楚雄腮扁叶蜂雌虫头部交配响应转录组表达分析

为明确楚雄腮扁叶蜂雌虫头部交配响应相关基因表达情况,取交配后1、6和24 h(交配后24 h开始产卵)以及未交配的雌虫头部进行转录组分析,通过基因功能注释和富集分析明确头部交配响应基因表达情况,并预测可能涉及的生物学过程。结果表明,与未交配组相比,交配组在交配后1、6和24 h分别有621(448个上调、173个下调)、918(389个上调、529个下调)和172个(124个上调、48个下调)差异表达基因(DEGs)。交配后1 h上调DEGs共富集到115条GO(基因本体)术语/KEGG(京都基因与基因组百科全书)通路,多涉及物质和能量代谢,如氨基酸和脂类的合成与分解等;交配后6和24 h上调DEGs共富集到35条GO术语/KEGG通路,涉及范围较广,包括环境信号、细胞凋亡、生长发育及消化系统等。交配后1、6和24 h下调DEGs共富集到89条GO术语/KEGG通路,所涉及的范围更广,如疾病、循环系统、寿命、免疫和环境信号等。此外还找到31个神经肽/神经肽受体编码基因[包括1个DH⁃PBAN(与滞育和性信息素合成有关)同源序列]、78个OBPs(气味结合蛋白)以及1个SPR(性肽受体),但其中除了2个OBPs相关基因在交配后6 h显著下调表达外,其余基因的表达并未受到交配的影响。采用荧光定量PCR方法对15个DEGs的表达进行验证,结果与RNAseq分析的结果相一致。由此可见,交配引起了楚雄腮扁叶蜂雌虫头部基因表达的快速响应。

基于转录组测序的楚雄腮扁叶蜂飞行肌蛋白及飞行能量代谢相关酶挖掘

本研究旨在阐明楚雄腮扁叶蜂Cephalcia chuxiongica Xiao飞行肌结构蛋白及飞行能量代谢相关酶基因信息。首先采用电镜技术对楚雄腮扁叶蜂飞行肌进行了观察,结果表明,肌原纤维(由粗丝和细丝组成,其数量比例为1∶3)是飞行肌的基本成分,肌原纤维横切面平均面积为0.771±0.042μm^(2),肌节平均长度为2.698±0.116μm。进一步通过飞行肌转录组分析,共筛选到11大类飞行肌结构蛋白,其中肌球蛋白(Myosin)和肌动蛋白(Actin)的转录本数较多,分别为127个和54个。发现1个飞行蛋白Flightin编码基因(可编码一个长152 aa的蛋白),在该蛋白中检测到6个模体结构(Motif),膜翅目昆虫中在Motif 1的一些位点上其氨基酸类型表现出明显的特异性。在楚雄腮扁叶蜂中筛选到了25个飞行能量代谢关键酶编码基因,并基于这些酶构建了三条飞行能量代谢途径,即糖酵解(涉及15种酶)、脂肪氧化(涉及6种酶)和脯氨酸氧化(涉及4种酶)。在楚雄腮扁叶蜂中发现4个3-磷酸甘油脱氢酶GPDH异构体,但并未在这些异构体中找到类似果蝇飞行肌GPDH异构体所具有的特异C端三联肽(QNL),表明GPDH的进化存在物种特异性。

基于Maxent模型的楚雄腮扁叶蜂潜在分布区预测

基于2011～2012年随机调查和收集楚雄腮扁叶蜂在中国西南地区的22个自然分布点数据,并结合分布点的环境变量,采用Maxent最大熵值模型,对楚雄腮扁叶蜂在中国的适生范围进行预测研究。结果表明,楚雄腮扁叶蜂主要分布于云南大部分地区和四川、贵州、广西的部分地区,潜在分布于广东雷州半岛及海南的西部、南部沿海地区。用Maxent模型预测楚雄腮扁叶蜂潜在分布的训练数据和测试数据的AUC值均为0.997,精度极高。用刀切法对各环境变量重要性的检测表明,温度因素对楚雄腮扁叶蜂的潜在分布影响最大。

楚雄腮扁叶蜂羽化和生殖行为观察

楚雄腮扁叶蜂Cephalica chuxiongnica是云南省危害松树较严重的食叶害虫之一。为探明该虫羽化及生殖行为的发生规律,进行室内饲养观察和野外调查。结果表明：楚雄腮扁叶蜂集中在化蛹后6、7 d羽化,主要发生于11：00—17：00,雄蜂羽化高峰较雌蜂早1h;当日羽化雌蜂即可求偶,主要发生于11：00—16：00,在13：00达到高峰;1、2日龄雌蜂求偶活性强,求偶率分别为56.1%和65.9%;11：00—17：00为楚雄腮扁叶蜂交配活跃期,1-4日龄雌蜂交配率分别为48.9%,55.6%,42.2%和28.9%,5日龄则很少交配;雌蜂林间产卵量41-68粒,平均（54.93±7.34）粒。

针叶挥发物及营养物对楚雄腮扁叶蜂产卵选择的影响

测定了楚雄腮扁叶蜂雄蜂、抱卵雌蜂对云南松针叶粗提物、卵和针叶混合粗提物、已产卵雌蜂的趋向反应.结果显示,楚雄腮扁叶蜂抱卵雌蜂对这3种气味均表现出明显的趋向反应;与针叶粗提物相比,抱卵雌蜂对卵和针叶混合粗提物趋向反应更明显.雄蜂对针叶粗提物有明显趋性,但对卵和针叶混合粗提物、已产卵雌蜂均无趋向反应.野外调查表明,楚雄腮扁叶蜂雌蜂在云南松上的产卵数明显高于云南油杉;对松针针叶营养物的测定表明,云南松氨基酸含量比云南油杉多.

生物农药林得保防治楚雄腮扁叶蜂药效试验

林得保粉剂防治楚雄腮扁叶蜂Cephalica chuxiongnica Xiao试验表明,室内药后48 h平均死亡率90.8%,林间药后96 h平均死亡率93.3%,与对比药剂护林神粉剂相当。林得保粉剂防治楚雄腮扁叶蜂具有较强的触杀与胃毒杀虫作用,防治效果理想。

云南松楚雄腮扁叶蜂幼虫在表土层的空间分布特点及理论抽样数

楚雄腮扁叶蜂是云南省的一种重要的针叶树食叶害虫,云南松是其主要寄主树种。为了解云南松楚雄腮扁叶蜂幼虫在表土层的空间分布格局,运用聚集度指标、Lloyd幂法则以及Iwao的m＊-m回归分析法进行了测定和分析。结果表明：无论是方位还是土层深度,楚雄腮扁叶蜂幼虫在表土层为聚集分布,其空间分布格局符合负二项分布;楚雄腮扁叶蜂幼虫集中分布在0~10 cm深度表土层中,其幼虫在水平和垂直方位表土层中的平均虫口密度间差异不显著。根据空间分布参数,建立了精度分别为0.1、0.2和0.3时的理论抽样模型,依次为N0.1=6 788.11/m＋3.85,N0.2=1 697.03/m＋0.96,N0.3=753.98/m＋0.43。该模型适用于不同虫口密度下的楚雄腮扁叶蜂幼虫林间抽样,当其虫口密度为20、50、80头/m2时,可分别计算出应取样86、35和22个样方。

楚雄腮扁叶蜂幼虫取食对寄主植物营养成分的影响

应用生物化学方法测定楚雄腮扁叶蜂Cephalcia chuxiongica Xiao幼虫取食后寄主植物华山松Pinus armandii和云南松Pinus yunnanensis松针营养成分的变化。结果表明:楚雄腮扁叶蜂幼虫取食后,华山松和云南松松针的水分、灰分、粗脂肪、粗蛋白、粗纤维、还原糖、总糖和磷(P)含量下降,而钙(Ca)含量上升,营养物质含量与健康松针比多存在显著差异。云南松在灰分、粗脂肪、粗蛋白和总糖含量的减少量大于华山松;而华山松在水分、粗纤维、还原糖和磷含量的减少量,钙含量的增加量大于云南松。楚雄腮扁叶蜂幼虫取食对寄主植物营养成分含量产生显著影响,华山松和云南松对幼虫取食具有应激反应机制,且对幼虫的抗性及防御能力存在明显差异。

寻甸县楚雄腮扁叶蜂生物学特性研究

采用野外调查结合室内饲养观察的方法,研究楚雄腮扁叶蜂生物学特性。该虫在寻甸地区2年发生1代,以预蛹在土室内越冬,6月中旬开始化蛹,7—11月均有成虫出现,其中8、9月份是羽化高峰期。成虫交尾时间约10 min,2-3头雌虫会聚集在一起产卵。幼虫出现于7月下旬,初孵幼虫开始取食带卵枝条周围的针叶,并吐丝做虫巢,虫体隐蔽在虫巢中。直至11月,老熟幼虫落地入土做蛹室,幼虫期较长。

楚雄腮扁叶蜂虫生真菌的分离鉴定及其致病性

从云南省寻甸县采集到自然罹病死亡的楚雄腮扁叶蜂Cephalcia chuxiongica幼虫虫尸上分离到致病性虫生真菌5株：SWYH01,SWYH02,SWYH06,SWYH07和SWYH09,经形态和分子生物学鉴定,分别为布氏白僵菌Beauveria brongniartii、淡紫拟青霉Paecilomyces lilacinus、淡色丛赤壳Bionectria ochroleuca、粉质棒束孢Isaria farinose、球孢白僵菌Beauveria bassiana。用各菌株的孢子悬浮液接种楚雄腮扁叶蜂幼虫,研究其致病性,结果表明,1.5×108个/m L的孢子悬浮液处理16 d后,楚雄腮扁叶蜂幼虫的校正死亡率43.64%~100%,说明这5株菌对楚雄腮扁叶蜂幼虫均有一定的致病性,其中淡色丛赤壳致病性最强。

楚雄腮扁叶蜂产卵寄主选择偏好性的研究

研究云南松(Pinus yunnanensis Franch)、华山松(Pinus armandii Franch)、滇油杉(Keteleeria evelyniana Mast)、云南拟单性木兰(Parakmeria yunnanensis Hu)树叶提取物对楚雄腮扁叶蜂产卵雌蜂选择的影响。趋向试验表明,楚雄腮扁叶蜂产卵雌蜂对云南松和华山松针叶提取物表现显著的趋向反应,而对滇油杉表现出较弱的趋向反应,对云南拟单性木兰树叶挥发物则表现忌避反应;产卵选择试验表明,楚雄腮扁叶蜂更偏好在云南松、华山松上产卵,而不选择滇油杉,云南拟单性木兰的树叶提取物可明显抑制楚雄腮扁叶蜂在云南松、华山松、滇油杉上的产卵。

楚雄腮扁叶蜂危害诱导松针挥发性物质的成分分析

采用水蒸气蒸馏和GC-MS方法对云南松健康植株和受楚雄腮扁叶蜂不同程度取食危害植株松针挥发性物质进行了分析和鉴定。从云南松健康植株、严重危害植株、中度危害植株以及轻度危害植株的松针中分别分离出17、15、19种和13种挥发性化合物,共确定33种挥发物成分。并利用色谱峰面积归一法,通过HPMSD化学工作站数据处理系统测得各化合物成分在挥发油中的百分含量。结果表明,云南松受楚雄腮扁叶蜂危害后,松针中产生和释放的挥发性化合物成分和含量均发生了较大变化,且植株受害程度不同,挥发性物质成分和含量存在显著差异。

基于楚雄腮扁叶蜂产卵行为的云南松针叶挥发性物质分析

室内测定了楚雄腮扁叶蜂雌蜂在云南松针叶不同部位的产卵量和雌蜂对松针不同部位挥发性物质的趋向反应,并运用GC-MS方法分析了健康松针和衰弱松针不同部位挥发性物质的组分及含量变化.结果表明,楚雄腮扁叶蜂雌蜂在健康松针上的产卵量多于衰弱松针,且在健康松针中部的产卵量最高;健康松针中部挥发性物质对雌蜂具有较强的引诱作用;健康松针和衰弱松针不同部位挥发性物质的种类及挥发量存在显著差异,主要表现为β-蒎烯、石竹烯、β-榄香烯、α-石竹烯、毕澄茄烯等相对含量发生显著变化,且健康松针和衰弱松针均产生了各自的特异性挥发物.

楚雄腮扁叶蜂行为生态学研究

楚雄腮扁叶蜂是云南省除松毛虫以外新近发生的重大食叶害虫。采用林内调查并辅以实验室观测和分析,对该害虫羽化和繁殖从行为生态学的角度进行了研究。结果表明,在林内自然条件下羽化成虫的雌雄比约为3∶1,且雄成虫先于雌成虫达到羽化高峰。楚雄腮扁叶蜂成虫可进行有性生殖和孤雌生殖,羽化后即可进行交配,交配时间可持续5~30 min,平均17.75±3.32 min。随着交配时间延长,产卵量显著增加(Y=2.88X+4.15,R2=0.80)。将雌雄比按照1∶1、1∶2、1∶3、1∶4配对,其雌成虫产卵量、孵化量没有显著差异(P>0.05);按雌雄比2∶1、3∶1、4∶1配对,其雌成虫产卵量、孵化量与雌虫数量呈显著正相关(P<0.05);不同雌雄配比下的孵化率彼此间没有显著差异(P>0.05)。卵孵化的前期、中期和后期分别在9月上旬、9月下旬和10月中下旬,孵化率分别达到43%、74%和92%。

2株楚雄腮扁叶蜂虫生真菌培养条件及产孢特性研究

对2株楚雄腮扁叶蜂虫生真菌(NH512、Y512)菌株培养条件及产孢特性进行研究,分析温度、光照及紫外线诱导对菌株生长和产孢的影响。结果表明:NH512菌株菌丝的生长最适温度为25℃,在此温度下培养15 d时的平均菌落直径为48.15 mm;Y512菌株菌丝的生长最适温度为20℃,在此温度下培养15 d时的平均菌落直径为64.20 mm;25℃条件下培养15 d,NH512菌株和Y512菌株累计产孢量均最大,分别为9.184×107个/cm^2和3.091×107个/cm^2。黑暗-光照12 h交替条件可以促进NH512菌株和Y512菌株菌丝生长,培养15 d时平均菌落直径均最大,分别为40.10、44.40 mm;无光照条件有利于NH512菌株产孢,而黑暗-光照12 h交替条件能促进Y512菌株产孢,培养15 d时NH512菌株、Y512菌株平均产孢量分别为9.184×107、9.038×107个/cm^2。紫外线诱导能促进NH512菌株的菌丝生长,抑制Y512菌株的菌丝生长;紫外线诱导能抑制NH512菌株产孢,而紫外线诱导能大大促进Y512菌株产孢,平均累计产孢量增加到15.69×107个/cm^2。

粉红粘帚霉SWFUYHL 02-03侵染楚雄腮扁叶蜂幼虫的扫描电镜及透射电镜观察

【目的】了解粉红粘帚霉对楚雄腮扁叶蜂幼虫的侵染过程,为粉红粘帚霉对楚雄腮扁叶蜂的致病机理研究提供参考。【方法】利用扫描电镜和透射电镜技术对粉红粘帚霉SWFUYHL 02-03孢子侵染楚雄腮扁叶蜂幼虫体表过程及其超微结构的变化进行观察研究。【结果】扫描电镜结果显示,接种6 h后,粉红粘帚霉SWFUYHL 02-03分生孢子成功附着于幼虫体壁的气门、节间膜等部位;接种14 h后,粉红粘帚霉SWFUYHL 02-03孢子萌发出芽管,并侵入体壁;接种26 h后,孢子和菌丝穿透楚雄腮扁叶蜂幼虫体壁,且菌丝迅速生长;接种72 h后,菌丝穿出虫体表面,并长出产孢结构。透射电镜观察发现粉红粘帚霉SWFUYHL 02-03菌丝在穿透幼虫体壁过程中,会伴随酶的参与和组织溶解现象;接种6 h后,粉红粘帚霉SWFUYHL 02-03分生孢子附着于幼虫体壁的两个节间褶间的部位;接种14 h后,分生孢子萌发并进入表皮细胞层分泌物中;接种26 h后,菌丝侵入表皮并扩展蔓延,且在菌丝周围出现电子密度很低的光晕;接种38 h后,皮细胞层细胞排列松弛变成空泡;接种48 h后,菌丝充满虫体,表皮层出现大量菌丝。【结论】粉红粘帚霉SWFUYHL 02-03孢子及菌丝能寄生楚雄腮扁叶蜂幼虫,并可致其死亡。观察结果准确反映了粉红粘帚霉SWFUYHL 02-03对楚雄腮扁叶蜂幼虫的侵染过程,并证实了侵染过程中酶与代谢产物的存在。

楚雄腮扁叶蜂研究进展

楚雄腮扁叶蜂(Cephalcia chuxiongica)属膜翅目(Hymenoptera)扁叶蜂科(Pamphiliidae),以幼虫危害云南松、华山松、云南油杉、雪松等松科植物,是近年来西南地区新发生的重大林业害虫,严重影响地区林业产业发展。该害虫目前呈进一步扩散蔓延之势,且多发生在海拔高、土壤贫瘠、水土流失严重、林木长势衰弱松林内,严重破坏本已十分脆弱的生态环境。随着其危害的日益加剧以及对其重要性的认识,近年来关于楚雄腮扁叶蜂的科学研究和防治实践日渐增多,并取得了较好的进展。从历史、现状和发展等视角,对楚雄腮扁叶蜂在地理分布、危害现状、生物学特性、生态学特征及其防治技术等方面的研究进展进行了归纳和概述,总结了楚雄腮扁叶蜂研究和防治实践中取得的成果和存在的问题,初步探讨了今后的研究方向,以期为将来的研究提供参考。

楚雄腮扁叶蜂聚集产卵引诱物质初探

为了探索严重危害云南松等松属植物的楚雄腮扁叶蜂(Cephalcia chuxiongica Xiao)雌蜂聚集产卵和幼虫聚集取食的化学机制,利用Y型嗅觉仪测试了楚雄腮扁叶蜂雌蜂对相关气味源的趋向反应。单向选择试验结果表明:未交尾雌蜂对松针和带卵松针粗提液的挥发物具有明显趋向反应,但对松针、带卵松针、未交尾雌蜂产卵器和已交尾雌蜂产卵器的淋洗液未做出趋向反应;已交尾雌蜂对松针淋洗液、未交尾雌蜂产卵器淋洗液没有表现出趋向反应,但可被松针粗提液、带卵松针粗提液和淋洗液、已交尾雌蜂产卵器淋洗液所引诱。双向选择试验表明,与松针淋洗液及未交尾雌蜂产卵器淋洗液相比,已交尾雌蜂更趋向于带卵松针淋洗液和已交尾雌蜂产卵器淋洗液。根据试验结果可以推测:1)松针挥发性物质在楚雄腮扁叶蜂已交尾雌蜂的寄主搜寻和选择中发挥作用;2)产卵雌蜂生殖副腺分泌物(包括新卵表面附着的分泌物)是引诱楚雄腮扁叶蜂雌蜂聚集在同一个松梢上产卵的活性物质。

针叶挥发物组分对楚雄腮扁叶蜂引诱活性的分析

基于云南松松针粗提物对楚雄腮扁叶蜂雌、雄蜂的明显引诱作用,利用"Y"嗅觉仪测试楚雄腮扁叶蜂对针叶挥发物主要成分的室内趋向行为,分析针叶挥发物对楚雄腮扁叶蜂的引诱活性。结果表明:楚雄腮扁叶蜂雌蜂对(-)-β-蒎烯、月桂烯、β-石竹烯表现出明显的趋向反应,雄蜂则对(+)-α-蒎烯、(-)-β-蒎烯、β-石竹烯的趋向反应显著。(-)-β-蒎烯、月桂烯、β-石竹烯等都诱捕了一定量的楚雄腮扁叶蜂雌蜂;以(-)-β-蒎烯、月桂烯、β-石竹烯、(+)-α-蒎烯、(+)-柠檬烯为引诱剂,诱捕到相较于雌蜂数量较多的雄蜂。

马龙县楚雄腮扁叶蜂危害现状与防控对策

介绍马龙县楚雄腮扁叶蜂发生、危害现状及生活史、生活习性。分析其发生的原因有云南松林分健康状况欠佳,抗病虫能力低;病虫生活隐蔽,防治难度大;气候异常,灾害性天气频发;防控意识淡薄,除治力度不够等。藉此提出预防措施以及人工物理防治、化学药物防治方法。