白背飞虱Sogatella furcifera是我国重要的迁飞性水稻害虫,长期以来,其防治手段主要是化学防治.大量使用化学农药易导致环境污染及害虫抗药性增加等,因此需要探索高效的农药使用方法.本研究在1 d内不同时间点用0.27 g/L噻虫嗪、5 mL/L噻嗪酮对白背飞虱的致死率进行检测,结果发现,7:00时噻虫嗪、噻嗪酮浸染72 h后的校正死亡率均最低,分别为54％、13.9％;16:00时噻虫嗪、噻嗪酮浸染72 h后的校正死亡率均最高,分别为89.8％、44.9％.定量结果表明节律基因Sfcycle在白背飞虱雌虫或雄虫的中肠表达量最高,4龄和5龄若虫期在蜕皮前表达量比蜕皮后高,成虫期表达量相对稳定.RNAi研究结果发现Sfcycle能够影响白背飞虱P450基因SfCYP4DE1和SfCYP353D1v2的表达,用农药处理干涉后的白背飞虱死亡率都在7:00、16:00两个时间点都增高,且没有显著性差异,表明Sfcycle基因能够影响噻虫嗪、噻嗪酮对白背飞虱的防治效率.

褐飞虱是威胁我国水稻生产安全的主要害虫之一,已经严重地威胁到我国南方地区水稻的安全生产.褐飞虱作为一种风媒迁飞性昆虫,与大气气溶胶粒子的运动相似.采用褐飞虱迁飞相关参数,利用WRF-FLEXPART模式模拟分析两次褐飞虱秋季回迁过程.通过模拟2013年9月20-24日褐飞虱迁入兴安县的迁飞过程,发现褐飞虱虫量的模拟结果与实验观测到的褐飞虱高空灯诱数据相近、变化趋势一致,相关性达到0.49(P＜0.01).褐飞虱迁飞峰的模拟值平均早于观测值1.5h,这可能与褐飞虱起飞迁飞的主动性及其生理特性等有关.模拟2008年10月5-7日一次冷锋无降水天气过程中的褐飞虱迁飞过程,发现此次冷锋南下和降温过程对褐飞虱的回迁影响显著,主要表现在:①在迁飞轨迹上,受热带气旋影响,广西、贵州、湖南和广东西部地区以东北风为主,有利于褐飞虱向西南方向的迁飞;②在虫量密度分布上,广东中部地区同时具备了较好的动力和温湿条件,促使大量褐飞虱向着该地区(较温暖)迁入,而湖北地区虽以西北—东北风为主,但地面气温较低(低于广东地区),不利于褐飞虱的大量迁入.综上所述,WRF-FLEXPART模式适用于褐飞虱的迁飞模拟且有较好的模拟能力,该研究对我国褐飞虱灾变的准确预警、病虫测报水平的提高具有重要的参考价值.

通过管理半自然生境提高农田中天敌多样性及农田害虫的生物控制效率是当前生态农业研究的基本问题之一.为探讨不同类型半自然植被边界带对相邻麦田地表天敌的发生以及对小麦蚜虫生物控制潜力的影响,在北京顺义区赵全营镇采用陷阱法调查了不同类型植被边界带(人工林地、人工种植草带、自然演替草带)相邻的小麦田中,距离边界0,15 m和30 m处步甲和蜘蛛两类重要地表天敌的多度分布及小麦田蚜虫发生情况,同时分析了边界带植被群落结构对步甲和蜘蛛群落分布的影响.结果表明:人工林地相邻的小麦田中维持了显著较高的步甲、蜘蛛和蚜虫发生密度;不同类型植被边界带相邻小麦田中步甲和蜘蛛群落组成显著不同,植被边界带宽度以及乔木层盖度是影响相邻麦田步甲和蜘蛛群落分布的主要因子;距离植被边界带不同取样界面处,不同迁移方向的步甲和蜘蛛的活动密度无显著性差异;与林地相邻的麦田中,蜘蛛活动密度从农田边界向农田内部处依次降低,与人工种植草带以及自然演替草带相邻的麦田中,农田边界处蜘蛛的活动密度显著高于农田内部.研究显示,半自然植被边界带与麦田交界处维持了较高的蜘蛛活动密度,并具有向农田内部扩散的趋势,然而,并非高天敌密度就意味着低害虫发生率,深入研究天敌群落与害虫发生关系及其影响因素是未来天敌保护和害虫生物防治的重要方面.同时,因为不同类型植被边界带维持的天敌群落具有高度异质性,未来的研究需要充分考虑不同类型植被边界带对天敌维持的作用,以及不同类型生境界面地表天敌的活动规律.

2017年和2018年在处于湘桂走廊的广西兴安县设置田间小区试验,研究了单、双季稻混栽稻田中水稻“两迁”害虫及其天敌的种群动态.结果 表明,早稻上稻纵卷叶螟Cnaphalocrocis medinalis Guenée基本为迁入型,中稻上为迁入+本地繁殖型或迁出型,晚稻上为迁出型.稻纵卷叶螟的落卵量在5月底至6月下旬为全年高峰,集中在早稻拔节期至孕穗期;这导致早稻田6月下旬至7月初卷叶发生严重.鉴定到稻纵卷叶螟寄生性天敌11种,其中幼虫寄生主要发生在早稻和中稻前期.稻飞虱种群数量在早稻和中稻田较高,早中稻上以白背飞虱Sogatella furcifera Horváth为主,晚稻上以褐飞虱Nilaparvata lugens St(a)l为主.捕食性天敌种群数量在水稻生育期的中后期较高,前期较低;晚稻田的蛛虱比高达1.4-6.3.这些结果表明,单、双季稻混栽时,早稻和中稻上“两迁”害虫发生为害较重,晚稻上较轻;这与水稻生产季节前期迁入的“两迁”害虫数量高有关,也与生产季节中后期天敌的控害作用增强有关.

草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda近期在中国为害猖獗,由于繁殖速度快,迁飞能力强,在本土呈现爆发趋势,严重为害了我国农作物.与本地近缘物种斜纹夜蛾Spodoptera litura相比,草地贪夜蛾更偏好玉米、水稻、小麦等禾本科农作物,且对多种化学杀虫剂及转基因Bt玉米产生抗性.寄主适应性以及杀虫剂抗性与解毒代谢相关蛋白密切相关.因此,本研究对这两种夜蛾科害虫的解毒代谢相关蛋白——细胞色素P450、谷胱甘肽转移酶(GST)及ABC转运蛋白进行了全基因组水平系统的搜集和数目比较,构建系统发育树并对P450和GST部分基因扩张分支进行氨基酸差异位点分析.结果显示,在草地贪夜蛾中共鉴定出213个P450基因、58个GST基因、102个ABC基因,其中P450基因与GST基因数目远远多于斜纹夜蛾(116,37),而ABC基因数目与斜纹夜蛾(99)接近.系统发育树分析表明,草地贪夜蛾P450在CYP6、CYP9以及CYP4功能簇,GST在部分进化分支上都发生了显著基因扩张,发生显著扩张的基因中有数个氨基酸突变,其中一些突变被预测可能影响蛋白质功能.但出乎意料的是,ABC亚家族B和E在斜纹夜蛾聚集成簇并发生了显著的基因扩张现象.以上结果暗示入侵种草地贪夜蛾和本地近缘物种斜纹夜蛾在抗性方面可能发展出各自独特的应对机制.本研究为解析草地贪夜蛾解毒抗性特征机制提供基因数据,为草地贪夜蛾的生物防治及抗性研究提供参考依据.

[目的]研究不同茶园茶小绿叶蝉Empoasca onukii种群的遗传分化和基因流格局,探究其种群遗传结构差异和扩散特点及其与茶园景观格局的关系.[方法]以福建省安溪县为研究区域,在运用ArcMap10.5和R软件包raster分析研究区域景观组成和结构的基础上,选取周边景观格局不同的18个茶园采集茶小绿叶蝉(530个个体),基于23个微卫星位点对这些个体进行PCR扩增和基因型测定,采用ARLEQUIN 3.5.2,FSTAT 2.9.3和R软件包adegenet 2.0.0分析其遗传多样性和遗传分化情况;采用STRUCTURE 2.3.4和R软件包adegenet 2.0.0中的DAPC程序分析其种群遗传分化;利用BAYESASS 3.0.4估算种群间最近几代的迁移率;同时利用景观遗传学的统计方法Mantel、距离矩阵多元回归模型(MRM)和一般线性模型(GLMM)将茶小绿叶蝉种群遗传分化与景观组成和景观结构的空间数据进行关联分析.[结果]供试18个茶小绿叶蝉种群的23个微卫星位点的等位基因数为9～52,等位基因丰富度(AR)为3.686～4.397,基因多样性(DIV)为0.676～0.734,期望杂合度(He)为0.659～0.729.聚类分析显示,有大量森林生境的西北部5个相邻样点的种群组成一个类群,有大量居民点和其他作物田分布的东北部的5个相邻样点的种群分为两个类群,而集约化种植模式明显的南部样点的种群也分成两个类群.两两种群间的Nei氏遗传距离为0.042～0.984,Provesti 氏遗传距离为0.207～0.650,遗传分化指数Fsr为0.002～0.222.BAYESASS分析显示,种群间的现时基因流(Nm)相对较低,介于0.007～0.180,而在种群内部的基因流介于0.674～0.854.在此基础上,Mantel和距离矩阵多元回归模型分析显示,地理距离和采样点周围1 000 m范围内草地面积占比是与茶小绿叶蝉种群遗传分化有关的两个关键因子;一般线性模型分析进一步证实茶小绿叶蝉种群遗传分化与这两个关键因子线性关系显著,茶小绿叶蝉种群遗传多样性与采样点周围半径1 000m范围内草地面积占比线性关系显著.[结论]结果说明研究区域内茶小绿叶蝉种群形成了明显的遗传分化结构和地理距离隔离格局,异地种群间现时基因交流受限明显,因此推测茶小绿叶蝉其自主扩散能力比较有限,不具有远距离迁飞的习性.茶园周围1 000 m范围内草地生境对茶小绿叶蝉种群的遗传多样性具有积极作用,茶园周边景观组成和尺度范围可能通过影响茶小绿叶蝉种群的扩散和定殖过程而与其种群遗传结构相关联.

种群扩散能够避免生物类群在同一栖息地中的资源竞争和同类相残,促进基因流动,具有重要的进化和生态意义.相比于昆虫的迁飞行为,某些不具翅的节肢动物也能够借助细丝的作用而实现远距离扩散,即飞航.蜘蛛为肉食性动物,是陆地生态系统的重要组成部分,在生态系统中防控害虫方面作用显著.飞航是蜘蛛的一种重要扩散方式,在其物种形成、生态位分化及害虫防控等方面具有重要意义,但有关其飞航扩散的报道较少.本文回顾了蜘蛛飞航的研究历程,大致可分为三个阶段;总结了其研究现状,包括飞航蜘蛛的优势类群及特征、飞航过程中的三个环节(即起飞、空中航行和降落)及影响因子、两种飞航机制及四种相关模型、飞航蜘蛛采集和研究方法.同时基于过往研究,指出了未来蜘蛛飞航研究的重点领域:加强飞航蜘蛛类群鉴定工作,继续深度挖掘飞航数据与环境因子间的关系,探索蜘蛛飞航的全过程(包括起飞、空中航行和降落),更加明确蜘蛛飞航作为一种扩散方式的意义.本综述将为蜘蛛飞航的知识普及、资源保护和利用等方面提供重要参考.

[目的]稻纵卷叶螟Cnaphalocrocis medinalis是水稻的迁飞性害虫之一,同时也能在玉米上完成世代.本研究旨在探究寄主转换对稻纵卷叶螟寄主种群适合度的影响.[方法]稻纵卷叶螟玉米种群和水稻种群分别取食原寄主和转换寄主,形成取食玉米的稻纵卷叶螟玉米种群、取食水稻的稻纵卷叶螟玉米种群、取食玉米的稻纵卷叶螟水稻种群和取食水稻的稻纵卷叶螟水稻种群4个处理组合,构建这些处理组合的稻纵卷叶螟寄主种群年龄-龄期两性生命表,测定其适合度和生命表参数.[结果]稻纵卷叶螟幼期发育历期以取食水稻的稻纵卷叶螟水稻种群最长(29.2 d),以取食水稻的稻纵卷叶螟玉米种群最短(24.8 d);适合度指标(蛹重、化蛹率、羽化率、产卵量)、生命表参数(存活率、最大繁殖力、最高繁殖值、幼期寿命期望值)、种群参数(内禀增长率、周限增长率、净增殖率)均在两种群取食玉米时最大,在取食水稻的稻纵卷叶螟玉米种群中最小(除蛹重外),而且取食玉米的稻纵卷叶螟水稻种群又往往优于取食水稻的稻纵卷叶螟水稻种群.[结论]稻纵卷叶螟玉米种群在寄主转换后适合度和种群增长显著下降,而稻纵卷叶螟水稻种群在寄主转换后适合度和种群增长有所上升,表明玉米比水稻更有利于提高稻纵卷叶螟的适合度和种群增长,这一与自然条件下稻纵卷叶螟极少在玉米上发生为害相悖的现象值得深入研究.

劳氏粘虫Mythimna loreyi是粘虫Mythimna seperata的近缘种,两者在形态上相近,为害特征基本相同,但在不同地区的发生危害规律可能存在一定差异.近些年来,劳氏粘虫在许多国家和地区频繁暴发危害,已成为一种普遍发生的农业害虫.为今后深入研究劳氏粘虫的暴发成灾规律和综合防控技术,本文在分析国内外研究资料的基础上,对劳氏粘虫的研究进展进行了综述.目前,劳氏粘虫已分布于亚洲、欧洲、非洲、大洋洲和北美洲的近80个国家和地区.以幼虫取食危害玉米、水稻和小麦等多种禾本科作物和杂草;3龄前幼虫食量小,5-6龄幼虫食量增大,进入暴食期.幼虫具有聚集性、杂食性和暴食性,成虫具有迁飞性,发生危害时具有隐蔽性、偶发性和暴发性.劳氏粘虫的发生和为害规律常因地区、年份和季节的不同而存在差异.气候条件、食物和天敌是影响劳氏粘虫发生危害的主要因素,而气候因素、人类活动和害虫的生物学特征是导致近些年来劳氏粘虫发生范围扩大,危害程度加重的重要原因.性诱剂、天敌和生物农药是近些年来劳氏粘虫生物防治研究的主要方向.根据目前劳氏粘虫在我国的发生情况及研究现状,我们建议今后从以下3个方面开展工作:(1)借鉴粘虫的防控策略和防治经验,从空中和地面两个方面加强预测预报工作,建立和完善预测预报系统;(2)从农业防治、物理防治、生物防治和化学防治等方面开展综合防治工作;(3)将生物技术和现代农业信息技术等现代化的技术和方法应用于暴发成灾规律和综合防治研究中,并建立综合防控技术系统.

草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda是当前跨国迁飞性重大害虫,云南是其重要虫源地及其向内地迁移的重要通道.生殖行为是性选择和物种进化的重要基础,基于生殖行为的害虫监测和防治策略也有重要价值.本研究模拟自然条件下可能出现的择偶情况,采用永久配对和每日更换配偶两种处理,对草地贪夜蛾成虫一生(约10 d)的生殖行为和节律进行了连续观测.结果表明,该蛾在羽化当日(0日龄)即出现召唤和求偶行为但无交配发生,在1日龄开始出现交配行为并在2日龄开始产卵,从2日龄到6日龄期间一直保持了较高的生殖活动,之后开始下降.雄虫求偶与雌虫召唤在节律上有较高的同步性,交配高峰多出现在召唤和求偶高峰之后.每日更换配偶与永久配对相比,雌蛾表现出较高的求偶频率和持续时间,较高交配比率和频率.雌虫在遇到新配偶或与新配偶交配后,会延缓产卵或下调产卵速率.从性选择理论来看,这些行为策略将有助于雌虫获得物质或基因利益,值得进一步探究.交配次数、召唤时长与雌虫寿命之间相关性不显著,但前5d产卵速率与雌虫寿命间存在显著负相关,即早期产卵量较高的雌虫寿命较短,符合早期繁殖-后期存活基因拮抗假说.