褐飞虱核受体基因NlE75的分子特性和功能分析

【目的】蜕皮激素通过信号级联反应调节昆虫的蜕皮和变态过程,而核受体基因E 75是信号通路的早期响应基因。本研究旨在分析褐飞虱Nilaparvata lugens NlE75的分子特性及生物学功能,为褐飞虱的防治和新农药的开发提供新分子靶标。【方法】本研究基于序列比对和同源检索以及褐飞虱转录组数据获得NlE75的cDNA序列,并利用RT-PCR和RACE技术对其进行cDNA克隆;利用生物信息学软件预测分析NlE75编码蛋白的结构特性;利用MEGA5.0邻接法(neighbor-joining,NJ)构建系统进化树。利用RT-qPCR检测NlE 75及其转录本在褐飞虱不同发育阶段(卵、1-5龄若虫和成虫)、5龄若虫不同组织(头、胸、腹、表皮、翅芽、脂肪体、中肠和足)中和3龄若虫被注射0.2μg/头20-羟基蜕皮激素(20-hydroxyecdysone,20E)后的表达谱。通过注射法进行RNAi敲降褐飞虱3龄若虫20E合成关键基因NlCYP314A 1后,利用RT-qPCR检测3龄若虫中NlE 75的表达量;通过注射法进行RNAi下调3和5龄若虫NlE75及3龄若虫中其转录本的表达后,利用RT-qPCR检测3龄若虫中NlE 75及其转录本的表达量,观察敲降NlE 75对褐飞虱3和5龄若虫蜕皮和变态的影响,分析NlE75的5个转录本的相互调控关系。【结果】克隆获得褐飞虱NlE 75的5个转录本,分别命名为NlE75A,NlE75B,NlE75C,NlE75D和NlE75E(GenBank登录号分别为ON086330,ON086331,ON086332,ON086333和ON086334),其编码蛋白均具有典型的核受体保守结构域;系统进化分析发现其与人体虱Pediculus humanus corporis和德国小蠊Blattella germanica的E75蛋白聚在一起。RT-qPCR结果显示,NlE75基因5个转录本具有不同的发育和组织表达特性;NlE75A和NlE75D的表达量在褐飞虱各发育阶段均较低,NlE75A,NlE75B和NlE75C的表达动态与NlE75一致,NlE75D在4龄和5龄蜕皮前表达量增至最高,而NlE75E在成虫中的表达量最高;NlE 755个转录本在5龄若虫各个组织中均有表达,但NlE75B,NlE75C,NlE75D和NlE75E在足中高表达,而NlE75A在脂肪体中高表达。20E诱导后4和8 h时,处理组NlE75的表达量较对应的对照组分别上调了4.7和5.0倍,而RNAi干扰褐飞虱NlCYP314 A1后48 h时处理组NlE 75的表达量较对照组(注射ds GFP)极显著下调了47.8%;RNAi结果表明在3龄若虫中注射ds NlE 75后导致褐飞虱蜕皮困难,出现畸形虫体;在5龄若虫中注射ds NlE75导致褐飞虱变态终止,出现畸形虫体;3和5龄若虫注射ds NlE75均无法完成蜕皮过程并最终100%死亡。只有对5个转录本均干扰后才出现畸形表型,而对单一转录本干扰后则不出现畸形表型,说明NlE75基因5个转录本之间存在着复杂的调控关系。【结论】褐飞虱中NlE75基因具有5个转录本,具有不同的发育和组织表达特性;RNAi结果表明,NlE75基因5个转录本存在明显的功能冗余现象,NlE75基因在褐飞虱蜕皮过程发挥重要作用。

湖南近三年褐飞虱发生规律研究

通过采用虫情测报灯和田间虫情系统调查相结合的方法,调查和分析了2008-2010年湖南4个调查圃褐飞虱田间种群动态。汉寿的测报灯下褐飞虱始见日早于其他3个调查圃;褐飞虱全年上灯量道县最小,汉寿最大,2008-2010年汉寿上灯量分别为89 469、81 641头/灯和33 137头/灯。2008-2010年汉寿早稻、晚稻褐飞虱发生量都比较大,分析认为早期褐飞虱迁入量大是导致汉寿褐飞虱种群数量大于其他三地的主要原因,同时由于2010年9月下旬的连续低温导致道县、临湘和宁乡晚稻后期褐飞虱成虫和高龄若虫数量下降。褐飞虱在湖南可发生不完全6代,褐飞虱以7月上、中旬和9月下旬至10月上旬虫口密度最大,对迟熟早稻、一季稻和双季晚稻危害最大。

稻—鸭—豆种养模式对稻田主要病虫草害的影响

以湘晚籼13号为栽培品种,采用田间普查法对湖南晚稻稻-鸭-豆栽培田、化学防治田中主要病虫害进行了调查研究。结果表明:稻—鸭—豆种养模式能明显减少褐飞虱、白背飞虱的发生量,提高了天敌对褐飞虱、白背飞虱的控制作用,防治效果优于化学防治;稻—鸭—豆种养模式能减少稻田二化螟、稻纵卷叶螟、纹枯病和杂草的发生,但防治效果低于化学防治。

豚草防治措施综合评价

运用层次分析法对豚草生物防治、化学防治和不实施任何防治措施的空白对照进行综合评价.对3种防治措施的综合效益和综合成本进行计算和排序,作为选择豚草防治措施的准则.结果表明:豚草生物防治所获得的综合效益最高,综合成本最低;空白对照的综合效益最低,综合成本最高;化学防治的综合效益和综合成本居中.豚草生物防治效益成本比最高,说明其是一种最为理想的防治措施,值得推广应用.

豚草(Ambrosia artemisiifolia L.)种群控制研究概况

豚草是世界性重要有害杂草之一,对农业生产和人类健康均造成严重危害。为抑制其种群蔓延,前人开展了化学防治、物理防治、植物替代和生物防治等对豚草的防控研究。文章阐述了各项措施在豚草种群控制中的作用和优缺点。提出以生物防治为主体,结合植物替代控制和物理防治,尽可能地不实施化学防治的的综合治理体系是未来豚草防治的一个主要途径。

低温冷藏对豚草天敌广聚萤叶甲存活和生殖力的影响

广聚萤叶甲（Ophraella communa LeSage）是豚草的一种重要天敌。至2005年12月的调查表明,在我国江苏、湖北、湖南、江西、安徽、浙江等省均已发现这种叶甲在豚草上发生。前人研究结果表明,这种叶甲的寄主专一性较强,受其为害的豚草植株长势明显比正常植株弱,为害严重时，可将植株的叶片取食殆尽，导致受害植株不能正常抽蕾开花或枯亡，有较好的应用前景。

湖南双季晚稻不同栽培方式对稻飞虱及其天敌的影响

2010-2012年，通过盆拍法结合吸虫机采样法调查了湖南双季晚稻不同栽培方式（抛秧、移栽和直播）下稻飞虱及其天敌的发生情况。结果表明：3种不同栽培方式下稻丛分蘖数差异显著，移栽田分蘖数最多，最高分蘖数为1008株/m2，而直播田分蘖数最少，最低仅为259株/m2。栽培方式对稻飞虱若虫孵化率无显著影响，各次调查孵化率均在65％～75％之间。稻飞虱卵的寄生率与分蘖数两者之间呈现负相关关系，直播栽培方式有利于稻飞虱卵寄生性天敌的控害作用。直播栽培方式下褐飞虱和白背飞虱种群密度均小于抛秧田和移栽田，4代和5代褐飞虱田间数量均与分蘖数和有效积温呈正相关关系，而4代和5代白背飞虱种群数量与分蘖数和有效积温无显著相关关系。3年调查共捕获稻飞虱天敌35种，抛秧和移栽栽培方式下系统调查田多样性指数和丰富度指数有高于直播栽培的趋势。

拟水狼蛛对褐飞虱捕食功能反应及两者空间分布型

通过对湖南晚稻常规稻、杂交稻和超级杂交稻田的拟水狼蛛和褐飞虱进行调查,运用Taylor幂法和Iwao的回归分析法对拟水狼蛛、褐飞虱若虫及成虫的空间分布型拟合,两种方法研究结果表明:褐飞虱若虫、短翅型成虫和长翅型成虫在3个水稻品种上都为聚集分布,拟水狼蛛为随机分布。采用HollingⅡ型拟合拟水狼蛛对褐飞虱若虫、短翅型成虫和长翅型成虫的捕食功能,结果表明拟水狼蛛对三者捕食功能大小顺序为若虫>长翅雄虫>长翅雌虫>短翅雄虫>短翅雌虫,日最大捕食量分别为64.4、37.4、42.8、28.1头和35.1头。

不同剂型异丙威对稻飞虱的防治效果

通过田间药效比较试验,评价了异丙威两种单剂和两种复配制剂对湖南晚稻稻飞虱的防治效果。结果表明：25%噻嗪酮.异丙威WP药剂防治稻飞虱效果最优,3个不同浓度处理药后3、7 d校正防效均在90%及以上,药后14 d中高浓度处理防效在80%及以上,这说明25%噻嗪酮.异丙威WP药剂防治稻飞虱既具有较好的速效性,也具有较好的持效性,可作为若虫期防治稻飞虱的理想药剂,推荐使用浓度为1 875~2 250 g/hm2。10%吡虫啉.异丙威WP 1 500 g/hm2处理药后3、7 d校正防效分别为84.4%、88.8%,药后14 d校正防效达80.2%,也表现出良好的持效性;为避免长期施用单一药剂使得稻飞虱产生相应抗药性,该药剂可与25%噻嗪酮.异丙威WP轮换使用,推荐使用浓度为1 500 g/hm2。

湖南主要农林外来入侵生物及其防控措施

外来入侵生物具有极强的适应力、竞争力和繁殖力,因此很容易在入侵地定居形成种群。湖南属中亚热带湿润气候区,植被资源丰富、气候温和,为农林外来入侵生物成功入侵和定居提供了有利条件。据不完全统计,湖南省主要农林入侵物种97种,其中植物68种、动物18种、病原微生物11种。介绍了湖南省主要农林入侵物种,并就空心莲子草、普通豚草、柑桔大实蝇、稻水象甲等入侵生物的分布和防治进行了简要概述。在防治策略上应采取3个措施:一是加大检疫力度;二是对刚入侵的生物进行消灭,控制其扩散;三是对待已定殖的外来生物,应加大科研投入,组织有关科研单位、推广部门进行联合攻关,在研究揭示其发生规律的基础上,提出有效、可行的控制措施并实施和推广。

水稻品种(系)对褐飞虱抗性评价和分析

采用幼苗群体接虫鉴定和大田鉴定,对湖南推广的主要杂交水稻品种和部分区试材料共328份进行了抗褐飞虱苗期鉴定。结果表明,推广的杂交水稻品种中没有发现抗褐飞虱品种,筛选0～3级的品种5份,占1.5%,5级的19份占5.8%。对部分1～5级的品种(系)进行了褐飞虱田间成株期鉴定,田间结果表明,这些品种成株期对褐飞虱有较好的抗虫性和耐虫性。为今后抗褐飞虱水稻品种筛选及新品种在湖南的推广提供了科学依据。

杂交稻种质资源抗病虫鉴定研究

1986～1989年,对2100余份水稻三系资源和1400多个杂交稻组合进行了抗稻瘟、白叶枯、褐飞虱和白背飞虱鉴定,选出对一种病或虫抗性0～3级的不育系19份,保持系20份,恢复系954份;双抗、多抗性不育系2份,保持系1份,恢复系170份,杂交组合73个。研究表明,抗和多抗性种质中多数含有国际稻和南亚、东南亚地区的抗性品种(系)的亲缘。

水稻三系资源抗白背飞虱鉴定

通过对2089份三系材料的白背飞虱抗性鉴定,找出从高抗到中抗的恢复系286份,从野败型不育系选出中抗材料1份,保持系中抗材料8份,在冈型质源中筛选出中抗保持系1份。

宁乡县白背飞虱发生规律研究

通过虫情测报灯和田间虫情系统调查相结合的方法,调查分析了2008～2010年宁乡县回龙铺镇白背飞虱田间种群动态。结果表明:2008至2010年白背飞虱灾情有逐年增强趋势;早稻田间白背飞虱若虫、成虫数量呈"翘尾型",晚稻白背飞虱田间若虫数量呈"昂首型",成虫呈现"首尾双峰型";全年白背飞虱种群数量高峰主要集中在早稻灌浆期-乳熟期和晚稻拔节期-孕穗期以及蜡熟期。

2009年湖南省南方水稻黑条矮缩病暴发原因初步分析

2009年,南方水稻黑条矮缩病在湖南省大面积暴发,造成严重的经济损失。根据2008-2009年湖南省道县、汉寿县两地区的田间发病率、传毒介体的种群消长动态、药剂防治情况调查,结合2009年两地区稻飞虱带毒率测定,初步分析结果表明,水稻苗期至分蘖期传毒介体量大、品种感病是2009年湖南省南方水稻黑条矮缩病暴发的部分原因;同时,值得注意的是需要防范该病害在来年扩展危害。

2009年造成湖南省水稻大面积矮缩的是南方水稻黑条矮缩病

2009年在湖南省大面积发生一种水稻病毒病,其症状表现为植株矮缩、叶色深绿、高位分蘖、茎秆出现乳白色或浅褐色点条状突起、茎节上出现气生须根。电镜结果表明:在病株韧皮部可见具斐济病毒特征性晶格状排列球状病毒粒体。病毒基因组S10片段部分序列的相似性比对与系统进化树分析表明,该病害是南方水稻黑条矮缩病。