Complete Nucleotide Sequence of the Mitochondrial DNA of <i>Halyomorpha halys</i>(Stal) (Hemiptera: Pentatomidae) Specimens Collected Across Georgia

The brown marmorated stink bug, Halyomorpha halys (Stal) (Hemiptera: Pentatomidae) is an invasive species native to East Asia that has spread across Asia, Europe, and North America. H. halys causes damages to various grains, fruits, and vegetables, which is exemplified by the significant damage to the hazelnut harvest in Georgia (during 2016). This report describes the first attempted genetic study of the spread of H. halys in Georgia. The first main goal of this research was to identify the haplotype of an invasive population in Georgia. For this purpose, the mitochondrial cytochrome c oxidase I subunit (COI) gene fragment from 65 samples of H. halys collected from different regions across Georgia was sequenced on an Applied Biosystems 3100 or 3700 genetic analyzer. In all cases, only the H1 haplotype, which is native to China, was identified. The second goal of this research was to determine the complete mitochondrial DNA sequence of H. halys (Stal) specimens collected across Georgia. The complete mitochondrial DNA of H1 haplotype sequenced on an Illumina MiSeq platform. The mitochondrial DNA of the Georgian H1 haplotype has a length of 15,478 base pairs. Using the sequence of the H22 haplotype of H. halys (native to Korea) as a reference, 62 single nucleotide polymorphisms (SNPs), three inversions, and four single T insertions were identified. Furthermore, 60 SNPs and four insertions in two tRNA and one rRNA genes were identified among 18 mitochondrial genes from the Georgian H1 haplotype. Nine of these SNPs resulted in amino acid substitutions. Furthermore, the detection of SNPs revealed many other polymorphic sites beyond the COI gene, which can be used to detect new haplotypes.

茶翅蝽及其生物防治研究进展

茶翅蝽Halyomorpha halys(St?l)寄主范围广泛,是为害蔬菜和水果的重要害虫。该虫在中国、朝鲜、韩国和日本作为本地种群大量发生并严重为害。自二十世纪九十年代中期以来,茶翅蝽相继传入美国、加拿大、瑞士、列支敦士登、德国、法国、意大利、匈牙利和希腊等国家,并有继续扩散成为世界性害虫的趋势。在新的入侵地尚未发现有效天敌,例如加拿大本土寄生蜂等足黑卵蜂Telenomus podisi和瑞士的黄足沟卵蜂Trissolcus flavipes虽然可以在茶翅蝽卵块内产卵,但寄生蜂并不能完成生长发育。而化学农药的使用可能产生一系列生态和社会问题,因此传统生物防治将是控制茶翅蝽行之有效的方法,即从茶翅蝽的原产地引进其专食性天敌,在新入侵地的农田或自然生态系统中释放并建立种群,达到长期控制茶翅蝽的目的。本文综述了茶翅蝽的研究现状,涉及到分类、分布、为害、生物学、生态学习性及生物防治方面,并着重总结了茶翅蝽原产地的天敌情况。

茶翅蝽的行为与控制利用

为了有效控制茶翅蝽对果实产生的严重为害，分别在室内、外不同条件下，以声、光干扰方法研究该虫行为变化及其防制途径。结果表明，饥饿12h的茶翅蝽蛰后对食物反应敏感；触角是嗅食、确定食物方位的主要器官；在10cm范围内视觉对食物形状及取食位点产生作用；桃、梨、苹果的果实为其最喜食物；取食过程分寻找、定位、刺入、取食、结束和离去6个阶段；成虫取食、爬行与飞翔等行为受气温变化影响明显，25℃以上时行为敏捷；触角间夹角与温度上升呈显著正相关，在5～35℃范围内变幅为45^o～150^o；气温〈23℃时初显假死行为，然后随温度渐降而加深；突然的声、光干扰能使其假死坠落，假死深度与气温下降和干扰源功率呈正相关。选择气温〈21℃的适宜日时段，以棒击震树落虫，地面喷药触杀，可取得高效、安全的防治效果，且单株药物用量较常规药量降低88．4％。

茶翅蝽在生态苹果园的危害和防治策略

近几年在实施有机生态苹果园的过程中,发现茶翅蝽Halyomorpha halys(Stal)对苹果的危害日益严重,已成为生态苹果园发展的重要难题之一。作者于2006年在北京市昌平区流村镇王家园生态苹果园中,对茶翅蝽的危害进行调查,表明茶翅蝽对苹果危害严重,果园中早、中、晚熟3个品种苹果的为害率分别为28.8%±4.1%、23.4%±4.6%和30.8%±3.6%,在P>0.05水平上无显著差异。在防治策略上,应强调减少苹果园周围茶翅蝽的数量,从而减少迁入量。

荔蝽、稻绿蝽和茶翅蝽生物防治研究概况

综述国内外研究较多的荔蝽Tessaratoma papillosa、稻绿蝽Nezara viridula、茶翅蝽Halyomorpha halys生物防治研究进展,概括对这3种蝽起主要控制作用的天敌种类及其利用情况,并重点探讨了北方地区有机生态果园危害严重的茶翅蝽的生物防治研究及持续控制技术。

异长叶烯酮对茶翅蝽的拒食效应

茶翅蝽是亚洲重要的经济害虫,可危害大部分浆果植物,尤其对苹果、梨、桃等经济树种造成了严重的损失。近10年已传到北美,严重危害水果、蔬菜等经济作物。在室内应用金属网结合玻璃培养皿组成的培养箱内,滴定化学试剂异长叶烯酮,测定其对茶翅蝽的拒食作用,并应用Ethovision系统进行辅助测试。结果表明:异长叶烯酮对茶翅蝽都具有强烈的拒食作用,随着其浓度的增加拒食作用增强。当对照与处理不在同一培养箱内时,其取食率对比化合物剂量的线性回归方程为y=-0.060 7x+0.468 1(R^2=0.937 0);对照与处理在同一培养箱内时,取食率对比化合物剂量的线性回归方程为y=-0.090 5x+0.567 6(R2=0.978 8)。Ethovision测定结果表明,茶翅蝽更愿意在远离异长叶烯酮滴定处的一侧活动,其活动时间明显大于有异长叶烯酮处的一侧。

2种茶翅蝽卵期寄生蜂的竞争关系及种群动态研究

在室内(26±1)℃下,研究了茶翅蝽沟卵蜂和平腹小蜂对寄主卵的竞争行为。结果表明:2种蜂均能寄生已被另一种蜂寄生的卵;寄主卵先被沟卵蜂寄生,发育0～4天后再供平腹小蜂寄生时,出蜂绝大多数为平腹小蜂;发育6天后再供平腹小蜂寄生时,沟卵蜂羽化率可达92.31%。寄主卵先被平腹小蜂寄生,并发育0～1天内再供沟卵蜂寄生时,出蜂以沟卵蜂为主;发育2天以上再供沟卵蜂寄生,出蜂多为平腹小蜂。新鲜的卵利于蜂的寄生和羽化,寄生已发育4天以上的寄主卵,出蜂率很低。茶翅蝽沟卵蜂成虫在田间有两个发生高峰期,分别为6月下旬和8月上旬。在6月上旬～8月中旬可见平腹小蜂成虫活动。从9月上旬开始,2种寄生蜂及寄主卵数量减少。

北京地区茶翅蝽天敌种类及其控制作用研究

通过野外调查和室内饲养，发现茶翅蝽卵期、成虫期天敌共有9种，6种为寄生性，3种为捕食性。其中卵期天敌有7种，寄生蜂有6种：茶翅蝽沟卵蜂（Trissolcus halyomorphae）（新种，膜翅目（Hymenoptera）黑卵蜂科（Scelionidae））、沟卵蜂（Trissolcus sp．）、角槽黑卵蜂（Telenomus sp．）、蝽卵金小蜂（Acroclisoides sp．）、平腹小蜂（Anastatus sp．）、蝽卵跳小蜂（Ooencyrtus sp．），捕食性天敌1种：小花蝽（Orius sp．）（半翅目（Hemiptera）花蝽科（Anthocoridae）。若虫、成虫期天敌2种：蝎蝽（Arma chinensis）（半翅目蝽科）、三突花蛛（Misumena tricuspidata（Fabricius）（蜘蛛目（Araneida）蟹蛛科（Thomisidae））。优势天敌是茶翅蝽沟卵蜂，茶翅蝽卵中的自然寄生率为20％～70％，平均为50％。

泡桐丛枝植原体pPaWBNy-2-ORF4编码蛋白的抗体制备和表达分析

以感病泡桐组培苗提取的DNA为模板,采用PCR方法扩增pPaWBNy-2-ORF4的部分片段。将目的片段克隆到原核表达载体pGEX-4T-3,重组质粒pGEX-p2ORF4转化大肠杆菌Rosseta(DE3)菌株。IPTG诱导表达,分子量约为38 kDa的含GST标签的融合蛋白得到表达。切胶回收目的蛋白,免疫大白兔制备抗血清。间接ELISA测定抗血清的效价约为1∶4 096,免疫印迹实验显示:抗血清能够与原核表达的GST融合蛋白发生特异的免疫反应,与pPaWBNy-1-ORF5的原核表达蛋白无明显的交叉反应。利用制备的抗血清,在感病泡桐饲毒的茶翅蝽中检测到分子量约为18 kDa的蛋白条带,而在无菌茶翅蝽和感病泡桐组培苗中均未检测到,表明pPaWBNy-2-ORF4在饲毒的茶翅蝽中表达,而在感病泡桐组培苗中未表达或表达量低于检测水平。据此推测,该基因参与茶翅蝽传播泡桐丛枝植原体。

不同杀虫剂对茶翅蝽的室内毒力测定

为筛选出防治茶翅蝽的有效药剂,在室内采用叶管药膜法测定了9种杀虫剂对茶翅蝽2龄若虫的毒力。结果表明,杀虫活性最高的是2.5%高效氯氟氰菊酯水乳剂,其48 h的LC50值为3.16 mg/L;其次为100 g/L联苯菊酯乳油和25%噻虫嗪水分散粒剂,其LC50值分别为3.98、5.84 mg/L;70%吡虫啉水分散粒剂和60 g/L乙基多杀菌素悬浮剂对茶翅蝽2龄若虫的毒力水平相当,LC50值分别为8.05、8.80 mg/L。对茶翅蝽毒力最低的是17%氟吡呋喃酮可溶液剂,LC50值为128.80 mg/L。本研究为科学使用杀虫剂防治茶翅蝽提供了重要依据,推荐轮换使用2.5%高效氯氟氰菊酯水乳剂、100 g/L联苯菊酯乳油、25%噻虫嗪水分散粒剂、70%吡虫啉水分散粒剂和60 g/L乙基多杀菌素悬浮剂。

桃园茶翅蝽的发生危害与防治研究进展

随着农药减施等果园害虫绿色防控技术推广应用,茶翅蝽Halyomorpha halys在重要的水果种植区域内危害日益严重,有从次要害虫发展为主要害虫的趋势。而桃树作为少数茶翅蝽可以完成整个生活史的果树之一,被害尤为严重。虽有化学药剂对茶翅蝽取得较好的防治效果,但其飞行能力强,易产生抗药等特点,导致防治非常困难。因此,对茶翅蝽的生物防治和生态调控方法愈发得到重视,特别是天敌昆虫得到广泛研究和应用。茶翅蝽的主要天敌是寄生蜂,利用天敌昆虫可以有效控制茶翅蝽的种群数量。此外,基于茶翅蝽嗅觉行为反应构建的“推-拉”防控策略研究得以开展,以达到对茶翅蝽种群的生态调控。本文综述了茶翅蝽对桃生产过程中的危害现状及特点、生态学习性及现阶段防治措施等,并着重总结了针对茶翅蝽成虫的潜在生物防治方法,为茶翅蝽的绿色防控提供新思路。

京郊有机苹果园茶翅蝽发生规律及控制策略

在有机管理方式下,茶翅蝽Halyomorpha halys(Stal),已上升为苹果园主要害虫,成为防治的重要难题之一。2007年在北京昌平地区有机苹果园中,通过枝干调查、杀虫灯诱集对茶翅蝽的发生情况进行调查,明确其发生及迁移规律,为茶翅蝽的控制提供依据。在控制策略上,以重点消灭第一代成虫为主,灵活运用各种植保措施。

茶翅蝽沟卵蜂和黄足沟卵蜂对茶翅蝽的寄生潜能研究

茶翅蝽Halyomorpha halys(Stl)是水果和蔬菜生产中的重要害虫。为了寻找优势卵寄生蜂用于其生物防治,本文进行了相关的野外调查和室内试验。通过定期野外采集茶翅蝽卵块,培育、收集和鉴定寄生蜂,发现在自然环境中茶翅蝽卵粒的寄生率为56.29%,其中茶翅蝽沟卵蜂比例最高,占77.66%;其次是黄足沟卵蜂占20.44%。Y型嗅觉仪测定结果显示,茶翅蝽沟卵蜂和黄足沟卵蜂对茶翅蝽卵均具有明显的选择趋性。室内寄生能力试验结果表明,茶翅蝽沟卵蜂与黄足沟卵蜂单独作用的寄生率分别为94.06%和84.21%,与两种寄生蜂混合寄生茶翅蝽卵的寄生率91.65%均无显著性差异。两种寄生蜂混合寄生时,茶翅蝽沟卵蜂与黄足沟卵蜂的寄生比例分别为58.95%和41.05%,二者之间无显著差异。

茶翅蝽成虫对不同植物种类的选择偏好性

茶翅蝽是一种重要的农林害虫,近年来在我国的发生为害程度呈现加重趋势。本文通过田间小区试验和室内行为研究,评价了茶翅蝽成虫对不同植物种类的选择偏好程度。在田间25科115种植物中,84种植物上调查到茶翅蝽成虫,种群发生密度整体较低,但寒麻、芝麻、红麻、籽粒苋、向日葵、大豆、白花菜等植物上成虫密度相对偏高。在室内Y型嗅觉仪测试中,与空白对照相比,茶翅蝽雌雄成虫对苗期和花期的向日葵、大豆、白花菜植株气味均表现出了明显的趋好行为。上述研究结果为深入解析我国茶翅蝽区域分布与发生消长规律提供了科学依据。

利用平腹小蜂防治茶翅蝽田间应用效果

试验借鉴广东省利用平腹小蜂Anastatus sp防治荔枝蝽Tessaratoma papillosa Drury的成功经验防治北京地区的茶翅蝽Halyomorpha halys(Stal)。室内规模化繁殖平腹小蜂后,在野外进行大量释放,结果发现平腹小蜂对第1,2代茶翅蝽卵粒的平均寄生率分别为64.7%和52.6%,能较好地控制茶翅蝽。

泡桐丛枝植原体pPaWBNy-1-ORF5编码蛋白的原核表达和抗体制备

利用含泡桐丛枝植原体质粒pPaWBNy-1的3.0 kb片段的克隆为模板,PCR扩增pPaWBNy-1-ORF5的亲水性肽段编码区。目的片段连接到原核表达载体pET28a(+),重组质粒pET28a-ORF5-5转化大肠杆菌(Escherichia coli)Rosseta(DE3)感受态细胞,菌液处在对数生长期时(OD600=0.52),添加IPTG诱导5 h后收集菌体,提取蛋白并进行聚丙烯酰胺凝胶电泳。用六聚组氨酸标签抗体进行Western blot检测,发现分子量约为15 kDa的含多聚组氨酸标签的目的蛋白得到表达。切胶回收融合蛋白,免疫德国大白兔以制备抗血清,间接ELISA法测定抗血清的效价约为1∶8 100。用制备的ORF5编码蛋白的抗血清进行Western blot分析,结果在带菌的介体昆虫茶翅蝽(Halyomorpha halys)中检测到大小约为17 kDa的特异蛋白条带,但在健康和感病泡桐(Paulownia sp.)及无菌茶翅蝽中均未检测到,由此推测pPaWBNy-1-ORF5蛋白与介体昆虫传播植原体有关。

茶翅蝽非典型气味受体基因的克隆及其生物信息学特征和组织特异性表达分析

为明确茶翅蝽Halyomorpha halys的非典型气味受体(odorant receptor co-receptor,Orco)基因的生物信息学特征和组织特异性表达谱,采用Trizol法提取茶翅蝽成虫触角的总RNA,利用RTPCR技术克隆其Orco基因,使用生物信息学软件对茶翅蝽Orco蛋白进行跨膜区域预测、结构分析和系统发育分析,并采用实时荧光定量PCR技术测定Orco的组织表达谱。结果表明,克隆获得茶翅蝽Orco基因并命名为HhalOrco,该基因的开放阅读框全长1428 bp,编码475个氨基酸。HhalOrco蛋白的二级结构中,α螺旋占34.11%,无规则卷曲占36.84%,延伸链占29.05%;其分子质量为53.49 kD,等电点为6.16,无信号肽,是非分泌蛋白;有7个跨膜区,是疏水性蛋白,疏水性系数的平均值为0.297;预测的HhalOrco蛋白为对称亚基构成的同源四聚体。系统进化分析发现,HhalOrco与同为半翅目的荔蝽Tessaratoma papillosa亲缘关系最近。q PCR检测结果显示,HhalOrco基因主要在雌雄成虫的触角中表达,在成虫的头、胸、腹、足中仅有微量表达。

基于文献计量学的茶翅蝽国内外研究现状分析

为深入了解茶翅蝽在全球范围的研究动态和趋势,本研究利用文献计量学方法,以知网、万方、维普、Web of Science和CAB abstracts数据库为数据源,对1910—2019年在国内外发表的茶翅蝽相关文献进行了统计分析。国内外共计781篇关于茶翅蝽研究的文献。关于茶翅蝽的文献数量随着时间的发展呈现整体上升趋势,21世纪以来出现爆发式增长。Journal of pest science和《山西果树》分别是发文量最多的外文和中文期刊。在外文发文量方面,美国、加拿大和意大利等国家的研究机构和学者名列前茅。其中,美国在发文量、研究机构等方面都遥遥领先。国际发文量最高的中国机构为中国农业科学院植物保护研究所。在中文发文量方面,河北省衡水市林业局、河北省农林科学院石家庄果树研究所、北京市农林科学院植物保护环境保护研究所位列前三。但目前由于国内研究茶翅蝽的机构较少,研究内容简单不系统,与国际发展极不平衡。

茶翅蝽生长发育、繁殖及若虫各龄期形态特征研究

【目的】为掌握茶翅蝽Halyomorphahalys(St?l)的发生及为害特性,进一步采取有效的防治措施,本文测定了茶翅蝽卵到成虫的发育历期、成虫的寿命及其繁殖能力,并研究了茶翅蝽若虫各龄期的形态特征。【方法】本文在温度(25±1)℃,湿度RH 70%±5%,光照周期16 L∶8 D的实验条件下,采用单头饲养法,测定了茶翅蝽从卵到成虫的生长发育历期、1-5龄若虫的形态特征,并通过新羽化成虫配对饲养测定成虫的寿命及雌虫的繁殖能力。【结果】茶翅蝽卵到成虫的发育历期为(44.98±2.54)d,其中卵的发育历期为(6.90±0.05)d,孵化率为96.06%;若虫总发育历期为(38.08±2.49)d,1-5龄历期分别为(5.41±0.17)、(9.17±0.15)、(6.73±0.16)、(7.46±0.49)和(9.28±0.32)d,若虫总存活率为59.97%;雌、雄成虫寿命分别为(30.80±2.41)d和(36.56±2.82)d;雌成虫产卵前期为11.80 d,持续产卵期为14.08 d,单雌一生平均产卵量为83.80粒。茶翅蝽1龄若虫色彩鲜艳,黄色、褐色或橘红色,体长为(1.93±0.03)mm,宽为(1.43±0.02)mm,足胫节黑色无白斑;2-5龄若虫主体均为黑色,2龄胸部背板黑色、无黄斑,足胫节黑色无白斑,体长为(2.52±0.05)mm,宽为(1.73±0.03)mm;3龄胸部背板黑色且有黄斑、无翅芽,足胫节黑色并带有白斑或白环,体长为(4.29±0.05)mm,宽为(2.93±0.06)mm;4龄翅芽开始显现延伸至后胸后缘,足胫节有白环,体长为(6.46±0.10)mm,宽为(4.46±0.08)mm;5龄翅芽末端近达腹部第2节后缘,足胫节有白环,体长为(9.25±0.19)mm,宽为(6.18±0.16)mm。【结论】在25℃下,茶翅蝽卵到成虫的发育历期为44.98 d,卵到成虫的存活率为57.60%,平均每雌产卵量为83.80粒。翅芽的发育特征及足胫节上是否有白色环纹是辨别若虫各龄期的重要依据。

茶翅蝽对猕猴桃果实的为害研究

【目的】茶翅蝽Halyomorpha halys Stal是为害猕猴桃果实的重要害虫,且为害日益加重。本研究主要为明确茶翅蝽取食为害后的特征、果实的敏感易受害阶段及果实受害后的品质变化。【方法】利用田间网罩试验,研究茶翅蝽取食不同发育阶段的猕猴桃果实的受害特征、果实受害率、每果受害点的数量及受害果实品质。【结果】生长发育阶段的果实受茶翅蝽刺吸为害后,果实表面为绿色或者白色水浸状斑点,受害斑点在果实的各个部位均有发生。其中94.39%为绿色斑点,0.71%为白色斑点,4.90%为绿色与白色斑点混合发生;果实在6月和7月的受害率最高为100%,且在7月受害程度最重,平均每果达到26.00个受害点;受害果实与未受害果实的长、宽、重、硬度、含糖量和干物质含量均未发现显著差异。成熟后的猕猴桃果实受茶翅蝽为害后表现为白色受害点,随着存放时间的增加,受害点的范围逐渐扩大并转变为絮状的腐烂组织,而未受害果实则无明显变化。【结论】猕猴桃坐果伊始便可受茶翅蝽为害,且持续整个生长发育阶段,其中在较快生长阶段(7月)受害水平最高,成熟后的猕猴桃果实如果保护不及时受到茶翅蝽为害后会缩短贮存期。