寄主植物对植食性昆虫抗性的研究进展——以云杉八齿小蠹为例

云杉八齿小蠹Ips typographus是针叶林中最具破坏性的物种之一。雄虫以寄主挥发物作为嗅觉信号搜寻和定位寄主,然后释放信息素吸引同性或异性小蠹群集攻击寄主。寄主植物在受到云杉八齿小蠹为害后,不同寄主植物对云杉八齿小蠹的抗性反应不同,但都能够利用其自身的物理结构、分泌物及挥发性化学物质等抵御小蠹的危害,并合成产生大量的防御化学物质来使其免受侵害,寄主植物这种应对小蠹侵害的能力可能有助于它们的长期生存,这是树木的一种可持续的防御策略。寄主植物对云杉八齿小蠹入侵的有效防御是多阶段系统防御,包括一系列组成和诱导的机制来抵御入侵的云杉八齿小蠹和限制入侵的真菌病原体的传播。寄主植物对植食性昆虫的抗性反应为研发植物诱导剂、植食性昆虫及其天敌的行为调控剂等害虫治理手段开辟了新途径。

落叶松八齿小蠹伴生长喙壳真菌致病性研究

[目的]通过分析落叶松八齿小蠹伴生长喙壳真菌对寄主的致病能力,探究其对落叶松的危害程度与潜在风险。[方法]利用人工接种的方法,将从落叶松八齿小蠹虫体及坑道中分离到的12种长喙壳真菌接种到长白落叶松上,60 d后观察和测量病斑大小。并对2种Endoconidiophora真菌(E.fujiensis和E.laricicola)诱导寄主抗性的能力进行测定。[结果]结果表明,5种长喙壳真菌E.laricicola、E.fujiensis、Ophiostoma hongxingense、O.peniculi和O.xinganense接种长白落叶松产生的病斑面积大于对照处理,其余7种Ophiostoma真菌产生的病斑面积与对照无显著差异。E.laricicola产生的平均病斑面积最大,为3.51 cm^(2),且诱导寄主萜类物质含量呈现先升高后降低的趋势,表现出对长白落叶松的较强致病力。而E.fujiensis产生的平均病斑面积为1.70 cm^(2),诱导寄主萜类物质含量呈现下降趋势,表现出较弱致病力。[结论]E.laricicola对长白落叶松具有强致病性,E.fujiensis、O.hongxingense、O.peniculi和O.xinganense对长白落叶松具有弱致病性,而另外7种Ophiostoma真菌对落叶松无明显致病性。

林木检疫性害虫北欧八齿小蠹形态特征及防控措施

北欧八齿小蠹广泛分布于欧洲,对松属、云杉可造成毁灭性危害。近期江苏连云港口岸从德国云杉上截获北欧八齿小蠹,目前该虫在我国未见分布报道。由于北欧八齿小蠹的寄主在我国广泛种植分布,其潜在的入侵定殖风险应得到相关部门重视。通过介绍北欧八齿小蠹的分类地位、形态特征、入侵风险及防控措施等信息,以期为该有害生物的检疫鉴定及防控提供一些参考。

光臀八齿小蠹共生微生物群落组成及其功能基因注释

【目的】揭示光臀八齿小蠹Ips nitidus共生微生物群落组成和功能特征。【方法】对来自中国西北部青海省麦秀自然保护区的光臀八齿小蠹进行肠道和其他组织共生真菌和细菌宏基因组学和相关性网络分析,比较光臀八齿小蠹肠道和其他组织共生真菌及细菌群落组成,分析微生物群落间的相互关系,并采用非冗余蛋白序列比对方法注释共生微生物功能基因。【结果】共发现光臀八齿小蠹肠道和其他组织共生微生物3520种,真菌和细菌的物种数最高,分别占全部物种数的23.21%和69.01%,平均相对丰度分别为9.69%和13.79%。其他组织中共生真菌白粉菌目(Erysiphales)相对丰度和物种多样性较肠道中的高,而其他组织中酵母目(Saccharomycetales)相对丰度和物种多样性较肠道中的低;其他组织中长喙壳类真菌(ophiostomatoid fungi)多样性(6属16种)较在肠道中的(5属13种)高,在其他组织和肠道中的平均相对丰度分别为0.016%和0.013%。其他组织中肠杆菌目(Enterobacterales)相对丰度和物种多样性高于肠道中的。肠杆菌属Enterobacter、白粉菌属Erysiphe、丛枝菌根属Rhizophagus和沃尔巴克氏菌属Wolbachia均为肠道和其他组织的核心菌属。真菌和细菌的某些群落在肠道和其他组织间表现出相反的相互关系,表明光臀八齿小蠹共生菌间可能存在复杂的相互作用。分别鉴定到共生真菌和细菌功能基因7010和6483个,细菌中异源性物质生物降解和代谢相关功能基因数量远高于真菌的;mRNA监测通路、丙酸代谢和泛素介导的蛋白质水解等11条通路在肠道中较在其他组织中具有更多的差异基因;对于柠檬烯降解和甾醇合成相关功能基因的注释结果表明,细菌对柠檬烯较真菌具有明显的降解能力,而真菌在甾醇生物合成中较细菌发挥更重要的促进作用;74个长喙壳类真菌功能基因主要参与到氧化磷酸化、代谢通路和氨基酸代谢,且长喙壳类真菌在其他组织中多样性更高,主要分布于Ophiostoma等。【结论】光臀八齿小蠹肠道和其他组织中共生微生物的群落组成和多样性以及功能上存在一定的差异性,肠杆菌属、白粉菌属、丛枝菌根属和沃尔巴克氏菌属是光臀八齿小蠹共生微生物群落中最重要的核心菌群,可能在群落构建中发挥着重要的作用。

红皮云杉主要单萜烯对云杉八齿小蠹的毒力及行为调控作用

【目的】通过分析健康和衰弱红皮云杉树干单萜烯释放量的差异,评价单萜烯对云杉八齿小蠹的熏蒸毒性,测试单萜烯对其聚集信息素的行为增效和抑制作用,在此基础上研发用于云杉八齿小蠹种群调控的高效信息化学物质。【方法】利用动态顶空采样法收集健康和衰弱红皮云杉树干挥发物,利用气相色谱仪对其进行定性和定量分析,进一步利用熏蒸法测定主要单萜烯对云杉八齿小蠹成虫的熏蒸毒力,野外行为测定单萜烯对云杉八齿小蠹及其天敌红胸郭公甲的行为影响。【结果】红皮云杉树干释放的单萜烯主要是S-(–)-α-蒎烯、R-(+)-α-蒎烯、月桂烯、S-(–)-β-蒎烯、3-蒈烯、(–)-柠檬烯和(+)-柠檬烯;健康红皮云杉单萜烯释放总量显著高于衰弱木,但R-(+)-α-蒎烯和(+)-柠檬烯的释放量差异不显著。7种单萜烯对云杉八齿小蠹成虫的致死中浓度LC50值介于3.10~4.50μL·mL^(-1)之间,(+)-柠檬烯的熏蒸毒性最强;7种单萜烯间的熏蒸毒性差异显著,但在雌雄成虫间未表现出显著差异。行为测试发现3-蒈烯、(–)-柠檬烯和(+)-柠檬烯能显著降低聚集信息素对云杉八齿小蠹的诱捕量,S-(–)-β-蒎烯对诱捕量没有显著影响。与(–)-柠檬烯和(+)-柠檬烯相比,3-蒈烯能显著提高聚集信息素对红胸郭公甲的引诱作用。【结论】红皮云杉树干可释放7种主要单萜烯,在适合云杉八齿小蠹定殖的衰弱木上单萜烯释放量低于健康云杉。单萜烯对云杉八齿小蠹具有熏蒸毒性,参与调控红皮云杉―云杉八齿小蠹―红胸郭公甲三级营养关系。柠檬烯可作为驱避剂用于云杉八齿小蠹的生态防控中。

落叶松八齿小蠹发生规律及测报技术

采用踏查和标准地调查相结合的方法，对落叶松八齿小蠹发生规律进行了研究，结果表明：气候、立地条件、郁闭度、林木长势、林内卫生状况对该虫发生影响显著。在此研究的基础上，按立地条件等因子以及有虫株率将林分受害程度划分为４个危险等级，进行虫情监测。利用发育进度、有效积温的方法对该虫的发生期预测进行了研究，预测结果与实际发生基本一致。利用有效虫口基数和查迹法对该虫发生量进行了预测，其准确率均达到９０％以上。

应用信息素监测云杉八齿小蠹的扬飞规律

于2002—2005年,应用聚集信息素对云杉八齿小蠹成虫的扬飞规律进行了监测。全年扬飞曲线头出现两次扬飞高峰,证实云杉八齿小蠹的越冬成虫和新羽化出的成虫都能对信息素发生强烈的聚集反应。日诱捕反应节律的观察表明：云杉八齿小蠹虽然多数时间在寄主树皮内营黑暗生活,但仍然具有日间活动昆虫的特点,其活动规律主要受林问温度的影响。

落叶松八齿小蠹伴生真菌3个菌株的鉴定及生物学生理学特性

从落叶松八齿小蠹各虫态体内外、坑道及木材蓝变部位获得3株与落叶松八齿小蠹伴生的真菌,该3株菌可导致木材变色,与蠹害的发生存在密切关系。通过菌体的培养特性和形态观察、放线菌酮耐性及rDNAITS序列测定,将3菌株确认为Ceratocystis fujiensis,为国内新记录种。3个菌株生长的最佳环境条件:温度为25℃,光照为全黑暗条件,pH值为5.0;最佳营养条件:培养基为PDA+落叶松韧皮培养基,碳源为蔗糖,氮源为酵母粉。3个菌株均具有较强的高温和低温耐受性,能够适应北方较大的温差,树体内的黑暗和酸性条件也比较适合菌株的生长。3个菌株对寄主落叶松具有明显的营养选择性,可利用的碳源种类较多,有机氮源利于菌株生长。

云杉八齿小蠹生态学研究进展

云杉八齿小蠹是欧洲最具危害性的小蠹虫之一,嗜食衰弱木,利用雄性产生的信息素进行大面积聚集。聚集信息素不仅具有引诱聚集的作用,其种类和数量还具有调节其聚集密度的效应。在定殖过程中,云杉八齿小蠹既能利用寄主挥发物定位寄主,也能利用非寄主挥发物作为远距离的嗅觉示踪来区别寄主和非寄主。在森林生态系统内捕食性天敌和寄生性天敌很大程度上影响着云杉八齿小蠹的种群密度和行为生态。本文从云杉八齿小蠹的分布与扩散、天敌的种类及控制作用、化学信息物质对小蠹虫及其天敌的行为调控作用以及信息素防治现状等方面进行了综述,并展望了其研究前景。

落叶松八齿小蠹的危险性分析

根据国内外相关的文献,对落叶松八齿小蠹在我国的分布、控制措施、扩散蔓延的可能性、天敌及其制约能力、对经济和环境的影响等进行了概述,并应用多指标综合分析的方法对其传播蔓延的风险进行了评估,结果表明:落叶松八齿小蠹是我国落叶松Larixspp.等松树的重要有害生物,其风险值R为1.96,在我国属中度危险有害生物。

聚集信息素大量诱捕防治云杉八齿小蠹效果研究

2011—2013年在吉林省长白山林区利用人工合成的聚集信息素诱捕器,进行大量诱杀防治云杉八齿小蠹Ips typographus的效果研究试验。结果表明:经过连续3 a防治,云杉八齿小蠹聚集信息素诱捕器的诱集量下降了86.42%,与对照区相比防治区枯死木和衰弱木增长率减缓了82.36%。进一步证明利用聚集信息素大量诱捕能减轻云杉八齿小蠹危害、减缓扩散速度,是有效的治理手段。

云杉八齿小蠹信息素的研究进展

在复杂的生态环境中,来自于云杉八齿小蠹和植物的信息物质在云杉八齿小蠹的整个生活史中都发挥着重要的作用。雄性云杉八齿小蠹作为先锋虫以寄主植物的挥发物作为嗅觉信号搜寻和定位寄主,然后释放信息素吸引同性或异性云杉八齿小蠹前来聚集。云杉八齿小蠹成群攻击以降低寄主树木的抗性,寄主植物在受到云杉八齿小蠹攻击后能够利用其物理结构、分泌物及挥发性物质等抵御其危害。云杉八齿小蠹自身化学信息素的合成和对寄主树木次生代谢物质的转化能力,决定和影响着入侵寄主树木的速度和种群数量。本文从信息素组成、释放速率等方面、寄主和非寄主挥发物的作用及信息素诱捕器在监测和防治中的应用做一综述。

不同保存条件下云杉八齿小蠹总DNA提取方法的比较分析

[目的]探讨云杉八齿小蠹总DNA的提取方法。[方法]将野外采集的云杉八齿小蠹分别保存在95%的酒精浸泡、自然风干和-40℃条件下,采用改良CTAB法、KAc法、盐析法和SDS法对不同保存条件下样品材料总DNA进行提取。[结果]结果表明,4种方法均可从95%酒精浸泡标本和-40℃冻存样品中提取出高质量的总DNA。相比之下改良CTAB法最为简单、高效、经济。以COI的通用引物对所提取的总DNA进行扩增检测,结果表明,采用改良的CTAB法可以从95%的酒精浸泡样品和-40℃冰存样品DNA中扩增出清晰的单一条带,片段大小700 bp,经与已知昆虫的COI片段分子量对比,可以初步断定其为CO I片段。[结论]该研究结果为今后小蠹类的分子系统学研究奠定基础。

辐照对落叶松八齿小蠹发育和繁殖的影响

在室内采用华北落叶松新鲜木段饲养落叶松八齿小蠹(Ips subelongatus Mots.),木段中的幼虫、蛹采用60Coγ射线,成虫采用9MeV X射线进行辐照处理。辐照后在华北落叶松木段上发育和繁殖的结果表明,幼虫经20～60Gyγ射线辐照后,能发育为成虫并繁殖F1代幼虫,80～120Gy处理后能发育为成虫,但成虫无侵染力和繁殖力;蛹经20～100Gy辐照后,能发育为成虫并繁殖F1代幼虫,120～140Gy处理后可发育为成虫,但无F1代幼虫出现。成虫经过4次X射线辐照试验的结果表明,40～120Gy处理后能繁殖F1代幼虫或成虫,140Gy以上剂量处理后无F1代幼虫出现。因此,以辐照导致小蠹不能繁殖子代幼虫作为检疫处理的标准,则落叶松八齿小蠹的幼虫、蛹、成虫的检疫处理剂量分别为80、120和140Gy。

落叶松八齿小蠹营林防治技术的研究

本文从森林经营角度出发，对落叶松八齿小蠹的发生与防治进行了研究，探讨了落叶松八齿小蠹的发生与地形地势、水热条件、土壤及人为经营活动的关系。研究了这些环境因子与该虫发生的起因及规律性；研究了小囊虫的发生与林分生长的关系；提出了营林防治的技术方法；

落叶松八齿小蠹化学防治技术的研究

落叶松八齿小蠹卵、幼虫、蛹、成虫产卵及补充营养期均在落叶松皮内度过，仅在寻找寄主、越冬等阶段在皮外度过。根据该虫生物学的这些特性，我们分别研究筛选了杀皮内药剂、驱避药剂和杀越冬成虫药剂。结果表明，利用５０％氟氯菊脂、２０％的菊马乳油、８０％ＤＤＶ等药剂杀皮内小蠹虫效果均达９０％以上；利用敌百虫等药剂杀越冬等暴露在外的成虫效果可达１００％；利用速灭杀丁、一扫光等药剂驱避效果５天内可达１００％，至３０天仍可达７０％以上。１９９４—１９９５两年结合营林共防治５７０ｈｍ２，挽回经济损失达２９４．８０万元。

落叶松八齿小蠹综合防治的研究

落叶松八齿小蠹(Ips subelongatus Motsch.)在黑龙江省桦南县一年2代,部分个体一年3代。一年中出现三次以聚集信息素——化学信息为中心的扬飞侵入寄主高峰期。其成灾规律是在自然、气候及经营等多种削弱林木因素的综合作用下,从倒木向衰弱木扩散。进而侵害健康木的恶性循环过程。根据虫灾发生的特点划分了急性及慢性两种猖獗基地类型,并阐明形成机理及相应的监测、测报和综合防治技术。1984—1985年采取综合防治措施获得成功,有虫株率由1984年防治前的30％—65％下降到1％以下。提出了适于人工林落叶松八齿小蠹防治的IPC程序图。

不同含量引诱剂对落叶松八齿小蠹及其天敌红胸郭公虫的引诱(英文)

在内蒙古阿尔山的田间诱捕试验中,落叶松八齿小蠹引诱剂1共诱集到16头落叶松八齿小蠹和1319头天敌红胸郭公虫,而落叶松八齿小蠹引诱剂2诱集到24104头落叶松八齿小蠹和776头红胸郭公虫。室内的触角电位试验结果表明:落叶松八齿小蠹对引诱剂2的触角反应(雌虫2.139mV±0.678mV,雄虫2.169mV±0.473mV)大于引诱剂1(雌虫0.440mV±0.232mV,雄虫0.297mV±0.142mV),对引诱剂1的反应值和对照差不多;而红胸郭公虫对引诱剂1的触角反应(雌虫4.618mV±1.106mV,雄虫4.534mV±1.087mV)明显大于引诱剂2(雌虫2.209mV±0.680mV,雄虫1.953mV±0.601mV),对引诱剂2也有一定的反应值。触角电位试验与田间诱捕试验结果相符合。GC-MS分析结果表明:引诱剂1的主要成分为3.06%的cis-geraniol,1.98%的Ipsenol,80.36%的(S)-cis-verbenol和1.03%的1-verbenone;结合卖方公司提供的数据,引诱剂1的主要成分为4.78%的2-methyl-3-buten-2-ol,63.71%的Ipsenol(纯度为96.9%),1.46%的Cedrene和22.42%的Isocaryophillene。结合以上数据分析得出:不同成分引诱剂对落叶松八齿小蠹及天敌红胸郭公虫引诱能力显著不同,Ipsenol对诱集落叶松八齿小蠹起重要作用,而(S)-cis-verbenol则对诱集天敌红胸郭公虫起重要作用。

落叶松八齿小蠹伴生真菌富士长喙壳的致病性研究

研究人工接种条件下落叶松八齿小蠹伴生真菌富士长喙壳(Ceratocystis fujiensis)的3个菌株对长白落叶松样树和木段的致病性,结果表明,致病力最强的菌株为CF3,CF1、CF2致病力差异不大。固体接种韧皮部坏死反应区域稍大于液体接种,说明菌丝体容易在木质部与韧皮部间定殖,树体内营养条件适合伴生真菌生长。3个菌株对木段造成的伤害显著高于对样树造成的伤害,说明在伴生真菌入侵的同时样树产生了积极的防御反应。在接种样树和木段产生的坏死反应及蓝变区域内均可以分离到接种真菌。

云杉八齿小蠹的扬飞与物候观测

采用物候期与信息素监测相结合的方法,研究了云杉八齿小蠹的扬飞规律。结果表明:林间云杉八齿小蠹成虫开始活动时,忍冬和紫丁香的花蕾出现、接骨木和东北茶藨子进入开花初期、蒲公英处于开花盛期;当榆叶梅进入开花初期、紫丁香进入开花盛期时林间虫口密度达到最高,是信息素诱集防治的最佳时机;当接骨木进入开花盛期时,整个扬飞期结束。