入侵害虫长林小蠹线粒体全基因组的测定与分析

【目的】首次解析入侵害虫长林小蠹Hylurgus ligniperda线粒体基因组的序列和特征,在线粒体基因组学水平探讨长林小蠹与近缘物种的亲缘关系,丰富了象甲科昆虫线粒体基因组学数据的多样性,为推进我国重大林业检疫性害虫长林小蠹的分子鉴定、种群监测和管理提供数据支持。【方法】利用Illumina Novaseq 6000平台进行高通量测序,参考已发表的鞘翅目昆虫线粒体基因组数据,对组装好的长林小蠹线粒体基因组进行注释和特征分析;运用tRNA Scan-SE 2.0网络平台预测tRNA的二级结构;联合鞘翅目的23个物种,基于最大似然法重建长林小蠹及象甲科其他近缘物种的进化关系。【结果】1)长林小蠹线粒体基因组全长为15912 bp,共编码37个基因:13个蛋白质编码基因、22个tRNA基因和2个rRNA基因,以及1个控制区。线粒体基因组全部37个基因的排序与昆虫祖先的线粒体基因排序一致。2)碱基构成表现为明显的AT碱基偏向性,其中A+T碱基的含量为74.50%,G+C碱基的含量23.80%;AT偏斜值为0.06,GC偏斜值为-0.24。3)除nad5基因外,所有蛋白质编码基因均具有标准的起始密码子ATN;全部蛋白质编码基因终止密码子为TAA或T。除trnS1外,长林小蠹线粒体基因组中tRNA的二级结构均为典型的三叶草形。4)基于线粒体基因组和最大似然法以及贝叶斯混合异质性模型构建的系统发育关系支持本研究中象甲科4个亚科的单系性,其亲缘关系为[粗喙象亚科Entiminae+(隐喙象亚科Cryptorhynchinae+魔喙象亚科Molytinae)+小蠹亚科Scolytinae)]。【结论】长林小蠹线粒体基因组结构保守,具有明显的AT碱基偏向性,蛋白质编码基因的起始子和终止子组成稳定。基于线粒体基因组重建的长林小蠹及象甲科其他近缘物种间的系统发育关系与形态学研究结果相互支持。

基于灰狼算法的步进电机滑模控制系统设计

为了改善转台方位轴的位置精准度及抖振现象,本文围绕步进电机控制系统展开研究。设计了指数趋近律的位置方程,应用了灰狼优化算法整定滑模控制系统的多项参数。在此基础上建立了数学模型,使用MATLAB/Simulink构建了位置三闭环仿真,对系统的位置精准度、抗干扰能力进行分析,并与PID控制系统、传统的滑模控制系统进行了比较。仿真结果表明优化后的控制系统较稳定,响应速度快,抗干扰能力强。最后基于STM32F10ZET6主控芯片搭建了硬件平台,实验证明了优化后的控制策略有效提升了位置精准度,保证了系统的可靠性。

NOW.Lab数码显微无线互动系统应用于“森林有害生物控制(病理)”课程实验教学的探讨

阐述了“森林有害生物控制(病理)”课程中传统显微教学存在的问题,以及NOW.Lab数码显微无线互动系统的优势。实践表明,NOW.Lab数码显微无线互动系统是传统显微镜与现代信息技术相结合的产物,将其应用于“森林有害生物控制(病理)”课程实验教学,提升了学生的观察效果和教师的课堂指导效率,方便了教师和学生之间的互动交流,也完善了实验课的考核模式,整体上提高了实验课的教学效果。同时在教学实践中,NOW.Lab数码显微无线互动系统也出现一些管理和使用的问题,需要加强实验室管理、优化课程结构,才能使其发挥出更大的作用。

基于多光谱卫星影像与机器学习算法的松材线虫病受害林分识别研究

松材线虫病(Pine Wilt Disease,PWD)被称为“松树癌症”,具有高传染率和高死亡率,对我国森林资源构成了严重的威胁,对我国的经济、社会和生态造成了重大损失。及时发现并清理疫木是遏制松材线虫病蔓延的有效手段,精准监测疫木是防控松材线虫病的前提,但是现阶段缺少大面积识别松材线虫病疫木的技术方法。本文旨在探索哨兵-2号与Landsat-8遥感卫星影像对受害松林的识别能力,采用随机森林(Random Forest,RF)、支持向量机(Support Vector Machine,SVM)、决策树(Decision Tree,DT)和极端梯度提升(Extreme Gradient Boosting,XGBoost)等4种机器学习算法建立了松材线虫病监测模型。结果表明:基于哨兵-2号影像数据建立的监测模型对受害松林的识别准确率高于Landsat-8遥感卫星影像,其中基于10 m分辨率的影像数据建立的监测模型识别准确率最高,随机森林、决策树、支持向量机和极端梯度提升等算法建立模型的准确率分别达到了79.3%、76.2%、78.7%和78.9%。在3种不同的影像数据集中,RF、SVM和XGBoost的准确率、Kappa系数和ROC值接近,均明显优于决策树算法。光谱特征中的绿波段、红波段、短波近红外波段和长波近红外以及植被指数中的NBRI、NGRDI、TVI、NDVI和PSSR等对松材线虫病监测模型的贡献值最高。递归消除法对特征参数的筛选效果最好,特征数量由原来50个减少至35个。本研究建立的松材线虫病受害林分监测模型为科学防控松材线虫病提供了技术支撑。

气候变化对斑衣蜡蝉在中国潜在适生区分布的影响

为预防中国常见的园林害虫斑衣蜡蝉(Lycorma delicatula)对以臭椿(Ailanthus altissima)为主的园林绿化树种造成危害,结合长期实地调查数据和网络数据库收集的物种分布数据,利用物种分布模型最大熵(MaxEnt)模型,对斑衣蜡蝉在中国历史(1971-2000年)和未来4个时间段(2021-2040年,2041-2060年,2061-2080年、2081-2100年)气候场景的适生区进行了预测,通过对比历史和未来时期的预测结果,分析了气候变化对斑衣蜡蝉在中国潜在适生区分布的影响。结果表明:历史气候场景,斑衣蜡蝉的适生区将广泛分布于中国东部和中部地区,且适生概率自东向西逐渐降低;未来气候变化将导致斑衣蜡蝉的适生区逐渐向北迁移,同时中国北方的适生概率逐渐加强,而中部和南部地区的适生概率将逐渐降低。因此,在斑衣蜡蝉防治中,在东部地区应持续加大防治力度,将其种群密度遏制在较低水平;同时也应加强对其他气候适宜地区的主要寄主树种的虫情监测和预警。

沙棘木蠹蛾卵和幼虫空间分布的地统计学分析

沙棘木蠹蛾(H olcocerushippophaecolus Hua,Chou ,Fang et Chen)是近几年在内蒙古、辽宁、山西、宁夏和陕西等地大面积爆发的一种钻蛀性害虫,其危害发生在幼虫期,主要危害沙棘(H ippophae rhamnoidea)的根干部。为了有效地控制其危害,深入了解种群的空间结构,利用地统计学方法分析了两种受害程度不同的林分内沙棘木蠹蛾幼虫种群和重度受害林分内卵块的空间分布特性。结果表明:两种受害程度不同的林分内,沙棘木蠹蛾的危害具有显著差异,轻度受害林分内无虫样本所占的比例较大,达70 % ,而重度受害林分内不到2 0 % ;虫口密度在轻度受害林分内超过6头/株的只有6 .9% ,而重度受害林分内高达31.9%。根据全方向的变异函数曲线图分析得知:重度受害林分和轻度受害林分内幼虫种群的空间依赖范围分别为7.3m和87.4 18m,而局部空间连续性强度分别为0 .914和0 .178。重度受害林分内幼虫表现较强的空间聚集性,而轻度受害林分则表现为随机分布。在重度受害林分中,单株沙棘树上沙棘木蠹蛾卵块数量最多的为11个,最少的为1个,有卵株率达72 %。分别采用四种不同的理论模型来拟合卵块的实际变异曲线图,得知其全方向的变异函数曲线为指数型,空间依赖范围大小为3.6 m,局部空间连续性强度为0 .876 。

沙棘木蠹蛾的幼虫空间分布与抽样技术

利用常用的聚集度指标 ,对沙棘木蠹蛾HolcocerushippophaecolusHua ,Chou ,FangetChen幼虫的分布进行了分析。结果显示 ,该幼虫的空间分布格局为聚集型分布。通过Iwao的m - x回归检验方程 ,确定了其最适抽样数和最佳样方大小。采用对角线、之字型、五点式、棋盘式和平行线等 5种抽样方法对沙棘木蠹蛾幼虫的抽样技术分别进行了研究 ,结果表明 :最佳的抽样方法为棋盘式。

沙棘木蠹蛾生物学特性的初步研究

对沙棘术囊形态特征及生物学特征进行初步观察和研究，结果表明：在辽宁，该虫为4年1代，老熟幼虫5月上旬人土化蛹，成虫始见于5月末，终见于9月初，期间经历两次羽化高峰，分别为6月中旬和7月下旬。卵集中产在干部树皮裂缝、伤口等处，孵化率达90％以上，卵期16d。幼虫常常十几头至上百头聚集在一起且具有转移危害的习性。老熟幼虫在树基部周围的土壤中化蛹，化蛹深度在地下10cm左右，蛹期3ld。成虫羽化集中在16：00-19：00，交配高峰在21：30左右；雌雄性比在内蒙古和辽宁分别为l：0．85和0．912：1。雌虫产卵集中在交配后的第2天20：30-22：00之间；雄虫寿命2～8d，雌虫寿命3，8d。以幼虫在树干部和根部越冬，坡向不同、危害程度不同的沙棘林地并不影响其越冬虫态和越冬场所。

基于CNKI数据库的松材线虫文献计量学分析

为了解松材线虫在我国研究的现状,以中国知网数据库(CNKI)为数据源,整理自1982—2022年与松材线虫相关的文献资料。使用文献计量学的方法,从作者发文数量、发表年份、载文期刊、基金支持和关键词分析等多角度,对我国松材线虫的研究现状进行定量分析。结果显示:累计1 038篇与松材线虫相关的文献,其中学术期刊有551篇,硕、博论文有155篇,会议论文(不包括海外会议)共56篇。自1982年至今,国内对于松材线虫的关注度持续升高,研究内容主要围绕松材线虫的耐寒机制、媒介昆虫的防治与寄主植物的种类。未来松材线虫相关研究应着眼于分子生物学和实践应用上,深入研究松材线虫致病机理,优化防治办法。

沙棘木蠹蛾危害特性与种群数量的时空动态研究

作者于 2 0 0 3年 5月至 1 1月对沙棘木蠹蛾卵和幼虫的危害特性和种群数量的时空动态进行了研究 .结果表明 :沙棘木蠹蛾主要产卵在干部树皮裂缝、伤口等处 ,卵孵化后 ,初孵幼虫首先取食树干的韧皮部 ,然后逐渐向下转移危害根部 .根部幼虫主要取食木质部 ,形成多条纵向的蛀道 ,通过蛀道在主根与侧根、侧根与侧根间进行转移危害 .树干上的卵和初孵幼虫多集中在 2m以下 ,而根部的幼虫主要聚集在距离地面 2 0cm以内的主根上 .从 5月至1 1月 ,非当年生幼虫基本呈现递减的变化趋势 ,6月和 1 0月减少的幅度较大 .当年生幼虫则从 7月逐渐增加至 9月达到最大 ,而后又急剧减少 .从 8月到 1 1月 ,幼虫的聚集位置和种群数量都呈现向树下部转移的趋势 ,1 0月初转移至根部的幼虫达 70 5 %,树干上分布的仅有 2 9 5 %,且大部分都集中在树干 1 2m以下的位置 .1 1月初 ,幼虫已基本转移至地下根部 ,此时树干上幼虫分布很少 .

沙棘木蠹蛾幼虫龄期的初步研究

通过测量沙棘木蠹蛾Holcocerus hippophaecolusHua,Chou,FangetChen幼虫的头壳宽、体长、体宽、上颚长和宽等指标,确定其幼虫共有16龄,不同龄幼虫的头壳宽值符合Dyar氏发现的幼虫头壳宽增长规律。同时,探讨了不同龄幼虫的臀足趾钩数、前胸侧毛L1、L2和L3以及腹足大小等指标之间的关系,结果表明:除臀足趾钩数在不同龄幼虫间的数量变化无明显规律,无法用于幼虫的龄期划分外,其它指标均呈现较明显的线性回归关系,初步判断,这些指标可以用于沙棘木蠹蛾不同龄期幼虫的划分。

沙棘木蠹蛾性信息素林间诱蛾活性试验

为比较沙棘木蠹蛾性信息素不同配方的诱集效果,该文利用人工合成的性信息素组分顺-7-十四碳烯乙酸酯(Z7-14Ac)、反-3-十四碳烯乙酸酯(E3-14Ac)和反-7-十四碳烯乙酸酯(E7-14Ac)按照不同比例配置的4种配方进行了野外诱集试验.结果表明4组不同配方的性信息素均具有较强的诱集效果,其中平均诱蛾量最高的达17头/诱捕器,日诱蛾量最高的为11头/d,持效期达26d,不同配方的有效诱捕距离分别达100和150m.通过比较两种不同诱捕器的野外诱集效果发现沙棘木蠹蛾实用新型诱捕器的诱蛾效果稍差于三角形诱捕器,但其具有使用方便、易于操作、可长时间使用等特点,诱捕器的最佳悬挂高度为1m.用性信息素诱杀害虫作为一种高效、无毒、无污染的新方法为沙棘木蠹蛾的综合防治提供了一条崭新的途径.

沙棘主要蛀干害虫种群生态位

沙棘木蠹蛾(Holcocerus hippophaecolus Hua,Chou,Fang et Chen)是近几年在我国内蒙古、辽宁、山西、宁夏、陕西和甘肃等地大面积爆发的一种钻蛀性害虫,主要以幼虫危害沙棘(Hippophae rhamnoidea)的根部和干部.在宁夏,沙棘除受到沙棘木蠹蛾的危害,还受到红缘天牛(Asias halodendri Pallas)的严重危害,该虫主要危害沙棘的干部.作者根据种群生态位理论,从时间、空间等资源利用上,定量地描述了沙棘木蠹蛾与红缘天牛种群之间的联系和竞争共存机制,结果表明:沙棘木蠹蛾幼虫主要分布在根部和干部80～120cm的范围内,不同时期,幼虫具有从干部向根部转移危害的习性;而红缘天牛主要分布在干部40～120cm的范围内,不同时期,幼虫没有转移危害的习性.沙棘木蠹蛾和红缘天牛的时间生态位和空间生态位宽度均较大,发生期较长,在沙棘上的活动范围较广,而不同时期内沙棘木蠹蛾的空间生态位宽度变动较红缘天牛大,其在沙棘上的活动范围在不同时期有较大的变动,而红缘天牛则较小.空间生态位重叠较小,在沙棘上的分布趋于分离,对空间资源的需求具有较大的差异,而时间生态位重叠较大,在沙棘的生长季节均能同时危害,危害期长但不具有明显的危害高峰期.两种害虫在空间生态位上的种间竞争强度较小,而在时间生态位上的种间竞争强度较大,在整个发生期内,两种害虫均能同时危害沙棘,但其位置有较大差异,在沙棘根部和干部40cm范围内,两种害虫几乎不能共存.

沙棘木蠹蛾蛹的空间分布

沙棘木蠹蛾（Holcocerus hippophaecolus Hua, Chou , Fang et Chen）是近几年在内蒙古、辽宁、山西、宁夏和陕西等地大面积爆发的一种钻蛀性害虫,该虫约4a完成1代,主要以幼虫危害沙棘（Hippophae rhamnoidea）的根部和干部,老熟幼虫在土壤中化蛹.为了解种群的空间结构,从而有效控制其危害,应用生物学统计方法和地质统计学（Geostatistics）方法对沙棘木蠹蛾蛹的空间分布特性进行了分析研究.结果表明：约90%的蛹在6月初到7月末之间羽化,而7月份羽化的数量占总数的一半之多.在调查样地中,雌雄蛹的比例基本为1：1.每株沙棘树周围,蛹的数量为0～4个,有蛹株率仅为24.3%.蛹在距离根基部周围1.3m的范围内均有分布,不同分布区间内蛹的数量变化没有一定的规律性,但90%的蛹分布在距根基部1m的范围内.沙棘木蠹蛾蛹的种群呈现较明显的空间聚集状态,空间依赖范围大小为11.1m,局部空间连续性强度为90.7%,呈现较明显的斑块状分布,在整个区域内有很多聚集点.对不同样方大小的变异曲线图进行比较得知：样方边长分别为5、6、7m时,变程、空间局部连续性强度和基台值的变化幅度均很小,几乎相等,而样方边长为5m时的决定系数较大,此样方为最适样方大小.

沙棘主要蛀干害虫危害特性及种群动态变化

沙棘木蠹蛾主要危害沙棘栽植树的根部和干部，红缘天牛同时危害沙棘栽植树和根蘖苗的干部，已成为宁夏沙棘林中两大主要蛀干害虫。通过对沙棘树不同高度范围内沙棘木蠹蛾幼虫和红缘天牛幼虫的调查发现，沙棘木蠹蛾幼虫主要分布在地下根部和干部40～120cm的范围内，而红缘天牛主要分布在树干40～120cm的高度内。红缘天牛幼虫数量随时间变化大致呈现向树干上部增加的变化趋势。沙棘木蠹蛾幼虫数量随时间变化呈现明显的向根部转移的趋势，7月末，有近98％的幼虫在根部危害。之后，由于初孵幼虫的大量出现，使干部幼虫数量急剧增加，越冬前，虽然有部分转移至根部危害，但到9月末仍有近43％的幼虫停留在树干40～120cm处越冬，直到次年越冬结束。沙棘木蠹蛾和红缘天牛在沙棘树干部40cm以上危害位置的较大重叠，必然造成它们在时间、空间和营养上的激烈竞争。

当前沙棘木蠹蛾研究中存在的主要问题

沙棘木蠹蛾的大面积暴发,使得其控制研究取得了前所未有的进展,从基础性研究到多种控制方法的实施,都在一定程度上控制了沙棘木蠹蛾的进一步发生和危害。然而,在研究过程中,也出现了许多分歧和问题。为此,本文对沙棘木蠹蛾的研究现状、研究中所存在的问题以及控制技术等方面进行了详细的研究和探讨,以期为沙棘木蠹蛾的综合控制提供较好的理论依据,同时为更有效地控制其危害提供理论指导。

北京奥运期间首都机场海关监管库区昆虫多样性研究

海关监管库是包装货物进入中国境内的重要集散地,为了有效监测和控制北京首都机场海关监管库区有害生物的发生,阻止外来有害生物的入侵,避免首都农林生产和生态安全受到威胁,采用昆虫引诱剂和黑光灯监测的方法,于2008年6月上旬至10月上旬,对北京首都机场海关监管库区昆虫种类及多样性进行了系统调查。结果表明:监管库区共有昆虫211种,隶属于11目、64科,其中以鳞翅目、鞘翅目和双翅目种类最多,分别占总数的46%、22%和9.5%;单科种类最多的是鳞翅目的夜蛾科和螟蛾科,其次为鞘翅目的步甲科、瓢甲科和鳃金龟科,它们共同构成了监管库区的优势种群,其中网锥额野螟和大青叶蝉的种群数量最多,分别占总数的4.65%和2.54%,是监管库区的优势种。同时,监测中还发现了进境植物一类检疫对象美国白蛾和全国林业危险性检疫对象家茸天牛,但其种群数量均较少。研究结果为有效监测和控制奥运期间北京首都机场海关监管库区有害生物的入侵提供了理论参考和实际指导。

沙棘木蠹蛾蛹的发育起点温度和有效积温研究

通过室外变温和室内恒温 2种不同的方法对沙棘木蠹蛾蛹的有效积温和发育起点温度进行了测定 ,结果表明 :变温条件下蛹的发育起点温度为 15.4 81°C,有效积温为 2 0 2 .356± 13.0 57日度 ;恒温条件下蛹的发育起点温度为 12 .0 55°C,有效积温为 2 95.2 0 3± 4 .0 94日度。蛹发育的最适温度为 2

基于无人机遥感的松材线虫病监测研究与展望

松材线虫病作为一种毁灭性松林病害,严重威胁我国的生态安全,制约林业的可持续发展。无人机遥感技术作为传统遥感手段的有效补充,在松材线虫病监测中发挥了重要作用。笔者全面总结了国内外松材线虫病无人机遥感领域的研究进展,探讨了受无人机软硬件条件、林地环境、松材线虫病发生特点等因素影响导致在监测中存在的病害检测效果不佳、定位误差大、计数不准确等问题,展望了未来无人机遥感在松材线虫病监测中的发展方向和重点,为松材线虫病监测和防控提供重要参考。

《资源昆虫》教学改革与实践

针对《资源昆虫》教学中存在的问题和不足,本文从教学思路、教学内容、教学方法、教学手段以及考核方式等方面进行了全面的改革与实践,以期为有效提高教学效果和质量提供理论参考和实践指导。