甲维盐与阿维菌素对褐飞虱繁殖力及天敌稻虱缨小蜂控害能力的影响

【目的】评估甲维盐和阿维菌素两种药剂对褐飞虱Nilaparvata lugens繁殖力及其寄生性天敌稻虱缨小蜂Anagrus nilaparvatae的影响,探明两种药剂引起褐飞虱田间再猖獗的原因。【方法】田间调查了使用5%甲氨基阿维菌素苯甲酸盐(甲维盐)微乳剂(microemulsion,ME)(用量225 mL/hm^(2))和5%阿维菌素悬浮剂(suspension concentrate,SC)(用量240 mL/hm^(2))后对田间褐飞虱虫口密度和稻虱缨小蜂成蜂寄生率的影响;室内试验采用稻茎浸渍法测定甲维盐和阿维菌素对褐飞虱4龄若虫的毒力以及不同浓度(LC_(15),LC_(30),LC_(50)和LC_(75))甲维盐和阿维菌素对褐飞虱繁殖力及稻虱缨小蜂成蜂存活和寄生能力的影响,同时采用玻璃管药膜法测定了这两种药剂对稻虱缨小蜂成蜂的毒力,评价了其风险级别。【结果】田间调查结果显示,施用5%甲维盐ME或5%阿维菌素SC显著增加了田间褐飞虱虫口密度,显著降低了稻虱缨小蜂成蜂田间寄生率。室内生物测定结果显示甲维盐和阿维菌素对褐飞虱4龄若虫的LC 50值分别为1.20和2.03 mg/L,各浓度(LC_(15)~LC_(75))甲维盐和中低致死浓度(LC_(15)~LC_(50))阿维菌素处理后的褐飞虱成虫单雌产卵量均显著高于对照。甲维盐和阿维菌素对稻虱缨小蜂成蜂的LC_(50)值分别为0.0145和0.0205 mg/L,田间用量的安全系数分别为4.52×10^(-4)~9.05×10^(-4)和8.52×10^(-4)~14.22×10^(-4),均为极高风险性药剂。【结论】甲维盐和阿维菌素会引起田间褐飞虱的再猖獗,主要有两方面的原因,一是刺激褐飞虱雌成虫产卵,二是作为稻虱缨小蜂的高风险药剂,极大地削弱了该蜂对褐飞虱的控害作用。因此,应减少两种药剂在稻田的使用,避免导致褐飞虱的再猖獗。

施用茚虫威饵剂后红火蚁的蚁巢迁移及弃尸行为

红火蚁Solenopsis invicta是典型的社会性昆虫,在防控过程中容易引起红火蚁巢体迁移和弃尸等现象,影响防控效果。本研究对标记好的蚁巢施用茚虫威饵剂,然后定时观察新增加的蚁巢数量和工蚁弃尸量。结果表明,施用0.08%和0.1%茚虫威饵剂后,所有处理均有新蚁巢出现,施药后5~10 d,新蚁巢大量出现,随后蚁群趋向稳定,新增蚁巢减少,至处理后25~30 d,再次出现新蚁巢。0.1%茚虫威饵剂15 g/巢处理在施药后5 d出现8个新蚁巢,药后10 d和30 d分别又新增5个蚁巢,其他时间新增蚁巢数较少。按处理剂量,药后30 d,2种药剂15 g/巢处理出现的新巢数量均显著高于25 g/巢处理。0.1%茚虫威15 g/巢处理,校正蚁巢累计增加率高达124.98%,0.08%茚虫威饵剂15 g/巢处理为89.05%;0.08%和0.1%茚虫威饵剂25 g/巢处理,校正蚁巢累计增加率分别为12.00%和51.34%。施用15 g/巢饵剂后2 d开始有大量工蚁尸体被丢弃,至药后4 d弃尸量达最大值,0.08%和0.1%茚虫威饵剂处理弃尸量分别为330.5头/巢和300.2头/巢,随后呈逐步下降趋势,至14 d,弃尸量降至最低。施药后8 d内弃尸量达总弃尸量75.26%以上,至药后10 d,已达总弃尸量的90.08%以上。施用0.08%和0.1%茚虫威饵剂25 g/巢的处理新蚁巢出现较少,表明施用相对低剂量的饵剂,更容易引起蚁巢迁移。红火蚁的弃尸行为主要发生在饵剂施用后的前8 d。

城市绿地生态保护视角昆虫光谱趋性差异

照明提升城市夜间安全与活力,是城市建设的重要因素。但近年来夜间照明的迅速蔓延,改变了城市自然环境的光周期与光分布范围,造成光污染生态风险。其中,趋光昆虫受到的胁迫尤为显著,城市绿地昆虫种类与数量急剧下降,进而通过级联效应,引发城市绿地生态系统失衡问题。昆虫是典型的生态指示种和光敏动物,明确昆虫的光谱趋性差异,筛选出对昆虫趋光性友好的光谱,可为生态光源的研发提供依据,从而降低城市照明的生态风险。已有研究较多采用实验室内实验箱的设置方法,探究某一特定昆虫属种的趋光行为,尚缺乏对特定生境下的昆虫群落和典型昆虫目的光谱趋性研究。因此,研究在天津市津南区天津大学北洋园校区绿地系统开展野外人工光诱捕昆虫实验,以野外诱捕昆虫的种类与数量为判定依据,分析各光谱的昆虫趋性差异。野外诱虫实验以7种窄光带光谱(单色光)为研究对象,采用相对评价法,设置趋光昆虫最敏感的紫外光(Ultraviolet,369 nm)为对照组。结果表明,天津城市绿地生境中,4类典型趋光昆虫为双翅目(61.1%)、半翅目(19.7%)、鞘翅目(11.1%)、鳞翅目(5.7%)类,占诱捕总量的97.6%;对照紫外光(Ultraviolet,369 nm),4种典型昆虫总体的趋性敏感光谱排序及趋性概率为:远红色光(Far Red,740 nm)0.5%<深红色光(Deep Red,660 nm)2.0%<橘红色光(Red Orange,627 nm)9.0%<青色光(Cyan,500 nm)22.8%<绿色光(Green,519 nm)22.9%<蓝紫色光(Royal Blue,447 nm)27.6%<蓝色光(Blue,478 nm)40.1%;绝对生态光谱为红光,相对生态光谱为青色光(Cyan,500 nm)和蓝紫色光(Royal Blue,447 nm)。在全面推进人与自然和谐共生的现代化建设阶段,研究将有助于生态光源的开发、生态保护和城市光生态建设的提升。

云南短头熊蜂体色模式多态性地理分布格局

【目的】熊蜂是自然环境中一类重要的传粉昆虫,其体表通常覆盖着颜色鲜亮的体毛,从而形成明显的体色模式。本研究旨在探明云南短头熊蜂Bombus breviceps体色模式多态性的地理分布格局,为熊蜂遗传进化及环境适应性研究提供基础数据。【方法】通过检视2017-2021年在云南和贵州共127个采样点采集的957头短头熊蜂标本[包括雌成蜂898头(蜂王103头、工蜂795头)以及雄成蜂59头],绘制雌、雄成蜂体色模式图,分析体色模式的类型及优势度。基于不同体节的体色组成对体色模式进行系统聚类,基于经纬度0.5°×0.5°单元格内体色类群组成分析云南短头熊蜂体色模式的地理分布格局。【结果】短头熊蜂胸部背板体毛的颜色在黑色、灰黄色和橙黄色间过渡变化,腹部背板体毛颜色有黑色、灰黄色、黄色和深棕色,腹部第1背板体毛均为黄色,黄色体毛由第1背板向后逐节延伸最多至第3背板的整节,第2,3背板的体毛为黄色、黑色或灰黄色,而深棕色体毛由腹部第6背板向前逐节延伸最多至第3背板的下半节;雌成蜂有81种体色模式,其中工蜂有80种,蜂王有13种,其中12种与工蜂相同,雄成蜂有37种体色模式,其中28种与雌成蜂相似。雌成蜂的81种体色模式中,优势体色模式有2种,丰盛体色模式有5种,常见体色模式有10种,稀少体色模式有64种。雌成蜂体色模式可聚为3个体色类群,即:A类群(黑胸棕尾),B-1类群(橙胸黑尾)和B-2类群(橙胸棕尾)。云南短头熊蜂体色模式的地理分布可划分为云南高原西部(Ⅰ)和云南高原东部(Ⅱ)2个大区。Ⅰ区进一步可分为滇中亚热带高原区(Ⅰ1)和滇西南热带低山宽谷区(Ⅰ2);Ⅱ区进一步可分为滇东南亚热带岩溶山地河谷区(Ⅱ1)和滇东北亚热带中山河谷区(Ⅱ2)。A体色类群仅分布于Ⅰ1小区,Ⅰ2小区仅有B-2类群分布,而B-1类群仅分布于Ⅱ区,且同域分布有B-2类群。体色模式多态性高低与分布地经纬度无明显相关性,云南高原中部24.00°-24.50°N,102.50°-103.00°E方格内的体色模式多态性最高,达18种;A体色类群分布地平均海拔[(1951±311)m]极显著高于B-1[(1568±352)m]和B-2[(1556±534)m]类群分布地平均海拔。【结论】云南短头熊蜂体色模式多态性丰富,可划分为3个主要的体色类群,其地理分布与气候区划、地型地貌和土地利用类型相关,地理区划特征明显,同区域内体色模式多态性向优势模式趋同。本研究结果对深入挖掘中国本土熊蜂资源和物种多样性保护具有重要意义,为不同生境利用与发展熊蜂提供技术支撑。

水稻害虫:研究进展与展望

水稻是我国主要的粮食作物,病虫害的发生直接威胁水稻生产安全。水稻害虫种类多,灾变机制复杂,绿色防控新技术开发难度大。深入研究水稻害虫的监测和早期预警技术、发育与生殖调控机制、化学通信机制和新型防控技术等,不仅有助于阐明水稻害虫发生灾变机制,还将为害虫综合治理提供新的有效的防控靶点和防控技术。近年来,我国学者在水稻害虫研究领域取得显著进展,在多个研究方向取得重要成果,本专辑汇集了一些最新研究进展。本文概述了目前关于水稻害虫研究的最新进展,介绍了本专辑论文的主要研究内容,并提出了如下值得更深入关注的3个研究方向:(1)水稻害虫智能化监测和早期预警;(2)水稻害虫灾变机制及演变规律;(3)水稻害虫绿色防控靶点挖掘及可持续防控体系构建和应用。

城市昆虫传粉生境营建研究进展及思考

传粉昆虫是生物多样性重要组成部分,昆虫传粉生境建设能有效减缓植物授粉危机,有利于城市生物多样性保护和促进自然教育。文章通过检索文献库CNKI和Web of Science近20年相关文献,采用文献计量法、内容分析法,对昆虫传粉生境营建相关的规划与设计、建设与管理研究成果进行梳理。结果表明:规划方面,注重该类绿地与区域生态网络和城市专项规划融合;设计方面,强调植物选用遵循“双高”“本土”“多样化”原则,并采用“高密群植”“防风向阳”方式配置;建设方面,提倡保留多种地表,增加与雨水花园、绿色屋顶等生态景观布置和栖息设施举措;管理方面,建议纳入4种特色日常管理措施,并提出管理部门的政策支持能助力实现昆虫多样性目标。文章最后提出传粉生境营建研究还存在意义彰显不足、实践应用待加强,以及我国发展缓慢等相关思考,旨在对我国城市昆虫传粉生境营建与城市生物多样性保护提供研究参考。

社会性昆虫社会身份识别机制研究进展

昆虫社会身份识别是指昆虫通过感知各种信息来辨别其他个体的身份,进而建立一定社会关系的生物学现象。社会身份识别对社会性昆虫的信息交流、天敌防御、社会分工、个体及群体生存和繁衍尤为重要。本文以蚂蚁、白蚁和蜜蜂等社会性昆虫为例,详细阐述了社会性昆虫的社会身份识别机制:社会性昆虫以信息素为关键线索,利用嗅觉实现社会身份的识别;社会性昆虫也通过其视觉观察同伴或天敌等个体的行为,实现社会身份的识别;社会性昆虫还能够识别特殊的声音信号和感知空气中的震波,并作为其社会身份识别的重要依据。此外,研究表明昆虫共生菌也参与调控社会性昆虫的身份识别。针对社会性昆虫身份识别是先天还是后天形成的这一争论,我们从基因、适应学习以及基因和环境互作等方面,阐述了昆虫可能通过先天遗传和后天学习相结合的方式实现社会身份识别的观点。社会性昆虫是研究人类和动物社会行为学的绝佳模式生物。社会身份识别的研究成果不仅可深入解析社会性昆虫的生物学特性,也对人类及其他动物的社会认知进化以及各类社会问题的研究提供重要参考。今后应加强以下两方面的研究:(1)探索社会性昆虫多样的识别方式,解码其更深层次的机制研究;(2)应用现代新型计算机技术,将社会性昆虫身份识别行为可视化分析。

河南省新乡地区金龟甲发生动态及影响因子分析

为明确河南省新乡地区农田地下害虫优势种群组成、发生动态及影响因子,本研究于2015-2021年间利用虫情测报灯对该地区的金龟甲进行了监测。结果表明铜绿丽金龟Anomala corpulenta Motschulsky和暗黑鳃金龟Holotrichia parallela Motschulsky为河南新乡小麦-玉米/花生1年2熟制农田地下害虫的优势种群,且暗黑鳃金龟的年度诱虫量及其在混合种群中的占比呈逐年增加趋势。金龟甲的发生在不同年份呈现单峰或双峰,暗黑鳃金龟发生盛期表现出明显的隔日出土现象即双倍节律。相较于暗黑鳃金龟发生期的6月中旬至9月上旬,铜绿丽金龟的发生期相对较短,在6月下旬至8月下旬。同时暗黑鳃金龟高峰日也晚于铜绿丽金龟,其中高峰日最多差22 d。金龟甲的发生与环境降雨、湿度、温度相关。本研究为新乡地区乃至黄淮海农田地下害虫的危害预警和综合治理提供数据支撑。

亚致死浓度阿维菌素和毒死蜱对经历寄主转换的稻纵卷叶螟生长发育和繁殖的影响

【目的】本研究旨在明确寄主转换经历是否会改变亚致死浓度杀虫剂对稻纵卷叶螟Cnaphalocrocis medinalis生长发育和繁殖的影响,为杀虫剂的合理使用及稻纵卷叶螟的综合治理提供理论依据。【方法】从稻纵卷叶螟水稻种群和小麦种群中收集卵,并将其分别转换寄主植物饲养至2龄,作为具有不同寄主转换经历处理的幼虫[以水稻为食的水稻种群(R-R)、以小麦为食的水稻种群(R-W)、以小麦为食的小麦种群(W-W)和以水稻为食的小麦种群(W-R)]。利用离体叶片浸渍法对这些幼虫在亚致死浓度(LC_(25))阿维菌素和毒死蜱浸渍下的水稻或小麦叶片处理后48 h,测定3-5龄幼虫生长发育及成虫繁殖能力和寿命。【结果】未经杀虫剂处理时,寄主转换显著影响稻纵卷叶螟3-5龄幼虫总历期、化蛹率和蛹重,但对水稻种群和小麦种群的影响相反。LC_(25)浓度阿维菌素和毒死蜱处理2龄幼虫,显著延长3-5龄幼虫总历期,但延长程度因寄主转换经历而异。LC_(25)浓度阿维菌素显著降低各寄主转换经历幼虫的化蛹率(R-R组除外)。LC_(25)浓度毒死蜱仅显著降低W-W组的化蛹率。在2龄幼虫暴露于LC_(25)浓度阿维菌素后W-W和W-R组的蛹重显著降低。水稻种群化蛹率和蛹重受寄主转换的影响在LC_(25)浓度阿维菌素处理后消失,而小麦种群化蛹率和蛹重受寄主转换的影响在LC_(25)浓度阿维菌素和毒死蜱处理后均消失。无论是何种寄主转换经历还是LC_(25)浓度阿维菌素和毒死蜱处理均未影响成虫羽化率、交配率和单雌产卵量。寄主转换处理只显著影响未经杀虫剂处理时水稻种群的卵孵化率,但卵孵化率均未受LC_(25)浓度阿维菌素和毒死蜱处理影响。与未经杀虫剂处理相比,LC_(25)浓度阿维菌素和毒死蜱处理均未影响雌成虫寿命,但LC_(25)浓度毒死蜱处理显著增加了W-W组雄成虫寿命。【结论】寄主转换经历会影响阿维菌素和毒死蜱对稻纵卷叶螟的亚致死效应。LC_(25)浓度阿维菌素和毒死蜱处理经历寄主转换的稻纵卷叶螟幼虫后,其幼虫和蛹生长发育均受到不同程度影响,但成虫繁殖和寿命所受影响较小。使用针对稻纵卷叶螟的杀虫剂时和进行毒理实验时应考虑到寄主植物的潜在影响。

江汉平原稻田主要害虫与天敌关系分析

【目的】本研究旨在调查分析江汉平原稻田节肢动物群落的物种组成以及主要害虫与天敌相互作用的关系,为制定水稻害虫绿色防控技术体系提供科学依据。【方法】2019-2020年通过吸虫器法和扫网法在水稻的分蘖期、孕穗期、齐穗期调查江汉平原监利市、潜江市、江陵县等市(县)28块稻田节肢动物物种种类与个体数量,采用主成分分析和灰色关联度分析法分析了各主成分对稻田节肢动物群落的影响以及主要害虫与天敌种群数量之间的关系。【结果】2019-2020年调查的江汉平原稻田节肢动物种类共169种,按照营养取食关系,将稻田节肢动物群落划分为4个亚群落,其中植食类6目33科57种,捕食类7目30科50种,寄生类2目15科44种,中性类5目16科18种。稻田节肢动物群落中对第1主成分贡献大的是白背飞虱Sogatella furcifera和黑尾叶蝉Nephotettix bipunctatus;对第2主成分贡献大的是淡翅小花蝽Orius tantillus和青翅蚁形隐翅虫Paederus fuscipes;对第3主成分贡献大的是稻纵卷叶螟Cnaphalocrocis medinalis和灰飞虱Laodelphax striatellus。与主要害虫稻纵卷叶螟种群数量关联度大的前3位天敌依次为:草间钻头蛛Hylyphantes graminicola>拟环纹豹蛛Pardosa pseudoannulata>三突花蛛Misumenops tricuspidatus。与主要害虫白背飞虱种群数量关联度大的前3位天敌依次为:华丽肖蛸Tetragnatha nitens>黑肩绿盲蝽Cyrtorhinus lividipennis>拟环纹豹蛛。【结论】稻田节肢动物群落构成差异主要是由优势植食性昆虫和优势捕食性天敌数量决定的。捕食动物草间钻头蛛种群数量与稻纵卷叶螟种群数量追随关系最为密切,对稻纵卷叶螟具有一定控制作用,华丽肖蛸的种群数量与白背飞虱种群数量追随关系最为密切,对白背飞虱具有一定控制作用。

绿豆象成虫对红豆与绿豆种子挥发物的电生理和嗅觉行为反应

【目的】明确红豆Vigna angularis与绿豆V.radiata种子挥发物对绿豆象Callosobruchus chinensis成虫嗅觉行为的影响,为筛选绿豆象行为调控剂奠定理论基础。【方法】利用固相微萃取(solid-phase microextraction,SPME)和气相色谱-质谱(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)法对绿豆晋绿1号和红豆汾小豆3号种子的挥发性化合物进行提取鉴定,通过触角电位(electroantennogram,EAG)和嗅觉选择行为反应筛选对绿豆象具有引诱活性的化合物及配方,并进行田间诱捕试验。【结果】红豆和绿豆种子中的共有挥发物有18种,主要包含醛类、酮类、烯烃类、烷烃类、醇类、酯类和芳香烃类,其中含量较高的4种物质甲基庚烯酮、己醛、正壬醛和癸醛均能引起绿豆象成虫强烈的电生理反应,而正癸烷、反式石竹烯、2-甲基萘和环己基苯等引起的反应相对微弱。嗅觉选择行为反应结果表明己醛对绿豆象雌雄成虫有明显驱避作用;而甲基庚烯酮、正壬醛和癸醛对绿豆象雌雄成虫均表现出引诱作用。多组分室内行为反应试验表明,甲基庚烯酮与正壬醛以1∶2.6的比例混配时雌雄成虫选择率达到70%以上,引诱效果相对较好;而甲基庚烯酮与癸醛以1∶3.2的比例混配时雌雄成虫选择率还未达到60%,引诱效果较差。【结论】红豆与绿豆种子挥发物中甲基庚烯酮、正壬醛和癸醛对绿豆象雌雄成虫有较好的引诱活性,可能在绿豆象嗅觉识别过程中发挥重要作用,可以用于开发该害虫的行为调控剂。

补充营养和微量元素对烟蚜茧蜂寄生能力及生长发育相关酶的影响

【目的】烟蚜茧蜂Aphidius gifuensis作为烟蚜Myzus persicae的一种优势寄生蜂,被广泛用于生产,但在烟蚜茧蜂大规模扩繁的过程中,饲养多代后常常会出现寄生能力下降、体型变小等问题。本研究旨在通过测定分析补充不同浓度营养成分和微量元素对退化烟蚜茧蜂成蜂寄生烟蚜时的寄生率、子代成蜂体型和子代成蜂中生长发育相关酶(酚氧化酶和羧酸酯酶)含量与活性的影响,筛选出复壮效果最好的复壮方式。【方法】室内挑选饲养至10代后出现明显种群退化的烟蚜茧蜂成蜂饲喂不同浓度(5%, 10%和20%)营养成分(蜂蜜、葡萄糖和蔗糖)及不同浓度(0.25, 0.5, 1, 2和4 mg/L)的微量元素(Cu, Fe, Zn, Mn和Co)溶液,测定寄生率、子代成蜂体型及子代成蜂羧酸酯酶和酚氧化酶的含量和活性。【结果】在补充营养试验中,10%蜂蜜溶液对烟蚜茧蜂的复壮效果最好,使寄生率比对照组(纯净水)提高了28.00%,但对烟蚜茧蜂子代成蜂体型的影响不显著;饲喂10%葡萄糖组烟蚜茧蜂子代成蜂羧酸酯酶含量最高,比对照组提高了38.00%;饲喂10%蔗糖组烟蚜茧蜂子代成蜂羧酸酯酶活性最高,是对照组的3倍;饲喂10%蔗糖组烟蚜茧蜂子代成蜂酚氧化酶含量最高,比对照组提高了56.00%;饲喂10%葡萄糖组烟蚜茧蜂子代成蜂酚氧化酶活性最高,是对照组的1.3倍。补充微量元素试验中,补充1 mg/L Fe对烟蚜茧蜂的复壮效果最好,使寄生率比对照组提高了25.33%,但对其子代成蜂体型的影响不显著;烟蚜茧蜂子代成蜂羧酸酯酶含量也最高,比对照组提高了50.00%。各微量元素饲喂组烟蚜茧蜂子代成蜂羧酸酯酶的活性均低于对照组;饲喂1 mg/L Zn组烟蚜茧蜂子代成蜂酚氧化酶含量最高,和对照组相比提高了29.31%;饲喂1 mg/L Mn组子代成蜂酚氧化酶活性最高,是对照组的1.51倍。【结论】生产上可对退化的烟蚜茧蜂种群补充饲喂10%蜂蜜水或补充1 mg/L Fe来提高烟蚜茧蜂对烟蚜的寄生能力,达到复壮烟蚜茧蜂种群的目的。

外施多效唑诱导水稻对稻飞虱的抗性

【目的】利用化学激发子提高植物抗虫性从而抑制害虫,是目前正在开发的一种新型的害虫绿色防治技术。本研究旨在解析一种化学激发子——多效唑(paclobutrazol,PBZ)提高水稻Oryza savita对稻飞虱抗性的机理,以期为其在害虫防控中的应用打下基础。【方法】用不同浓度PBZ以根吸的方法处理秀水110品种水稻24 h后接入褐飞虱Nilaparvata lugens和白背飞虱Sogatella furcifera初孵若虫,测定接虫后不同时间若虫存活率;用含有5和10 mg/L PBZ或者防御化合物[咖啡酰腐胺、刺苞菊苷和樱桃苷(1和10 mg/L)及芥子酰胍丁胺(0.1和1 mg/L)]的稻飞虱人工饲料饲喂以及用5和20 mg/L PBZ溶液喷施褐飞虱若虫后,测定褐飞虱若虫存活率;5 mg/L PBZ根吸处理水稻、褐飞虱若虫为害和5 mg/L PBZ根吸处理水稻再接褐飞虱若虫后,测定水稻体内水杨酸(salicylic acid,SA)、过氧化氢(hydrogen peroxide,H_(2)O_(2))和乙烯(ethylene,ET)以及防御化合物芥子酰胍丁胺、咖啡酰腐胺、刺苞菊苷和樱桃苷的含量。【结果】与对照(根吸不含PBZ的营养液的水稻)相比,5 mg/L PBZ根吸处理水稻,接虫后3 d时褐飞虱若虫存活率降低33.3%;当PBZ浓度达到20 mg/L时,接虫后4 d时褐飞虱若虫全部死亡,但PBZ本身对褐飞虱若虫没有直接的毒杀作用。与对照组相比,5 mg/L PBZ根吸处理24 h后不接褐飞虱为害放置24 h时水稻植株体内SA含量显著上升,5 mg/L PBZ根吸处理水稻24 h再接褐飞虱若虫为害72 h时H_(2)O_(2)含量显著上升,5 mg/L PBZ根吸处理24 h后不接褐飞虱为害放置48-96 h、褐飞虱为害24-72 h及5 mg/L PBZ根吸处理水稻24 h再接褐飞虱若虫为害48-96 h ET释放量均显著下降,5 mg/L PBZ根吸处理诱导了水稻植株中咖啡酰腐胺和芥子酰胍丁胺2种酚胺类化合物以及刺苞菊苷和樱桃苷2种黄酮类化合物含量的显著上升。在褐飞虱人工饲料中添加1或10 mg/L的咖啡酰腐胺、芥子酰胍丁胺、刺苞菊苷或樱桃苷,可有效降低褐飞虱若虫存活率。【结论】PBZ是一种有效的化学激发子,可以通过激活水稻的SA和H_(2)O_(2)通路、抑制ET通路,诱导水稻相关防御化合物的合成,提高水稻对褐飞虱的抗性。

公民科学在深圳城市公园蝴蝶多样性保护中的应用

为分析公民科学在自然教育和城市生物多样性保护中的作用,以公民科学在深圳城市公园蝴蝶多样性保护中的应用为例,结合调查数据及国内外相关案例,归纳总结公民科学在科学传播,科研数据收集与监测,参与制定城市保护策略等方面的优势和影响。结果表明,通过参与公民科学项目,城市居民可以成为生物多样性保护的积极参与者,促进城市生态系统的健康和可持续发展。因此,公民科学项目的组织和实施需联合政府、学术机构和社区组织等利益相关者力量,有的放矢地在数据质量控制、参与者培训课程和项目管理质量方面进行改进、完善,推动城市生物多样性保护措施的有效实施。在此基础上,从4个方面提出未来的公民科学在城市生物多样性保护方面的应用前景。

基于水稻冠层多信息融合的监测褐飞虱种群大小的BP神经网络方法

【目的】褐飞虱Nilaparvata lugens种群监测的自动化和智能化尚未实现。本研究旨在探究水稻受褐飞虱危害后冠层光谱和温度以及叶片叶绿素相对含量与为害虫量的关系,建立基于高光谱、热成像和叶绿素等多信息融合的误差反向传播(back propagation,BP)神经网络监测褐飞虱的方法,为田间褐飞虱种群监测向自动化与智能化方向发展提供方法支持。【方法】在可控条件下利用方形塑料框培育水稻,并在分蘖期接入雌雄1∶1配对的不同对数(0,1,2,3,4,5,6和7对)的褐飞虱雌、雄成虫,然后连续多次(接虫后16,27,32,44和60 d时)调查接虫区水稻上褐飞虱虫量(每4穴稻上个体数),并采用高光谱仪和热成像仪分别测定水稻冠层光谱反射率和冠层温度,利用土壤和植物分析仪器开发(soil and plant analyzer development,SPAD)叶绿素仪测定叶片叶绿素的相对含量(SPAD值);采用Pearson相关法分析各测量指标与褐飞虱虫量的相关性;采用多元散射校正对光谱反射率数据进行降噪处理;采用连续投影算法对高光谱反射率数据进行降维和敏感波段筛选;分别以光谱反射率单一信息及其与冠层温度和SPAD值融合后的多源信息为输入量,采用普通和加入粒子群算法优化的BP神经网络建模,构建褐飞虱为害不同时段后种群大小的神经网络监测模型。【结果】褐飞虱为害后水稻冠层光谱在近红外的730-930 nm波段反射率、水稻冠层温度与气温的差值(冠气温差)和叶片的SPAD值均与褐飞虱虫量呈显著负相关。利用连续投影算法筛选出的冠层光谱敏感波段处反射率并降噪后建立的BP神经网络监测5个危害时段褐飞虱虫量的预测集决定系数R^(2)在0.504~0.892之间;融合冠层光谱、冠气温差和叶片SPAD值等多信息建立的BP神经网络监测褐飞虱虫量的预测集R^(2)提升到0.640~0.975;在多源信息基础上再选用粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法优化BP神经网络后监测褐飞虱虫量的精度提高,预测集R^(2)提升到0.931~0.991,模型预测效果好。【结论】基于水稻冠层高光谱与热成像和叶片SPAD值等多信息融合的PSO-BP神经网络方法监测褐飞虱虫量的精度高、效果好,有望用于田间褐飞虱种群的自动监测。

蛹期高温对稻纵卷叶螟种群的抑制作用

【目的】本研究旨在明确稻纵卷叶螟Cnaphalocrocis medinalis蛹对高温的敏感性,为利用蛹期高温预测种群发展趋势提供生物学指标和模型。【方法】对稻纵卷叶螟1-5日龄蛹分别在37,39和41℃下进行1次性1-7 h的热击,对1日龄蛹在37,39和41℃进行1-7 h/d持续2和3 d的多次热击,并以一直饲养在27℃下的蛹为对照组,测定热击处理组和对照组蛹羽化率、蛹历期、每雌产卵量及卵孵化率;采用线性回归方法建立蛹羽化率、蛹历期、每雌产卵量及卵孵化率与热击时长的关系模型。【结果】与对照组相比,1-5日龄稻纵卷叶螟蛹分别受37,39和41℃高温1次性热击1-7 h后,随着热击温度的升高蛹历期延长,蛹羽化率、每雌产卵量和卵孵化率降低;在相同的高温下,随着热击时间的增长蛹历期呈线性延长,蛹羽化率、每雌产卵量和卵孵化率呈线性下降,并且变化率在各日龄处理间基本相同;37或39℃热击后,1日龄蛹组的蛹历期长于3-5日龄蛹组的,但前者的蛹羽化率低于后者。1日龄蛹在37和39℃下多次热击后蛹历期随日热击时间的增长而缩短,在41℃下仅2 d内的热击有该趋势,3 d内7 h/d的热击延长了蛹历期;蛹羽化率、每雌产卵量及卵孵化率均随日热击时长的延长而线性降低,并且降低幅度随温度的升高而增大,但在热击2和3 d间无显著差异。37,39和41℃下2和3 d,日热击时长每延长1 h蛹羽化率将分别降低3.25%,4.95%和7.49%,每雌产卵量分别减少5.02%,7.80%和10.82%,卵孵化率分别降低2.20%,3.31%和5.05%,说明热击显著抑制了种群的发展。【结论】稻纵卷叶螟蛹对高温较为敏感,热击影响其发育、存活和繁殖力,可根据蛹期高温及持续时长预测稻纵卷叶螟种群的数量。

北京小西山昆虫资源多样性与保护分析

[目的]了解北京小西山昆虫资源类型,完善小西山生物多样性数据。[方法]在2021年5月至2022年5月,通过野外观察、扫网、振落和灯诱等调查方法并查阅相关文献资料,对小西山的昆虫资源进行了调查。[结果]小西山共有昆虫17目246科874属1 150种,其中鳞翅目(Lepidoptera)昆虫占比最高,有48科250属305种,占总物种数量的26.52%;其次为半翅目(Hemiptera),有271种,占23.57%。[结论]该研究还对传粉昆虫、观赏昆虫、环境昆虫、食药用昆虫等资源类型进行了分析,并建议通过持续昆虫资源调查,改善营林环境,保护自然天敌,加强宣传引导等方面进行小西山昆虫资源多样性保护。研究成果为林区生物多样性保护、林业有害生物防治以及森林生态系统健康评价体系的建立等工作提供参考依据。

大螟成虫在高剂量性信息素交配干扰环境中的求偶和交配行为

【目的】通过实验室研究高剂量性信息素环境中大螟Sesamia inferens的求偶和交配行为,分析比较性信息素化合物顺11-十六碳烯醛(Z 11-16∶Ald)和顺11-十六碳烯乙酸酯(Z 11-16∶Ac)抑制大螟成虫求偶和交配的差异,为田间大螟有效的交配干扰技术提供技术参数。【方法】在风洞生物测定仪中模拟性信息素高剂量环境,采用2-D行为记录和分析、行为观测、卵巢解剖、性信息素提取和GC-MS分析相结合的方法,测定了雌雄成虫的移动距离、求偶和交配率以及雌成虫性信息素滴度;采用主动释放器试验评价了合成的性信息素的田间交配干扰效果。【结果】大螟雄成虫在暗期第1个小时的移动距离大于其他时间段的,在Z 11-16∶Ac环境中大螟雄成虫移动距离占整个暗期移动距离的51.8%±9.3%,远高于对照(无性信息素释放)和Z 11-16∶Ald环境中的,而暗期不同时间雌成虫移动距离则没有显著差异。Z 11-16∶Ac和Z 11-16∶Ald环境中雌成虫产卵器伸出比例均显著低于对照环境中的。在对照环境中,1日龄雌成虫产卵器伸出比例为76.7%±14.6%,显著高于Z 11-16∶Ald环境中的(29.2%±13.1%)和Z 11-16∶Ac环境中的(26.7%±11.7%)。而各交配干扰环境中不同日龄大螟雌成虫产卵器开始伸出时间和伸出后的持续时间则无显著差异。对照环境中,雌雄成虫的交配率高达72.2%±5.6%,Z 11-16∶Ac和Z 11-16∶Ald环境中交配率分别为40.5%±3.4%和45.2%±3.1%,说明对照组交配率显著高于交配干扰组。在不同的交配干扰环境中,雌成虫性信息素Z 11-16∶Ald和16∶Ac的滴度无显著差异,Z 11-16∶Ac处理后顺11-十六碳烯醇(Z 11-16∶OH)和Z 11-16∶Ac的滴度显著降低,对照环境中的雌成虫Z 11-16∶OH和Z 11-16∶Ac的滴度分别为(3.79±2.56)和(7.29±4.49)ng,但Z 11-16∶Ac环境中仅分别为(0.80±0.59)和(1.99±0.45)ng。Z 11-16∶Ald环境中Z 11-16∶OH和Z 11-16∶Ac的滴度则与对照环境中的无显著差异。田间试验验证了交配干扰的效果,Z 11-16∶Ac交配干扰效果比Z 11-16∶Ald要稳定和高效,Z 11-16∶Ald的交配干扰效果则与地理种群有关。【结论】大螟性信息素交配干扰化合物需要加入Z 11-16∶Ac才能使交配干扰效果稳定和高效,仅仅只有Z 11-16∶Ald时干扰效果可能会受地理种群的影响,Z 11-16∶Ac不仅干扰雄成虫求偶,也同时影响了雌成虫性信息素的滴度以及雌雄成虫的交配,因此,在多个方面提高了防控效果。

红火蚁对亚洲玉米螟的捕食作用及其发生影响

蚂蚁在蛀茎害虫的综合治理方面发挥着重要的作用。全球分布性的入侵蚂蚁红火蚁取食多种无脊椎动物并在入侵区域成为优势物种。但是目前尚不清楚红火蚁对玉米重要害虫亚洲玉米螟的捕食作用。本文在实验室和野外条件下研究红火蚁对亚洲玉米螟的觅食和捕食行为。研究显示,对于隐藏度低的亚洲玉米螟,红火蚁发现该害虫的时间约为40s,召集时间少于1 h。对于隐藏度高的亚洲玉米螟,红火蚁发现该害虫的时间超过26 min,召集时间接近6 h。野外实验显示,红火蚁可以降低玉米中后期生长阶段中50%的亚洲玉米螟卵块、94.1%的亚洲玉米螟幼虫和92.9%亚洲玉米螟蛀食孔。研究提供更多的视角理解红火蚁对生物多样性影响。

实验室饲养对中华蜜蜂雄蜂精液及转录水平基因表达的影响

为探索中华蜜蜂Apis cerana cerana Fabricius种用雄蜂的高效培育方法,本研究利用实验室和蜂群条件培育中华蜜蜂性成熟雄蜂,比较各实验组雄蜂的体重、可采集精液比例及精子活力,利用转录组测序技术解析实验室饲养对雄蜂基因表达的影响。结果表明,与蜂群饲养组相比,实验室饲养组中华蜜蜂性成熟雄蜂的精子活力无显著差异,但雄蜂的体重和可采集精液比例显著降低。转录组测序共筛选获得实验室饲养组雄蜂的差异表达基因602个,其中上调表达186个,下调表达416个。上调的差异表达基因显著富集于蛋白质结合、核质、淘汰的核质组分和胞内细胞器等19个GO功能分类;下调的差异表达基因显著富集于ATP合成耦合质子转运、线粒体内膜、呼吸体和碳水化合物代谢过程等22个GO功能分类,以及氧化磷酸化、碳代谢、脂肪酸降解和三羧酸循环等6条KEGG通路。表明实验室饲养可作为培育中华蜜蜂种用雄蜂的备选方法进行深入研究。实验室饲养可能通过抑制机体能量代谢和干扰线粒体功能影响雄蜂的生长和精子发生。研究结果为进一步研发中华蜜蜂种用雄蜂的工厂化培育技术提供了科学参考,有助于加速我国本土蜜蜂的良种选育进程。