生存与繁殖对生物体维持和延续种群数量稳定至关重要.表皮碳氢化合物具有维持昆虫水分平衡和信息通讯的双重功能,目前对于昆虫在不同气候条件下如何权衡防脱水与保持化学信号可靠性的潜在冲突尚不清楚.本文以寄生于鸡嗉子榕(Ficus semicordata)雄花期果内的传粉榕小蜂窝榕小蜂(Ceratosolen gravelyi)为研究对象,利用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)解析雨季、雾凉季和干热季中雌、雄成虫表皮碳氢化合物的种类及含量,运用非度量多维尺度排序、相似性分析、置换多元方差分析和随机森林等方法分析了窝榕小蜂表皮碳氢化合物对不同季节变化的响应机制.结果表明:(1)窝榕小蜂表皮碳氢化合物由34种C7-C44的化合物组成,包括正链烷烃、甲基烷烃、烯烃和甲基烯烃;其中角鲨烯(squalene)、2-甲基二十八烷(2-Me-C28)、正三十四烷(n-C34)、正三十六烷(n-C36)和正四十四烷(n-C44)为主要成分(＞5％).(2)不同性别窝榕小蜂表皮碳氢化合物的组成及含量存在显著差异,正四十二烷(n-C42)、17-三十五烯(17-C35∶1)、1-二十九烯(C29∶1)、2-Me-C28和角鲨烯是造成两性差异的重要贡献量化合物.(3)雌、雄成虫表皮碳氢化合物均具有明显的季节变化:在干热季中,雌蜂正链烷烃(n-C34、n-C36和n-C44)的比例及碳氢化合物的总绝对含量增加,2-Me-C28和角鲨烯的比例降低;雄蜂甲基烯烃的比例增加,正链烷烃和甲基烷烃的比例降低,碳氢化合物总绝对含量无明显变化.本研究发现窝榕小蜂表皮碳氢化合物具有明显的性二型和强烈的季节可塑性,2-Me-C28和角鲨烯可作为雄蜂配偶识别时的候选性信息素;雌、雄成虫在适应高温和/或干燥的气候条件时存在差异化响应,表明窝榕小蜂两性表皮碳氢化合物在不同季节变化中采取不同的适应性策略.本研究揭示了榕小蜂应对不同气候环境的化学适应机制,为研究昆虫双重性状和理解生态适应与物种形成之间的功能联系奠定了化学基础.

[目的]探明黄翅绢丝野螟Glyphodes caesalis的求偶及交配行为节律,为该虫性信息素提取鉴定、两性通讯机制和群集诱杀技术研究提供理论基础.[方法]统计黄翅绢丝野螟的雌、雄蛹性比,测定成虫在光期和暗期的羽化率,观察其求偶和交配行为;利用等比配对试验测定寄主(菠萝蜜)、成虫日龄和暗期时段对交配率、交配时长和交配次数的影响.[结果]黄翅绢丝野螟雌、雄蛹平均性比为1.06:1,雌蛹占比显著大于雄蛹占比.黄翅绢丝野螟成虫羽化高峰期集中于光暗转换期的前、后2 h,交配仅发生于暗期,寄主(菠萝蜜)的存在对该虫交配有促进作用,有果组交配率为93.33％±2.89％,显著高于无果组(71.67％士14.43％);有果组和无果组交配日龄分别为3-5日龄和3-7日龄;有果组3日龄成虫的交配率为53.33％±11.55％,显著高于无果组(31.67％± 5.77％),两组交配率随日龄增加逐渐降低.有果组交配时段主要集中在进入暗期的0-2 h,其中暗期0-0.5 h为交配高峰期,较无果组提前,交配率为36.67％±17.56％;无果组交配时段主要集中在暗期的0-3.5 h,其中暗期1.0-1.5 h为交配高峰期,交配率为16.67％±11.55％.黄翅绢丝野螟雌成虫最多交配2次,雄成虫最多交配4次,但雌、雄成虫的交配比例随交配次数增加而递减;首次交配时间越早其多次交配概率越高,首次交配发生于3日龄的雌、雄成虫分别可进行2次和4次交配,首次交配发生于5日龄后的雌、雄成虫均无多次交配行为.[结论]黄翅绢丝野螟可进行多次交配,寄主菠萝蜜对其交配有促进作用,该虫交配行为具节律性,仅在暗期发生交配,交配高峰期为3-4日龄、大多发生在暗期的0-2 h内.

环境因素影响昆虫两性间的化学通讯,也影响性信息素技术的田间防治效果.本文探讨了温度对二化螟雌蛾性信息素产生以及雄蛾对性信息素触角电位反应的影响,以期为田间二化螟的性信息素防治提供指导.在二化螟蛹期和成虫期进行不同温度处理(15、20、25、30和35℃),然后利用气相色谱仪(GC)分析雌蛾性腺内各性信息素组分的含量及比例,同时利用触角电位仪(EAG)测定雄蛾对性信息素组分的电生理反应.结果表明:25℃处理中雌蛾性腺内3个性信息素组分(Z9-16:Ald、Z11-16:Ald和Z13-18:Ald)的含量均显著高于其他温度处理(15、20和30℃),且25℃处理中Z13-18:Ald的相对比例也显著低于其他温度处理.就雄蛾对性信息素的敏感性而言,对3种性信息素单一组分及特定比例混合物的EAG反应在15～25℃间没有显著差异,但在25～ 35℃间(Z13-18:Ald在30～35℃间)随温度升高呈下降趋势,且30℃较25℃显著降低,35℃较30℃又显著降低.综合分析认为,二化螟性信息素通讯的适宜温度为20～25℃,温度过高或过低均不利于二化螟两性间的正常化学通讯.研究结果为二化螟性信息素防治技术的合理应用及极端温度条件下害虫种群发生的预测预报,提供了重要参考.

松树蜂Sirex noctilio Fabricius是国际上危害十分严重的林业入侵生物.本文在细致观察松树蜂交配行为和节律的基础上,收集4种不同状态下松树蜂雄蜂体表浸提物,分析松树蜂雌、雄蜂对雄蜂体表浸提物的触角电位和嗅觉行为反应,以期探索松树蜂繁殖过程中的化学通讯机制,为开发基于松树蜂信息素的引诱剂提供依据,从而提高松树蜂诱捕监测技术的灵敏度.按照雌:雄为1:3的性比向网笼内引入相应数量的树蜂,观察记录每小时交配对数,统计交配频次;用色谱纯正己烷溶液浸提不同状态下松树蜂雄蜂各8头,具体包括,1号:养虫盒内单独饲养雄蜂体表浸提物;2号:单独饲养雄蜂发生聚集后,收集体表浸提物;3号:雄蜂开始聚集,成功吸引雌蜂前来,但仍未交尾,收集雄蜂体表浸提物;4号:吸引雌蜂前来,并完成交尾后,收集雄蜂体表浸提物;比较分析松树蜂雌、雄蜂对不同状态下雄蜂体表浸提物的触角电位和行为反应特点.松树蜂交配行为可分为5个阶段 (搜索、吸引、抱握、交配、结束),一天内松树蜂交配高峰时段为9:00-11:00;电生理试验表明,不论是雌蜂或者雄蜂,均对3号样品和4号样品有强烈的触角电位反应,但对雌蜂触角引发的电生理反应强度大于雄蜂触角;行为学试验结果表明,3号样品对雌蜂有显著引诱活性,全部1-4号样品均可以吸引雄蜂,但之间差异不显著.松树蜂雄蜂可释放信息素,吸引同种的两性树蜂;雌、雄蜂羽化后,雄蜂可以释放聚集信息素吸引同性个体飞往林分内树冠层;一旦有雌蜂靠近"雄蜂群",雄蜂可能释放类似性信息素的微量成分,增加对雌蜂的吸引.

美国白蛾Hyphantria cunea(Drury)原产于北美,是重要的国际性检疫害虫.自1979年我国首次发现该虫以来,已经对我国农林业生态系统特别是园林植物造成了严重危害.防控技术一直是美国白蛾研究领域的热点之一,利用性信息素、现代通讯技术和遥感技术,能够更精准地监测美国白蛾的发生危害情况.美国白蛾的防治措施主要以人工、物理、生物和化学防治为主,其中人工防治主要采取剪除网幕和草把诱集化蛹的方法,化学防治以飞机和机器人进行喷药,生物防治主要在美国白蛾幼虫期施用核型多角体病毒HcNPV,老熟幼虫和蛹期释放白蛾周氏啮小蜂Chouioia cunea Yang,可持续控制美国白蛾种群数量.该技术取得了良好的效果并大面积推广使用.尽管对美国白蛾防控技术的研究已经取得了重大进展,但仍存在一些问题需要进一步研究解决.如防治措施持续控制效果的科学评价方法、美国白蛾原产地天敌的引进利用、美国白蛾灾害分布特征与人类活动和生态环境的关系等.此外,随着害虫防治新技术的出现,如基因重组技术以及RNAi技术在多种害虫防治中的应用,均可为美国白蛾防治提供新的借鉴.本文还列出了国内外美国白蛾部分天敌昆虫名录,并对美国白蛾防控技术的未来发展趋势进行了展望,以期为美国白蛾及同类入侵生物的治理策略有所启示.

草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda原产于美洲,具有长距离迁飞特性.该虫于1988年入侵欧洲,2016年入侵非洲,并引起巨大的粮食损失,2018年入侵亚洲,2019年从缅甸传入中国,并在短时间扩散至全国10多个省.草地贪夜蛾依赖性信息素通讯,实现雌雄间识别、交配和繁衍,为了深入研究草地贪夜蛾的性信息素通讯及其机制并开发更高效的预测预报和防治技术,本文综述了草地贪夜蛾性信息素通讯的研究现状.1967年首次报道草地贪夜蛾性信息素为顺9-十四乙酸酯,随后发现有不同的鉴定结果,1986年确认其性信息素由顺9-十四乙酸酯和顺7-十二乙酸酯两个组分组成,其比例为96.6∶3.4时表现出最强的引诱活性.除此而外,对不同地理种群的研究发现,草地贪夜蛾雌蛾的信息素腺体提取物还存在顺9-十二乙酸酯、顺11-十六乙酸酯和反7-十二乙酸酯,田间实验表明这些物质在性信息素通讯中也可发挥作用.根据分子标记和喜食寄主,草地贪夜蛾可分为玉米品系和水稻品系.两个品系在外部形态上无法区分,性信息素组分也相同,但在组分比例上存在一定的差异.两个品系间存在一定程度的生殖隔离,但室内可以正交和反交并产生可育的F1代,F1代的性信息素比例与母本的比较相似.关于草地贪夜蛾雄性对性信息素的感受机制方面研究较少,仅见有感器形态的鉴定和对性信息素组分的触角电位反应研究的报道.根据目前草地贪夜蛾在我国的发生情况及其性信息素通讯机制的研究现状,我们建议尽快开展以下研究:(1)鉴定草地贪夜蛾我国入侵种群的雌性性信息素,尽快用于其种群动态监测及防治;(2)研究草地贪夜蛾雄性对性信息素的嗅觉编码机制;(3)研究草地贪夜蛾两个品系的行为隔离程度及其演化结局.

昆虫与植物之间色彩通讯是彼此信息交流的渠道之一,基于害虫趋色性研发的诱虫板作为一种绿色防控手段,已广泛用于农林害虫的虫情监测、预测预报、大量诱杀以及天敌诱集和指引,效果良好.本文概述了昆虫趋光趋色机理、诱虫板诱杀害虫机制和诱虫板色彩、形状、大小、高度、密度、方向、诱虫时长、植株形态和害虫生理状态等对于诱捕效果的影响,总结了诱虫板在茶园、菜地和大棚等作物环境中的多种实用技术,解析了诱虫板与昆虫性诱剂、植物源引诱剂等配合使用方法及其功效,评价了诱虫板治虫的优缺点并提出改进措施,讨论了诱虫板诱效的评价方法和成本核算.展望了新一代诱虫板研发方向、诱虫板与信息素等产品在有害生物综合治理(IPM)中的集成应用和诱虫板产业前景.

捕食性天敌在害虫的自然控制方面起着重要作用.当害虫大发生时,需使用化学农药来进行有效控害,但化学农药会对捕食性天敌的生存造成影响.因此,了解农药对捕食性天敌的影响有利于协调化学防治和生物防治的关系.大部分农药对捕食性天敌的生长发育和繁殖表现为抑制作用,但有的为促进作用.在农药的干扰下,多数捕食性天敌的信息识别能力会降低,少部分会通过提高雄虫接收性信息素的能力或增加雌虫性信息素的释放来诱导求偶行为、增加交配频率.有的杀虫剂会影响捕食性天敌的捕食行为及捕食功能,部分杀虫剂会直接使其捕食功能模型由Holling-Ⅱ型转变为Holling-Ⅰ型.在农药胁迫下,捕食性天敌会产生抗药性,其解毒酶活性升高、保护酶活性改变及靶标部位敏感性下降可能是抗药性产生的机理.农药对捕食性天敌的影响研究在协调害虫化学防治和生物防治中有着重要的理论和现实意义,可以有效地推进捕食性天敌在害虫综合治理中的应用.

草地贪夜蛾是世界性的重大害虫,2019年1月入侵我国并迅速扩散到20多个省市.性诱剂是对草地贪夜蛾进行监测和诱杀的有效手段,但是其作用识别机制仍不清楚,限制了高效性诱剂的研发和应用.性信息素结合蛋白(PBPs)在鳞翅目昆虫包括草地贪夜蛾性信息素识别过程中起重要作用.本研究从草地贪夜蛾中克隆了4个编码PBPs的cDNA序列,命名为SfruPBP1-SfruPBP4.4个SfruPBPs均含有完整的开放阅读框,所编码的蛋白具有性信息素结合蛋白的典型特征:N-端有信号肽、具有保守的6个半胱氨酸残基.系统进化分析显示SfruPBPs与斜纹夜蛾和海灰翅夜蛾PBPs的亲缘关系最近,且4个SfruPBPs被聚在不同的进化分支.4个SfruPBPs基因均由3个外显子和2个内含子组成,内含子插入位点高度保守.此外,4个SfruPBPs在草地贪夜蛾基因组上呈串联排列.SfruPBP1、SfruPBP2和SfruPBP3在成虫触角中特异性表达,其中SfruPBP1和SfruPBP2在雄成虫触角中的表达水平显著高于雌虫,而SfruPBP3在雌雄触角中的表达水平无显著差异.SfruPBP4特异性表达于雄成虫腹部.本研究结果为揭示草地贪夜蛾性信息素识别机制奠定了基础.

植食性瘿蚊是重要的农林害虫,其幼虫危害寄主植物,造成植物细胞分裂或异常分化而产生组织畸形,形成虫瘿.该虫具有成虫体小、寿命极短的特性,成虫羽化后可迅速求偶、交配,并随即寻找寄主植物产卵.在植食性瘿蚊短暂的生活史中要完成种群繁衍,配偶选择和寄主定位起着至关重要的作用,而植食性瘿蚊自身产生的信息素、寄主或非寄主产生的他感化学物质在调节其选择配偶和寄主植物过程中起着关键性的化学通讯作用.本文综述了国内外有关植食性瘿蚊化学通讯中信息化学物质的研究进展,包括植食性瘿蚊性信息素的释放、提取、组分鉴定、行为生测,以及寄主植物挥发物引诱活性物质的鉴定、筛选和对植食性瘿蚊定向和产卵行为的影响等方面,并对植食性瘿蚊信息化学物质的进一步研究和应用前景进行了探讨,以期为利用信息化学物质监测和防治植食性瘿蚊提供参考.