昆虫对Bt作物的抗性演化与治理技术

对当前昆虫对Bt作物抗性发展的现状及害虫对Bt作物抗性治理的最新进展进行了综述,也对我国红铃虫的抗性发展预期及治理技术进展了讨论,这为我国的转基因棉花的安全应用提供了依据。

灰葡萄孢对氟啶胺的敏感性检测及敏感性降低菌株生物学性状研究

为评价灰霉病菌对氟啶胺的敏感性及抗药性风险,本试验于2020年-2021年在吉林、江西、湖北、山东、北京、湖南等地区的草莓、辣椒、四季豆、茄子和番茄上采集病叶、病茎、病花和病果,经单孢分离获得117个灰葡萄孢Botrytis cinerea菌株,采用菌丝生长速率法测定其对氟啶胺的敏感性。结果表明:有4株灰葡萄孢BJ14、BJ45、BJ46和BJ47对氟啶胺的敏感性显著降低,EC_(50)在0.1137~0.3946μg/mL,抗性倍数为4.7~16.3,MIC值>4μg/mL。其余113个菌株对氟啶胺的平均EC_(50)为0.0251μg/mL。敏感性降低的4个菌株继代培养10代后,抗药性状稳定。交互抗性测定结果表明,对氟啶胺敏感性下降的菌株对腐霉利和咯菌腈2种杀菌剂表现为敏感,氟啶胺与腐霉利或咯菌腈没有交互抗性。生物学性状研究表明,4株敏感性下降菌株在PDA平板上的生长速率和在番茄果实上的致病力都显著低于敏感菌株,而菌丝生物量、产孢量和孢子萌发率与敏感菌株无显著差异。以上研究结果表明,田间已存在对氟啶胺敏感性降低的菌株,鉴于灰葡萄孢属于高风险抗性菌株,建议氟啶胺在防治灰霉病的使用中需谨慎。

恶臭假单胞菌HB3S-20在棉花中的定殖及诱导抗性研究

植物内生菌是防治植物病害的重要生防资源。恶臭假单胞菌Pseudomonas putida HB3S-20是本实验室从棉花内生细菌中所筛选到的一株对棉花黄萎病具有显著防效的潜在生防菌株。本研究采用利福平抗性标记技术和绿色荧光蛋白(GFP)标记技术检测了菌株HB3S-20在棉花组织中的定殖动态和定殖位点,并检测了菌株HB3S-20接种棉花植株后植物防御相关酶SOD、POD和CAT酶活性的变化。利福平标记试验结果表明,菌株HB3S-20主要定殖于根部,棉株接种菌株HB3S-20后第3~30 d检测到棉花根部内的菌量范围为2.2×10^(4)~6.7×10^(4)cfu/g,检测到棉花茎部内的菌量为0.04×104~2.7×10^(4)cfu/g,棉花茎部内的菌量低于根部,但在叶片中未被分离到。GFP标记试验结果表明,菌株HB3S-20不仅能附着在棉花根系表面,还能定殖在根部维管组织中。此外,菌株HB3S-20能够提高棉花中植物防御相关酶SOD和POD的活性,说明菌株HB3S-20能够诱导棉花植株的系统抗性,增强棉花抗病性。本研究初步揭示了恶臭假单胞菌HB3S-20在棉花组织内的定殖规律及其对棉株产生的诱导抗性,为菌株HB3S-20的防病机制研究提供了理论依据。

江汉平原典型种植模式稻田土壤中农药残留特征

在江汉平原中稻-油菜/小麦轮作田、一季中稻田及再生稻田3种种植模式稻田采集土壤样品86个。调查了土壤样品中滴滴涕(DDTs,包括o,p′-DDT、p,p′-DDT、p,p′-DDE、p,p′-DDD)、六六六(HCHs,包括α-HCH、β-HCH、γ-HCH、δ-HCH)、甲胺磷、甲基对硫磷、氧乐果、乐果、敌敌畏、乙酰甲胺磷、毒死蜱、氯虫苯甲酰胺、吡蚜酮、吡虫啉、啶虫脒、三环唑、戊唑醇、氰氟草酯、二氯喹啉酸、乙草胺及异丙甲草胺等25种农药及其代谢产物的残留。结果表明,检出率最高的3种农药为当前常用杀虫剂氯虫苯甲酰胺(87.21%),杀菌剂三环唑(91.86%)及戊唑醇(72.09%),其残留均值分别为0.0397、0.0734 mg/kg及0.0276 mg/kg;已经禁用的有机氯农药滴滴涕(o,p′-DDT、p,p′-DDT、p,p′-DDE、p,p′-DDD)仍能检出,检出率为36.05%~66.28%。3种模式田块中检出的滴滴涕主要来源于历史上滴滴涕的使用。杀虫剂吡蚜酮及杀菌剂三环唑在再生稻田的残留量均值显著高于中稻-油菜/小麦轮作田及一季中稻田;但其他农药在不同种植模式稻田中的残留没有显著差异。本研究为江汉平原农药残留的治理及农药的合理使用提供了参考信息。

四种助剂对防治褐飞虱的植物源农药1%印楝素水分散粒剂毒力的影响

【目的】本研究旨在探究橙皮精油(orange peel essential oil,OPEO)、γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)、卵磷脂及马来酸二乙酯(diethyl maleate,DEM)4种助剂对植物源农药1%印楝素水分散粒剂(water dispersible granule,WG)毒力的影响,筛选出有增效作用的助剂,将其作为1%印楝素WG防治褐飞虱Nilaparvata lugens的桶混助剂。【方法】利用稻苗浸渍法和连续浸液法评价印楝素及添加助剂OPEO、GABA、卵磷脂或DEM后对褐飞虱3龄若虫的毒力;测定印楝素(20 mg a.i./L)及添加助剂处理后,褐飞虱3龄若虫体内谷胱甘肽S-转移酶(glutathione S-transferase,GST)、羧酸酯酶(carboxylesterase,CarE)及乙酰胆碱酯酶(acetylcholinesterase,AChE)3种酶活性;测定添加助剂后对印楝素药液(40 mg a.i./L)与水稻叶片接触角的影响。【结果】稻苗浸渍法处理后96 h,添加DEM使印楝素对褐飞虱3龄若虫胃毒性毒力显著增强,增效比为1.512;连续浸液法处理后72 h,添加OPEO或DEM使印楝素对褐飞虱3龄若虫内吸性毒力显著增强,其增效比分别为1.486及1.560;添加OPEO或DEM分别使褐飞虱3龄若虫体内GST活性比印楝素单剂处理分别降低69.4%和65.5%;添加DEM使CarE活性比印楝素单剂处理降低88.2%;添加OPEO或DEM后,印楝素药液液滴与水稻正面叶片的初始接触角从110°分别降至64.5°或67.9°。【结论】添加OPEO或DEM能明显提高印楝素对褐飞虱的毒力,提高印楝素药液在水稻叶片上的润湿性。因此,将OPEO或DEM作为1%印楝素WG防治褐飞虱的桶混助剂有一定的应用价值。

云木香内生细菌的分离鉴定及其对大丽轮枝菌的抑制作用

从药用植物云木香中分离得到41株内生细菌,采用细菌16S rRNA基因测序的方法对这些菌株进行鉴定,结果显示,这些云木香内生细菌分别属于6个属,其中假单胞菌属Pseudomonas和拉恩氏菌属Rahnella为优势菌属。采用对峙培养方法对这些菌株进行筛选,发现其中12株内生细菌对大丽轮枝菌Verticillium dahliae具有抑制作用,其中有2株属于拉恩氏菌属Rahnella,7株属于假单胞菌属Pseudomonas,3株属于沙雷氏菌属Serratia。12株内生细菌对棉花黄萎病的温室防效评估结果表明,假单胞菌属菌株R1-6、R1-13和S1-2对棉花黄萎病的温室防效达到55%以上,具有潜在的生产利用价值。

贝莱斯芽孢杆菌EA19与多菌灵复配防治小麦赤霉病研究

为明确贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)EA19与化学药剂复配对小麦赤霉病的防治效果,采用菌丝生长速率法、平板菌落计数法、Horsfall法筛选最佳复配比例,并通过离体麦穗和田间试验进行验证。结果显示,不同浓度梯度的EA19发酵液喷雾粉和冻干粉对赤霉病菌菌丝生长抑制率为22.53%~93.96%,EC50分布在5.7944~10.9164 cfu/mL。菌株EA19与25~100μg/mL多菌灵具有良好的生物相容性,但与25~100μg/mL咪鲜胺和戊唑醇均不具有相容性。多菌灵与EA19喷雾粉和冻干粉按药液体积比6∶4、7∶3、8∶2复配时对禾谷镰孢菌和亚洲镰孢菌的联合毒力较大,各体积比下的最大毒性比率为1.15~1.36。EC50剂量的多菌灵与2种EA19菌粉按不同体积比复配后对室内离体麦穗赤霉病防效为47.91%~73.50%。田间试验中,EA19冻干粉与多菌灵联合施用,可使多菌灵在减量30%的情况下,对小麦赤霉病的防效(53.76%)、小麦籽粒中脱氧雪腐镰刀菌烯醇毒素含量(0.50 mg/kg)、小麦理论产量(5994.35 kg/hm2)与全量多菌灵处理无显著差异。综上,贝莱斯芽孢杆菌EA19与多菌灵在小麦赤霉病的防治中具有协同效果,二者复配可减少多菌灵的用量。

氟啶虫胺腈对棉蚜的生物活性及对棉花的安全性

本文通过叶片浸渍法研究了氟啶虫胺腈对棉蚜的室内活性,同时分析了其对棉花的安全性。室内毒力测定结果表明,氟啶虫胺腈处理棉蚜24h的LC50和LC90为1.98mg/L和26.02mg/L,显著低于吡虫啉的8.69mg/L和132.68mg/L,毒效比达4.39;处理48h后,氟啶虫胺腈对棉蚜仍表现出很高的杀虫活性,且显著高于吡虫啉。棉花安全性试验结果表明,在使用浓度40~160g/hm2范围内喷施500g/kg氟啶虫胺腈水分散粒剂,对棉花不同时期的叶色、株高、果枝层以及棉蕾脱落都未造成显著性的影响。

3种新型生物产品及复配杀菌剂防治小麦赤霉病的研究

为筛选防治小麦赤霉病的新型生物产品及其减药增效配方,于2016年分别在湖北襄阳和荆州开展田间试验。评价了植物免疫蛋白质生物农药6%寡糖·链蛋白可湿性粉剂、诱抗剂0.5%大黄素甲醚水剂和生物刺激素爱诺森可溶液剂对赤霉病的防治效果,筛选了上述3种生物产品与常规化学农药430 g/L戊唑醇悬浮剂、25%咪鲜胺乳油和50%多菌灵可湿性粉剂减药增效组合配方。结果表明:6%寡糖·链蛋白可湿性粉剂和0.5%大黄素甲醚水剂处理的防效分别在20.18%~24.37%和18.32%~22.98%之间,爱诺森处理对小麦赤霉病无防治效果。430 g/L戊唑醇悬浮剂、25%咪鲜胺乳油和50%多菌灵可湿性粉剂等3种杀菌剂减量20%分别与寡糖·链蛋白、大黄素甲醚和爱诺森复配田间防效表明,50%多菌灵可湿性粉剂减量20%与寡糖·链蛋白、大黄素甲醚和爱诺森3种生物产品复配处理的病情指数在3.34~7.81,防治效果在63.99%~77.56%,其增效范围在3.22%~47.59%,与430 g/L戊唑醇悬浮剂未减药用量的防效相当(P>0.05)。50%多菌灵可湿性粉剂减量20%与寡糖·链蛋白、大黄素甲醚和爱诺森3种生物产品复配处理的产量显著高于未减药的多菌灵处理产量(P<0.05),增产幅度在3.74%~9.28%之间。430 g/L戊唑醇悬浮剂和25%咪鲜胺乳油减量20%与寡糖·链蛋白、大黄素甲醚和爱诺森3种生物产品复配处理的防效和增产效果趋势不显著。

二氯喹啉酸对水稻后茬作物的安全性研究

针对湖北省水稻(Oryza stativa)田常用除草剂二氯喹啉酸对后茬作物的安全性进行试验。结果表明,50%二氯喹啉酸WP有效成分300 g/hm2对水稻后茬作物西芹(Apium graveloens)具有轻度的抑制作用,表现为株高和产量稍低;50%二氯喹啉酸WP有效成分225、300 g/hm2对水稻后茬作物烤烟(Nicotiana tabacum)有轻度药害,症状为心叶扭曲、黄化且叶片较小;50%二氯喹啉酸WP有效成分225、300 g/hm2对水稻后茬作物棉花(Gossypium hirsutum)、番茄(Lycopersicon esculentum)和茄子(Solanum melongena)安全。对照药剂2.5%五氟磺草胺OD有效成分22.5、37.5 g/hm2对水稻后茬作物西芹、烤烟、棉花、番茄和茄子安全。

寄主诱导的基因沉默在改良作物抗病虫性方面的应用

根据RNA干扰(RNA interference,RNAi)原理,在生物体内表达双链RNA(ds RNA)可以高效沉默生物体内基因的表达。在寄主中形成病原真菌和昆虫特异基因的小RNA会进入其体内从而产生寄主诱导的基因沉默(Host-induced gene silencing,HIGS)。病虫害对全球粮食安全构成极大的威胁,利用HIGS技术为提高农作物抗病虫性提供了有效的途径。综述了HIGS技术在提高农作物抗病虫性中的应用,总结了沉默信号在寄主与病虫间的可能的传递方式以及提出该技术存在的优缺点。

生物炭对小麦赤霉病的防治效果及产量的影响

为探索生物炭对小麦赤霉病的防治效果和对产量的影响,设置小麦播种前、返青拔节期单施或两个时期均施生物炭处理,在小麦分蘖期人工接种病麦粒,在抽穗扬花期采用孢子捕捉器对穗层空气中的赤霉病菌孢子数量进行动态监测,并在乳熟期调查各处理的病穗率和病情指数,成熟期测定各处理的理论产量、实际产量和籽粒中脱氧镰刀菌烯醇(deoxynivalenol,DON)毒素的含量。结果表明,施用生物炭后穗层赤霉病菌孢子的数量显著降低,赤霉病病情指数降低,且以基施和返青拔节期追施13500 kg/hm^2生物炭的处理最优;施用生物炭后小麦千粒重和株高均显著增加(P<0.05),其中基施和追施13500 kg/hm^2生物炭的处理较对照处理增产29.5%(P<0.05)。

牛筋草生防菌NJC-16的分离鉴定及生物学特性研究

为了筛选并获得低毒且高效的牛筋草生防菌,采用常规组织分离法获得牛筋草炭疽病病原菌菌株NJC-16,通过形态学观察结合ITS序列分析对菌株进行鉴定,确定该菌株为牛筋草炭疽菌Colletotrichum eleusines。该病原菌最适生长温度为25℃;不同光照条件对病原菌生长无显著差异;在供试碳(氮)源中病原菌对淀粉和酵母粉的利用效果最好;生长最适pH为6-9;菌丝的致死温度为65℃、10 min。室内生防试验表明,菌株NJC-16分生孢子悬浮液对牛筋草防效最佳,接菌21 d后牛筋草发病率为83.2%,鲜重防效达73%,对稗、马唐、千金子、反枝苋、大巢菜的生防效果较差。作物安全性试验表明,该菌株的分生孢子液对玉米、小麦、水稻安全。综上所述,菌株NJC-16有开发成为生物除草剂的潜力。

水稻秸秆生物炭对江汉平原麦区小麦养分吸收和产量的影响

旨在探明水稻秸秆生物炭施用量和施用时期对江汉平原稻茬麦养分吸收、土壤养分含量以及产量的影响。选择江汉平原典型潮土稻麦轮作区,以基施化肥但不施生物炭处理为对照,设置小麦播种前基施、返青拔节期追施以及两个时期同施不同剂量的生物炭等处理,采用比色法和火焰光度计法测定了不同处理小麦籽粒、植株茎叶和土壤的氮、磷、钾含量,并比较了籽粒产量的变化。结果表明,施用生物炭促进了小麦籽粒和植株茎叶对氮、磷、钾元素的吸收,增加了地上部分氮、磷、钾养分吸收总积累量,且以基施及追施13500 kg/hm2生物炭处理最高,较对照处理籽粒总氮、磷、钾分别提高了20.3%、17.8%和12.4%,茎叶总氮、磷、钾分别提高了11.9%、34.5%和13.9%,氮、磷、钾总积累量显著增加18.2%、24.0%、13.7%(P<0.05);施用生物炭后土壤pH升高、有机质和速效磷含量增加,小麦株高增高,结实率和千粒重增大。施用水稻秸秆生物炭对于改善土壤和提高小麦产量具有一定促进作用。

湖北省黄连炭疽病的病原鉴定及其生物学特性

为了鉴定湖北省黄连(Coptis chinensis Franch.)炭疽病致病菌,了解其生物学特性,研制有效的防治药剂,于湖北省恩施市板桥镇采集病斑叶片,利用组织分离法得到真菌12株。其中EsH2和EsH6接种离体叶片能够产生典型病斑。经形态学和ITS序列系统发育分析鉴定,明确致病菌株均属博宁炭疽菌Colletotrichum boninense复合群。对菌株EsH2和EsH6的生物学特性分析,统计不同培养基或光照条件下生长速率,并且测定了常用的5种杀菌剂对菌丝生长的抑制率。结果表明,EsH2、EsH6分别在绿豆培养基和PDA培养基上生长较快,供试菌株缺乏光照情况下生长显著减慢,5种供试药剂中苯醚甲环唑、甲基硫菌灵和吡唑醚菌酯的抑制中浓度较小,抑菌相关性较好。

白术叶斑病菌草茎点霉的生物学特性、药剂筛选及田间防效研究

目的:测定白术叶斑病菌草茎点霉的生物学特性,筛选室内化学杀菌剂,同时进行田间防效研究。方法:用十字交叉法分别测定了不同碳、氮源和pH值的菌落生长直径,用菌丝生长速率法测定了白术草茎点霉对10种杀菌剂的敏感性,开展田间试验测定了防治效果。结果:各碳源对菌丝生长无显著性差异,以牛肉浸膏、硝酸钾作为氮源的菌丝生长较快,且菌丝生长的最适pH值为6~7。500 g/L异菌脲悬浮剂、50%咯菌腈可湿性粉剂、10%苯醚甲环唑水分散粒剂3种杀菌剂对草茎点霉的毒力最强,EC;均小于1 mg/L。同时,田间试验末次施药20 d后,3种杀菌剂的防治效果较好,均高于90%,且各杀菌剂对白术的生长无显著性影响。结论:该病原菌生长的最适氮源为牛肉浸膏,最适pH值为6~7,500 g/L异菌脲悬浮剂、50%咯菌腈可湿性粉剂、10%苯醚甲环唑水分散粒剂3种杀菌剂的抑菌效果和田间防效较好,可作为白术叶斑病的主推药剂试用。

十堰辣椒根腐病病原菌分离鉴定及高氏15号的生物防治作用研究

为明确辣椒根腐病病原,从田间采集分离、纯化、鉴定、柯赫氏法则验证病原菌,并开展高氏15号生物菌剂对辣椒根腐病的防治效果和促生作用研究.结果表明,通过形态学和分子生物学鉴定(ITS、EF-1a、IGS基因序列比对及进化树分析)发现,引起该地区辣椒根腐病的病原物为茄病镰刀菌(Fusarium solani).柯赫氏法则完成了辣椒根腐病的回接鉴定试验.田间防效和促生结果显示,多粘类芽孢杆菌在240g/667m2,高氏15号菌剂在50g/穴和75g/穴,甲霜·恶霉灵1 500倍液防治辣椒根腐病效果最好,均达到70%以上.经试验处理的株高、根长、整株鲜重、根鲜重和根干重和空白对照相比有显著差异性.

产壳聚糖酶微生物菌株选育研究进展

壳聚糖酶是以内切方式催化水解部分乙酰化壳聚糖生成壳寡糖所需的关键酶,筛选不同微生物来源的壳聚糖酶,受到广泛关注。壳聚糖酶主要来源于细菌、放线菌、真菌,壳聚糖酶诱变方法有紫外诱变、亚硝基胍诱变、Co60-γ射线诱变、等离子体诱变、微波诱变及多种方法的复合诱变。介绍了壳聚糖酶来源及其性质、壳聚糖酶诱变菌株选育,展望了壳聚糖酶菌株选育的研究重点。

邻作作物对玉米田害虫与天敌发生的影响

邻作显著影响害虫、天敌的发生与互作。本研究以湖北省玉米为对象,分析邻作作物对玉米田天敌及害虫的影响。结果发现,与玉米单作相比,邻作棉花的玉米田玉米蚜总体发生量大幅减少;邻作棉花、大豆的玉米田中玉米螟总体发生量分别减少29%、45%。邻作大豆和棉花的玉米田的蜘蛛、瓢虫、寄生蜂较多。由此可见,玉米与棉花邻作可降低玉米蚜、玉米螟等害虫的发生量,增加天敌的数量。以上结果可为湖北省玉米害虫的生态治理提供参考。

10种中草药提取物对棉铃虫、绿盲蝽触杀活性研究

棉铃虫Helicoverpa armigera和绿盲蝽Apolygus lucorum是两种重要的经济作物害虫。为寻找一种安全高效的防治新手段,本文对10种中草药提取物触杀活性开展了研究。结果表明,在10种中草药提取物中,苦杏仁杀虫活性最高,药后7 d棉铃虫、绿盲蝽校正死亡率分别为65.4%和100%。发现苦杏仁粗提物经不同溶剂萃取后发现,氯仿萃取时析出物对绿盲蝽触杀活性最高,药后7 d校正死亡率可达96.9%。硅胶柱分离结果表明,流分L36-48具有较高的触杀活性,药后7 d校正死亡率为84.7%。本研究评价了10种中草药提取物对棉铃虫和绿盲蝽的触杀活性,并对苦杏仁有效成分开展了初步的分离鉴定,以期为两种害虫高效安全的新型药剂开发提供理论基础。