防治棉铃虫的高毒农药替代品种研究

采用室内浸卵、浸叶和点滴法以及田间小区试验，对19种杀虫剂防治棉铃虫的作用特点和效果进行了系统研究。室内生物测定结果表明：多杀菌素对棉铃虫卵孵化有较好的抑制作用，90．40mg／L多杀菌素处理后棉铃虫卵的孵化率仅为42．86％；多杀菌素、甲氨基阿维菌素、高效氯氟氰菊酯、辛硫磷、丙溴磷、毒死蜱和高效氯氰菊酯对棉铃虫初孵幼虫的毒杀作用明显，原药稀释1.0×10^4-2．0×10^4倍时可使初孵幼虫死亡率迭100％；昆虫生长调节剂——氟啶脲、氟铃脲、甲氧虫酰肼原药稀释1000倍对棉铃虫初孵幼虫的致死率大于70％，且幼虫的生长受到明显抑制；甲氨基阿维菌素、高效氯氟氰菊酯、多杀菌素、毒死蜱、高效氨氰菊酯、丙溴磷、辛硫磷对低、高龄棉铃虫幼虫均具有较好的毒杀效果。田间小区试验结果表明，甲氨基阿维菌素、高效氯氟氰菊酯、丙溴磷、高效氯氰菊酯作用效果快且防治效果好，尤其是4000倍甲氨基阿维菌素和5000倍高效氨氟氰菊酯处理后第三天，其对棉铃虫的致死率迭100％；多杀菌素和甲氧虫酰肼作用效果稍差。若在棉铃虫卵高峰期适时施药，供试的6种药剂均可作为防治棉铃虫的高毒农药替代品种。

植物挥发性气味物质对中红侧沟茧蜂的趋向行为影响及田间诱集效果

明确不同挥发性气味物质对中红侧沟茧蜂Microplitis mediator选择行为的作用,有助于鉴定设计引诱剂以更好地利用天敌。本文采用"Y"型嗅觉仪测定了中红侧沟茧蜂对60种挥发性气味物质的趋向行为反应。结果表明,中红侧沟茧蜂对脂肪族化合物趋性最强,萜类化合物次之,芳香族化合物则相对较弱。中红侧沟茧蜂对(Z)-3-己烯乙酸酯、β-紫罗兰酮、2-十一烷酮、己醛、正辛醇、罗勒烯、橙花叔醇和香叶醇等气味的选择性最高,选择率分别为80.7%、73.2%、70.9%、69.6%、67.8%、74.1%、71.2%和67.9%,与对照相比差异极显著(P<0.01)。为了明确田间条件下挥发性气味物质对中红侧沟茧蜂行为的影响,选择趋性效果较强的6种化合物分别制成诱芯进行了田间罩笼诱集试验,结果表明中红侧沟茧蜂对罗勒烯和(Z)-3-己烯乙酸酯的选择性最高,校正选择率分别为18.6%和14%,显著高于与其它化合物。田间应用结果与"Y"型嗅觉仪测定结果具有一致性。

绿盲蝽和中黑盲蝽对不同抗性和虫害处理棉花的选择趋性

研究绿盲蝽Apolygus lucorum和中黑盲蝽Adelphocoris suturalis对不同抗性和虫害处理棉花的选择趋性,为棉盲蝽的综合治理提供理论依据。本研究以抗性棉花品种BR-S-10(抗性品种)和感性棉花品种科林08-15(感性品种),以及绿盲蝽和中黑盲蝽分别危害处理后的该两种棉花植株为试验材料,以纯净空气为空白对照,共成对设置15个气味源组合,采用"Y"型昆虫嗅觉仪室内研究了绿盲蝽和中黑盲蝽对不同抗性和虫害处理棉花的选择趋性。结果表明,绿盲蝽显著选择感性品种、中黑盲蝽危害感性品种和绿盲蝽危害感性品种。中黑盲蝽显著选择绿盲蝽危害感性品种、中黑盲蝽危害感性品种和感性品种。总的来说,两种棉盲蝽趋向于选择敏感棉花品种,抗性棉花品种对供试昆虫有显著趋避性;绿盲蝽显著趋向选择中黑盲蝽危害感性品种和绿盲蝽危害感性品种,中黑盲蝽显著趋向选择绿盲蝽危害感性品种和中黑盲蝽危害感性品种。

枯草芽孢杆菌Bs-916的抑菌活性及其抑菌物质初探

为了揭示从土壤中分离出的拮抗菌—枯草芽孢杆菌Bs-916的抑菌作用和抑菌机理,采用管蝶法、平板涂抹法及孢子盟发法测定了Bs-916及其代谢液对水稻纹枯病菌、蚕豆枯萎病菌等8种病原菌的抑菌活性,结果表明其对供试的大多数病原菌均具有较强的抑菌活性,如Bs-916及其代谢液对水稻纹枯病菌的抑制率分别为95.4%和70.7%,对水稻稻曲病菌的抑制率均为100%。为了探索Bs-916胞外物质的种类及特性,分别采用丙酮沉淀、PEG沉淀、等电点沉淀和超微浓缩等方法从Bs-916代谢液中获得了沉淀物或截留物,它们均具有抑菌活性。沉淀物经蛋白酶K处理后,活性减弱,说明Bs-916胞外抗菌物质具有蛋白质的性质。

绿盲蝽在不同棉花品种(系)上取食行为的EPG解析及田间验证

【目的】观察并解析绿盲蝽在不同棉花品种(系)植株上的取食选择行为,阐明绿盲蝽取食危害机制,为发掘抗盲蝽棉花种质资源提供依据。【方法】采用直流昆虫刺探电位仪Giga-8 DC-EPG,结合体视显微镜装置观察绿盲蝽对14个不同品种(系)棉花植株的取食行为,同时田间调查不同棉花品种(系)上绿盲蝽种群发生危害动态并确定相应的绿盲蝽危害级别。【结果】绿盲蝽的刺探波型主要包括5种波型,即A波、H波、M波、B波,以及非刺探波型NP波。A波为刺探波,H波为口针在韧皮部刺探波,M波为口针进入韧皮部中破碎细胞并分泌唾液波,B波为对搅碎细胞后混合物的吸取以及口针停留后拔出波,NP波为喙和口针停留在叶片表面并未刺入波。【结论】14个棉花品种(系)中,亚洲棉和GK50对绿盲蝽表现较强的驱避性,而绿盲蝽对灵-06、石抗338等棉花品种(系)有较强的趋向性。室内解析与田间调查绿盲蝽种群发生危害动态及危害级别结果一致。

棉铃虫气味受体的克隆与组织特异性表达

气味受体在昆虫识别外界气味过程中起重要作用,对其的研究可以帮助我们了解昆虫对气味识别的分子机制。本文通过RT-PCR技术,在棉铃虫Helicoverpa armigera(Hübner)中克隆得到11条气味受体序列(GenBank登录号:EU599565～EU599568,EU818702～EU818706,FJ393455)。序列分析结果表明,HarmOR2为非典型气味受体,其他为典型气味受体。进化树显示,HarmOR10与黑腹果蝇Drosophila melanogaster DOR46a进化关系较近,而HarmOR4与果蝇味觉受体聚类在一起。棉铃虫其余气味受体与烟芽夜蛾Heliothis virescens气味受体单独或几个一起处于与黑腹果蝇气味受体进化关系较远的聚类中,而且彼此聚类关系较远。使用半定量RT-PCR对这些气味受体的表达谱进行研究,结果表明:HarmOR2在棉铃虫触角和喙中表达,表达量在雌雄间相当。其他受体则在成虫触角中特异表达,其中HarmOR3,HarmOR13和HarmOR14仅在雄性触角内表达;雌性触角内HarmOR12和HarmOR20的表达量要高于雄性触角;其余气味受体雌雄触角间表达量则相当。

棉铃虫天敌中红侧沟茧蜂Microplitis mediator对不同处理棉花的趋性行为反应

采用机械损伤(处理A)、棉铃虫取食为害(处理B)、棉铃虫取食棉花+棉铃虫复合物(处理B+H)、水杨酸诱导(处理C)、机械损伤加棉铃虫口腔分泌物(处理D)5种方式诱导现蕾期棉花植株,并应用Y型嗅觉仪测定处理后棉花对棉铃虫天敌中红侧沟茧蜂搜索寄主行为的影响.处理B、处理B+H和处理C棉花对中红侧沟茧蜂有显著的引诱作用.健康棉株、处理A及处理D棉花对中红侧沟茧蜂没有明显的吸引.中红侧沟茧蜂对处理C、处理B+H以及处理B棉花没有明显的趋性差异.利用气质联用系统对各处理棉花挥发性物质进行定性和定量分析.表明处理B、处理B+H、处理C棉花挥发物种类和含量均比对照棉花多,处理A及处理D棉花与对照棉花挥发物种类和含量差异不显著.处理C、处理B及处理B+H棉花中β-月桂烯、β-蒎烯、α-蒎烯的含量明显增加.处理C棉花柠檬烯的含量发生明显变化.

棉花叶片性状(厚度和油点密度)与其对绿盲蝽抗性的关系

为了明确棉花叶片性状(厚度和油点密度)与其对绿盲蝽Apolygus lucorum(Meyer-Dür)抗性的关系,以期为棉花抗盲蝽品种(系)选育提供理论依据,本研究选用对绿盲蝽有不同抗性的20个棉花品种(系)为材料,分别测定其叶片厚度、表皮层厚度和油点密度。结果表明:晋棉26、冀丰989、常D、亚洲棉对绿盲蝽表现为高抗;棉花叶片厚度、表皮层厚度和油点密度在不同生长期均有差异;棉花对绿盲蝽的综合抗性指数与其铃期叶片表皮层厚度和油点密度有显著相关性(y=20.673+0.415x,R2=0.305,P=0.012;y=1.049+0.049x,R2=0.207,P=0.044)。结果显示,在一定的生长期,叶片表皮层厚和多油点棉花品种可以减少绿盲蝽的危害。

中红侧沟茧蜂非典型气味受体的克隆及组织特异性表达

【目的】研究中红侧沟茧蜂Microplitis mediator非典型气味受体的表达谱。【方法】使用RT-PCR法克隆得到中红侧沟茧蜂非典型气味受体基因序列。使用实时荧光定量PCR法研究其表达谱。【结果】克隆得到中红侧沟茧蜂非典型气味受体全长基因。该基因在触角中特异性表达。在雌虫触角中羽化当天达到最大表达量,雄虫触角中在羽化前d阶段达到最大表达量。【结论】该非典型气味受体在中红侧沟茧蜂触角中特异存在。

中红侧沟茧蜂化学感受蛋白MmedCSP1的结合特征

化学感受蛋白是一类存在于昆虫化学感受器中的可溶性蛋白,被认为与昆虫识别外界化学信息有关。本研究使用pGEX-4T-1表达载体在BL21(DE3)异源表达系统中表达中红侧沟茧蜂Microplitis mediator化学感受蛋白MmedCSP1,并通过亲和层析法纯化得到去表达标签的MmedCSP1;使用bis-ANS作为荧光配基,在荧光分光光度计上研究它与50种气味标样的结合特征,从而得到此类化学感受蛋白在中红侧沟茧蜂嗅觉识别中识别气味的种类。结果表明:MmedCSP1只能与水杨酸甲酯、戊烷、罗勒烯、β-紫罗兰酮、3,4-二甲基苯甲醛、2-己酮和叶醇结合。但只有脂类化合物β-紫罗兰酮能在浓度为1mmol/L下将bis-ANS从MmedCSP1中替换50%,β-紫罗兰酮与MmedCSP1的结合常数为16.89μmol/L。这些结果提示MmedCSP1参与中红侧沟茧蜂对水杨酸甲酯、戊烷、罗勒烯、β-紫罗兰酮、3,4-二甲基苯甲醛、2-己酮和叶醇等气味的识别过程,且在不同气味中的识别过程中对于气味的运输能力有差异。

棉铃虫信息素结合蛋白2cDNA的克隆、表达与组织特异性表达

【目的】克隆、分析和原核表达编码棉铃虫Helicoverpa armigera(Hübner)信息素结合蛋白HarmPBP2的cDNA,并纯化得到HarmPBP2蛋白。【方法】以棉铃虫触角为材料,通过RT-PCR技术以获得编码中棉铃虫信息素结合蛋白HarmPBP2基因成熟蛋白开放阅读框序列,使用半定量RT-PCR对表达谱进行研究,并在使用pGEX-4T-1表达载体在BL21(DE3)系统中进行原核表达,使用GSTrapFF预装柱进行纯化并切去标签。【结果】克隆了命名为HarmPBP2(GenBank登录号:EU647241)的棉铃虫信息素结合蛋白基因,该序列全长457bp,编码149个氨基酸残基,前端是一段25个氨基酸长的信号肽,推测蛋白具有昆虫信息素结合蛋白典型的6个保守的半胱氨酸残基的特征。棉铃虫HarmPBP2在雌雄成虫的触角、足和翅中都有表达,另外在雌虫下颚须也有表达。雌雄组织表达量顺序相同,触角中表达量最高,翅中次之,足中最少。雌虫组织中表达量高于雄虫。构建的原核表达载体pGEX/HarmPBP2,在大肠杆菌BL21(DE3)中成功地表达出一个分子量约为40kD的融合蛋白,经亲和层析纯化与酶切得到去标签的HarmPBP2蛋白。【结论】克隆、分析和表达了棉铃虫信息素结合蛋白HarmPBP2的cDNA序列,并对其进行纯化,为进一步研究其分子结构和功能奠定了基础,同时对其表达谱进行了研究。

越冬期不同阶段二点委夜蛾越冬幼虫耐寒性变化

【目的】二点委夜蛾Athetis lepigone(Mschler)是我国夏玉米苗期的新害虫,随着耕作制度的改变,二点委夜蛾的发生危害区域和面积逐渐扩大。本研究探讨二点委夜蛾的抗寒能力,为揭示抗寒机理提供理论基础。【方法】分别在越冬期的3个不同阶段,即越冬初期(2012年11月7日)、越冬期(2012年1月20日)和越冬末期(2013年3月5日),对二点委夜蛾老熟幼虫的体重、过冷却点(supercooling point,SCP)、结冰点(freezing point,FP)、含水量、脂肪和糖原含量进行测定。【结果】过冷却点在这3个时期有显著差异,最低值(-23.16±0.38℃)出现在1月份,最高值(-16.24±1.24℃)出现在越冬初期,结冰点变化趋势与过冷却点一致。通过定量检测发现,虫体鲜重与过冷却点无相关性(r=0.17,P=0.12);脂肪含量在越冬初期含量最高,而在越冬末期最低;糖原含量在越冬期含量最低;自由水的含量随着过冷却能力升高而降低,随其降低而升高,而结合水含量恰好相反。【结论】二点委夜蛾的抗寒性在越冬期不同阶段出现明显的变化,即随着冬季低温的到来,其抗寒能力逐渐增强,冬季过后又随气温的回升,其抗寒力逐渐减弱。

棉铃虫化学感受蛋白HarmCSP6二聚体的组织表达分析及气味结合特征

为了研究棉铃虫Helicoverpa armigera(Hübner)化学感受蛋白(chemosensory proteins,CSPs)在嗅觉识别过程中的功能,本研究克隆并在原核细胞中表达了棉铃虫化学感受蛋白HarmCSP6,Western blot和快速液相色谱(fast protein liquid chromatography,FPLC)检测证实该HarmCSP6蛋白以二聚体的形式表达。实时荧光定量PCR检测发现HarmCSP6基因在雌雄虫触角中表达量很高,在雌虫足及翅中也有一定程度的表达。该二聚体蛋白与22种气味分子的荧光竞争结合实验结果表明,该蛋白与醛类及萜烯类等气味小分子具有较强的结合能力。通过研究该蛋白与小分子的结合,筛选出合适的气味,从而为开发棉铃虫引诱剂及驱避剂提供理论依据。

绿盲蝽气味结合蛋白AlucOBP7的表达及气味结合特性

气味结合蛋白(odorant binding proteins,OBPs)在昆虫嗅觉识别中起着重要的作用,尤其是在运输外界脂溶性气味分子通过嗅觉感器淋巴液到达嗅觉受体(olfactory receptors,ORs)的过程中发挥关键作用。明确OBPs在昆虫同外界进行信息交流过程中的作用有利于阐明昆虫嗅觉识别的机制,同时可为利用干扰昆虫嗅觉识别来进行害虫防治奠定理论基础。本研究克隆了一个绿盲蝽Apolygus lucorum(Meyer-Dür)气味结合蛋白AlucOBP7基因(GenBank登录号:JQ675724),并进行了原核表达,以1-NPN为荧光探针采用荧光竞争结合实验研究了AlucOBP7蛋白和10种棉花挥发物及6种性信息素类似物的结合能力。结果表明:在10种棉花挥发物中,AlucOBP7能够和2-己酮及水杨酸甲酯有效结合,结合常数分别为55.13μmol/L和28.26μmol/L。在6种盲蝽性信息素类似物中,4-氧代-反-2-己烯醛和AlucOBP7具有较强的结合能力,结合常数为23.14μmol/L。丁酸乙酯、丁酸丁酯及己酸己酯也能够和AlucOBP7有效结合,但结合能力中等,结合常数分别为30.58,39.26和35.81μmol/L。初步推测,AlucOBP7可能是绿盲蝽性信息素结合蛋白(pheromone binding proteins,PBPs),并在感受性信息素和植物挥发物的过程中发挥双重功能。

不同变温组合条件下二点委夜蛾的生长发育

【目的】为明确变温条件对二点委夜蛾Athetis lepigone(Mschler)实验种群生长发育的影响。【方法】分别设置6个变温组合(20/24℃,20/28℃,20/32℃,24/28℃,24/32℃和28/32℃),通过测定和计算各虫态发育起点温度和有效积温及生命表参数来研究变温对二点委夜蛾卵、幼虫、蛹、世代平均发育历期、存活率和繁殖力的影响。【结果】不同变温组合对二点委夜蛾各虫态的发育历期、存活率及种群繁殖力有显著影响。发育历期随着变温组合平均温度的升高而缩短,二点委夜蛾世代存活率由大到小的顺序为24/28℃>20/32℃>28/32℃>20/28℃>24/32℃>20/24℃。24/28℃时产卵量最高,单雌产卵量为390.70粒。世代发育起点温度和有效积温分别为10.37℃和663.17日·度。在不同变温组合下内禀增长率rm值随着平均温度的升高先上升后降低。在24/28℃时,二点委夜蛾rm、净增殖率R0和周限增长率λ最大,种群加倍时间t和世代平均周期T最小。【结论】24/28℃是二点委夜蛾实验种群生长发育及繁殖的最适变温组合,本研究结果为二点委夜蛾的预测预报及综合防治提供了科学依据。

绿盲蝽气味结合蛋白AlucOBP8的结合特性分析

气味结合蛋白(odorant binding proteins,OBPs)是参与昆虫嗅觉感知过程的一类重要蛋白,其功能之一是结合运输外界气味分子通过淋巴液到达神经元树突。本文克隆了一个绿盲蝽Apolygus lucorum(Meyer-Dür)气味结合蛋白Aluc OBP8(Gen Bank登录号JQ675725)并进行了原核重组表达。组织表达谱分析表明,Aluc OBP8基因主要在雌雄成虫触角表达。采用荧光竞争结合试验,研究了重组蛋白Aluc OBP8与7种性信息素类似物和33种植物挥发物的结合能力。结果显示,7种性信息素类似物均不能与Aluc OBP8有效结合,而植物挥发物中只有葎草烯(α-caryophyllene)和十二醛(dodecyl aldehyde)与Aluc OBP8表现出较强的结合,结合常数分别为8.74和9.99μmol/L。绿盲蝽雌雄成虫对这两种化合物的趋向结果表明,十二醛对绿盲蝽雄成虫具有显著的驱避作用。初步推断Aluc OBP8为普通气味结合蛋白并参与寄主普通挥发气味的识别过程。

棉铃虫中肠Cry1A受体蛋白氨肽酶N1在Tn细胞系的表达

【目的】将棉铃虫中肠Bt受体蛋白在真核表达系统中成功表达。【方法】用PCR方法分别扩增出对Cry1Ac毒素敏感和抗性棉铃虫的中肠氨肽酶N1(APN1)基因的去信号肽片段,将其克隆至pUC19载体,测定核酸序列后,克隆入Bac-to-Bac表达系统中杆状病毒转移载体pFastBacHTB中多角体基因启动子的下游,筛选出重组质粒pFastBacHTB/APN1并转化大肠杆菌DH10Bac,在体内进行重组,经抗性和蓝白斑筛选,获得杆状病毒重组载体Bacmid/APN1。转染粉纹夜蛾(Trichoplusia ni)细胞(Tn-5B1-4),获得含APN1基因的重组杆状病毒,重组病毒感染Tn细胞后,得到表达的蛋白。【结果】SDS-PAGE分析和点杂交显示,目的基因得到了成功表达。【结论】APN1基因在Tn细胞中成功表达,为今后继续研究其功能和与抗性的关系奠定了基础。

我国东北地区亚洲玉米螟种群发生动态与寄主植物来源

为明确我国东北地区亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis（Guenée）不同世代的种群动态及寄主植物来源,利用性诱捕器监测了其不同世代的种群动态,并以雄蛾翅的稳定性同位素δ13C为标记鉴定其寄主植物的光合作用类型。结果表明,亚洲玉米螟成虫越冬代始见期在5月底,第1代终见期在9月中旬。公主岭、齐齐哈尔、沈阳等地越冬代和第1代亚洲玉米螟幼虫主要以C4植物为寄主,以C4植物为寄主的种群占所有种群的比例分别为72.19%~97.71%和95.18%~100%;2014年公主岭、齐齐哈尔、沈阳等地之间越冬代和第1代亚洲玉米螟幼虫以C3植物为寄主的种群比例无显著差异,2013年公主岭和2014年沈阳的越冬代和第1代幼虫期之间以C3植物为寄主的种群比例差异显著。研究表明,东北地区以C3植物为寄主的亚洲玉米螟种群较少。

利用簇合效应发现和创制高效新农药的设想

基于以下理论提出了一种创制高活性新农药的观点:将一种活性寡糖小分子制成簇合物后,其活性有时可大大增加,即产生了簇合效应(cluster effect)。通过列举簇合效应在医药领域成功应用的事例,指出其在高活性新农药创制中应用的可能性。预期这一机制可用于筛选和发现高效新农药。

绿盲蝽在人工饲料模型上刺吸波形EPG解析

采用刺吸电波(Electrical penetration graph,EPG)技术和视频观察解析了绿盲蝽在人工饲料模型上的刺吸取食行为与对应的波形关系。共计获得绿盲蝽在食物模型上的4种取食波形:口针刺入、口针搅动、口针上下抽动、口针拔出,未观察到非刺探波形。研究结果可为明确绿盲蝽寄主取食行为机制提供理论参考。