的棉铃虫种群分布

随着黄河流域棉花种植面积的逐渐缩小,Bt棉花作为棉铃虫“诱杀陷阱”的作用逐渐减弱。为了明确河北省各作物种植结构调整后棉铃虫在不同地理区域内的种群分布特点,2018年和2019年利用性信息素诱捕技术,监测了5—9月河北省从南到北不同作物上棉铃虫成虫的种群数量。结果表明:(1)河北省棉铃虫种群发生数量大,并在多种寄主作物田中广泛分布,其中冀南地区棉田棉铃虫有4个成虫发生高峰期,高峰期诱捕虫量均达到100头/个(诱捕器)以上,最高达到了272.67头/个(诱捕器);(2)棉铃虫种群数量从南到北呈逐步递减趋势,南部、中部、北部的最高诱捕虫量分别为272.67、118.00和94.50头/个(诱捕器);(3)除棉田外,花生和玉米等作物田以及葡萄等果园的棉铃虫也需要引起足够重视。本研究结果明确了河北省新的种植结构布局下不同地理区域内棉铃虫的种群数量及其分布动态,可为华北地区不同作物布局下棉铃虫的区域性防治提供理论依据。

Bt对棉铃虫天蚕素抗菌肽基因(HacD)转录的影响

抗菌肽是昆虫体液免疫的重要组成部分,对抵御外源致病微生物的侵染具有重要作用。明确苏云金芽胞杆菌Bacillus thuringiensis(Bt)诱导下棉铃虫天蚕素抗菌肽基因(HacD)转录的空间特征和时序特征,有利于进一步了解昆虫体液免疫与棉铃虫抗Bt发展的关联性。本研究测定了HacD cDNA序列,对序列进行了蛋白质翻译,并通过RT-qPCR技术研究了棉铃虫HacD基因在Bt诱导下的转录规律。结果表明,棉铃虫HacD cDNA全长189 bp,其中GC含量为48.15%,肽链由63个氨基酸组成。Bt诱导后棉铃虫幼虫HacD相对转录水平整体呈显著上调趋势,其中脂肪体中HacD的相对转录水平上调最高,其次为血淋巴。Bt对棉铃虫幼虫进行短期诱导后,脂肪体和血淋巴中的HacD基因的相对转录水平均呈持续上调趋势,分别在诱导24 h和18 h时达到最高,随后均持续下调。对幼虫进行持续诱导后,F 0代初孵幼虫、5龄幼虫、蛹和成虫的HacD基因均可以保持上调的转录特性;传代培养获得的F 1代初孵幼虫、5龄幼虫、蛹和成虫的HacD基因转录较F 0代下调,但均高于对照组。综上所述,Bt能够诱导棉铃虫HacD基因转录水平上调。

基于性诱剂监测山东烟田棉铃虫种群消长动态研究

为明确山东烟田棉铃虫发生情况,提高烟田棉铃虫防控效率,本试验开展不同类型诱捕器和性诱芯持续时间与棉铃虫诱集效果之间关系的研究,同时基于所得结果利用性诱剂诱捕法测定山东烟田棉铃虫成虫种群动态。结果显示,棉铃虫种群动态测报中应选用诱蛾率更高的蛾类高效诱捕器,性诱芯需要20 d左右更换一次;山东烟田棉铃虫成虫种群消长动态呈双峰型曲线,第一个高峰出现在6月中旬至下旬,第二个高峰期出现在7月下旬至8月上旬,第一个高峰明显高于第二个高峰,同时棉铃虫成虫主要在夜间活动。该结论可为明确新型栽培模式下山东烟田棉铃虫种群动态提供理论依据,同时可为当前山东烟田棉铃虫的精准防控提供技术指导。

棉铃虫齿唇姬蜂的寄主识别与寄主选择

【目的】提高优势天敌棉铃虫齿唇姬蜂Campoletis chlorideae室内繁育效率与质量,对其寄主识别能力和三级营养关系下的寄主选择进行研究。【方法】通过提供被寄生寄主与健康寄主,探究棉铃虫齿唇姬蜂的寄主识别能力;并通过寄主选择性试验,分别提供取食不同植物的同一寄主昆虫、取食相同食物的不同寄主,及取食不同食物的不同寄主时,比较该蜂的寄主选择偏好性。【结果】棉铃虫齿唇姬蜂倾向于在健康寄主上产卵,具有异己识别能力,一定程度上能避免过寄生的发生;当雌蜂触角被剪除后,其寄主识别能力显著降低。寄主选择性的研究表明,取食玉米叶或烟草的棉铃虫Helicoverpa armigera比取食人工饲料的棉铃虫对棉铃虫齿唇姬蜂具有更强的吸引作用,表现为在其内产卵数更多、寄生率更高,选择系数分别为0.77和0.74,显著高于人工饲料上的0.23和0.26。当面对取食相同食物的棉铃虫和斜纹夜蛾Spodoptera litura时,雌蜂更偏好寄生棉铃虫;而当雌蜂寄生取食不同食物的棉铃虫和草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda时,明显偏好寄生取食含有玉米粉人工饲料的草地贪夜蛾,反之,当棉铃虫的食物由人工饲料更换为玉米叶时,该蜂的寄主选择偏好变为棉铃虫。【结论】棉铃虫齿唇姬蜂具有寄主识别能力,触角在其中发挥重要作用。来自植物-寄主昆虫的信息化学物质和寄主适合度在棉铃虫齿唇姬蜂的寄主选择偏好性中发挥重要作用。该蜂在选择偏好的寄主中有较高寄生率的同时,过寄生率也高,二者具有正相关性。

2种环境友好药剂对烟田棉铃虫室内毒力与田间防效

为有效防治烟田棉铃虫,采用浸叶饲喂法测定多杀霉素、甲氨基阿维菌素苯甲酸盐等安全性药剂对棉铃虫的室内毒力,并通过田间药效试验明确了其对棉铃虫的田间防治效果。室内毒力结果表明,多杀霉素、甲氨基阿维菌素苯甲酸盐对棉铃虫具有较高的室内毒力,药后48 h的LC_(50)分别为2.213、0.022 mg/L。田间防效结果表明,多杀霉素、甲氨基阿维菌素苯甲酸盐的田间应用速效性均相对较低,持效性相对较高;10%多杀霉素SC制剂量300~375 mL/hm^(2)处理药后7 d更正防效为91.69%~87.51%,0.5%甲氨基阿维菌素苯甲酸盐EC制剂量1500~1875 mL/hm^(2)处理药后7 d更正防效为89.57%~88.67%,两者均能较好地控制烟田棉铃虫的危害。

伏马毒素B_(1)对棉铃虫生长发育、解毒酶系和抗氧化酶系的影响

玉米耕作模式的转变,使伏马毒素B_(1)成为棉铃虫需要面对的新环境因素。为明确棉铃虫对这种新环境因素的适应机制,本研究测定了饲喂伏马毒素B_(1)后棉铃虫的生长发育情况及体内解毒酶、抗氧化酶活性。自棉铃虫3龄幼虫连续摄入伏马毒素B_(1)后,幼虫期7 d体质量增长量、产卵量及孵化率较对照组有不同程度的降低,棉铃虫化蛹之前的发育历期较对照组缩短,而蛹期却延长。不同浓度的伏马毒素B_(1)胁迫不同时间后棉铃虫体内酯酶的活性均显著升高,细胞色素P450和谷胱甘肽S-转移酶的活性有不同程度的变化;抗氧化酶系中,过氧化氢酶和超氧化物歧化酶活性在伏马毒素B_(1)胁迫1 d时较对照组均显著升高,过氧化物酶活性仅在高剂量处理5 d时显著升高。棉铃虫伏马毒素B_(1)耐受品系中羧酸酯酶、过氧化氢酶、过氧化物酶活性较敏感品系显著升高,分别上升75.40%、50.74%、117.21%。综上,摄入伏马毒素B_(1)后棉铃虫的生长发育受到影响,棉铃虫通过激活酯酶、过氧化氢酶、过氧化物酶等应对伏马毒素B1的胁迫。

俄罗斯棉铃虫发生及防治研究现状

棉铃虫是世界农业生产上一种主要的杂食类害虫,在我国黄河流域、长江流域以及西北地区严重危害农业生产。在俄罗斯西南部联邦区和北高加索联邦区的农业生产中,棉铃虫同样是重要农作物害虫之一。本文介绍了该害虫在俄罗斯的分布、发生规律、寄主及造成的危害,并综述了俄罗斯农业科研机构和学者对于棉铃虫防治方法的研究,主要包括化学防治方法、生物防治方法和农业技术措施。这些研究结果可作为植保工作者研发虫情监测及化学、生物防治相结合的棉铃虫综合防控技术的科学参考。

农田杂草地黄对棉铃虫生长发育的影响

为探索利用植物资源防治靶标害虫,选用农田常见杂草地黄处理棉田主要害虫棉铃虫,利用饲料与地黄根或叶干粉混拌法,调查棉铃虫发育历期、死亡率和虫重,研究对其影响。结果表明:随着饲料中地黄根或叶粉末含量的升高,棉铃虫的死亡率升高、发育历期延长、虫重减轻。取食地黄根混拌饲料的棉铃虫2龄、3龄、4龄、5龄和6龄幼虫的死亡率,分别比对照组升高3.25%~5.82%、22.92%~35.42%、4.10%~9.69%、41.22%~65.58%和12.65%~67.67%;1龄、2龄、3龄、4龄和5龄的棉铃虫幼虫发育历期分别比对照延缓0.00~2.50、1.00~2.25、1.00~6.25、0.00~1.75、0.50~1.50 d,幼虫发育至6龄时,生长发育缓慢且无法正常完成生活史;3龄、4龄、5龄和6龄棉铃虫幼虫虫重分别比对照降低43.79~130.18、152.56~255.47、127.27~327.91和41.75~177.22 mg。另外,取食地黄叶混拌饲料的棉铃虫1龄、2龄、3龄、4龄、5龄和6龄幼虫的死亡率,分别比对照组升高5.75%~11.46%、3.09%~11.67%、42.71%~66.27%、16.29%~83.33%、21.67%~100.00%和5.17%~42.67%;1龄、2龄、3龄、4龄和5龄的棉铃虫幼虫发育历期分别比对照延缓1.00~2.00、0.00~4.00、0.00~4.00、0.00~0.50和1.50~4.00 d,6龄幼虫无法正常完成生活史;3龄、4龄、5龄和6龄棉铃虫幼虫虫重分别比对照降低47.11~134.18、170.76~259.19、141.51~317.33和78.24~334.93 mg。通过研究地黄对棉铃虫生长发育、死亡率和虫重的影响,结果表明其对棉铃虫有一定的抑制作用,可为有效利用农田杂草资源开发植物源杀虫剂奠定理论基础。

3种杀虫剂对向日葵田棉铃虫毒力及其解毒酶活性的影响

为筛选有效防治向日葵田棉铃虫的药剂,本研究利用点滴法测定了2种化学杀虫剂(200 g/L氯虫苯甲酰胺和10%甲维·茚虫威)和1种生防制剂(8 000 IU/mg苏云金杆菌)对3龄棉铃虫的室内毒力,并探究了防效较好的药剂对其乙酰胆碱酯酶(ACh E)、羧酸酯酶(Car E)、细胞色素P450酶(CYP450)和谷胱甘肽S-转移酶(GST)4种解毒酶活性的影响。结果显示,200 g/L氯虫苯甲酰胺悬浮剂、10%甲维·茚虫威悬浮剂和8 000 IU/mg苏云金杆菌悬浮剂对3龄棉铃虫的致死中浓度(LC_(50))分别为2.36、11.86 mg/L和131.73倍,其中200 g/L氯虫苯甲酰胺的室内杀虫效果最好。200 g/L氯虫苯甲酰胺亚致死浓度(LC_(25))处理3龄棉铃虫12、24和48 h后,其体内ACh E活性受到抑制(P<0.05),而Car E和CYP450的活性明显增强(P<0.05),GST活性变化不明显(P>0.05)。表明棉铃虫可能主要通过Car E和CYP450进行解毒代谢。研究结果为向日葵田棉铃虫的防治提供参考。

棉铃虫BR‑C Z1基因的克隆及表达谱分析

广泛锌指复合物(BR‐C)在棉铃虫Helicoverpa armigera的生长发育过程中有重要作用。基于转录组数据通过PCR克隆获得棉铃虫BR‑C Z1(HaBR‑C Z1)基因序列,利用生物信息学分析其氨基酸序列,利用qRT-PCR分析基因的表达规律,以及2-十三烷酮(2‐TD)处理后基因的表达情况。结果显示,HaBR‑C Z1基因的开放阅读框长1284 bp,编码427个氨基酸,预测编码蛋白的分子量和等电点分别为47.41 kD和7.72。系统进化树显示,HaBR‐C Z1与帝王斑蝶Danaus plexippus plexippus的亲缘关系最近。HaBR‑C Z1基因在预蛹期和6龄幼虫肠组织中的相对表达量最高。20 mg·g^(−1)浓度2-TD处理后的相对表达量在6 h达到峰值,为对照组的24.7倍。本研究明确了HaBR‑C Z1基因的表达规律及其对2-TD的响应,为深入了解棉铃虫生长发育机制奠定了基础,并为害虫防治提供依据。

山东菏泽地区棉花棉铃虫的发生与防治

随着山东菏泽郓城县棉花种植面积逐渐扩大,棉铃虫呈逐年高发态势。该文阐述了棉铃虫的分布情况、形态特征与生活习性,并结合郓城县棉花生产情况,总结了棉铃虫在当地的发生时间与危害,提出农业防治、物理防治、化学防治等防控方法,以期确保当地棉花种植安全。

基于图像识别技术的新疆南疆棉铃虫防治系统研究

随着图像识别技术的快速发展,其在新疆南疆棉铃虫防治中的应用也成了研究热点。综述了图像识别技术在农业病虫害防治、棉铃虫图像处理与识别以及南疆棉铃虫防治策略和发生规律、深度学习与机器学习技术在害虫检测方面的应用,搜集了农业害虫远程监测与智能识别系统等方面的文献,分析了诸如二值化图像、区域卷积神经网络等在提高棉铃虫识别准确性和处理速度中的作用。综合以往的文献,当前应用于棉铃虫防治的图像识别技术不仅提高了识别的自动化水平,还通过深度学习等先进算法的应用,显著提升了棉铃虫种群监测方法的准确性和效率。对棉铃虫发生规律的研究、基于图像识别技术的监测系统的构建,以及南疆棉花产业的可持续发展具有重要意义。

研究解析棉铃虫抗菊酯类杀虫剂的分子机制

中国农业科学院深圳农业基因组研究所农业昆虫基因组学创新团队成功解析华北地区棉铃虫对菊酯类杀虫剂产生抗性的分子机制,发现了介导棉铃虫产生菊酯抗性的关键基因簇。相关研究成果发表在《通讯生物学(Communications Biology)》。

新型飞蛾诱捕器对制种玉米棉铃虫防治效果探讨

通过在田间悬挂新型飞蛾诱捕器,诱杀棉铃虫成虫,研究其防治效果,单个诱捕器5—9月平均每月诱虫量20头。9月中旬(收获玉米前)调查结果显示,防治区玉米雌穗平均被害率为39.2%,较对照区降低18.8个百分点,相对防效32.41%。

性诱捕器悬挂高度对绿盲蝽、棉铃虫和甜菜夜蛾田间诱集效果的影响

为更好地发挥性诱捕器对棉花主要害虫绿盲蝽Apolygus lucorum、棉铃虫Helicoverpa armigera和甜菜夜蛾Spodoptera exigua的监控及诱杀作用,进一步优化性诱捕器田间设置技术,笔者研究了不同悬挂高度对3种害虫性诱捕器田间诱集效果的影响。结果表明,悬挂高度对3种害虫的诱集效果均存在显著影响,绿盲蝽性诱捕器悬挂高度高于棉株顶尖40 cm时效果最好,与顶尖持平和高于顶尖20 cm的诱集效果略低,三者差异不显著;棉铃虫性诱捕器悬挂高度0~40 cm时诱集效果均较好,诱捕器处于顶尖以下时诱集效果显著降低;甜菜夜蛾性诱捕器悬挂高度在高于顶尖20 cm和40 cm时诱集效果差异不显著,高于顶尖40 cm时诱集效果最好。棉花打顶前,绿盲蝽和棉铃虫性诱捕器随着棉花株高变化可适当减少调整频次,但低于棉花顶尖时应及时调整。

溪岸蠼螋对棉铃虫的捕食能力

为明确棉田溪岸蠼螋Labidura riparia对棉铃虫的控害潜能,在实验室条件下观察和测定了溪岸蠼螋不同龄期的若虫、雌雄成虫对棉铃虫幼虫、蛹和成虫的捕食能力以及其5龄若虫和雌雄成虫的捕食选择性。结果表明:不同发育阶段的溪岸蠼螋都不捕食棉铃虫完整的蛹体,但对棉铃虫幼虫和成虫都具有较强的捕食能力。其中,雌性溪岸蠼螋成虫的捕食能力最强,对棉铃虫1龄幼虫日捕食量最大,为(31.3±1.1)头。1龄溪岸蠼螋若虫也具有一定的捕食能力,对棉铃虫1龄幼虫日捕食量为(1.7±0.7)头。不同龄期的溪岸蠼螋对相同龄期棉铃虫幼虫的捕食能力随龄期增加而增大。对1~3龄棉铃虫幼虫,溪岸蠼螋雌成虫捕食能力最强,其次是溪岸蠼螋雄成虫,再次是溪岸蠼螋5龄若虫。但是,对棉铃虫4~6龄幼虫和雌雄成虫,溪岸蠼螋雌雄成虫和5龄若虫的捕食量差异不显著。捕食选择试验表明:溪岸蠼螋5龄若虫和雌雄成虫对棉铃虫1~4龄幼虫均表现正喜好性,对5~6龄棉铃虫幼虫和雌雄成虫表现负喜好性。

10种中草药提取物对棉铃虫、绿盲蝽触杀活性研究

棉铃虫Helicoverpa armigera和绿盲蝽Apolygus lucorum是两种重要的经济作物害虫。为寻找一种安全高效的防治新手段,本文对10种中草药提取物触杀活性开展了研究。结果表明,在10种中草药提取物中,苦杏仁杀虫活性最高,药后7 d棉铃虫、绿盲蝽校正死亡率分别为65.4%和100%。发现苦杏仁粗提物经不同溶剂萃取后发现,氯仿萃取时析出物对绿盲蝽触杀活性最高,药后7 d校正死亡率可达96.9%。硅胶柱分离结果表明,流分L36-48具有较高的触杀活性,药后7 d校正死亡率为84.7%。本研究评价了10种中草药提取物对棉铃虫和绿盲蝽的触杀活性,并对苦杏仁有效成分开展了初步的分离鉴定,以期为两种害虫高效安全的新型药剂开发提供理论基础。

棉铃虫围食膜中Bt抗性相关蛋白的分离与鉴定

棉铃虫是世界性的重要农业害虫。围食膜作为昆虫抵御病原微生物入侵及有害物质的第一道天然保护性屏障,其上可能存在与Bt抗性相关的受体蛋白。本研究以Bt Cry1Ac抗性和敏感品系的棉铃虫围食膜为对象,采用NuPAGE电泳技术、配体杂交、质谱鉴定和生物信息学分析等技术,测定了围食膜蛋白含量,鉴定了蛋白质的组成及与Bt Cry1Ac毒素的结合能力。结果表明敏感品系围食膜中蛋白含量为22.19%,抗性品系围食膜中蛋白含量为26.99%。抗、感品系棉铃虫围食膜上存在与Cry1Ac毒素结合的6个差异蛋白,推测其中棉铃虫羧酸酯酶蛋白和血影蛋白是2个有意义的抗性相关蛋白,2个新蛋白可能参与Bt抗性。研究证明棉铃虫围食膜上存在Bt结合蛋白且与抗性相关,为进一步明确Bt抗性机制、制定合理的Bt抗性治理策略提供了理论依据。