灰茶尺蠖和茶尺蠖绿色防控技术研究进展

灰茶尺蠖和茶尺蠖作为鳞翅目两个近缘种,是茶园最重要的两种害虫。目前化学农药仍是茶园防治尺蠖的重要手段,容易导致“3R”问题,不利于茶园的可持续发展。本文从农业防治、物理防治、生物防治、化学生态防治和化学防治五个方面就灰茶尺蠖和茶尺蠖的绿色防控进行了综述。强调加强茶园田间管理和尺蠖监测预警,合理布局茶树品种,强化保护利用茶园本土天敌,科学高效地协调使用核型多角体病毒、性诱、灯诱等技术,从而实现对灰茶尺蠖和茶尺蠖的绿色防控技术集成应用,减少其对茶树的危害,为茶园优质安全生产提供强有力的保障。

三代测序PacBio在转录组研究中的应用

本文介绍了PacBio测序在转录组学研究中的一些应用及PacBio测序数据分析常用的方法流程,根据PacBio测序的发展综述了PacBio测序经常遇到的一些问题及相应解决方案,并就PacBio测序技术所面临的挑战和未来的发展进行讨论.

重金属离子对不动杆菌BCL-1降解吡虫啉的影响

目的:进一步明确吡虫啉降解菌不动杆菌BCL-1的降解动力学特性,以及重金属离子对其降解特性的影响。方法:实验分析菌株BCL-1对100 mg/L吡虫啉的降解动力学特性和半衰期,以及不同Cu^(2+)和Al^(3+)浓度的影响。结果:降解菌BCL-1对100 mg/L吡虫啉的降解率在第7 d达到最高,为87.9%,而菌株生长量第5 d达到最高,此条件下的降解动力学模型为y=55.175e^(-0.271x)(R^2=0.8179),半衰期为2.56 d。在10、50、100、200、500 mg/kg Cu^(2+)影响下,BCL-1第5 d对吡虫啉的降解率分别为59.84%,62.49%,62.96%,66.26%,64.84%,其对应的半衰期分别为2.16、2.06、2.14、2.08、2.12 d,均与同期空白对照的变化趋势一致且无差异;在10、50、100 mg/kg Al^(3+)影响下,BCL-1第5 d对吡虫啉的降解率分别为79.51%,75.56%和73.97%,半衰期分别为1.52,1.56,1.75 d,比同期对照高;在500、1000 mg/kg Al^(3+)影响下,BCL-1第5 d对吡虫啉的降解率分别为34.14%和36.18%,半衰期分别为3.67和3.52 d,同期均低于对照。结论:不同浓度的Cu^(2+)对菌株BCL-1降解吡虫啉无影响;低于100 mg/L的Al^(3+)可促进吡虫啉的降解,高于200mg/kg的Al^(3+)会抑制吡虫啉的降解,进一步表明菌株BCL-1吡虫啉降解与环境酸碱度有关。

利用生物多样性控制作物害虫的理论与实践

生物多样性是人类可持续发展的重要基础,保护和利用生物多样性是国际社会普遍关注的问题。近年来,通过改善农田生物多样性和强化农田生态系统保益控害的服务功能,实现作物病虫害生态调控已成为国内外研究的热点。本文在总结分析国内外利用生物多样性控制害虫理论研究和实际应用的基础上,综述了该领域的研究进展、实践成果和发展前景。文中介绍了生物多样性的基本概念及其与害虫综合治理的关系,系统概述了利用农田生物多样性控制作物害虫的各种理论假说,包括天敌假说、资源集中假说、联合抗性假说、"推-拉"假说、中度复杂假说、景观缓冲假说等;从提高天敌多样性、作物多样性、非作物多样性和景观多样性等方面综合评述了利用农田生物多样性控制作物害虫的应用实践,重点介绍了我国的一些典型的实际应用案例,旨在充分展示中国昆虫学科技工作者在该领域做出的贡献;针对现代农业集约化经营导致农田生态系统结构简单、农田生物多样性不断下降等特点,对如何以农田景观为单元进一步做好利用生物多样性控制作物害虫的理论研究和应用实践进行了讨论和展望。

茶园生物多样性控害的研究进展

当今茶叶安全生产面临害虫为害猖獗和农药污染的突出问题,害虫生态调控是实现农业可持续发展的重要途径之一,其核心是保护自然天敌资源,使其长期有效地调控害虫。为在茶园有效实施害虫生态管理策略,各茶区积极开展了茶树病虫害及其天敌资源的调查,在摸清茶园中天敌资源种类及其种群动态和自然控害能力的基础上,如何合理规划茶园生境布局和环境条件,以更好保护天敌资源和强化其对害虫的自然控制功能进行了积极的探索。本文对茶园生态系统生物多样性的特点进行分析,并对近年来在茶园利用生物多样性生态调控害虫方面的研究报道进行综述,以期为提升其保益控害的生态服务功能,更好地在茶园应用生态管理措施提供理论依据和实践指导。

间作不同绿肥植物组合对茶园土壤改良的效果

【目的】探讨不同绿肥植物间作对茶园土壤pH、重金属离子含量、细菌多样性及群落结构的影响,为茶园土壤改良提供科学依据。【方法】应用pH计检测绿肥植物间作模式对茶园土壤pH的影响,利用原子荧光法分析不同绿肥植物间作对茶园土壤重金属的改良情况,应用高通量测序技术,分析不同绿肥间作模式对茶园土壤微生物多样性、土壤细菌群落组成与结构的影响。【结果】间作植物并非越多越好,宿根羽扇豆-油菜-圆叶决明组合(LBC)间作后,土壤pH不升反降;而油菜-圆叶决明组合(BC)、宿根羽扇豆-油菜间作组合(LB)对土壤pH改良效果显著;盆栽试验表明多种绿肥植物套作间作的效果并没有随着植物数目的增多而效果更好,仅有LB组合可显著降低重金属Cd和Hg的含量;此外,与对照组相比,变形菌比例明显升高,成为丰度最高的菌门;放线菌比例明显下降,在L、LB和LBC处理组中,放线菌比例低于20%。此外,绿肥间作可显著提高土壤中蓝藻菌的含量,不同的绿肥间作处理组中的蓝藻菌含量高于1%,而对照组仅为0.1%~0.3%。【结论】宿根羽扇豆-油菜间作组合(LB)可提升土壤PH、降低茶园土壤重金属Cd和Hg的含量,且改变土壤细菌结构并提高了土壤中有益微生物菌群的相对丰度,对茶园土壤的生态环境改良具有积极作用。

西班牙河碳酸盐岩对茶园土壤状况和土壤细菌群落的影响

【目的】探讨西班牙河碳酸盐岩(Spanish river carbonatite, SRC)对茶园土壤酸化、重金属以及土壤细菌多样性和群落结构的影响,为茶园土壤改良提供科学依据。【方法】通过盆栽和大田试验,应用pH计、原子荧光法以及高通量测序技术分析施用SRC对茶园土壤pH、重金属含量以及细菌群落的影响。【结果】大田和盆栽试验均表明添加SRC可提高茶树种植土壤的pH值,盆栽试验表明低浓度的SRC的施入量就可显著降低土壤中Cd、Cu的含量,大田试验表明SRC的施用可显著降低8种重金属的含量;盆栽试验表明SRC对土壤微生物的组成有显著影响,大田试验表明施用SRC可提高土壤养分。【结论】施用SRC可显著改良茶园土壤,改良土壤重金属污染,增加茶园土壤的养分。

甘蓝型油菜再生体系中的种子灭菌和生根培养基的优化

【目的】植物的种子灭菌和生根培养是组织培养的重要步骤。目前已报道的用于甘蓝型油菜种子灭菌的次氯酸钠(NaClO)浓度、灭菌时间和生根培养基的植物生长调节剂种类及其浓度均存在较大的差异,因此,本研究旨在筛选出甘蓝型油菜种子的最佳NaClO灭菌处理方法和生根培养基最适的植物生长调节剂及其浓度。【方法】比较了甘蓝型油菜的种子经不同浓度(浓度范围为0.1%~30.0%)NaClO灭菌后的发芽率、健康芽率和菌落率,筛选出最适的种子灭菌NaClO浓度,再在该最适NaClO浓度基础上找出了最适的种子灭菌时间;通过比较不同质量浓度(0.1~2.0 mg·L^−1)的植物生长调节剂萘乙酸(NAA)或吲哚丁酸(IBA)对甘蓝型油菜再生根的促进作用,找出油菜生根培养最适的植物生长调节剂种类及其浓度。【结果】甘蓝型油菜种子的最佳灭菌NaClO浓度为2.0%或3.0%,在3.0%NaClO下的最适灭菌时间为15 min,种子经该灭菌方法处理后的发芽率和健康芽率分别可达97.4%和85.9%,且菌落发生率最少。该油菜种子灭菌的方法也适用于其他9个植物品种,尤其适合于甘蓝型油菜、大白菜和拟南芥的种子灭菌。在生根培养基中添加0.1 mg·L^−1 NAA对甘蓝型油菜再生根的促进作用最强,油菜培养7 d后即有92.5%的累积生根率,再生根从切点处生长,且再生的须根数最多。【结论】本研究优化了甘蓝型油菜种子的NaClO灭菌方法和生根培养基的植物生长调节剂及其浓度,为高效的油菜组织培养研究奠定了基础。

杭白菊中井冈霉素A的固相萃取

建立杭白菊中井冈霉素A的固相萃取的方法。比较不同溶剂对目标农药的提取效率,其中采用甲醇-水(8∶2)提取时,井冈霉素A的平均回收率最好,平均回收率在89.53%-93.73%。比较不同萃取方式的净化效率,其中用C18-HLB串联小柱固相萃取井冈霉素A的回收率效果最好,为89.43%-92.60%。选择0.5 m L乙腈进行洗脱,发现第3次洗脱后回收率稳定,在90.05%-98.04%。用建立的方法对胎菊和朵菊样品进行添加回收率试验,杭白菊鲜样及干样中井冈霉素A的添加回收率在83.02%-89.93%之间,相对标准偏差(RSD)为0.57%-2.95%。

小菜蛾饲料品系转食寄主植物的适合度及其硫苷代谢相关基因表达

硫代葡萄糖苷硫酸酯酶(GSS)及其修饰因子(SUMF1)是小菜蛾代谢十字花科植物化学防御物质硫苷的关键因子,但其在人工饲料品系小菜蛾适应寄主植物方面的功能研究中鲜有报道。本研究检测了硫苷代谢相关基因GSS和SUMF1在2种人工饲料品系小菜蛾(AD和G88)不同发育阶段的表达模式,发现GSS基因在2种饲料品系间的表达模式较为相似,GSS1和GSS2均在3龄和4龄幼虫中大量表达;SUMF1基因的表达模式则差别较大,未呈现明显规律性。AD和G88品系小菜蛾从初孵幼虫起被转移至萝卜子叶上饲养,与取食人工饲料相比幼虫存活率下降、发育历期延长、蛹重降低;幼虫中肠的GSS1和GSS2表达水平显著下降,AD品系的SUMF1a基因在幼虫中肠的表达亦显著下降。本研究通过探究饲料品系小菜蛾转食寄主植物后适合度与GSS和SUMF1基因表达水平的关系,揭示了硫苷代谢相关基因的表达水平很可能受到植物因子调控,并与人工饲料品系小菜蛾对寄主植物的适应性密切相关。

fl(2)d单等位基因的敲除显著降低小菜蛾的生殖力和育性

【目的】RNA甲基化是基因转录后水平表观修饰的主要形式,参与了众多重要的细胞学过程。小菜蛾(Plutella xylostella)是危害十字花科蔬菜的重要寡食性害虫,与RNA甲基化相关基因的功能尚未见报道。本研究通过克隆小菜蛾的RNA甲基化蛋白同源基因fl(2)d,鉴定其表达模式,并敲除该基因以探究其生物学功能。【方法】通过小菜蛾基因组网站查找fl(2)d基因序列,PCR扩增其蛋白质编码序列(CDS);采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术,检测小菜蛾不同发育阶段个体以及成虫生殖腺中fl(2)d的相对表达量;运用CRISPR/Cas9结合卵的显微注射技术,对小菜蛾fl(2)d进行编辑;将fl(2)d被编辑过的成虫与野生型成虫杂交,并对其产生的后代进行近交,筛选fl(2)d突变品系;观测并比较突变体与野生型个体遗传特性、生物学参数和表型的差异,明确fl(2)d的功能。【结果】克隆得到长度为912 bp的fl(2)d CDS,fl(2)d在雌蛹、雌成虫和卵中的表达量较高,雄成虫和雄蛹的表达量较低,幼虫期的表达量最低,成虫卵巢中表达量显著高于精巢。通过向小菜蛾的卵注射靶向fl(2)d的向导RNA(sgRNA)和Cas9蛋白的混合物,对所产生的阳性后代进行10代的单对近交筛选,获得3种杂合的移码突变品系,分别缺失了4个(Δfl(2)d213-4)、5个(Δfl(2)d213-5)和7个(Δfl(2)d214-7)碱基。在上述品系的筛选过程中,发现了6只缺失4个碱基的纯合突变个体,2只缺失5个碱基的纯合突变个体;缺失4个碱基的纯合个体成功配成了两对,近交未产卵;剩余的2只缺失4个碱基的雄性纯合个体和2只缺失5个碱基的雄性纯合个体分别与同世代的雌性杂合突变个体近交后仍未产卵。说明fl(2)d纯合突变的个体存活率极低,且可能无法产生后代。通过分析后代基因型的分离比,发现杂合突变个体近交以及杂合突变个体与野生型个体杂交产生的后代中,杂合突变个体与野生型个体的比例分别略小于2和1,说明fl(2)d杂合突变会影响小菜蛾正常的生长发育,并导致部分个体死亡。杂合突变体后代中含有突变的雌雄个体比例接近1﹕1(P<0.05),推测小菜蛾fl(2)d可能与性别决定无关。只要是有突变品系小菜蛾所参与的交配,雌成虫产卵量和卵的孵化率均显著低于野生型(P<0.01),所产的卵多数发育异常,表现为失水皱缩、不能正常孵化。通过对成虫的生殖腺进行解剖,发现在野生型雌成虫与突变体雄成虫交配后,卵巢内卵的附着量较未交配的个体明显减少;未交配的突变体雌成虫卵巢内卵的附着量亦少于野生型,而突变体雄成虫的精巢未见明显异常。部分能够孵化的杂合突变个体在整个发育过程会发生不同程度的畸变,导致不能正常完成整个世代;另外一些杂合突变个体未见异常,可以将突变类型遗传给后代。根据上述发现,提出了基于fl(2)d的小菜蛾遗传防控模型。【结论】fl(2)d参与小菜蛾的生殖过程和胚胎发育,突变后显著影响后代种群数量,是开展小菜蛾遗传控制的理想靶标。

杭白菊加工过程及处理温度对吡虫啉残留的影响

研究分析杭白菊加工过程中吡虫啉的残留变化,以及温度对样品加工过程中吡虫啉残留的影响。对不同生产原料的吡虫啉残留分析,发现推荐剂量吡虫啉制剂喷药2次,收获间隔期为21d的杭白菊胎菊和朵菊符合安全生产要求。杭白菊加工过程包括蒸青、烘干、晾干等3个工序,胎菊鲜样和朵菊鲜样中吡虫啉的残留量在蒸青过程分别损失6.36%、8.71%,在烘干过程分别损失3.99%、4.48%,在晾干过程分别损失13.18%、29.60%,吡虫啉主要损失于加工过程中的晾干步骤。杭白菊干样的吡虫啉残留含量要显著高于鲜样,加工对吡虫啉有浓缩作用。加工时不同温度下吡虫啉在样品中的减少率不同,相同时间下,烘干的农药减少率大于晾干,温度升高有利于吡虫啉的降解。

显花植物对灰茶尺蠖成虫产卵量和寿命的影响

【目的】灰茶尺蠖是茶园发生普遍且为害严重的害虫之一。利用显花植物这一新型灰茶尺蠖生物防治策略,对提升茶叶质量安全生产具有重要意义。【方法】以灰茶尺蠖成虫为研究对象,设置6种显花植物处理(圆叶决明、羽叶决明、双荚决明、蟛蜞菊、蓝花草、马利筋)、5%蜂蜜水、清水对照,研究其对灰茶尺蠖成虫产卵量和寿命的影响。【结果】与清水、5%蜂蜜水和蓝花草相比,圆叶决明、羽叶决明、双荚决明、蟛蜞菊和马利筋均显著降低灰茶尺蠖雌成虫的产卵量,显著缩短灰茶尺蠖雌成虫的寿命;与清水、5%蜂蜜水和蓝花草相比,圆叶决明、羽叶决明和双荚决明显著缩短灰茶尺蠖雄成虫的寿命。灰茶尺蠖雌成虫在清水处理组的产卵量最多,每雌平均可产305.7粒卵;雌雄成虫平均寿命最长,分别为13.68 d和12.36 d。马利筋处理组的灰茶尺蠖雌成虫产卵量最少,每雌平均产卵量38.3粒;灰茶尺蠖雌、雄成虫寿命最短的处理组分别是蟛蜞菊和双荚决明,平均寿命分别为6.56 d和5.60 d。【结论】显花植物圆叶决明、羽叶决明和双荚决明可降低灰茶尺蠖繁殖能力、缩短成虫寿命,具备作为灰茶尺蠖生物防控开发的潜力。

抗生素和肠道细菌对小菜蛾适合度的影响

【目的】小菜蛾是危害十字花科蔬菜的世界性重要害虫。通过分析抗生素对小菜蛾的毒性效应,了解肠道细菌对小菜蛾适合度的影响,有助于更好地阐明小菜蛾肠道细菌的功能。【方法】利用抗生素处理含有高丰度肠道细菌的萝卜苗饲养品系(FZss)小菜蛾幼虫,同时利用抗生素处理饲料饲养的无肠道细菌(SLss)小菜蛾幼虫,分析抗生素及肠道细菌对小菜蛾适合度的影响。【结果】抗生素处理FZss品系小菜蛾导致了小菜蛾发育历期延长,虫重、蛹重、化蛹率、产卵量和成虫寿命降低。利用抗生素处理无肠道菌的SLss品系小菜蛾幼虫,小菜蛾化蛹率和单雌产卵量均显著降低,而对发育历期、虫重和蛹重则无影响。【结论】综合两个研究的结果发现抗生素处理后宿主适合度的降低一方面是由于抗生素的毒性效应导致,另一方面是由于小菜蛾肠道细菌的缺失引起。抗生素的毒性效应主要表现为对化蛹率和单雌产卵量的影响,而肠道细菌则对小菜蛾的发育历期、虫重、蛹重以及成虫寿命具有重要的促进作用。

不同黄板和二混合色板对烟蚜的引诱作用

【目的】探究黄色及其配色对烟蚜Myzuspersicae行为的影响,有助于烟蚜绿色防控技术的优化。为田间黄板诱蚜的应用技术研发提供理论指导。【方法】利用电脑软件设置8种不同RGB黄色以及不同颜色的双色图卡,测定烟蚜对色板的趋性反应。【结果】RGB数值为215∶255∶6的3号黄色对烟蚜的引诱作用显著高于其他黄色,其对烟蚜的平均引诱量为8.5头/块。在3号黄色的基础上配置另一种颜色,发现在面积比2∶1的比例下,相对于3号色板只有3-黑色板降低了诱虫量。在1∶1的比例下,3号黄色比所有双色板对烟蚜的引诱作用都强,说明增加配色的比例会降低黄板的引诱力。在1∶1的比例下不同双色板的引诱力也存在着显著差异,双色之间存在着互作现象,这表明不同配色会影响色板对蚜虫的引诱作用。【结论】3号黄色色板对烟蚜的引诱效果最好。

小尺度下景观多样性对小菜蛾种群的调控

【目的】小菜蛾Plutella xylostella危害十字花科蔬菜严重,通过分析景观多样性对小菜蛾种群及其天敌蜘蛛的影响,寻求一种可持续控制小菜蛾的方法。【方法】在福建省选择不同农业景观多样性的采样点,分析半径分别为25,50,100 m空间范围内不同景观类型组成,调查田间小菜蛾种群的丰富度、产卵量和取食量,以及天敌蜘蛛的丰富度,分析景观多样性对小菜蛾种群的影响。【结果】随自然生境比例增加,小菜蛾种群丰富度显著降低,其产卵量受到影响,但对其取食量没有显著影响,蜘蛛的种群丰富度也显著升高。主成分分析表明草地、林地和水域等生境面积都与小菜蛾种群丰富度呈负相关关系,且草地的负相关性最强。【结论】在半径小于100 m的空间范围内,提高农业景观多样性,特别是增加草地的面积,有助于提高对田间小菜蛾种群的控制。