[目的]桃小食心虫Carposina sasakii与梨小食心虫Grapholita molesta是世界性果树害虫,气候变暖对其各自地理种群的发生与危害产生重要影响.本研究旨在明确桃小食心虫与梨小食心虫成虫地理种群间快速耐热性及其可塑性差异,以期为其预测预报与综合防控提供依据.[方法]通过测定基底条件(未经预处理)下与经过35 ℃预处理2 h的热锻炼条件下桃小食心虫与梨小食心虫成虫在恒温42.5 ℃下的击倒时间(knockdown time,KDT)与临界高温(critical thermal maximum,CTMax),系统比较了桃小食心虫吉林种群、郑州种群和实验室种群及梨小食心虫吉林种群、郑州种群、南昌种群和实验室种群等不同地理种群成虫的快速耐热性及其可塑性异同.[结果]桃小食心虫与梨小食心虫各地理种群成虫的KDT变化较为一致,两种食心虫各种群间与性别间的KDT均无显著差异,而热锻炼使桃小食心虫与梨小食心虫的KDT分别显著提高14.63和55.12 s,种群、性别和锻炼3个因子间两两交互或三者交互作用均不显著.桃小食心虫与梨小食心虫各自地理种群的成虫对CTMax反应差异较大,桃小食心虫成虫种群间CTMax差异显著,高低依次为吉林种群[(38.57±1.61)℃]、郑州种群[(37.60±1.32)℃]和实验室种群[(37.24±1.46)℃],锻炼对桃小食心虫成虫CTMax的影响显著,且与种群存在交互作用,主要体现在热锻炼使吉林和郑州种群的CTMax分别显著提高了 2.05和1.34℃,而室内种群基底CTMax与热锻炼后无显著差异.梨小食心虫成虫种群间CTMax差异显著,从高到低依次为南昌种群[(39.20±1.81)℃]、吉林种群[(38.63±1.42)℃]、郑州种群[(38.27±1.32)℃]和实验室种群[(38.15±1.51)℃],热锻炼对梨小食心虫成虫CTMax的影响显著,且与种群存在交互作用,主要体现在热锻炼仅显著提高了郑州种群的CTMax[基底:(38.18±1.34)℃;热锻炼后:(39.17±0.60)℃],而对吉林种群、南昌种群和实验室种群的CTMax均无显著提高.性别因子、及其与种群或热锻炼的交互作用以及这3个因子三者交互作用分别对桃小食心虫和梨小食心虫成虫CTMax影响均不显著.[结论]与中部种群相比,桃小食心虫北方种群快速耐热性较强;而梨小食心虫南部、中部、北部种群间,南方种群快速耐热性较强;实验驯化均会降低两种食心虫的快速耐热性;锻炼会分别提高两种食心虫的快速耐热性,但不同种群间耐热可塑性不一致,上述结论可能由于物种间的热适应进化机制不同及地理种群间生存环境差异所致.厘清桃小食心虫与梨小食心虫地理种群间快速耐热性及其可塑性的异同,对气候变暖条件下昆虫热适应研究与果品安全生产具有重要意义.

[目的]本研究旨在为深入研究梨小食心虫Grapholita molesta尼曼-匹克C2型蛋白(Niemann-Pick type C2 protein,NPC2)GmolNPC2的嗅觉感受功能提供理论参考.[方法]基于梨小食心虫触角转录组数据,利用RT-PCR扩增GmolNPC2的cDNA全长序列,进行系统进化分析和3D结构模型预测;利用RT-qPCR检测GmolNPC2在梨小食心虫不同发育阶段(卵、1-5龄幼虫、蛹和雌雄成虫)、3日龄雌雄成虫不同组织(触角、去除触角的头、胸、腹、足和翅)中的相对表达量;利用荧光竞争结合实验测定重组GmolNPC2蛋白对包括6种性信息素和38种寄主植物挥发化合物在内的44种气味配体的抑制常数Ki 值,分析结合能力;通过分子对接模拟实验计算GmolNPC2与不同气味配体的结合能,预测蛋白和配体相互作用的关键氨基酸残基.[结果]获得梨小食心虫GmolNPC2(GenBanK登录号:OQ054801)的cDNA全长序列,开放阅读框(ORF)长438 bp,编码145个氨基酸;多序列比对发现GmolNPC2具有昆虫NPC2典型的结构特征;系统进化分析表明已知鳞翅目(Lepidoptera)昆虫的 NPC2s 聚类至 2 个分枝,GmolNPC2 与大豆食心虫 Leguminivora glycinivorella、红铃虫Pectinophora gossypiella和烟草天蛾Manduca sexta等的NPC2氨基酸序列一致性较高并聚类至同一分枝.RT-qPCR检测结果表明,GmolNPC2在梨小食心虫雄成虫和卵中的表达量显著高于其他发育阶段的;GmolNPC2在3日龄雌雄成虫翅中的表达量最高,在触角中的次之,在胸、腹和足中的最低.重组蛋白GmolNPC2的结合谱较窄,仅能够结合44种气味配体中的17种,对其中的乙酸-顺-8-十二碳烯酯、苯甲醇和乙酸-顺-3-己烯酯表现出强烈的结合能力,Ki 值分别为(4.117± 0.046),(4.845±0.079)和(3.979±0.167)μmol/L.分子对接模拟结果显示,GmolNPC2 与不同气味配体之间的结合能存在差异,与上述荧光结合实验的结果较一致.疏水性氨基酸残基和氢键在GmolNPC2结合不同气味配体中发挥着重要作用.[结论]GmolNPC2具有昆虫NPC2家族的保守结构,在卵和成虫以及成虫翅和触角中的表达量较高,推测其参与梨小食心虫的多种生理过程.重组蛋白GmolNPC2能够选择性地结合性信息素和寄主植物挥发化合物,表明GmolNPC2参与对挥发性信息物质的识别和运输.

[目的]梨小食心虫Grapholita molesta是一种重要的果树常发性害虫.本研究旨在探明光照强度在梨小食心虫产卵选择中的作用,进一步揭示梨小食心虫的微光视觉能力.[方法]在春、夏和秋季分别调查梨小食心虫在桃树树冠向阳面和背阴面等部位的产卵量,测定日落时向阳面和背阴面的光照强度差异;室内利用光暗双向选择行为试验测定梨小食心虫成虫对光照强度的产卵选择行为反应.[结果]春、夏和秋季梨小食心虫成虫均偏好在光照强度显著较高的桃树树冠向阳面叶片上产卵,总产卵量分别为背阴面的4.24,9.30和5.82倍.在光暗双向选择中,10 000,100,1和0.01 lx及自然光照条件下,梨小食心虫成虫对光照的产卵选择性均显著高于对黑暗,产卵选择率分别为87.48％,83.68％,82.92％,80.08％和84.84％.通过比较梨小食心虫对强光和弱光的产卵选择性发现,光照对比度(强光/弱光)为10和2时,10 000,100,1和0.01 lx及自然光照条件下,雌成虫均对强光照表现出显著的产卵选择性,且随光照强度降低产卵选择性无明显减弱,产卵选择率均高达75％以上.[结论]光照强度可以影响梨小食心虫成虫的产卵选择性,雌成虫对强光照表现出明显的产卵偏好性,即使在微光条件下依然可以准确辨别出光照强度差异,展现出良好的微光视觉能力,为开发基于视觉行为调控的新型物理诱捕技术提供依据.

梨小食心虫Grapholitha molesta(Busck)是水果生产中一种重要的害虫,研究梨小食心虫在田间的活动规律,有助于防控其危害.本研究通过物联网自动监测系统对梨小食心虫田间活动规律及主要环境因子进行了实时监测.结果分析表明,梨小食心虫日活动有2个峰期,第1个峰期发生在6:00左右,第2个峰期发生在19:00左右.梨小食心虫在田间最适活动温度范围为22℃-23℃、相对湿度为3%-31%、光照强度300-4000 Lx,其中光照是影响梨小食心虫的主要环境因子,光照强度与梨小食心虫日活动呈负相关,300 Lx左右的弱光条件为刺激梨小食心虫活动的主要环境信号.本研究丰富了梨小食心虫的基础理论研究并可用于指导防控梨小食心虫.

为了评价梨小食心虫迷向素的实际防控效果,在大面积连片使用梨小食心虫性迷向素的北京市平谷区(约8667 ha),分别选择王辛庄镇翟各庄村、东杏园村和峪口镇西营村的3个处理果园.以临近的采用常规化学防治的顺义区杨镇小曹庄村为对照,采用性诱剂和糖醋液监测调查比较桃园梨小食心虫的发生动态、抽样法调查统计桃树蛀梢率和蛀果率等,评价性迷向素梨小食心虫田间控制效果.结果显示:迷向素处理区梨小食心虫的种群数量显著低于常规化学防治的对照区.3个迷向素处理区梨小食心虫的迷向率分别为99.05%、98.10%和99.68%;保梢效果均在98.40%以上,保果效果几乎达到100%.说明桃园大面积应用迷向技术对梨小食心虫具有很好的控制作用.

[目的]明确3种新型非乳油制剂4％高氯·甲维盐微乳剂、20％高氯·毒死蜱微胶囊剂、20％氯虫苯甲酰胺悬浮剂和两种常规乳油制剂4.5％高效氯氰菊酯乳油、1.8％阿维菌素乳油对桃小食心虫Carposina niponensis Walsingham和梨小食心虫Grapholitha molesta Busck的防治效果,为化学农药的合理使用提供参考.[方法]3种新型农药制剂按照推荐用量分别分成高、中、低3种不同浓度处理,两种乳油制剂采用常规推荐用量处理进行果园桃小食心虫和梨小食心虫防治效果试验.[结果]4％高氯·甲维盐微乳剂26.67 mg·kg-1在药后5、10、15 d对桃小食心虫的防治效果分别为100％、95.22％和95.11％,4.5％高效氯氰菊酯乳油的防治效果与其相当,防效都在90％以上;而4％高氯·甲维盐微乳剂40 mg·kg-1药后5、10、15 d对梨小食心虫的防治效果分别为83.33％、88.89％和93.70％,显著好于4.5％高效氯氰菊酯乳油,后者15 d后最高防效仅为78.99％;以上两种药剂的防效显著高于其它3种药剂20％高氯·毒死蜱微胶囊剂、20％氯虫苯甲酰胺悬浮剂和1.8％阿维菌素乳油.[结论]桃小食心虫第一代发生前期和梨小食心虫第3代发生前期,推荐使用对环境友好的4％高氯·甲维盐微乳剂26.67～40 mg·kg-1(1000～1500倍液)进行防治.

[目的]为了明确不同世代的梨小食心虫Grapholita molesta(Busck)如何应对不同寄主进行产卵地点的选择.[方法]本文以受孕雌虫为研究对象,在室内进行受孕雌虫产卵对不同种类(桃、梨和苹果)的寄主嫩捎和果实的选择性试验.[结果]结果表明:(1)不同世代的受孕雌虫的产卵地点受到不同寄主种类的显著影响.越冬代、第2代和第3代受孕雌虫偏爱在梨果、桃梢上产卵,而第1代受孕雌虫偏爱在桃果和梨果上产卵.苹果梢和果实的引诱率最低.(2)卵的孵化率的变化趋势与受孕雌虫的落卵率一致.除了不同世代受孕雌虫在梨果上产的卵的孵化率存在差异以外,卵孵化率在同一世代的不同寄主果实、不同寄主嫩梢以及同一寄主的不同世代间差异不显著.[结论]因此,桃梢稳定吸引梨小食心虫产更多的可育卵,而桃果仅吸引第1代成虫产较多的可育卵,梨果吸引其余3代成虫产较多的可育卵.可见,梨小食心虫的产卵选择行为具有试探性,为后代占据优势生态位提供保障.

[目的]克隆一种梨小食心虫Grapholita molesta触角中谷胱甘肽S-转移酶(glutathione Stransferase,GST)基因并分析其结构特征,明确其表达特点及该基因编码蛋白的酶学特征,以期为该基因的功能研究提供理论依据.[方法]根据梨小食心虫雌虫触角转录组数据,利用RT-PCR克隆梨小食心虫GST基因;通过实时荧光定量PCR测定该基因在成虫触角、头(去触角)、胸、腹、足和翅中的转录水平;利用原核表达系统和Ni离子亲和层析技术表达和纯化梨小食心虫GST重组蛋白,并对重组蛋白的稳定性和酶促动力学参数进行分析.[结果]获得了梨小食心虫谷胱甘肽S-转移酶基因GmolGST6(GenBank登录号:MF503496)的完整编码序列,开放阅读框为645 bp,编码214个氨基酸,分子量为24.21 kD,理论等电点为5.10;进化树分析和三维结构模拟表明GmolGST6属于Delta亚家族.qPCR测定结果表明,GmolGST6基因在雌雄成虫触角中高丰度表达,且在雄虫触角中的表达量显著高于雌虫.重组蛋白GmolGST6具有催化通用底物CDNB的活性,并且在pH7.5,40℃时具有最高的酶活力.重组蛋白GmolGST6的米氏常数Km为0.21±0.06 mmoL/L,最大反应速度V max为14.02±1.40 μmoL/min · mg.[结论]根据GmolGST6的表达特点及其重组酶对模式底物CDNB的催化活性,推测在触角中高丰度表达的GmolGST6具有参与降解外源物质、保护嗅觉系统免受外源性物质毒害的功能.

[目的]通过克隆梨小食心虫Grapholita molesta的Minus-C气味结合蛋白 (odorant binding protein, OBP) 基因, 并测定其在成虫不同组织中的表达量及其重组蛋白对气味配体的结合能力, 推测其嗅觉生理功能.[方法]基于梨小食心虫雌虫触角转录组测序数据, 利用RT-PCR克隆MinusC OBP基因的完整编码区;qPCR测定该基因在成虫不同组织[触角、头 (去除触角) 、胸、腹、足、翅]中的表达量;构建原核表达系统表达重组蛋白, 利用SDS-PAGE和Western blot检测蛋白的表达和纯度;运用荧光竞争结合实验测定重组蛋白与35种气味配体的结合能力.[结果]成功克隆了梨小食心虫的一个Minus-C OBP基因, 命名为GmolOBP14 (GenBank登录号:MF066361).GmolOBP14开放阅读框长411 bp, 编码136个氨基酸, 成熟蛋白具有4个保守的半胱氨酸残基, 属于Minus-C OBP亚家族.GmolOBP14在雌雄成虫的不同组织中均有表达, 但在雄成虫翅和雌成虫触角中的表达量显著高于同性别的其他组织.重组蛋白GmolOBP14与气味配体的结合谱较窄, 仅能与16种配体表现出不同程度的结合活性, 其中与梨酯和十二醛的结合能力较强, 解离常数Ki分别为6.92和12.74μmol/L;与癸醛、十四醛、顺-3-己烯-1-醇、苯甲醇和己酸丁酯有中等程度的结合活性, Ki分别为25.54, 20.61, 24.35, 23.44和23.33μmol/L;GmolOBP14对性信息素组分没有结合活性, 提示该蛋白不参与对性信息素的感受和识别.[结论]根据GmolOBP14基因的组织表达特点及其重组蛋白的结合特性, 推测GmolOBP14除具有选择性结合和运输寄主植物挥发物的作用外, 还参与与嗅觉无关的生理过程.

梨小食心虫是果树上的一种重要害虫.本文采用扫描电子显微镜技术(SEM)对成虫离体触角外部形态进行观察,以Onagbola和Fadamiro (2008)为分类标准,对梨小食心虫的触角感受器重新进行分类.结果显示,梨小食心虫触角为线状,由柄节、梗节和鞭节构成,鞭节细分为38-45个亚节.雌、雄蛾共有8种触角感受器,分别为无孔栓锥形感受器、无孔 B(o)hm's鬃毛、单孔刺形感受器、多孔毛形感受器、多孔锥形感受器、多孔腔锥形感受器、多孔耳形感受器和芽孢形感受器(只在雌蛾触角上观察到).感受器在类型、形态和数量上存在雌雄二型现象.耳形感受器数量在雌雄间差异显著,雌雄蛾刺形感受器、栓锥形感受器、毛形感受器、锥形感受器、腔锥形感受器长度差异显著,并对其功能进行了推测.