RNAi技术控制害虫的机制与应用

RNAi能够抑制基因特异序列的表达,为昆虫学研究提供了新方法,尤其是可以分析基因的功能,控制害虫种群以及减少疾病病原体的感染。不同种群、RNAi摄入方式、靶标基因都会影响RNAi的效率,是转录本抑制程度存在差异的原因所在。对于不能稳定转基因的物种,如昆虫,利用dsRNA介导的RNAi技术便成为快速分析基因功能的重要手段。介绍了RNAi技术的作用机制,并从控制害虫和保护益虫方面总结了RNAi技术的应用。

利用RNAi技术控制害虫

RNAi能够抑制基因特异序列的表达，为昆虫学的研究提供了新方法，尤其是可以分析基因的功能．控制害虫种群以及减少疾病病原体的感染。昆虫RNAi的相关文献发现不同的种群、RNAi的摄入方式、靶标基因都会影响RNAi的效率，这也是转录本抑制程度存在差异的原因所在。对于那些不能稳定转基因的物种，如昆虫，利用dsRNA介导的RNAi技术是快速分析基因功能的重要手段。

农业机器人——有效控制害虫和杂草

NEW HOLLAND LEG农业机器人和2030年的可持续农业LEG是一种经过优化的农业设备,其使用有效和专门的处理方法来控制害虫和有害杂草。仅在受影响的区域使用少量农药,即可防止植物、土壤和有益昆虫中毒。

害虫遗传控制技术的研究与应用

媒介昆虫可传播寄生虫和病毒,如疟原虫、寨卡病毒和登革热病毒等,每年在全球范围内造成重大的经济损失与人员伤亡。农业害虫则每年造成农作物产量的重大损失,严重威胁着全球粮食安全。然而,目前基于化学防治等手段已不足以完全控制害虫的发生与危害。同时,使用化学农药会导致抗性产生,造成环境污染和农药残留等。因此,生产上亟需开发新型害虫控制策略。近年来,随着基因组测序技术和基因编辑技术的发展,针对目标害虫种群及其特定靶标基因的遗传控制技术迅速发展。相比传统的有害生物防控手段如化学防治等,害虫遗传控制策略具有物种特异性、环境友好和防控高效等优势。本文主要综述了研究较为广泛的几种害虫遗传控制技术,包括昆虫不育技术(sterile insect technique, SIT)、昆虫显性致死释放(release of insects carrying a dominant lethal, RIDL)技术以及基因驱动(gene drive, GD)技术等的研究现状与应用案例。最后,我们对害虫遗传控制技术研究及其在农业害虫防治中的应用做出了几点展望:(1)建立稳定高效的遗传操作体系;(2)鉴定生殖细胞或其他组织中高效的启动子,以提高基因编辑或基因转化的效率;(3)解析害虫性别决定通路和挖掘参与害虫生殖发育的关键基因。

世代内多次瞬时化学控制对害虫治理的影响研究

建立了一类在世代内多次喷洒杀虫剂的离散害虫–天敌种群模型。首先,利用Jury判据研究了边界平衡点的存在性和稳定性以及非平凡平衡点的存在性,接着探讨了杀虫剂的喷洒时间和瞬时杀死率对害虫控制的影响,并给出了害虫控制策略悖论出现的条件。然后,分析了连续不正确喷洒杀虫剂对害虫爆发的作用,结果表明不正确的在害虫每世代内多次喷洒杀虫剂会引发更严重的害虫爆发,最后通过数值模拟验证了本文所得结论。

基于昆虫生长调节剂的软性杀虫剂:重塑节肢动物媒介和城市害虫的治理

尽管节肢动物类(主要指昆虫纲和蛛形纲)病媒和害虫的综合治理取得了较大进展,但其对公共卫生及人类健康仍造成巨大威胁,且这种情形随着全球化、城市化和常规杀虫剂滥用以及抗药性的发展变得更加严峻。有机氯类、有机磷类、氨基甲酸酯类和拟除虫菊酯类常规杀虫剂在历史上对保护人类和动物免于病媒生物和其他城市害虫的侵害起着重要作用,但这些杀虫剂对环境和非靶标生物的不良影响在全球范围内也越来越受到关注。20世纪70年代以来,随着对节肢动物生物学的深入了解,基于昆虫生长调节剂的软性杀虫剂的研发受到了极大的重视。传统杀虫剂因具有易获得和见效快等优点已被使用者和公众广泛接受,软性杀虫剂的研发经历曲折。然而,基于昆虫激素类似物、模拟物或者激动剂以及几丁质合成抑制剂的软性杀虫剂在很多方面也取得了长足的进展。软性杀虫剂中发展和使用最成功的案例是保幼激素类似物(比如烯虫酯、烯虫乙酯和烯虫炔酯),已经应用于多种病媒生物和环境害虫的治理。最近,S-烯虫酸叔丁酯的诞生又带来了新的成功机遇。保幼激素模拟物吡丙醚和苯氧威因在病媒生物和其他害虫治理中具有显著的应用价值也得到了较好的研究和开发。保幼肽因其生物活性和作为多肽可以预期的环境安全性,近年来再次引起人们的关注。相比保幼激素类似物,蜕皮激素受体激动剂对靶标生物具有更宽的敏感窗口期,研发潜力巨大。几丁质合成抑制剂因其作用方式独特和杀虫谱广而备受重视。总之,不管软性杀虫剂单独使用,还是与传统杀虫剂联合使用,在不久的未来都将在病媒生物及其他城市害虫的治理方面发挥重要作用。

利用蜘蛛 控制茶园害虫

依据多年调查和实践,阐述茶园保护利用蜘蛛控虫的有利条件及成效。

控制森林害虫的必由之路——生物防治

森林维护着我们的生态环境，为我们提供着多种多样的林产品。但是，你可曾知道，在树木健康生长的过程中，不计其数的天敌时时刻刻都在与森林害虫进行着殊死搏斗。经普查，我国有林木害虫５０２０种，实际种数远远超过这个数字。但经常成灾、给林业造成严重危害的有十几种...

环境保护与害虫持续控制

当前 ,全球面临的主要环境问题是 :(1)温室效应和空气污染 ;(2 )水资源严重匮乏 ;(3)水土流失和土地沙漠化 ;(4 )森林破坏和退化 .科学研究逐步证明 ,环境恶化可能对昆虫产生多方面的影响 .环境条件的变化可直接或间接地影响昆虫的种群数量变动、发育速率、发育历期、为害世代、繁殖力等生物学特性 ,植物 -害虫 -天敌之间的相互关系 ,昆虫的分布区域以及昆虫的生物多样性 .研究和实施害虫的持续控制 ,必须以生态系统为基础 ,揭示害虫发生发展的规律 ,保护生物多样性 ,最大限度地依靠系统的自我调控能力 ,把害虫的种群数量及危害程度控制在对人类造成经济损失的水平之下 。

人工林物种多样性与害虫的控制

根据国内外的最新研究成果,从人工林害虫可持续控制的需求出发,对利用物种多样性与系统稳定性控制虫害的可能性、人工林物种多样性与害虫控制的关系及其内在作用机制、天然林与人工林在抑制虫害能力上的差别进行综述,分析人工林植物物种多样性与昆虫物种多样性对害虫控制的影响,认为植物物种多样性主要从植食性昆虫搜寻寄主植物,植物营养的差异对植食性昆虫取食和发育的影响,及种类组成不同的植物群落中植食性昆虫天敌数量的变化3个方面影响害虫的发生;要通过调节植物群落中昆虫物种的多样性影响目标害虫的种群数量,既要维护其天敌类群的稳定,也要使与害虫处于同一营养层次的其他植食性昆虫有足够的多样性,甚至也要保护和利用中性、中位及顶位昆虫。对人工林害虫的控制,可借鉴天然林自控虫害的原理,采用生态育林、封山育林及生物技术措施,逐步调整林分的结构,提高其物种多样性,增强林分自身的抗虫能力。

白三叶草对桃园害虫控制作用的初步研究

2007～2008年调查结果表明，桃园种植白三叶草后，节肢动物群落相对稳定，天敌功能团恢复和重建能力提高，天敌数量明显增多，主要害虫发生量明显降低。可见桃园种植白三叶草对害虫起到了良好的控制作用。

节肢动物群落多样性在茶园害虫控制中的作用机制

利用节肢动物群落多样性进行有害生物控制是生态控制的重要内容。通过比较生态控制茶园和常规化学防治茶园节肢动物群落多样性特征,论述茶园节肢动物群落多样性形成机制及其在害虫控制中的作用。生态茶园节肢动物群落结构和物种丰富度均优于常规茶园,有利于害虫控制。多样性的茶园环境、能量和物质流动及物种间的化学信息联系是茶园节肢动物群落多样性得以形成和维持的基础。探讨节肢动物群落形成机制及多样性影响害虫的生态学机理,有助于深入理解节肢动物群落多样性形成的生态过程,为创造多样性的节肢动物群落和害虫生态控制提供理论指导。

农业景观生物多样性与害虫生态控制

现代农业的一个重要特征就是人类对农田生态系统的干扰强度及频率不断增加,严重影响农业景观的结构及其生物多样性。农业景观结构的变化及其生物多样性的丧失,必然引起生态系统服务功能的弱化,不利于实施以保护自然天敌为主的害虫生态控制。农业的集约化经营导致自然生境破碎化,减少了农业景观的复杂性,使得作物和非作物变成一种相对离散化的生境类型和镶嵌的景观格局;破碎化的生境不仅会减少某些物种的丰度,还会影响物种之间的相互关系及生物群落的多样性和稳定性。非作物生境类型如林地、灌木篱墙、田块边缘区、休耕地和草地等,是一种比较稳定的异质化环境。非作物生境较少受到干扰,可以为寄生性和捕食性节肢动物提供适宜的越冬或避难场所以及替代猎物、花粉和花蜜等资源,因此,非作物生境有利于自然天敌的栖息和繁衍,也有利于它们迁入邻近的作物生境中对害虫起到调节和控制作用。景观的格局-过程-尺度影响农田生物群落物种丰富度、多度、多样性以及害虫与天敌之间的相互作用。从区域农业景观系统的角度出发,运用景观生态学的理论和方法来研究作物、害虫、天敌等组分在不同斑块之间的转移过程和变化规律,揭示害虫在较大尺度和具有异质性的空间范围内的灾变机理,可为利用农业景观生物多样性来保护农田自然天敌,实施害虫的区域性生态控制提供新的研究思路和手段。

害虫适合度与害虫生态控制

害虫生态控制将是未来可持续农业中害虫防治的主要策略。害虫适合度状况是害虫生态控制策略的制定依据 。

有机农业生产中的害虫种群生态控制技术

病虫害控制是有机农业农产品生产中最重要的环节,有机农业生产中可供使用的害虫控制技术和措施主要包括植物检疫、农业耕作、抗性品种利用、生物防治技术、昆虫性信息技术、天然植物保护剂、生物源及矿物源杀虫剂以及害虫的信息化管理技术等。

发挥联合作用优势 实现害虫持续控制

在害虫生态控制中 ,化学农药的使用将越来越少 ,抗性品种、生物防治、农业防治、生物农药等的应用将越来越多。要实现害虫生态控制的目标就必须发挥措施间的联合作用效应。除了农药的联合作用外 ,联合作用还包括控制措施与环境因子的联合作用、控制措施间的联合作用、害虫抗逆性的联合作用、植物的联合作用、植物与农药的联合作用等。联合作用的目的在于降低害虫的忍耐力、削弱害虫的逃避能力、延缓害虫的恢复速度。与单一控制措施一样 ,联合作用的实施与评价中也需要考虑自然气候因子、水肥管理、耕作措施、害虫生长发育的薄弱环节、害虫种群特点等因素。除此而外 ,还需要考虑最优的组合方式。

生物多样性与茶园害虫控制

针对当前茶园大量施用农药、化肥等导致农药残留超标、生物多样性下降问题,论述了生物多样性对农业生态系统中昆虫种群的影响以及茶园生物多样性与茶园昆虫群落的稳定性,提出以保护和提高茶园生物多样性为中心的茶园害虫生态调控技术。

种草果园天敌调查及天敌对果树害虫的控制研究

果园种草后 ,害虫天敌小花蝽、瓢虫、草蛉、六点蓟马、蜘蛛、捕食螨等种类和密度较清耕区显著增加 ,在 5～ 6月对苹果蚜虫、螨类和其它害虫的控制率分别达到 72 .2 6%～ 85 .3 1 %、3 2 .5 9%～66.86%和 45 .64%～ 5 7.1 6%。

生物多样性与害虫持续控制

由于生物多样性受到严重破坏,造成害虫为害不断加重,因此通过保护生物多样性减轻害虫的为害受到人们的极大关注。文中概括了保护生物多样性和害虫持续控制的多种措施,探讨了生物多样性在害虫持续控制中的作用。

茶树抗虫性与害虫控制

据初步试验表明:茶树抗虫性与茶园栽培管理措施协调应用,与害虫天敌友善相容、默契配合,并科学地兼用药剂防治,这样就可更加有效地发挥抗虫性在茶树害虫治理中的潜能和作用。