红火蚁觅食行为及其在防治中的应用

红火蚁Solenopsis invicta Buren是极具危害性的入侵生物,已在我国多个省份地区扩散成灾。近年来,国内外在红火蚁觅食行为领域取得了一系列研究进展,为红火蚁防控提供了新的思路与方法。本文回顾了红火蚁觅食行为的相关研究,综述了红火蚁觅食的过程、行为机制及影响因素,并分析了觅食行为与防治的联系。红火蚁可广泛地采集和利用不同类型、大小和成分的食物。其觅食过程分为食物搜寻、搬运与处理等阶段,在这一过程中也可能伴随着食物埋藏、铺路越障和工具利用等行为。目前已报道多种跟踪信息素和关键基因可以调控红火蚁的觅食行为。此外,多种生物和非生物因素也会影响红火蚁的觅食行为和策略。基于红火蚁特殊的觅食行为模式,有望开发出专一性更强、对非靶标生物安全的监测和防控技术。建议在今后的研究中进一步探索红火蚁觅食行为的模式及其分子和化学机制,更好地将理论研究与防治实践相结合,控制红火蚁疫情蔓延危害。

林草湿地与城市绿地红火蚁发生特点与监测防控研究进展

红火蚁Solenopsis invicta是我国重大有害入侵生物,目前我国对于红火蚁的科学研究、防治策略、政策法规多集中于农业领域。虽然红火蚁在林草湿地与城市绿地中也有着广泛分布与巨大危害,但在这些领域的发生特点和防控策略被大大忽视。在林业中,红火蚁的发生与砍伐、火烧和翻土等人为扰动,以及生物多样性、林分郁闭度和土壤裸露程度等自然因素高度相关。人工林中的生物多样性与林分郁闭度较低,人为扰动多,因此人工林内部与周边地区均有较高的红火蚁入侵风险;而在天然林中,红火蚁的巢穴多分布于林缘、林窗及火烧迹地等阳光可以直接照射的区域。此外,苗圃和城市绿地有大量的裸露土壤和人类活动,红火蚁发生风险较高。在人类活动较多的人工林、苗圃和城市绿地,红火蚁主要危害人体健康和基础设施,并直接或间接危害林木。此外,红火蚁的入侵降低了生境中节肢动物的丰度和多样性,并威胁自然保护区和湿地中的野生动物。尽管有研究表明,在某些条件下红火蚁有利于促进种子传播和土壤营养物质循环,但其危害性远远大于可能带来的益处。在林业上,预防红火蚁入侵主要有检疫、监测和防治3个环节。在检疫方面,木材、带土苗木和草皮是可能携带红火蚁需要重点检疫的对象,熏蒸可有效杀灭红火蚁。在监测方面,诱饵法和陷阱法是主要的监测手段,近年来快速发展的遥感和雷达技术也有望在天然草地和城市绿地的红火蚁监测中发挥作用。尽管化学防治是目前最主要的红火蚁防治手段,使用高毒、广谱、难降解的杀虫剂可能危害自然保护区与湿地等生境中的生物多样性,因此有必要研发更加绿色环保的红火蚁防治药剂和方法。

白蚁、黏土与生态环境相互作用研究进展

白蚁、黏土与生态环境三者之间存在复杂的相互作用,有较多研究关注高等白蚁(白蚁科)对黏土分布的影响及其生态学作用。一方面,黏土矿物是一些高等白蚁地理分布的限制性因素;另一方面,白蚁活动可以改变黏土矿物的分布和化学风化过程。在修筑蚁丘的过程中,高等白蚁将大量富含黏土的深层土搬运至地表,使得蚁丘更加坚固。同时,黏土的吸水性和保水性能够维持蚁丘内部湿润、恒温的微生境,从而保障白蚁共生真菌的生长。这些黏土通过雨水冲刷重新进入地下,可促进土壤颗粒循环,提高蚁丘及周围土壤的肥力和保水性,为植被的生长和动物群落的发展创造有利环境。在热带地区干旱和半干旱的环境中,富含黏土的白蚁丘可以提高生态系统的异质性和对干旱的耐受性,从而延缓全球气候变化带来的不利影响。在一些发展中国家,白蚁丘中的黏土还被用作建筑材料和作物栽培基质,并广泛的被非洲地区的妇女(尤其是孕期妇女)取食。最近的研究表明,鼻白蚁科的低等白蚁与黏土也存在复杂的相互作用。一些低等白蚁利用黏土修建泥线、泥被等生物结构,并搬运黏土以填充食物的缝隙和空洞。这些黏土不仅能提高食物湿度,促进低等白蚁取食木质纤维,还具有支撑食物的作用。此外,一些黏土矿物能引发低等白蚁的聚集行为,有望作为引诱材料,为有害白蚁的防治带来新的思路。

火炬松自由授粉子代生长、形质性状和产脂量的遗传变异分析

为了阐明火炬松Pinus taeda第三代遗传资源各家系生长、形质性状的遗传变异规律以及与产脂量之间的遗传相关性,调查火炬松第二代种子园6年生自由授粉子代测定林生长性状(树高、胸径、单株材积)和形质性状(轮枝数、分枝粗、分枝角),并利用近红外仪器预测火炬松产脂量。结果为:1)生长性状和形质性状具有较大的遗传改良潜力,其中单株材积变异系数最大,为37.77%,其次为轮枝数,变异系数为34.61%;2)除分枝粗外,各性状均存在显著或极显著的家系效应,单株材积、分枝角、树高、胸径、和轮枝数均受到中高度的遗传控制(h^2F=0.60~0.83);3)产脂量与轮枝数表现出中高度的遗传正相关(rG=0.5287),与胸径、树高呈遗传负相关(rG分别为-0.7350,-0.0096)。该子代测定林生长性状在家系间的差异较大,含有丰富的遗传变异;生长性状受较强的遗传控制,存在选育出材用优良家系的潜力;在今后的性状测定中,应对轮枝数等形质性状加以关注,作为选育高产脂优良品系的参考指标之一;火炬松第二代种子园遗传品质较优,应尽快解决种子园亲本开花结实问题,并开展多地点测定,加快良种的推广应用。

无人机低空遥感技术辅助高精度造林

在高精度要求的造林作业中,使用传统的造林方法进行造林作业会伴随着精度不足、效率不高、人力耗费大等问题。研究利用无人机航拍获得造林地的正射影像图,使用AutoCAD和ArcGIS软件设计种植方案,按照设计方案施工完成后,验证相对误差是否符合作业的精度要求。结果表明:(1)试验产生的相对误差极显著小于允许误差(P <0.01);(2)将劳动力和时间的成本量化为工作时后进行比较,试验中实际工作时约为10 h,远小于传统作业标准中所规定的工作时116 h。相较于传统造林方法,该方法不仅精度更高,而且可以节约大量的劳动力和时间,该方法具备可行性和实用性,在具备设备条件与技术条件时,可以使用该方法进行高精度造林作业。

4年生火炬松半同胞家系生长和分枝性状遗传评估

【目的】准确地对火炬松子代测定林进行遗传评估,以提高育种选择效率和遗传增益,并为育种群体和繁殖群体确定入选材料。【方法】以火炬松53个半同胞家系的1800多个单株为研究对象,应用R和ASReml软件对树高、胸径和材积等性状进行遗传评估。根据育种值排名选择入选家系或个体,预测遗传增益。【结果】火炬松树高、胸径、材积、枝条数、枝条平均直径和枝条平均角在家系间存在显著的差异,具有较大的选择潜力。树高、胸径、材积和枝条平均直径之间均呈遗传正相关,单株遗传力范围为(0.1189±0.0383)^(0.3084±0.0532)。枝条平均直径与枝条数之间呈遗传负相关,单株遗传力分别为(0.0958±0.0357)和(0.0370±0.0278)。根据材积育种值,将前10名母本的子代作为入选群体,预测遗传增益为4.63%~5.10%。而根据材积育种值大小,将前10名个体作为入选群体,预测遗传增益达43.96%~48.43%。【结论】选出的优良家系与个体可作为下一代育种群体的候选材料。材积育种值前10的个体预测遗传增益高,可入选核心育种群体。

广州市车陂涌不同土地利用类型草本植物群落特征

通过对广州市车陂涌河岸带人为干扰较少的5个河段的草本植物群落特征进行调查,分析河岸带的物种多样性和影响河岸带植被分布的主要因素,总结适宜广州河岸带生态护岸的草本植物。经统计,河岸带样方内共有草本植物57种,隶属于23科51属,禾本科与菊科植物最多,分别占10种和8种。本土植物47种,外来入侵植物10种,存在外来生物潜在入侵危险。群落结构复杂,物种组成繁多。结合生态护岸原则和调查结果,最终筛选出节节草Commelina diffusa、柔枝莠竹Microstegium vimineum、红尾翎Digitaria radicosa等10种本土植物作为生态护岸植物进行推广。

火炬松HMGR基因的系统发育、分子进化和表达分析

3-羟基-3-甲基戊二酰辅酶A还原酶(HMGR)是植物萜类化合物甲羟戊酸(MVA)生物合成途径的关键酶。为了解其编码基因HMGR的系统发育及其在火炬松进化枝中的分子进化和表达特性。选取19个代表性物种的HMGR基因序列用于系统发育和分子进化分析,并以火炬松5个不同的组织部位为材料分析HMGR基因的表达特性。结果发现:HMGR基因在进化过程中相对保守,序列间的平均遗传距离为0.323,受到的平均选择压大小为0.1212,表明HMGR基因在进化过程主要受纯化选择作用;在火炬松进化枝中受到的选择压大小为0.4293,并有14个位点检测到正向选择作用,且后验概率值大于0.95,表明HMGR基因不同位点受到的选择压差异显著;HMGR基因在火炬松嫩叶中具有最高的表达量,表明HMGR基因的表达具有一定的组织特异性。

基于近红外预测模型的火炬松材性性状和生长性状遗传评估

以引自美国火炬松(Pinus taeda)第一代种子园的27个自由授粉家系为研究对象,运用已建立的近红外预测模型测定其木材密度和纤维长度,结合生长调查所得胸径数据,运用R和ASReml软件对火炬松材性性状和生长性状进行遗传评估。结果表明,火炬松木材密度的家系遗传力与单株遗传力分别为0.44±0.21和0.42±0.17,纤维长度的家系遗传力与单株遗传力分别为0.34±0.18和0.29±0.02,胸径的家系遗传力与单株遗传力分别为0.46±0.16和047±0.52;木材密度和纤维长度的表型及遗传相关系数分别为0.99与0.91,木材密度和纤维长度在表型与遗传上呈极显著正相关,能够实现两个性状的同步遗传改良。经多重比较分析与结合育种值参考,7个同时入选3种性状A组的家系(294, 245, 246, 290, 291, 232, 237)配合选择各组中有明显优势的家系(286, 236, 290, 294)可以作为高密度、长纤维、大胸径火炬松育种群体的候选材料。

饥饿程度和食物供给条件对取食茚虫威毒饵后红火蚁死亡率的影响

红火蚁(Solenopsis invicta Buren)是危害极大的外来入侵害虫,对入侵地区的公共安全、农林产业和生态环境等方面构成严重威胁。本文在实验室条件下测定了不同饥饿程度和食物供给条件对红火蚁工蚁取食含0.05%茚虫威的大豆油后死亡率的影响。结果表明,非饥饿状态的工蚁(断食0 d)取食含茚虫威的大豆油后的校正死亡率显著低于饥饿状态的工蚁(断食3 d和10 d);提供人工凝胶食物的工蚁取食含茚虫威的大豆油后的校正死亡率显著低于提供对照空白凝胶的工蚁。本研究表明饥饿程度和食物供给条件可能影响毒饵法防治红火蚁,为科学合理使用毒饵诱杀该蚁提供理论依据。

植物DXR基因的系统发育和分子进化分析

1-脱氧-D-木酮糖-5-磷酸还原异构酶(DXR)是植物萜类化合物甲基赤藓糖醇-4-磷酸(MEP)生物合成途径的关键酶。为了解其编码基因DXR的系统发育及和分子进化特性。本研究选取了44个代表性物种的DXR基因序列用于系统发育和分子进化分析。结果发现:DXR基因在进化过程中相对保守,受到的平均选择压大小为0.087 1;DXR基因的GC3和G+C平均含量分别为0.365和0.459,偏好以A/T编码;ENC均值为52.48,表明DXR基因的密码子偏好性较低;分枝模型下未检测到受正向选择的进化枝,位点模型下约1%的DXR基因位点受到正向选择作用,分枝-位点模型下裸子植物进化枝中检测到10个受正向选择作用的位点且后验概率大于0.95。本研究为植物DXR基因的进化分析和功能研究提供了一定的理论基础。

动物使用工具行为研究进展

使用工具曾被认为是人类独有的能力,然而,在过去的50年中,学界逐渐认识到工具的使用普遍存在于整个动物界。其中,使用工具最多的类群是哺乳类、鸟类和昆虫。动物使用工具有一定目标性,然而大多数动物仅考虑当前的目标,而非长远目标。动物使用工具的行为受到环境因素和动物自身认知能力、生理特点与进化历史的影响,并可能表现出一定的个体差异。有些动物使用工具的行为是与生俱来的,然而大部分高等动物通过试错学习获得使用工具的能力。通过模仿学习,一些使用工具的行为可以传播和演化,从而在种群中广泛分布。工具的使用是动物认知领域的核心概念之一,开展动物使用工具的研究,能够加深对动物认知能力和行为进化的理解。