新疆同域亚洲玉米螟和欧洲玉米螟发生与分布研究

中国新疆伊犁是当前世界范围内唯一一处已知的亚洲玉米螟和欧洲玉米螟同域混生区。本文通过调查这一混生区玉米螟的野外主要寄主种类及其玉米螟群体组成和混生杂交情况,为后续开展同域近缘种种间竞争、群体进化和杂交等研究提供本底数据。在田间寄主系统调查的基础上利用mtCOⅠ基因测序和OR 4基因酶切法对混生区内4个主要县市5种寄主上的986个疑似玉米螟样本进行鉴定分析。结果表明:新疆伊犁混生区内玉米螟的野外寄主主要是玉米、高粱、稗草、狗尾草和苘麻,偶见苍耳、大麻、反枝苋等。942个样本被鉴定为亚洲玉米螟,相似性为99.02%~100%;44个样本被鉴定为欧洲玉米螟,相似性为99.24%~100%。亚洲玉米螟在混生区内所有调查地内均有分布,且比欧洲玉米螟具有更广泛的寄主范围,其主要取食并分布在玉米、高粱、稗草、狗尾草和苘麻上,混生比例依次为73.33%~100%、100%、88.89%~100%、95.00%~100%、100%。欧洲玉米螟分布则极为有限,目前仅主要分布在紧邻中亚哈萨克斯坦的霍尔果斯市和伊犁河谷最东部、西天山腹地新源县的极少数区域,所占比例较低,且主要取食玉米,偶见取食稗草、狗尾草,在3种寄主上的混生比例依次为0~26.67%、0~11.11%、0~5.00%。所有样本未发现杂合个体,均为纯合体。综上,亚洲玉米螟目前已在混生区内所有主要寄主植物上均成功取代欧洲玉米螟,成为混生区绝对优势种。

新疆同域亚洲玉米螟和欧洲玉米螟对温度的适应性差异

【目的】通过明确当前世界唯一一处亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis和欧洲玉米螟O.nubilalis同域混生区内伴有激烈种间竞争关系的两个近缘种玉米螟主要生物学特性对温度的适应性差异水平,揭示新疆混生区欧洲玉米螟种群被亚洲玉米螟快速取代的生物学驱动机制。【方法】在15, 20, 25, 30和35℃下测定比较了新疆同域环境下分离获得的两个近缘种亚洲玉米螟和欧洲玉米螟种群的卵历期、卵块孵化率、单块卵粒孵化率和卵块死亡率及20, 25, 30和35℃下成虫寿命、产卵前期、产卵期、单雌产卵量、幼虫和蛹历期、幼虫重和蛹重等参数。【结果】欧洲玉米螟在15, 20, 25和35℃下的卵块死亡率均显著高于亚洲玉米螟的,在20, 25, 30和35℃下的平均单块卵粒孵化率则显著低于亚洲玉米螟的;随温度的升高,欧洲玉米螟卵块孵化能力显著降低,至35℃时,卵块死亡率最大(73.42%±2.28%),平均单块卵粒孵化率最低(48.46%±2.64%),而亚洲玉米螟卵块死亡率和平均单块卵粒孵化率分别为41.88%±4.33%和67.99%±2.52%。在20, 25, 30和35℃下同域亚洲玉米螟和欧洲玉米螟间的产卵前期、雌成虫寿命、雄成虫寿命和产卵期均无显著差异,但欧洲玉米螟的单雌产卵块数、单雌所产单个卵块平均卵粒数以及平均单雌产卵量等主要繁殖力指标均显著低于亚洲玉米螟的。较低温度(20和25℃)下,欧洲玉米螟相比于亚洲玉米螟具有较大的1-4龄幼虫重,但随着温度的升高,至30和35℃时欧洲玉米螟2和3龄幼虫重显著小于亚洲玉米螟的,20, 25和35℃下欧洲玉米螟各幼虫历期和蛹历期与亚洲玉米螟的无显著差异。【结论】亚洲玉米螟较欧洲玉米螟具有更好的温度适应能力,尤其是高温(30和35℃)下,亚洲玉米螟卵块存活率更高,孵化能力更好,繁殖力和体重相比更大,竞争力相对更强。

甜玉米田玉米螟发生危害及防治措施

甜玉米在我国大面积种植历史较短,对甜玉米田亚洲玉米螟发生危害和防治技术研究较少。本文对国内外甜玉米上玉米螟成虫产卵习性、幼虫危害和防治技术研究和应用现状进行了综述,为我国甜玉米田亚洲玉米螟的研究和防治提供参考。

亚洲玉米螟新型性诱芯的诱蛾性能研究

2012年在吉林省公主岭市田间测试亚洲玉米螟两种性诱芯的诱蛾性能。A、B两种诱芯均用橡胶塞载体,剂量50μg,B诱芯加入不同的辅助成分并采用不同的制作工艺。结果表明,B诱芯每盆平均诱蛾量和单盆1次最大诱蛾量分别为16.03头和52.7头,显著高于A诱芯的10.82头和35.9头。B诱芯的诱蛾性显著高于A诱芯,值得推荐。

球孢白僵菌-玉米共生体对亚洲玉米螟取食行为的影响

为明确球孢白僵菌-玉米共生体对亚洲玉米螟幼虫取食行为及取食选择性的影响,本文通过室内控制试验,采用培养皿叶盘法,研究了共生体对亚洲玉米螟初孵幼虫和3龄幼虫的选择、非选择性取食的影响。结果表明,在48 h非选择性试验中,亚洲玉米螟初孵幼虫在球孢白僵菌-玉米共生体叶片组织(处理组)上的取食率显著低于未接种球孢白僵菌玉米叶片(对照组),第48 h时在共生体和对照玉米上的幼虫取食率分别为35.7%和62.5%,差异极显著;3龄幼虫在共生体茎秆组织上的取食率与对照组玉米差异不显著。在48 h选择性试验中,初孵幼虫在共生体玉米叶片组织上的取食率显著低于对照组,共生体玉米叶片组织上的幼虫取食率随时间的增加呈下降趋势,第48h时在共生体和对照玉米上的幼虫取食率分别为6.3%和20.6%,差异极显著;3龄幼虫在共生体和对照组玉米茎秆组织上的幼虫取食率随时间的增加呈上升趋势,其中对照组幼虫取食率显著高于处理组,第48 h时在处理组和对照组玉米上的幼虫取食率分别为33.1%和45.6%,差异极显著。本研究初步表明,球孢白僵菌-玉米共生体对亚洲玉米螟幼虫的取食行为有显著的抑制和忌避作用。

GFP标记的球孢白僵菌在玉米中的定殖

为明确球孢白僵菌在玉米中的定殖分布规律以及不同施用方式和处理浓度对玉米生长发育的影响,本文利用绿色荧光蛋白(GFP)标记的球孢白僵菌,在激光扫描共聚焦显微镜下观测了球孢白僵菌在玉米根部、茎部和叶部的定殖情况,同时检测了不同接种方式在球孢白僵菌不同处理浓度下对玉米生长指标的影响。结果表明,球孢白僵菌在玉米不同组织部位上的定殖有着明显的差异,各球孢白僵菌接种处理中,均以叶部定殖的白僵菌孢子数最多,而茎部均未观测到孢子定殖;玉米根部仅在浸种和灌根处理中可见少量孢子。球孢白僵菌不同接种方式对其在玉米中定殖率的影响差异较大,灌根处理定殖率最高,为76.7%;其次为浸种处理,为73.3%;茎部注射处理及叶面喷施处理定殖率较低,分别为43.3%和36.7%。研究表明,不同施用方式及接种浓度球孢白僵菌孢悬液对玉米生长指标有一定的影响,球孢白僵菌可通过不同接种方式在玉米植株中定殖并扩散,对玉米的生长发育有一定的促进作用,其中以1×106～1×107孢子/mL球孢白僵菌孢悬液浸种或灌根,对玉米苗的促进生长作用最明显。

二种交配型球孢白僵菌对亚洲玉米螟的生态控制作用

利用生物种间互做关系抑制农业害虫的暴发是生物防治的重要手段。为探讨二种交配型内共生球孢白僵菌与玉米之间的互惠关系及其形成的共生体在亚洲玉米螟控制中的生态效应,以玉米为宿主植物,以球孢白僵菌孢子悬浮液进行灌根,在温室内构建了二种交配型(MAT1-1-1型,B5;MAT1-2-1型,B2)球孢白僵菌-玉米共生体,并研究了共生体对玉米的生长、对亚洲玉米螟的产卵选择和幼虫发育及其对球孢白僵菌生物学特性的影响。结果显示:通过叶片离体培养、ITS基因和交配型基因MAT检测,均能检测到白僵菌的内生定殖;MAT1-2-1型B2菌株定殖检出率高,MAT1-1-1型B5菌株在混合型接种中定殖有优势。回收后的球孢白僵菌菌落直径和毒力无显著性变化,但其产孢量都显著提高其中回收B5处理组来源菌株的产孢量提高最显著。接种过球孢白僵菌的玉米植株地上部生长速度、生物量和地下根系生物量均优于对照组,其中根系干重明显增加,而地上植株干重也相对增加。MAT1-1-1型菌株B5对共生体玉米植株地上高度促生长贡献明显;MAT1-2-1型菌株B2对共生体玉米植株地下干重增加贡献明显。总体上球孢白僵菌内生定殖对玉米地下根系生物量影响大于对地上植株生物量的影响。在产卵选择性试验中,各处理组亚洲玉米螟的产卵量显著少于对照组。共生体对亚洲玉米螟产卵具有明显的趋避作用,MAT1-2-1型菌株B2对产卵的趋避作用明显,而MAT1-2-1型菌株B5的趋避作用较弱。在人工接种幼虫的试验中,处理组回收的亚洲玉米螟幼虫存活率均显著低于对照组,其中,B5组回收幼虫的存活率最低,仅为38.33%;处理组的化蛹率与对照组差异不显著,但B5组的回收幼虫化蛹率显著低于B2组和对照组,仅为34.77%,这说明MAT1-1-1型B5菌株对玉米螟幼虫发育抑制最明显。上述结果表明,不同交配型球孢白僵菌内生定殖效率有差异,在经过内生定殖后在产孢量方面有显著性提高,两个交配型菌株在联合应用时具有协同增效作用;两个交配型菌株均能够通过内生定殖与玉米形成共生体并促进玉米植株的生长,这显示球孢白僵菌和玉米之间已经建立具有互惠关系的共生体。这种共生体通过趋避亚洲玉米螟产卵、抑制幼虫存活和降低化蛹率等方面的潜力虽然不一样,但都有助于对亚洲玉米螟的可持续生态防治,也证明了共生体的建成有效提高了玉米的生态适应性,为利用球孢白僵菌内共生性实施亚洲玉米螟防控提供了新思路。

不同交配型球孢白僵菌在玉米植株中的定殖及其交配型基因变异比较研究

本文通过分析两种不同交配型球孢白僵菌菌株(MAT1-1-1,I型;MAT1-2-1,II型)在玉米植株中的定殖效率和回收菌株交配型基因序列的变异,拟揭示球孢白僵菌在玉米植株内生定殖过程中玉米对不同交配型菌株的选择规律、不同交配型菌株对环境的适应性能力。试验分为4个接种组,接种菌株为I型交配型菌株(Bb OFDH1-5)(处理B5)、II型交配型菌株(Bb DPSD2)(处理B2)、两个菌株等量混合(处理B5+B2)、对照组(处理CK),处理组B5、B2、B5+B2接种孢子浓度均为108孢子/m L,对照组接种量为零。结果表明,处理B5、B2、B5+B2三组中均有球孢白僵菌在玉米叶片中定殖,其中,交配型II菌株处理组B2中内生定殖效率高,检测率为33.00%;混合处理组B5+B2中交配型II菌株比I型菌株回收比率高,回收比为12:10。交配型基因序列分析显示,交配型I菌株处理组B5和混合处理组B5+B2的回收菌株中I型交配型基因非编码区序列出现多个位点突变,编码区仅在3个位点出现突变;交配型II菌株处理组B2和混合处理组B5+B2中II型交配型基因序列均没有发生变异。以上结论说明球孢白僵菌在玉米植株定殖过程中,交配型II菌株Bb DPSD2定殖率较I型菌株Bb OFDH1-5高;玉米植株更倾向于选择II型交配型菌株作为内生菌株;交配型基因MAT1-1-1比MAT1-2-1更易发生突变表明I型菌株对自然环境的适应性更强。

松毛虫赤眼蜂工厂化产品低温贮存的研究

在3℃恒温条件下,对非滞育的松毛虫赤眼蜂的小幼虫期、幼虫中期、老熟幼虫期、预蛹期、蛹初期和蛹中期6个虫态进行了长期的贮存试验。结果表明,不同贮存虫态对其贮存效果有较大影响,幼虫中期虫态贮存效果最佳,小幼虫期次之。小幼虫期和幼虫中期虫态贮存期不宜超过60d,其他虫态不宜超过15d。贮存期在20d内,单卵蜂数随贮存期的延长而下降,20d之后单卵蜂数变化基本稳定,小幼虫期贮存单卵蜂数下降较多。贮存期长短与成蜂单雌产卵数的变化关系不明显,但蛹初期和蛹中期虫态贮存成蜂的单雌产卵数和可育蜂数量明显下降。

螟黄赤眼蜂人工繁殖与应用技术的研究进展

对螟黄赤眼蜂的形态及生物学特性进行了介绍,总结了我国螟黄赤眼蜂人工繁殖的方法及其在农业生产中的应用,概括了目前与之相关的研究内容,提出加强基础研究和工厂化生产以及提高防治效果的合理化建议。

白僵菌培养基继代培养对蛋白酶(cdep1)、几丁质酶(chit1)基因表达的影响

[目的]对球孢白僵菌D6-2和L1-1菌株进行室内培养基继代培养,比较其不同世代之间毒力及毒力相关基因表达之间的差异。[方法]对目的菌株进行室内生物测定,用LT50和LT90作为毒力评价标准来检测不同世代之间毒力的变化情况。为了明确继代培养对球孢白僵菌毒力相关酶基因表达情况的影响,以18SrDNA基因为内参,利用半定量RT-PCR对蛋白酶cdep1基因和几丁质酶chit1基因的表达情况进行检测。[结果]在107孢子/mL供试浓度下,随着世代的更替,两个供试菌株F2代相比于F1代,其LT50和LT90降低,说明其对玉米螟的毒力有所增强。而两个供试菌株F2～F5代对玉米螟的毒力呈下降趋势。在内参基因稳定表达的情况下,两个供试菌株L1-1和D6-2的cdep1基因和chit1基因在F1和F2代表达稳定,随着继代次数的增多,供试菌株两个基因的表达量均呈下降趋势,这与对亚洲玉米螟毒力测试的结果呈正相关性。[结论]F2代毒力和毒力酶基因表达最强,F1代与F2代基本相似或略低于F2代,F2～F5代毒力和毒力酶基因表达依次减弱。

螟黄赤眼蜂工厂化产品的低温贮存研究

针对以柞蚕卵为中间繁殖寄主的螟黄赤眼蜂产品,在贮存虫态、贮存时间方面进行了系统的研究。结果表明,螟黄赤眼蜂不同发育虫态在贮存时间上差别明显。综合分析得出,中、长期贮存虫态应以幼虫中期为最佳,贮存时间应限制在40 d之内。

新疆地区亚洲玉米螟中Wolbachia共生菌的检测和鉴定

【目的】探究我国新疆地区亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis种群中Wolbachia共生菌的感染情况,明确Wolbachia的感染类型及分布模式。【方法】对采集自新疆维吾尔自治区的15个亚洲玉米螟地理种群进行了Wolbachia感染率检测,并分别对感染个体中的wsp,ftsZ,gatB,coxA,hcpA和fbpA6个基因片段进行亚克隆和测序。分别利用wsp序列和多位点序列分型系统(multilocus sequence typing,MLST)对Wolbachia感染类群进行系统发育分析及分型分析。【结果】在15个供试亚洲玉米螟种群中,Wolbachia感染率为0~40.0%(5个种群中未检测到感染个体),平均感染率为11.1%。发现共感染了两种Wolbachia株系,分别命名为wOfur1和wOfur2,其中wOfur1属于A大组,wOfur2属于B大组,分别对应MLST序列型为ST352和ST37。在感染种群中,昌吉(CJ)、阜康(FK)、玛纳斯(MNS)和奇台(QT)4个种群感染了wOfur1和wOfur2两种株系,而在其余6个种群即和田(HT)、库尔勒(KEL)、莎车(SC)、疏勒(SL)、乌鲁木齐(UM)和新和(XH)中仅发现感染了wOfur2株系,并在MNS种群中发现了超感染现象,wOfur1和wOfur2两株系的平均感染率分别为1.2%和10.3%。基于wsp序列及MLST等位基因谱系统发育分析表明wOfur2株系与其他昆虫宿主中具有杀雄和诱导胞质不亲和作用的Wolbachia株系具有很近的亲缘关系。【结论】我国新疆地区亚洲玉米螟所感染的Wolbachia两种株系wOfur1和wOfur2在亚洲玉米螟不同种群中的感染率和分布范围具有明显差异,wOfur2株系的感染率高于wOfur1株系,且wOfur2株系在亚洲玉米螟种群中分布更广。

球孢白僵菌有性世代培养及子代毒力稳定性鉴定

在利用球孢白僵菌Beauveria bassiana有性态改良球孢白僵菌菌株的研究中,菌株的选择非常重要,其中利用交配型基因选择菌株是必要手段。而且虫生真菌的有性态能够使菌株间产生基因交流,促进其进化的过程。为更好地研究球孢白僵菌的遗传规律,以获得避免菌种衰退的方法,本研究建立了分别以柞蚕蛹为活体寄主和糙米培养基为基质的2种人工培养有性世代繁殖体系。结果表明,交配型为MAT1-1-1型和MAT1-2-1型混合型菌株BbDPSD5,经过自交在2种基质上均能够产生有性态。而具有2种单一交配型的菌株BbOFDH1-5和BbDPSD2进行配伍试验,BbOFDH1-5×BbDPSD2、BbOFDH1-5×BbDPSD5和BbDPSD2×BbDPSD5在2种基质上均没有有性态产生。对获得的有性态子囊孢子经无性繁殖产生的菌株进行r DNA-ITS片段以及交配型基因检测,并对测序结果进行比对分析。结果显示,扩增得到的r DNA-ITS序列和MAT1-2-1交配型基因与亲本序列同源性为100%,而没有检测到MAT1-1-1型。2种培养方式获得的结果完全一致。对有性态子代子囊孢子产生的株系进行毒力测试结果表明,所有子代菌株与原始菌株BbDPSD5的毒力差异不显著,子代交配型基因虽然缺失了MAT1-1-1,但是毒力没有衰退,未出现菌种退化现象。

抗虫抗除草剂转基因玉米HiII-NGc-1的遗传稳定性分析

目的基因和目标性状遗传稳定性是转基因植物新品种选育和产业化的重要前提。以进入农业部环境释放的抗虫抗除草剂双价转基因玉米Hi II-NGc-1为试验材料,采用PCR、RT-PCR和免疫试纸条技术检测转基因玉米连续3代目的基因cry NGc和bar整合及表达的遗传稳定性,采用心叶期除草剂草铵膦抗性鉴定和心叶期/穗期亚洲玉米螟抗性鉴定实验详细分析了目标性状的遗传稳定性。研究结果表明:Cry NGc和PAT蛋白在Hi II-NGc-1中连续3代遗传稳定,高世代稳定耐受正常5倍大田除草剂草铵膦使用浓度,心叶期和穗期高抗亚洲玉米螟性状稳定,具有潜在的产业化应用价值。转基因玉米Hi II-NGc-1目的基因和目标性状遗传稳定性的明确为开展下一步生物安全评价奠定了基础,对复合性状转基因抗虫抗除草剂玉米新品种的选育和产业化具有重要意义。

白鲜皮对亚洲玉米螟杀虫活性初探

白鲜皮含有多种有效杀虫成分并对多种害虫表现出杀虫活性。亚洲玉米螟是我国玉米上的主要害虫。本文以亚洲玉米螟为供试虫源,对白鲜皮提取物的杀虫活性进行了测定,结果表明白鲜皮提取物对亚洲玉米螟表现出较强的拒食活性和毒杀活性。

智利小植绥螨捕食猎物种类的研究

以引进的智利小植绥螨为捕食者,以当地苹果、李子、梨、菜豆、番茄、黄瓜、大豆、玉米、月季上寄生的害螨为猎物,在实验室条件下进行了捕食试验。结果表明:智利小植绥螨能够捕食上述寄主植物上的害螨,被捕食的害螨种类主要有苹果全爪螨、山楂叶螨、二斑叶螨、朱砂叶螨和截形叶螨。因此认为,在果园、保护地和大田等地释放智利小植绥螨控制主要害螨的危害是完全可能的,能够取得明显的防治效果。

不吸水链霉菌公主岭新变种对大豆生长和产量的影响

[目的]明确农抗769作为免疫诱抗剂在大豆不同生育期和生长环境下对其产生的影响。[方法]以农用生防菌不吸水链霉菌公主岭新变种(农抗769)为试验材料,采用盆栽、田间种植等方法研究了该链霉菌对大豆生长的促生作用。[结果]不同品种的大豆对农抗769菌液的敏感性不同,其中农抗769菌液浇灌处理的大豆出苗率可提高1.2%~16.9%。不同生育期和种植环境大豆株高、茎粗、叶面积及根系等生长势指标的变化略有不同,各项指标的增长最多分别可达19.63%、37.35%、23.22%和19.92%,不吸水链霉菌公主岭新变种菌液对大豆生长的促生效果明显。菌液浇灌可提高大豆产量,其贡献在于促进大豆结荚数的增加。[结论]农抗769菌液对大豆出苗、生长及产量均具有促进作用。

接蜂时间对螟黄赤眼蜂人工繁殖的影响

以柞蚕卵为中间繁殖寄主,研究螟黄赤眼蜂在不同接蜂时间处理下对其繁殖特性产生的影响。结果表明:接蜂时间对螟黄赤眼蜂繁殖有明显的影响,大量生产时应掌握在36～48 h之间,以48h为最好,表现为羽化率最高、单卵有效蜂数最多。

百日草几丁质酶基因片段克隆及其序列分析

[目的]克隆百日草几丁质酶的基因片段,并对其序列进行分析。[方法]以百日草"梦境"系列为材料,提取其叶片总RNA,并根据其他植物几丁质酶基因保守序列设计简并引物,通过RT-PCR克隆百日草几丁质酶基因片段(ZEchi),并对该基因序列进行分析。[结果]克隆得到的片段长度为227 bp,共编码75个氨基酸残基;核苷酸同源性分析表明,ZEchi与已报道的其他植物几丁质酶基因同源性达70%以上,其中与葡萄的同源性最高,为74%;氨基酸同源性分析表明,该几丁质酶多肽属于18家族几丁质酶,且与已报道的其他植物几丁质酶氨基酸序列具有70%以上的相似性;氨基酸聚类分析表明,该几丁质酶多肽与白车轴草和蒺藜苜蓿的几丁质酶聚类;生物信息学分析表明,由该基因片段编码的多肽为非跨膜蛋白,主要含α螺旋和随机线圈螺旋等二级结构。[结论]该研究为进一步研究几丁质酶基因的功能奠定了基础。