Chromosome-level genome assembly of Cylas formicarius provides insights into its adaptation and invasion mechanisms

Cylasformicarius is one of the most important pests of sweet potato worldwide, causing considerable ecological and economic damage.This study improved the effect of comprehensive management and understanding of genetic mechanisms by examining the functional genomics of C. formicarius.Using Illumina and PacBio sequencing, this study obtained a chromosome-level genome assembly of adult weevils from lines inbred for 15 generations.The high-quality assembly obtained was 338.84 Mb, with contig and scaffold N50 values of 14.97 and 34.23 Mb, respectively.In total, 157.51 Mb of repeat sequences and 11 907 protein-coding genes were predicted.A total of 337.06 Mb of genomic sequences was located on the 11 chromosomes, accounting for 99.03%of the total length of the associated chromosome.Comparative genomic analysis showed that C. formicarius was sister to Dendroctonus ponderosae, and C. formicarius diverged from D. ponderosae approximately 138.89 million years ago (Mya).Many important gene families expanded in the C. formicarius genome were involved in the detoxification of pesticides, tolerance to cold stress and chemosensory system.To further study the role of odorant-binding proteins (OBPs) in olfactory recognition of C. formicarius, the binding assay results indicated that Cfor OBP4–6 had strong binding affinities for sex pheromones and other ligands.The high-quality C. formicarius genome provides a valuable resource to reveal the molecular ecological basis, genetic mechanism, and evolutionary process of major agricultural pests;it also offers new ideas and new technologies for ecologically sustainable pest control.

Evaluation of Effects of Tea Saponin on Behavior, Growth and Development of Cylas formicarius (Coleoptera: Brentidae)

[Objectives] This study was conducted to expand the insect resistance spectrum of tea saponin, and its control effect on Cylas formicarius and the potential as an insecticide for pest control were explored. [Methods] The olfactory avoidance rate of C. formicarius to tea saponin aqueous solution was determined by Y-type olfactometer;the feeding avoidance rate of C. formicarius to tea saponin was determined by the selective method;the antifeedant rate of C. formicarius to tea saponin was determined by non-selective method;and the development duration and mortality of C. formicarius under the influence of tea saponin were determined by artificial feeding method. [Results] C. formicarius had no significant olfactory tendency to every concentration of tea saponin, and the olfactory avoidance rate of 20.0% tea saponin aqueous solution was only 9.14%. Tea saponin had a feeding avoidance effect on C. formicarius, and the avoidance rate increased with the increase of tea saponin concentration. At 6 h, the feeding avoidance rates of 0.5%, 1.0%, 5.0%, 10.0% and 20.0% tea saponin on C. formicarius were 58.14%, 77.77%, 88.23%, 95.00% and 97.65 %, respectively;and the feeding avoidance effect at 6 h was significant, and the feeding avoidance rate was higher than that of 1 h. Tea saponin had a significant antifeedant effect on C. formicarius, and the longer the feeding time, the higher the antifeedant rate. At 72 h, the antifeedant rates of 0.5%, 1.0%, 5.0%, 10.0 % and 20.0% tea saponin to C. formicarius were 63.01%, 67.54%, 97.14 %, 96.42% and 98.57%, respectively. The larval development duration of C. formicarius was shortened with the increase of tea saponin concentration, and the larval death occurred. The development duration of larvae under the influence of 1.0% tea saponin was the shortest, which was 4.01 d shorter than that of the control, and the mortality was the highest, which was 26.65%. [Conclusions] Tea saponin had neither olfactory avoidance effect nor olfactory attracting effect to C. formicarius, but had obvious feeding avoidance effect and strong antifeedant effect. Tea saponin can shorten the development duration of the larvae of C. formicarius and cause the death of the larvae.

性引诱剂对甘薯小象甲的诱捕效果研究

为筛选出效果较佳且适用的性信息素诱芯进行甘薯小象甲的监测与防控,从不同配方信息素诱芯、不同诱芯载体类型、诱捕器不同悬挂高度等几个方面测试比较了引诱剂对甘薯小象甲的诱捕效果。结果表明:诱芯A的总诱虫量、日均诱虫量以及最高单次诱虫量均显著高于其他3种诱芯;橡皮头式载体和毛细管式载体的引诱效果好,与棉芯载体效果差异极显著(P<0.01),2种载体引诱持效期都达到60 d以上;诱捕器5种不同悬挂高度比较,以诱捕器底部与地面齐平或高于地面10 cm的引诱效果最好。建议福建地区用甘薯小象甲性信息素诱芯A搭配黄色桶型诱捕器进行甘薯小象甲的监测与绿色防控。

性诱剂在甘薯小象虫防治上的应用研究

甘薯小象虫是福建薯区重要的害虫。研究表明 ,甘薯小象虫在福州薯区年发生有 5个高峰期 ,分别在 4月中旬、 7月上旬、 8月中旬、 9月下旬和 10月下旬 ;甘薯小象虫性诱剂对雄成虫具有很强的引诱活性 ,持效期达 110d,引诱范围达 15 m ;选用橡皮塞诱芯、 2 %洗衣粉溶液和 1.2 5 L可乐瓶制作的诱捕器诱捕效果较佳 ,在莆田、惠安两地薯区进行周年诱捕结果 ,田间雄成虫数量分别下降了 5 5 .4%和 5 7.7% ,防治效果分别为 6 9.5 %和 72 .6 %。实践证明 ,应用甘薯小象虫性诱剂防治小象虫是一种简便、安全、有效的防治新方法。

甘薯小象甲防治研究进展

甘薯小象甲(Cylas formicarius)是中国南方薯区及长江中下游薯区危害面积最大、对甘薯品质和产量影响最大的害虫。综述了甘薯小象甲的分布、起源、形态特征、生活习性、为害特征和防治方法,以期为今后甘薯小象甲的研究和防控提供参考。

应用性诱剂对福建甘薯蚁象的监测与防治研究

为了明确甘薯蚁象的发生情况,2009、2010年采用性诱剂诱集的方法对福建福州和莆田甘薯蚁象的发生情况进行了监测,2011年对性诱剂的诱捕器和放置密度进行了比较研究。结果表明,不同年份甘薯蚁象的发生高峰期不尽相同,总体上以7-10月为发生最严重的时期;在连年种植、管理粗放的甘薯田块蚁象发生严重。商品黄色塑料筒诱捕器的诱集效果优于自制漏斗型瓶装诱捕器;但是自制漏斗型瓶装诱捕器较为实用;不同厂家的诱芯田间诱虫效果差异不明显;每667m2放置3个诱芯可以有效地诱集蚁象。性诱剂诱捕区与非诱捕区相比,危害明显减轻,甘薯产量明显增加,因此,采用性诱剂诱捕的措施可以减轻甘薯蚁象的危害。

小象甲抗性鉴定方法及不同品种甘薯抗性研究

【目的】探索甘薯品种对小象甲抗性的鉴定方法,并对不同甘薯品种进行抗性鉴定,为选育抗小象甲的甘薯品种提供理论依据。【方法】通过制定不同的抗性指标,在单因素变量的条件下,分别进行网室和实验室试验,对泉薯17、榕薯819、福薯604、广薯214和普薯32号5个不同甘薯品种小象甲危害情况进行调查与分析,检测不同甘薯品种对小象甲的抗性。【结果】明确了茎叶和薯块危害减退率相关抗性指标,制定了高感、感、抗、中抗、高抗5个抗性级别。甘薯品种的茎叶比薯块危害指数较轻,差异不显著。除泉薯17和广薯214外,其余品种之间危害指数差异显著。两年的危害减退率差异不大,普薯32号平均为21.17、泉薯17为38.78、广薯214为48.00、福薯604为70.91。【结论】以榕薯819为对照,普薯32表现为中抗,泉薯17和广薯214为感,福薯604为高感,该方法可对不同甘薯品种的小象甲抗性进行有效检测。

中国甘薯小象甲的rDNA ITS-1遗传变异及入侵来源研究

甘薯小象甲是国内外重要检疫性害虫,明确中国不同地区甘薯小象甲的遗传多样性可为甘薯小象甲的鉴别检疫提供依据。通过对中国6个地区甘薯小象甲种群rDNAITS-1序列的遗传变异分析探讨了中国6个地区种群的入侵来源。结合世界其他地区已公布35个甘薯小象甲种群序列,经系统发育分析表明,甘薯小象甲起源于印度次大陆,在亚洲地区随甘薯的调运而自东南向西北扩展,构建的系统发育树分为印度地区分支和亚洲东部分2个大的分支,而亚洲东部分支又进一步划分为东南部和东北部2个亚支,中国的甘薯小象甲种群分别位于东北部分支的2个亚分支上,说明中国6个地区甘薯小象甲种群至少通过2个不同地区侵入中国,并在中国定居。

不同甘薯品种小象甲的危害比较及相关性分析

选取福薯8号、金山57、泉薯12号等8个不同的甘薯种质,按随机区组排列连续3年种植在同一甘薯小象甲危害较重的地块,在收获前通过对象甲危害指数、产量损失率、拐头(薯蒂)危害率等3项指标调查和鉴定,结合品质检测和田间降水量统计开展各指标间的比较和相关性分析。结果表明:以危害指数为主要指标,从高到低依次是金山57、福薯8号、广薯87、泉薯12、福薯88、福薯90、福薯9号、福薯2号,其中金山57的危害指数最高,受危害最重,产量损失率也较高,后面的品种依次降低,综合危害指数、拐头危害率和产量损失率发现,金山57、福薯8号2个品种遭受小象甲的危害最重,而福薯2号遭受小象甲危害的程度最低;不同年份间小象甲对甘薯的危害指数、拐头侵染率和产量损失率之间均达到极显著差异,其中产量损失率与危害指数相关性最高,拐头侵染率与危害指数相关性中等,拐头侵染率与产量损失率相关性最低。3年的试验结果结合降水量、品质检测结果分析表明,象甲发生较重的丘陵地区,天气持续干旱少雨是造成甘薯象甲大面积爆发的重要因素,甘薯的某些品质相关性状如维生素和氨基酸含量与小象甲危害的3个指标中的2个指标达到显著性相关。

Chelex-100法提取甘薯小象甲DNA及云南地区甘薯小象甲的分子鉴定

甘薯小象甲是国内外重要的检疫性害虫,除本身为害薯块外,引起的伤口还会诱致病菌侵入,使受害薯块发生恶臭和苦味无法食用。准确鉴定云南地区的甘薯小象甲,特别是研究其遗传变异可为检疫提供依据。本研究采集了云南元谋县甘薯小象甲,采用Chelex-100法快速提取甘薯小象甲基因组DNA,分别对雌雄成虫rDNA ITS-1序列进行系统发育分析,首次发现云南元谋县的甘薯小象甲属于东亚分支的东南亚亚支,与我国之前报道的甘薯小象甲属于东亚分支的东北亚亚支不同,说明云南元谋县的甘薯小象甲种群来源与中国广东、福建、浙江和重庆的种群来源不同。

六种杀虫剂对甘薯小象甲的触杀毒力测定

甘薯小象甲(Cylas formicarius)是中国长江中下游薯区及南方薯区为害面积最大、对甘薯品质和产量影响最大的害虫。采用浸虫法筛选甘薯小象甲防治的高效药剂,测试了6种杀虫剂的触杀毒力。结果显示,甲氨基阿维菌素苯甲酸盐、高效氯氟氰菊酯、顺式氯氰菊酯的触杀毒力较高。

甘薯小象虫成虫触角和下颚须上感觉器的扫描电镜观察

使用扫描电镜观察了甘薯小象虫成虫触角和下颚须的表面特征。根据感觉器的形态特征,在触角上看到了毛状感觉器、棒状感觉器、锥状感觉器和坛状感觉器;在下颚须上看到了栓状感觉器、板状感觉器和锥状感觉器。触角上的棒状感觉器以前尚未见报道。

5种药剂对甘薯小象甲的室内毒力与田间应用效果

用1.5%甲氨基阿维菌素苯甲酸盐乳、1.8%阿维菌素乳油、60g/L乙基多杀菌素悬浮剂、5%啶虫脒乳油和240g/L氰氟虫腙悬浮剂5种杀虫剂对甘薯小象甲成虫进行室内毒力及田间应用试验,毒力指数分别为6000.56、418.16、100、38.58和6.16;田间药效分别为82.61%、65.22%、64.13%、52.13%和50.99%。

甘薯蚁象发育起点温度和有效积温的研究

为了明确甘薯蚁象的发育起点温度和有效积温,在相对湿度60%,光周期12:12(L:D)的条件下,分别在20、23、25、28、31℃的光照培养箱中利用无虫薯块饲养甘薯蚁象,观察各虫态的发育历期。结果表明:在20、23、25、28、31℃的温度下甘薯蚁象均能完成生长发育,完成一个世代分别需要79.75、57.01、43.36、33.10、31.90天;卵、幼虫、蛹、成虫产卵前期及全生育期的发育起点温度为11.44、12.37、14.42、17.44、13.58℃,所需有效积温为118.07、233.42、78.41、72.87、515.77日·度。

8种杀虫剂防治甘薯小象甲的药效对比试验

进行8种杀虫剂防治甘薯小象甲的药效对比试验,结果表明:40%毒死蜱EC处理的防效最佳,为92.85%,极显著优于其他杀虫剂;40%辛硫磷EC和5%百树菊酯EC等药剂对甘薯小象甲的防效达到65%以上。上述3种杀虫剂均能有效减少甘薯产量损失。建议在防治甘薯小象甲时可轮换使用以上3种杀虫剂。

甘薯小象甲的生物学特征与综合防治措施

甘薯小象甲是甘薯生长期和储藏期最重要的害虫,严重影响甘薯品质和产量。回顾了甘薯小象甲的研究现状,包括甘薯小象甲的生物学特性、分布与为害,重点讨论了甘薯小象甲的防治方法及综合防治策略,并对今后进一步研究作出了展望。

感染甘薯小象甲白僵菌菌株的初步筛选

甘薯小象甲是甘薯的主要害虫之一。为筛选对小象甲的优良生防菌株,对分离自不同寄主的8株白僵菌进行了产孢量、孢子萌发率等生物学指标研究;采用浸渍法,进行了白僵菌对甘薯小象甲成虫侵染能力的初步筛选。结果表明:白僵菌菌株Gxj-10和Xwy-1感染甘薯小象甲成虫15 d的校正死亡率分别为82.1%和60.7%,表现出较强的致病力,且在培养过程中产孢量较高。2株菌株在防治甘薯小象甲方面具有较强的研究与应用价值。

PTD-Cry3Aa原核融合表达产物对甘薯小象甲的活性研究

为探讨TAT PTD对苏云金杆菌鞘翅目特效基因CryAa是否具有协同作用,本试验在实现了融合基因TAT PTD-Cry3Aa大肠杆菌原核表达的基础上,以甘薯小象甲为生测对象测定了原核表达产物PTD-Cry3Aa与Cry3Aa的毒力。结果表明,用大肠杆菌表达的Cry3A和PTD-Cry3Aa包涵体初提物均对甘薯小象甲成虫和幼虫有杀虫活性,且表现出一定毒力增效作用,对成虫的增效倍数为2.01倍,对幼虫的增效作用更加明显,达到3.19倍。这一研究结果对于甘薯小象甲的生物防治研究以及转基因抗虫甘薯的研究具有重要的指导作用。

甘薯象鼻虫性信息素(E)-2-丁烯酸-(Z)-3-十二烯基酯的全合成

(Z)-3-dodecen-1-yl(E)-2-butenoate was synthesized starting from acetylene. The key feature of this approach is use of ethylene diamine in the reaction of acetylene and sodium amide for synthesizing 1-decyne. This reaction allowed a convenient preparation of terminal alkyne with a long chain from cheap and common chemicals. The title sex pheromone synthesized showed highly attractant activity in the field to cylas formicarius fabricius.

甘薯蚁象气味结合蛋白CforOBP8的基因表达谱及配体结合特性分析

【目的】明确甘薯蚁象Cylas formicarius气味结合蛋白(odorant binding protein, OBP) OBP8的基因表达谱及与配体化合物的结合特性。【方法】基于甘薯蚁象成虫转录组数据,利用RT-PCR方法从甘薯蚁象成虫触角中克隆了气味结合蛋白OBP8基因,并进行生物信息学分析;采用qPCR方法测定该基因在甘薯蚁象成虫触角、口器、翅和跗节中的表达谱;构建原核表达载体,进行诱导表达及蛋白纯化。利用荧光竞争结合实验测定纯化的重组蛋白与16种配体化合物(1种性信息素和15种植物挥发物)的结合特性。【结果】获得甘薯蚁象气味结合蛋白基因CforOBP8(GenBank登录号:MH549528)的完整编码序列,其开放阅读框长414 bp,编码138个氨基酸,预测分子量为15.56 kD,等电点为4.71,N末端具有21个氨基酸组成的信号肽序列,蛋白序列具有4个保守的半胱氨酸,CforOBP8属于Minus-C OBPs亚家族。荧光定量PCR结果表明,CforOBP8在甘薯蚁象成虫触角中特异性表达,在其他组织中微量表达。SDS-PAGE结果显示融合蛋白成功表达。CforOBP8与配体化合物的结合力测试表明,CforOBP8与性信息素(E)-2-丁烯酸顺-(Z)-3十二烯基酯结合能力最强,解离常数K_i为4.13μmol/L;其次与5种植物挥发物也有一定的结合能力,依次为乙酸顺-3-己烯酯(K_i=7.54μmol/L)、柠檬烯(K_i=15.23μmol/L)、橙花醇(K_i=16.31μmol/L)、壬醛(K_i=28.71μmol/L)和苯乙醛(K_i=29.54μmol/L)。【结论】CforOBP8可能是甘薯蚁象性信息素结合蛋白,并且在感受性信息素和寄主植物挥发物的过程中都发挥作用。