蠋蝽对灰茶尺蠖幼虫的捕食能力及种内干扰反应

为探明捕食性天敌昆虫蠋蝽(Arma chinensis)对茶园害虫灰茶尺蠖(Ectropis grisescens)幼虫的生物防控潜能,实验室内测定4~5龄蠋蝽若虫和雌成虫对3~5龄灰茶尺蠖幼虫的捕食能力和搜寻效应,并探讨了5龄蠋蝽若虫和雌成虫的种内干扰效应。结果表明,4~5龄蠋蝽若虫和雌成虫对3~5龄灰茶尺蠖幼虫均存在一定的捕食能力,且捕食功能反应方程与HollingⅡ模型相符。不同发育阶段的蠋蝽对3龄灰茶尺蠖幼虫的控害效能表现为雌成虫最高(33.042),其次是5龄若虫(23.222),4龄若虫最低(13.219);蠋蝽雌成虫、5龄和4龄若虫对3龄灰茶尺蠖的最大捕食量分别为41.499头、37.178头和31.602头,蠋蝽雌成虫对3龄灰茶尺蠖的瞬时攻击率最大(0.793),对猎物的处理时间最短(0.024 d),表明蠋蝽雌成虫对3龄灰茶尺蠖幼虫捕食潜力最强。蠋蝽对3~5龄灰茶尺蠖幼虫的搜寻效应均随着猎物密度的降低而增加,蠋蝽的搜寻效应表现为雌成虫>5龄若虫>4龄若虫。蠋蝽5龄若虫和雌成虫对灰茶尺蠖幼虫的捕食行为受种内密度的干扰,5龄若虫的种内干扰作用小于雌成虫。

保幼激素环氧水解酶基因在蠋蝽滞育过程中的表达模式及其功能研究

保幼激素(juvenile hormone,JH)缺乏是引发昆虫生殖滞育的主要原因,保幼激素环氧水解酶(JHEH)作为JH的主要降解酶,通过调控JH滴度水平在昆虫滞育中发挥重要作用。为研究JHEH在蠋蝽生殖滞育中的调控功能,克隆获得了蠋蝽JHEH基因(AcJHEH),该基因编码452个氨基酸,具有典型环氧水解酶结构特征,无跨膜结构域,存在1个信号肽位点。同源性及系统进化分析结果表明,AcJHEH在不同物种间具有较高保守性,与茶翅蝽(Halyomorpha halys)的JHEH相似性较高,达65.46%。利用RT-qPCR技术测定了AcJHEH在蠋蝽不同组织及滞育不同时期的表达量,发现AcJHEH表达量在滞育诱导期先下降后升高,滞育诱导20 d时表达量最低;滞育初期(诱导40 d)表达量最高,滞育维持期(诱导50~60 d)的表达量稳定在较高水平,与成虫初羽化时水平接近。AcJHEH在滞育蠋蝽的头部表达量最高,其次是中后肠和脂肪体,在卵巢中表达量最低。利用RNAi敲降蠋蝽初羽化成虫的JHEH基因表达后,雌虫体内的卵黄蛋白原(vitelliogenin,Vg)基因表达量上升,卵黄沉积明显,推测滞育诱导期高表达的JHEH基因可能通过抑制Vg基因的表达,抑制卵黄蛋白沉积和卵巢发育,从而促进蠋蝽的生殖滞育。本研究结果为解析JHEH在生殖滞育中的调控作用提供了参考依据。

蠋蝽卵巢发育动态及其与光周期的关系

蠋蝽Arma chinensis是一种重要的商品化天敌昆虫,而卵巢发育动态及其调控机制的研究有助于准确预测昆虫的产卵盛期和繁殖能力,对于规模化繁育蠋蝽的种群动态预测和调控具有重要意义。本文研究了蠋蝽卵巢的发育过程以及光周期对卵巢发育的影响,结果表明,蠋蝽雌成虫的内生殖系统由卵巢、侧输卵管、中输卵管、受精囊和端丝等组成。根据卵巢形态、卵黄沉积水平和卵子发生情况等典型特征,将其卵巢发育过程分为Ⅰ级(乳白透明期)、Ⅱ级(卵黄沉积期)、Ⅲ级(成熟待产期)、Ⅳ级(产卵盛期)和Ⅴ级(产卵末期)等5个级别。进一步研究发现,光周期对蠋蝽雌成虫的卵巢发育进程有显著影响,在长日照光周期L∥D=18 h∥6 h和16 h∥8 h时卵巢发育较快,卵巢长度、宽度,卵巢指数和卵子数量均显著高于其他光周期;而在光周期L∥D=14 h∥10 h、12 h∥12 h、10 h∥14 h、8 h∥16 h和6 h∥18 h下,卵巢发育明显减缓,大多处于乳白透明期。研究结果可为蠋蝽的生殖生物学研究提供科学依据,并为其规模化人工繁育和生防应用提供参考。

蠋蝽组织蛋白酶基因鉴定及表达特征分析

组织蛋白酶在昆虫的消化、发育与变态中起重要作用,是捕食性蝽唾液(毒液)中普遍存在的成分,但其生理功能尚不清楚。本文利用同源比对的方法从蠋蝽Arma custos基因组中鉴定出组织蛋白酶基因,使用生物信息学软件分析其序列特征和进化关系,采用RT-PCR技术分析它们在成虫不同组织中的表达特征。结果表明,蠋蝽基因组中有37个组织蛋白酶基因,根据结构域分为组织蛋白酶B(AcCAB1-4)、组织蛋白酶D(AcCAD1-13)和组织蛋白酶L(AcCAL1-20)。多序列比对及结构域预测结果表明,组织蛋白酶B和组织蛋白酶L均含有Peptidase_C1结构域、保守的酶催化位点(谷氨酰胺、半胱氨酸、组氨酸和天冬酰胺)以及1个由半胱氨酸残基(C)和组氨酸残基(H)构成的催化二联体,而组织蛋白酶D中存在保守Asp结构域和2个保守的酶催化位点(天冬氨酸)。RT-PCR结果显示,除AcCAL7和AcCAB2外,其余33个组织蛋白酶基因均在肠道中表达,且绝大多数表现特异性或高表达。AcCAL2、AcCAL5-7、AcCAL9等20个组织蛋白酶基因在唾液腺中表达,且AcCAL2仅在主腺后叶和副腺表达,AcCAL7仅在主腺前叶表达,AcCAD13仅在主腺后叶表达,AcCAB2仅在主腺前叶和主腺后叶表达。这些结果表明,多数组织蛋白酶基因在蠋蝽口外消化和肠道消化中发挥消化功能。

蠋蝽丝氨酸蛋白酶抑制剂基因鉴定及其表达特征分析

丝氨酸蛋白酶抑制剂(Serine protease inhibitor,SPI)是调控昆虫生长发育和免疫的关键因子,本文从蠋蝽Arma custos基因组中鉴定出12个SPI基因(AcusSPI1-12),并对其序列特征进行分析,采用逆转录-聚合酶链反应(Reverse transcription-polymerase chain reaction,RT-PCR)技术分析了SPI基因在成虫不同组织中的表达特征。结果表明,鉴定出的SPI基因可根据其作用机制分为serpin类和经典类(canonical SPI)。多序列比对结果表明,serpin类AcusSPI2-3与其它昆虫已知抑制性serpin铰链区的氨基酸残基是保守的,经典类AcusSPI7和AcusSPI8具有多个抑制结构域,AcusSPI12只具有单个抑制结构域,但它们都具有保守的半胱氨酸残基。RT-PCR结果显示,AcusSPI4、AcusSPI7和AcusSPI9基因在蠋蝽毒液器官中高表达,且在主腺前叶、主腺后叶和副腺中的表达存在差异。AcusSPI6和AcusSPI10基因在脂肪体中高表达。AcusSPI3在副腺、肠道和脂肪体中具有较高的表达量,AcusSPI10则在主腺后叶和脂肪体中高表达。研究结果,不仅表明蠋蝽部分SPI可作为毒液成分参与调控猎物免疫反应,而且为后期揭示它们的生理功能奠定了基础。

蠋蝽对茄二十八星瓢虫的捕食功能反应

【目的】明确蠋蝽对茄二十八星瓢虫的捕食能力。【方法】在实验室条件下测定蠋蝽5龄若虫对茄二十八星瓢虫2和4龄幼虫的捕食功能反应及搜寻效应。【结果】蠋蝽5龄若虫对茄二十八星瓢虫2和4龄幼虫的捕食行为均符合Ⅱ型功能反应;随着茄二十八星瓢虫密度的增加,蠋蝽的搜寻效应逐渐降低,蠋蝽5龄若虫对茄二十八星瓢虫2龄幼虫的搜寻效应明显大于4龄幼虫;蠋蝽5龄若虫对茄二十八星瓢虫2和4龄幼虫的实际最大捕食量分别为15和10头。【结论】蠋蝽5龄若虫对茄二十八星瓢虫幼虫具有较好的捕食作用。

蠋蝽若虫对瓜绢螟幼虫的捕食作用

瓜绢螟是葫芦科作物上重要的害虫,蠋蝽是对农林害虫具有强捕食能力的天敌。为探明蠋蝽若虫对瓜绢螟幼虫的捕食能力,本文在室内27℃条件下,开展蠋蝽3龄和5龄若虫对不同密度的瓜绢螟3龄和5龄幼虫的捕食作用研究,并用捕食功能反应模型进行拟合。结果表明蠋蝽若虫对瓜绢螟幼虫的捕食均符合HollongⅡ功能反应模型。蠋蝽捕食量随瓜绢螟密度的升高而增加,但随着害虫密度进一步增加捕食量增长的趋势变缓。搜寻效应随瓜绢螟密度的增加而逐渐降低。5龄蠋蝽若虫对3龄和5龄瓜绢螟的瞬时攻击率、处理时间、捕食量和控害效能均优于3龄蠋蝽,且其拟合的Holling II圆盘方程效果更好。因此建议选择蠋蝽5龄若虫进行田间释放用于防控瓜绢螟。本研究明确了蠋蝽捕食瓜绢螟的潜力,为进一步田间释放蠋蝽防控瓜绢螟提供科学参考。

镉在夜蛾科昆虫—蠋蝽的传递特征及其影响

土壤镉(Cd)污染不仅危害植物,还会通过植物吸收进入食物链进而影响植食性昆虫及其天敌。本研究使用含不同Cd浓度(0、4.06 mg/kg和40.6 mg/kg)的人工饲料饲喂斜纹夜蛾Spodoptera litura和草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda幼虫,发育至蛹,以蛹饲养其捕食性天敌蠋蝽Arma chinensis,研究了Cd在夜蛾科昆虫—蠋蝽的传递特征及其影响。结果表明:斜纹夜蛾和草地贪夜蛾对Cd的摄取量、排泄量和积累量,蠋蝽对Cd的摄取量和积累量均与人工饲料中Cd浓度呈剂量反应,即随着饲料中Cd浓度增加而增加。饲料—夜蛾科昆虫Cd的生物浓缩系数(BCF)大于1,这表明夜蛾科昆虫会生物放大Cd,而夜蛾科昆虫蛹—蠋蝽Cd的生物放大系数(BMF)小于1,这表示发生了Cd生物稀释作用。4.06 mg/kg Cd胁迫显著降低草地贪夜蛾幼虫相对生长率(RGR),而对斜纹夜蛾RGR没有影响,这与体内Cd积累量和BCF显著相关;40.6 mg/kg Cd胁迫显著改变夜蛾科昆虫的食物利用,抑制幼虫生长发育,降低取食斜纹夜蛾蛹的蠋蝽体重,但Cd胁迫对蠋蝽存活没有影响。因此,尽管Cd在植食性昆虫—捕食者没有生物放大作用,但仍然存在生物毒性效应。

西山国家森林公园释放蠋蝽防治榆蓝叶甲试验

森林公园追求生态平衡的自然调节,养护时既要保证森林的健康,又不能过度影响森林生态。天敌昆虫的释放是林业害虫防治的最佳选择之一,蠋蝽是一种非常有潜力的捕食性天敌,能捕食叶甲、跳甲、刺蛾等多种害虫。为了验证在林内释放蠋蝽能否产生有益影响,进行了林内释放蠋蝽防治榆蓝叶甲的试验,通过对比不同释放密度防治效果确定最佳野外释放密度。结果表明,林内释放蠋蝽能有效控制榆蓝叶甲的危害,最佳野外释放密度为10~15︰1,并且蠋蝽对林内多种害虫存在取食现象,对园区生物防治能产生有益影响,对稳定森林生态平衡意义重大。

天敌昆虫蠋蝽的研究进展与展望

蠋蝽是农林业上一种重要的捕食性天敌昆虫,可以捕食美国白蛾、马铃薯甲虫、棉铃虫、盲椿象等多种害虫。本文对近些年来蠋蝽的形态学、生物学、人工饲养、营养基因组学、储存技术、控害能力等作一阐述,并对蠋蝽应用前景进行了展望。

不同宿主植物和饲养密度对蠋蝽生长发育和生殖力的影响

为促进蠋蝽规模化养殖,在室内测定不同宿主植物和饲养密度对蠋蝽若虫存活率、发育历期和成虫生殖力的影响,并利用Weibull分布函数S(t)=exp(-btc)拟合蠋蝽若虫在不同饲养密度下的存活率曲线。结果表明:蠋蝽若虫的存活率、发育历期和成虫生殖力因不同的饲养条件而异。宿主植物为榆树幼苗时,蠋蝽若虫存活率最高,平均为82.09%;无宿主植物时若虫存活率最低,平均仅达16.38%。不同宿主植物对若虫发育历期无显著影响,而无宿主植物时若虫发育历期延长。不同宿主植物对蠋蝽成虫生殖力影响显著,宿主为榆树时成虫产卵量最大,平均每雌产卵量可达330.89粒,无宿主植物时产卵量仅为96.64粒。以榆树作为宿主植物,不同饲养密度对蠋蝽若虫存活率影响较大,较低密度饲养时,其存活率差别不大,均达85.56%以上;但饲养密度超过每罩40头时,其存活率显著降低。不同饲养密度对蠋蝽若虫各龄发育历期的影响无规律。不同饲养密度对蠋蝽生殖力有不同程度的影响,密度过高或过低都显著降低其生殖力。

蠋蝽成虫对草地贪夜蛾不同龄期幼虫的捕食能力

为了探究蠋蝽Arma chinensis(Fallou)对草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda(J.E.Smith)的生防潜力,在室内条件下测定了蠋蝽成虫对草地贪夜蛾3、4、5龄幼虫的捕食能力。结果表明:雌性成虫对草地贪夜蛾3、4、5龄幼虫的日最大捕食量分别为59.7、23.4、9.0头;瞬时攻击率分别为1.081±0.133、1.247±0.116、0.984±0.159;处理时间分别为(0.017±0.001)、(0.043±0.002)、(0.111±0.014)d。雄性成虫对草地贪夜蛾3、4、5龄幼虫的日最大捕食量分别为58.9、22.5、8.3头;瞬时攻击率分别为0.964±0.118、1.248±0.095、1.025±0.183;处理时间分别为(0.017±0.002)、(0.044±0.002)、(0.121±0.015)d。蠋蝽成虫对草地贪夜蛾3、4、5龄幼虫都能捕食,对3龄幼虫捕食量最大,最喜欢捕食4~5龄幼虫,雌雄成虫都对4龄幼虫的瞬时攻击率最高。试验证实蠋蝽对草地贪夜蛾具有较好的控害效果,可用于对草地贪夜蛾的防控实践。

三种猎物对蠋蝽生长发育和繁殖的影响

为比较黏虫幼虫、米蛾幼虫、柞蚕蛹3种替代猎物对于饲喂蠋蝽的营养适合性,在室内测定了3种猎物的营养组成以及蠋蝽取食3种猎物后的发育历期、体重、体长、繁殖力等生物学参数,为扩繁蠋蝽提供依据。结果表明,蠋蝽取食3种猎物均能正常完成世代发育。体重、体长、性比不受食物处理的影响。蠋蝽在取食黏虫和柞蚕蛹时,其发育历期、存活率、产卵量、卵孵化率等指标无显著差异。蠋蝽取食米蛾时,卵孵化至成虫的发育历期为29.88 d,明显长于取食黏虫和柞蚕蛹的蠋蝽,历期分别为25.57和26.15 d;世代单雌平均产卵量为231.44粒,显著低于取食黏虫与柞蚕的360.00和441.00粒;成虫获得率为23.78%,极显著低于取食黏虫与柞蚕的获得率60.00%和60.56%;然而雌、雄虫寿命均较取食黏虫与柞蚕有所延长。综上所述,黏虫幼虫可作为室内扩繁蠋蝽的猎物。

短期饥饿处理对蠋蝽寿命、繁殖力及捕食量的影响

为选择蠋蝽Arma chinensis(Fallou)早期释放的最佳阶段,预测蠋蝽释放后的存活率,本研究在人工气候箱内,不提供食物,只提供水的情况下比较了不同龄期蠋蝽耐饥能力,探究了不同饥饿处理时间对蠋蝽成虫取食能力以及雌虫繁殖能力的影响。结果表明,饥饿状态下,蠋蝽各龄期存活时间存在极显著差异,其中雌成虫耐饥能力最强,平均存活时间为28.74 d;1~5龄若虫以及雄成虫的平均存活时间分别为7.43、6.59、10.04、13.39、17.96和20.29 d。饥饿处理后,蠋蝽雌、雄成虫取食黏虫2龄幼虫量(雌3.0头、雄2.9头)较对照(雌0.5头、雄0.7头)显著提高。此外,同一时间的饥饿处理,雌、雄成虫之间取食量没有显著差异。饥饿处理3、6和9 d后蠋蝽产卵总量(117.0、162.3和140.0粒)较对照(181.8粒)下降,但未达到显著差异;饥饿处理3、6 d后卵孵化率(64.45%、68.10%)较对照(78.03%)显著下降,而饥饿9 d处理较对照孵化率(77.85%)虽然降低,但未达到显著差异。本文研究结果表明,蠋蝽成虫耐饥能力最强,且短时间饥饿对其繁殖力未产生显著影响,是田间早期释放的最佳虫态。

几种糖类物质对蠋蝽取食行为选择和繁殖力的影响

蠋蝽是一种适应能力强、捕食范围广的天敌昆虫,糖类物质是昆虫必需的营养物质,也是人工饲料中重要的营养成分和促食因子。本研究通过在蠋蝽产卵期内补充6种糖溶液,测定其繁殖力参数,并比较蠋蝽对6种糖溶液的取食行为选择,筛选出其中对蠋蝽最具吸引、促食作用最强的糖类。结果表明,糖的相对甜度大小与蠋蝽繁殖力高低无显著相关性,与行为选择有关,蠋蝽对6种糖类取食行为选择的喜好程度为蔗糖>果糖>麦芽糖>海藻糖>葡萄糖>肌醇,且都明显高于蒸馏水,表现为偏向选择甜度较高的糖类;补充6种糖类对蠋蝽繁殖力的影响为:补充麦芽糖或海藻糖溶液能显著地增加蠋蝽的繁殖力,其中补充麦芽糖的蠋蝽产卵量为323.85粒,每日每雌产卵量为6.81粒;补充海藻糖蠋蝽的产卵量为271.13粒,每日每雌产卵量为8.14粒;补充肌醇蠋蝽的繁殖力各项指标最低;补充果糖或蔗糖不能明显提高蠋蝽的繁殖力,但这两种糖类相对甜度较高,对蠋蝽的吸引作用较强,且成本也较低,可作为促食剂加入饲料中或在产卵期补充营养。本研究结果为改良人工饲料中的糖类物质促食因子和提高蠋蝽繁殖力提供了参考,也为深入研究蠋蝽人工饲料中其他种类促食因子奠定了理论基础。

蠋蝽对榆紫叶甲的捕食作用

榆紫叶甲Ambrostoma quadriimopressum Motschulsky是危害榆树Ulmus spp.的重要食叶害虫,通过室内外试验探讨蠋蝽Arma chinensis Fallou对榆紫叶甲的捕食能力。在室内,选择饥饿24 h的蠋蝽3,5龄若虫、成虫3个虫态,对10,20,30,40头共计4个密度的榆紫叶甲幼虫的捕食量测定,结果在不同的榆紫叶甲密度梯度下,蠋蝽的捕食量差异不显著;蠋蝽3,5龄若虫和成虫(各5头)对榆紫叶甲卵的捕食量分别为(9.54±3.39)粒、(50.69±25.96)粒和(50.98±21.37)粒,其中3龄若虫捕食量小于成虫和5龄若虫,差异显著。野外释放蠋蝽后榆紫叶甲得到了有效控制。

利用人工饲料连代饲养蠋蝽若虫效果评价

蠋蝽Arma chinensis(Fallou)是在东亚地区广泛分布的捕食性天敌昆虫,在我国广泛运用于林木害虫的生物防治。为开展蠋蝽的人工繁育,利用人工饲料对蠋蝽连续饲养5代。结果表明:虽然雌性成虫的平均产卵前期时间和若虫发育所需时间略为延长,但人工饲料饲养的若虫雌雄个体间发育时间不存在显著差异,人工饲料能够满足蠋蝽生长和繁殖所需的营养,且性比和可育率与利用柞蚕蛹饲养的对照组无显著差异。通过评价人工饲料饲养的蠋蝽的生物学特性,为人工饲料的改良和优化提供理论依据。

蠋蝽人工繁殖技术及田间释放控制研究

研究蠋蝽人工繁殖饲养条件、田间释放等结果表明:以榆树为栖息植物其存活率为82.0%,大豆苗为61.3%,杨树为34.6%;以榆树为栖息植物的其产卵量为330.8粒,大豆苗为255.7粒,杨树为225.3粒。利用蠋蝽4～5龄若蝽对甜菜夜蛾(Laphygma exigua)的捕食量测定研究显示,可捕食甜菜夜蛾1～2龄幼虫约2头/d,5龄幼虫0.3头/d。田间释放试验结果表明:蠋蝽与甜菜夜蛾幼虫以1∶15的比例释放,放蝽后20d的防治效果达83.3%。

蠋蝽(Arma chinensis)生物学特性研究

蠋蝽(Arma chinensis)可捕食多种农林害虫,是一种颇具应用前景的天敌昆虫。利用实验室饲养观察、对比分析和野外设样地调查等方法,对蠋蝽生物学特性进行了深入研究。研究结果表明:蠋蝽在哈尔滨地区1a发生2代,以成虫越冬。蠋蝽1龄若虫只吸食水分,2龄至成虫以捕食昆虫为生。捕食量随虫龄的增长而增加。成虫平均产卵量约400粒,孵化率可达90%,一般在40～50d即可完成一代。不同温度对蠋蝽的繁殖、发育影响显著,在20℃条件下若虫发育期约42.3d,而在30℃条件下仅需29d;20℃时成虫寿命为43d,而在30℃条件下仅有28.4d。

保护利用蠋蝽防治甜菜害虫

综述了昆虫天敌蠋蝽的生物学特性、繁殖利用情况,及在防治甜菜害虫上的展望。