新疆棉田土壤微生物资源大数据平台建设与可视化分析

【目的】本研究旨在开展新疆棉田土壤微生物资源大数据与多元异构农业资源数据间基础调查及信息的有效整合与科学分析。【方法】根据新疆不同地区及不同成熟度的棉花种植分区,在新疆生产兵团棉花生产农业大数据平台的基础上,建立中国典型棉田生态系统的微生物组数据库及大数据可视化分析流程。通过LEfse差异分析、RDA冗余分析等手段,解析2017—2019年的新疆棉田土壤微生物多样性和群落结构,并采用建模等方式,实现对棉田土壤微生物资源与多元异构农业资源数据的有效整合。【结果】建成了包含约1.7 GB的土壤微生物信息和5~6 GB环境信息的新疆棉田土壤微生物资源数据库和土壤微生物多样性的可视化分析流程。利用该平台,经分析发现:新疆地区的特早熟棉区(博乐、石河子、阜康),早熟棉区(奎屯),早中熟棉区(哈密)的棉田土壤细菌群落结构在门水平上变化较大,主要类群变形菌门(Proteobacteria)占20.9~29.8%,酸杆菌门(Acidobacteria)占16.1~30.6%,疣微菌门(Verrucomi-crobia)占8.7~28.9%,绿弯菌门(Chloroflexi)占6.6~21.2%。LEfse分析显示差异物种共计255种,其中鞘脂单胞菌(Sphingomonadales)、脱硫杆菌(Desulfobacterales)、地杆菌(Geobacter)等是北疆棉区微生物群落结构差异的主要物种。【结论】通过对新疆棉田土壤微生物多样性数据的收集、管理、及分析,为新疆生产兵团棉花生产农业大数据平台的构建与应用起到了重要的支撑作用,将为我国棉田土壤微生物多样性资源的保护和利用奠定科学基础。

新疆库尔勒八字地老虎在不同温度下的种群生命表及灯下成虫种群动态

【目的】研究温度对新疆库尔勒八字地老虎Xestia c-nigrum生长发育和繁殖的影响,明确其对环境温度的适应能力。【方法】利用两性生命表方法比较15, 20, 25, 30和35℃下八字地老虎卵孵化率、幼虫存活率、化蛹率、羽化率、发育历期及繁殖力,分析不同温度对其种群生命表参数的影响,并计算不同发育阶段的发育起点温度和有效积温。利用灯诱监测数据分析2020-2022年期间新疆库尔勒农区八字地老虎种群动态与日平均温度变化的关系。【结果】15℃时八字地老虎幼虫存活率、化蛹率、羽化率均低于30%,30℃时幼虫存活率、化蛹率低于10%且蛹不能正常羽化,35℃时幼虫不能存活。八字地老虎各发育阶段历期随温度升高而缩短,15, 20, 25, 30和35℃时卵历期分别为15.52, 7.40, 5.47, 4.88和3.88 d;15, 20, 25和30℃时幼虫历期分别为109.43, 40.53, 26.48和24.55 d;15, 20和25℃时蛹历期分别为41.43, 18.00和12.54 d。15℃时种群呈负增长,20和25℃时种群呈正增长,其中25℃时内禀增长率(r_m)最大。八字地老虎卵、1-6龄幼虫和蛹的发育起点温度分别为9.81, 8.43,9.95, 10.26, 12.52, 13.58, 12.60和10.81℃,有效积温依次为79.62, 92.17, 56.09, 57.03, 39.35, 38.16, 80.72和172.39日·度。2020-2022年灯诱监测数据表明,八字地老虎在新疆库尔勒每年发生3代,成虫高峰期分别在5月中旬、7月下旬和9月上旬,对应的日平均温度在19.5~26.5℃之间。【结论】低于15℃时八字地老虎种群呈负增长,超过30℃时不能完成生活史,而20~25℃比较适合八字地老虎的生长与繁殖,该结果为明确新疆库尔勒八字地老虎的温度适应能力及其发生规律提供了科学依据。

新疆生产建设兵团第十师草原毒害草多样性研究

本研究以新疆生产建设兵团第十师草原毒害草为研究对象,为查明其草原毒害草种类、分布及危害程度等,系统的评估毒害草发生及危害现状,为毒害草的防治与草原的可持续发展提供科学的理论依据。本研究采用踏查、样地调查等方法进行调查,并进行重要值及多样性分析。结果表明:第十师毒害草共有63种,分属23科53属,其中菊科毒害草种类占比最多为19%;毒害草种群Shannon-Wiener多样性指数为3.56,Simpson多样性指数为0.96,Pielou均匀度指数为0.86;毒害草空间分布格局整体趋向于均匀分布;优势毒害草为苦豆子、工布乌头、兔儿条、狭叶锦鸡儿、骆驼刺、麻叶荨麻、白刺、梭梭和蓝刺头,主要分布在181团、182团、185团。第十师草原毒害草种类较多,分布较广、危害严重,因此对其进行调查,摸清其种类、分布等对毒害草的防治具有重要意义。

新疆向日葵主产区有害蓟马优势种群鉴定及其解毒酶对防治药剂的响应

为明确新疆向日葵主产区有害蓟马的优势种群,并筛选防治蓟马的高效杀虫剂,探究其对蓟马体内主要解毒酶活性的影响。利用形态学和分子生物学鉴定技术,明确危害新疆向日葵主产区的有害蓟马种类及优势种群;通过叶管药膜法筛选防治新疆向日葵有害蓟马优势种的药剂,测定其亚致死浓度下对优势种蓟马体内解毒酶活力的变化。危害新疆向日葵主产区的有害蓟马主要为花蓟马、西花蓟马及烟蓟马,其中,花蓟马是优势种群,在第九师和第十师分别占55.33%和64.67%。在选取的4种供试药剂中,乙基多杀菌素对花蓟马的毒力最高,LC_(50)为0.021 mg·L^(-1)。使用乙基多杀菌素的LC^(25)剂量处理花蓟马48 h后,其体内AChE活性下降,而CYP450、AChE、MFOs、CarE活性均升高。危害新疆向日葵主产区的有害蓟马主要有3种,其中花蓟马为优势种群,乙基多杀菌素对其具有较强的毒力,在亚致死浓度下能够影响花蓟马体内部分解毒酶活性。此研究结果为合理使用杀虫剂防治向日葵有害蓟马提供理论基础。

新疆玉米田间杂草组成及群落结构分析

为明确新疆玉米种植区田间杂草的组成以及群落结构特征,对新疆3个玉米主产区田间杂草群落组成进行系统调查及对杂草群落结构进行分析。结果表明,新疆灌溉玉米产区共有杂草38种,隶属17科34属,其中,以禾本科稗[Echinochloa crusgalli(L.)Beauv.]、狗尾草[Setaria viridis(L.)Beauv.],藜科灰绿藜(Chenopodium glaucum L.),锦葵科野西瓜苗(Hibiscus trionum L.)和苘麻(Abutilon theophrasti Medicus)以及苋科凹头苋(Amaranthus lividus L.)为该地区优势杂草。不同地区的重要杂草种类和群落结构组成存在差异,喀什春播玉米田杂草的种类最丰富,乌鲁木齐地区杂草次之,伊犁地区杂草的危害时期最为集中。生态位宽度的分析结果进一步验证了各地区重要杂草的优势性。乌鲁木齐地区马齿苋、稗,伊犁地区狗尾草、苘麻和田旋花,喀什春播玉米田的田旋花和龙葵以及喀什复播玉米田中苘麻和灰绿藜等主要杂草与地区重要杂草的生态位重叠值较高,在防治重要杂草时应谨防上述地区的主要杂草上升为重要杂草。

新疆棉花茎腐病的病原鉴定及其生物学特性研究

【目的】自2016年以来在新疆棉田发现1种棉花茎腐病,在潮湿环境下,该病害可导致棉花茎秆上产生纵裂和表皮组织崩溃等腐烂症状;在干燥环境下,病斑扩展明显变慢,甚至不再扩展,呈现坏死斑症状,严重时会导致茎秆枯死。明确其病原种类及生物学特性对病害防治至关重要。【方法】从南北疆11个地点采集病样18份。采用组织分离法分离病原,经单孢纯化,共获得20株代表性菌株。利用形态学、分子生物学方法对病原进行种的鉴定,并测定菌株的致病性及其代表性菌株在不同温度、光照、pH和培养基条件下的生物学特性和致死温度,了解适宜生长、产孢条件。【结果】引起新疆棉花茎腐病病原为Fusarium incarnatum和F.proliferatum,其中F.incarnatum为优势种。适于2种病原菌生长和产孢的温度均为25℃;光照有利于F.incarnatum生长,黑暗培养有利于二者产孢。二者生长的最适pH均为8,产孢的最适pH均为7。在马铃薯蔗糖琼脂培养基、马铃薯葡萄糖琼脂培养基上,二者生长和产孢较好。F.incarnatum和F.proliferatum孢子的致死温度分别为48℃、60℃,菌丝的致死温度分别为50℃、61℃。【结论】引起新疆棉花茎腐病的病原菌为F.incarnatum和F.proliferatum,其中F.incarnatum为优势种。20~30℃、pH 7~8和全光照条件有利于其生长,黑暗条件有利于其产孢,马铃薯蔗糖琼脂培养基和马铃薯葡萄糖培养基均有利于其生长和产孢。

飞防助剂和施药液量对植保无人飞机喷施雾滴沉积和棉花蓟马防效的影响

为明确飞防助剂和施药液量对植保无人飞机喷施在棉花冠层的雾滴沉积和对棉花上蓟马防效的影响,选择倍达通、功倍、杰效丰和迈丝4种飞防助剂,设置3种施药液量,通过田间试验研究了植保无人飞机喷施25%噻虫嗪水分散粒剂后其在棉花冠层的雾滴密度、覆盖率、沉积量和雾滴均匀性以及对棉花上蓟马的防效。结果表明,4种飞防助剂和3种施药液量对植保无人飞机喷施的雾滴沉积和蓟马防效均有显著影响。增加施药液量可显著增加雾滴在棉花冠层的密度与覆盖率,添加飞防助剂对雾滴密度的提升效果显著。4种助剂对农药雾滴在棉花冠层上、中、下部的覆盖率的影响趋势较为一致,与棉花冠层上部相比,对中、下部位覆盖率的影响较低。施药液量为2 L/667 m^(2)时,添加倍达通、功倍、杰效丰、迈丝及无助剂对照的雾滴穿透性分别为46.0%、49.1%、33.6%、36.1%和44.3%,该施药液量下各处理雾滴穿透性均较好。随着施药液量增加,药后1、3、7 d对棉花蓟马的防效也显著提升。在相同施药液量下,25%噻虫嗪水分散粒剂药液中添加飞防助剂倍达通和杰效丰相较于功倍和迈丝,对棉花蓟马具有更高的防治效果。试验结果为植保无人飞机防治棉花蓟马提供了科学依据。

新疆番茄黄化曲叶病毒与烟粉虱隐种的区域分布检测

由TYLCV(Tomato yellow leaf curl virus)引起的番茄黄化曲叶病危害严重。为明确该病毒在新疆的发生与分布,本研究利用TYLCV特异引物对采集自新疆南、北和东疆温室及露地的229株表现黄化曲叶症状的番茄样品通过PCR检测其带毒率;为进一步明确TYLCV传毒介体烟粉虱的隐种类型及带毒情况,利用烟粉虱和TYLCV特异引物对番茄上采集的543头烟粉虱进行了MED和MEAM1隐种及带毒率的PCR检测。结果表明:170个病株检测到TYLCV,病株带毒率为74. 2%;烟粉虱MED隐种和MEAM1隐种在新疆均有分布,检出率分别为82. 7%和17. 3%,说明MED隐种是新疆烟粉虱优势种群;烟粉虱MED隐种和MEAM1隐种均可携带TYLCV,带毒率分别为60. 8%和4. 3%,说明MED隐种带毒率远高于MEAM1隐种的带毒率。本研究明确了TYLCV可侵染新疆番茄,且在温室及露地番茄上均主要由烟粉虱优势种群MED隐种携带和传播。

木尔坦棉花曲叶病毒在新疆的发生分布及烟粉虱带毒检测

为了明确木尔坦棉花曲叶病毒cotton leaf curl Multan virus(CLCuMuV)在新疆的发生分布,对采自新疆13个地(州)的1166份蜀葵、苘麻、棉花疑似病株进行CLCuMuV分子鉴定和带毒检测,并对3种寄主上同期采集的1588头烟粉虱进行隐种鉴定和带毒检测。结果显示,CLCuMuV DNA-A组分及其伴随的DNAβ卫星分子均可侵染蜀葵、苘麻、棉花;基于DNA-A及DNAβ组分的进化分析表明,新疆3种寄主上发生的CLCuMuV与国内已报道的CLCuMuV进化关系一致;蜀葵、苘麻、棉花上CLCuMuV带毒率存在差异,分别为27.87%、33.33%和14.95%;MEAM1和MED隐种为新疆烟粉虱主要种群,分别占26.70%和66.44%,带毒率分别为21.46%和17.63%,说明MED隐种为新疆烟粉虱优势种群,2个隐种均可携带CLCuMuV且带毒率相近;MEAM1隐种在蜀葵、苘麻、棉花上带毒率分别为21.39%、0和28.21%,MED隐种分别为19.61%,8.47%和11.18%,表明2个隐种在不同寄主上的带毒率存在差异。本研究明确了新疆地区侵染蜀葵、苘麻和棉花的CLCuMuV发生及分布情况,并明确新疆烟粉虱主要种群MEAM1和MED隐种在3种寄主上的分布及带毒情况,为新疆棉区防控CLCuMuV发生严重危害提供科学依据。

新疆朱槿曲叶病病原鉴定及烟粉虱带毒率检测

木尔坦棉花曲叶病毒(CLCuMuV)在我国已造成朱槿曲叶病的流行,本研究为明确该病毒在新疆的发生情况,对在南北疆不同地区采集的朱槿曲叶病株携带CLCuMuV的情况进行分子检测,再选取代表病株,对其CLCuMuV基因组DNA-A和卫星DNAβ全长进行克隆测序和进化分析,并对传毒烟粉虱隐种进行鉴定及带毒检测。病株带毒检测结果显示所有疑似感病朱槿均能扩增到CLCuMuV基因组DNA-A和卫星DNAβ分子的目标片段,表明感病朱槿均被CLCuMuV侵染,并伴随DNAβ卫星分子。病毒基因组测序结果显示:从2个代表病株获得的CLCuMuVDNA-A全长均为2738 nt,具有典型的双生病毒基因组特征,分别与广州朱槿和垂花悬铃花上发现的CLCuMuV分离物的相似性最高,分别为99.78%和99.85%;其中一个代表病株测得的DNAβ全长为1347 nt,与广州朱槿上发现的CLCuMuV伴随的DNAβ的相似性最高,为99.63%;分别基于DNA-A和DNAβ全序列进行进化分析,结果均表明新疆朱槿上发生的CLCuMuV与广东侵染朱槿和垂花悬玲花的CLCuMuV进化关系最近。对感病朱槿上采集的烟粉虱进行隐种鉴定及带毒检测,结果显示:115头烟粉虱中MED隐种占86.08%,带毒率为12.12%;MEAM1隐种占13.92%,带毒率为6.25%,表明朱槿上的烟粉虱种群以MED为主,并且MED隐种带毒率高于MEAM1隐种。上述结果说明CLCuMuV已经传入新疆,并在南、北疆均有发生,这是该病毒在新疆的首次报道。

新疆葡萄枝孢果腐病病原菌的鉴定及生物学特性

2019年在新疆葡萄上发现一种新病害,主要危害成熟葡萄果实。感病果实病部产生橄榄绿色霉层,导致葡萄产量和品质严重下降。为明确该病害病原菌种类及其生物学特性,从南北疆11个葡萄园采集80个病样,用常规稀释分离法和单孢分离法对病原菌进行分离和纯化,根据采集地点、葡萄品种、菌落生长速度等特征选取21个代表性菌株进行形态学鉴定、分子生物学鉴定和致病性测定以明确病原菌种类;并研究了温度、光照、培养基、pH对病原菌生长及产孢的影响。结果表明,引起新疆葡萄果腐病的病原菌为枝孢菌,有两个种,即枝状枝孢Cladosporium cladosporioides和柠檬形枝孢Cladosporium limoniforme,其中枝状枝孢为优势种。两种病原菌的适宜生长和产孢的温度均为25℃,适宜生长和产孢的培养基是PDA,不同光照条件下都可大量产生分生孢子,最适宜生长和产孢的pH为7。明确了新疆葡萄枝孢果腐病病原菌及其生物学特性,为今后该病害的预测预报、发生规律和防治方法的研究打下基础。

棉花脱叶催熟剂药液理化性质的变化及对植保无人飞机喷施效果的影响

为了科学配制棉花脱叶催熟剂药液,通过室内和田间试验评价了4种脱叶催熟剂药液体系在不同放置时间内理化性质的变化及其对植保无人飞机(UAV)喷施作业效果的影响。结果表明:540 g/L噻苯•敌草隆悬浮剂药液体系在配制后0 h的悬浮率和持留量最优,分别为95.5%和5.49 mg/cm^(2);68%噻苯•敌草隆可湿性粉剂药液体系配制后0 h在棉花叶片上接触角最优(0°);81%噻苯•敌草隆水分散粒剂药液体系和12%噻苯•敌草隆可分散油悬浮剂药液体系中噻苯隆的稳定性均较好,配制后24 h分别降低了11.63%和14.47%。总体上,4种脱叶催熟剂药液体系的悬浮率、持留量和噻苯隆含量均随着放置时间的延长而降低,且在0.5~1 h时内降幅最为显著。药液放置时间对UAV喷施后的雾滴体积中径(VMD,D_(v50))、雾滴覆盖率和均匀性均有不同程度的影响。4种药液体系的田间脱叶率均随放置时间的延长而降低,在0~1 h内下降最快,放置超过1 h会对棉花脱叶率产生显著影响,其中12 h后影响最大。该研究结果可为棉花脱叶催熟剂药液的科学配制和UAV喷施作业提供参考。

植保无人飞机喷施作业的雾滴信息采集方法研究

农药雾滴信息是评价农药施用质量的主要指标,农药雾滴采集器的设置对于获取雾滴信息有较大的影响。针对如何科学地设置农药雾滴采集器从而准确地获取真实雾滴信息等问题,本文以油动单旋翼植保无人飞机和电动六旋翼植保无人飞机为供试药械,以诱惑红为雾滴示踪剂,采用将卡罗米特纸卡直接固定在棉花叶片上和使用金属杆固定2种方法采集雾滴信息,研究2种方法下采集的雾滴信息的差异。结果表明,油动单旋翼植保无人飞机作业,在添加助剂情况下,金属杆固定法在棉花冠层上、中、下层采集的雾滴体积中径分别为(435.4±66.1)(434.6±68.3)μm和(398.9±66.7)μm显著大于植株固定法在相应部位采集的雾滴体积中径(361.2±93.1)(351.9±95.7)μm和(338.1±71.1)μm;金属杆固定法采集的雾滴密度在棉花冠层上层为(29.9±13.6)个/cm^(2),中层为(13.4±4.5)个/cm^(2),下层为(6.7±4.2)个/cm^(2),显著大于植株固定法在相应冠层采集的雾滴密度(12.9±5.0)(8.6±3.4)个/cm^(2)和(1.9±1.3)个/cm^(2)。添加助剂能够提升两种植保无人飞机喷施作业的雾滴覆盖率和雾滴的沉积量,提高农药的利用率。

新疆叶蝉1新纪录属费氏叶蝉属及其1新纪录种记述

【目的】研究新疆该类群叶蝉的种类,为新疆农林业害虫防治提供理论和指导基础。【方法】通过扫网、马氏网诱集采集标本,对其进行外部形态观察及外生殖器解刨鉴定。【结果】【结论】在该类群鉴定过程中发现一新疆新纪录属种叶蝉北方费氏叶蝉Fieberiella septentrionalis Wagner,1963,描述了该叶蝉种形态特征及区别其它近似种鉴别特征。该叶蝉寄主多为新疆城市景观植物。

浅谈棉田农药随水滴施与植保无人机施药

本文根据新疆棉田的施药特点,比较农药随水滴药与植保无人机施药的优缺点,为新疆棉田农药的科学施用提供理论与实践参考。

新疆美冬夜蛾属(鳞翅目:夜蛾科)种类记述

对新疆夜蛾科美冬夜蛾属昆虫进行了整理,共记录了5种,分别为白点美冬夜蛾Xanthia ocellaris(Borkhausen,1792)、淡黄美冬夜蛾X.icteritia(Hufnagel,1766)、齿美冬夜蛾X.tunicate(Graeser,1889[1890])、褐黄美冬夜蛾X.gilvago(Denis&Schiffermüller,1775)和黄紫美冬夜蛾X.togata(Esper,[1788]),其中淡黄美冬夜蛾和齿美冬夜蛾为新疆新记录种。提供了分种检索表,每种成虫及外生殖器图片。

新疆维吾尔自治区中国夜蛾科二新记录种记述(鳞翅目)

研究新疆维吾尔自治区夜蛾科Noctuidae时发现2个中国新记录种:中亚卡夜蛾Chersotis transiens(Staudinger,1896)、菲秀夜蛾Apamea ferrago(Eversmann,1837)。对所研究的物种给予了详细的外部形态特征和生殖器描述,并提供了国内外分布信息。

水稻褐变穗病病原鉴定及其生物学特性分析

对石河子大学农学院试验基地水稻病穗进行分离和纯化,通过形态学、核糖体DNA内转录间隔区(rDNA-ITS)和组蛋白3基因序列对分离病原物进行分析及致病性测定,并研究其生物学特性。结果表明,引起水稻穗部褐色病斑的病原为链格孢菌(Alternaria alternata),通过致病性测定,分离菌株均可导致水稻穗部出现与采样稻穗类似的症状,且从发病的水稻穗部分离出同样的链格孢菌。该病原菌最适生长培养基是以蔗糖为碳源的培养基,最适pH 5~7,最适生长温度29~32℃,最适生长光照24 h全光。综上,本试验中水稻褐变穗病是由链格孢菌(A.alternata)引起。

双斑长跗萤叶甲取食玉米叶片的挥发物分析

【目的】分析双斑长跗萤叶甲取食前后的玉米叶片挥发物组成和含量,为进一步研究玉米叶片挥发物对双斑萤叶甲的防御机制提供科学依据。【方法】采用固相微萃取和气相色谱-质谱联用仪检测并分析健康玉米叶片及双斑长跗萤叶甲不同取食时间(6、24、36和48 h)下玉米叶片挥发物组分变化。【结果】双斑长跗萤叶甲取食0、6、24、36和48 h后,分别检测到29、30、33、36、26种挥发物,主要为醛类、萜类、醇类及酮类等化合物。1-石竹烯、顺-11-十六醛、α-石竹烯、正己醛等20种挥发物随该虫取食为害后消失;新收集到2-己烯醛、(E)-2-己烯醛、α-蒎烯、β-月桂烯等42种化合物。α-蒎烯、2-己烯醛、β-蒎烯等物质是虫害6及24 h释放的主要化合物;十六醛、十四醛、正十五碳醛、β-紫罗酮、(E)-3-己烯-1-醇是虫害36 h释放的主要化合物;β-红没药醇、橙花叔醇、(1R)-α-蒎烯、β-罗勒烯、β-檀香烯、β-月桂烯、葎草烯是虫害48 h释放的主要化合物。【结论】双斑长跗萤叶甲不同时间取食玉米叶片的挥发物的组分和含量影响较大,取食6及24 h主要释放烯烃类化合物,取食36 h主要释放醛类和酮类化合物,取食48 h主要释放醇类、烯烃类化合物。

昆虫冷驯化及机制研究进展

昆虫冷驯化技术可以显著提高其耐寒力,综述了昆虫冷驯化的方法及耐寒性评估的生物学指标,分析影响冷驯化效果的生物因素(昆虫发育阶段、性别、滞育)和非生物因素(温度、光周期、湿度等),明确了冷驯化对昆虫在生长发育、生殖力及子代发育等方面的影响,并进一步从抗寒蛋白、代谢调节等层面探讨了冷驯化提高昆虫耐寒性的机制。以期为昆虫冷驯化及冷藏保存技术的深入研究提供参考,以促进天敌利用及害虫防治。