[目的]在性二型昆虫发育历期的研究中雄性先熟更为常见,雌性先熟报道较少.草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda是玉米上的重大迁飞性害虫,在发育历期上存在雌性先熟现象.本研究旨在明确该现象的稳定性并探索其影响因素,为草地贪夜蛾的准确监测和早期预警提供理论依据.[方法]分析草地贪夜蛾在16L:8D,14L:10D和8L:16D 3种光周期及玉米叶、花生叶和人工饲料3种食物条件下的生长发育情况,并对不同光周期和食物条件下饲养的草地贪夜蛾卵巢进行解剖;同时选择夜蛾科(Noctuidae)粘虫Mythimna separata和斜纹夜蛾S.litura与草地贪夜蛾的生长发育情况进行比较,评价雌性先熟现象是否为具有迁飞习性的夜蛾科昆虫的共性.[结果]3种夜蛾科迁飞性昆虫中仅有草地贪夜蛾雌成虫显著早于雄成虫羽化,提前1.28 d,且该羽化现象在不同光周期和不同食物条件下稳定存在,仅在草地贪夜蛾取食花生叶时呈现弱化趋势.解剖发现,不同光周期和不同食物条件下,初羽化的草地贪夜蛾成虫卵巢始终处于未成熟期,不随外在条件的变化而改变.草地贪夜蛾雌蛹发育显著快于雄蛹是造成草地贪夜蛾两性羽化时间差异的主要原因,且该差异与两性蛹重正相关:与雌蛹重相比,草地贪夜蛾雄蛹重显著增加9.88％.[结论]草地贪夜蛾雌性先熟现象较为稳定,光周期和食物不会改变该现象但会影响两性羽化时间的差异程度,雌性先熟现象并非具有迁飞习性的夜蛾科昆虫的共性.

为探究降雨对草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda种群的影响,本研究通过室外模拟降雨研究了雨水冲刷对草地贪夜蛾卵和幼虫的影响.结果表明:在4种不同降雨强度0 mm/h(对照)、10.2 mm/h(中雨)、26.5 mm/h(暴雨)、42.8 mm/h(大暴雨)处理下,卵块的掉落率随着降雨强度的增加而增加;在暴雨、大暴雨条件下卵块的孵化率分别为75.14％、43.58％,显著低于对照和中雨;对比有无鳞毛层覆盖的卵块之间的掉落率和孵化率,二者在各个降雨强度之间差异不显著;对比玉米叶片不同位置卵块的掉落率和孵化率,在中雨降雨强度影响下,二者差异不显著,而在暴雨、大暴雨条件下,玉米叶片背面卵块的掉落率低于正面,孵化率高于正面.此外,在相同的降雨强度下,草地贪夜蛾幼虫(2龄、3龄、4龄、5龄)的掉落率随着龄期的增加而降低;当降雨强度增加时,3龄幼虫的掉落率增加.结果表明降雨,特别是暴雨和大暴雨,对草地贪夜蛾的卵和幼虫均有不利影响,为预测草地贪夜蛾种群提供一定依据.

为评估稻螟赤眼蜂Trichogramma japonicum Ashmead、螟黄赤眼蜂Trichogramma chilonis Ishii和玉米螟赤眼蜂Trichogramma ostriniae Pang et Chen 对甜菜夜蛾 Spodoptera exigua Hubner 卵和小菜蛾 Plutella xylostella Linnaeus 卵的寄生潜能,本研究在室内条件下测试了 3种赤眼蜂对不同密度甜菜夜蛾卵和小菜蛾卵的寄生率、寄生功能反应和搜寻效应.结果表明,稻螟赤眼蜂、螟黄赤眼蜂和玉米螟赤眼蜂对甜菜夜蛾卵和小菜蛾卵均有一定的寄生效应.螟黄赤眼蜂对甜菜夜蛾卵的寄生率、瞬间攻击率、寄生效能和搜寻效应均高于稻螟赤眼蜂和玉米螟赤眼蜂;3种赤眼蜂对小菜蛾卵的寄生率、瞬间攻击率、寄生效能和搜寻效应则表现为:稻螟赤眼蜂＞螟黄赤眼蜂＞玉米螟赤眼蜂.3种赤眼蜂对两种寄主的寄生功能反应均符合HollingⅡ型模型方程,表现为寄生量均随寄主卵密度的增加而升高,达到一定水平后趋于平稳.赤眼蜂的搜寻效应随寄主卵密度的增加而降低.综合分析可知,螟黄赤眼蜂对于甜菜夜蛾的控害能力优于稻螟赤眼蜂螟和玉米螟赤眼蜂,而稻螟赤眼蜂比螟黄赤眼蜂和玉米螟赤眼蜂更适合用于防控小菜蛾.

[目的]鉴定亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis雌蛾在寻找产卵寄主时起重要作用的植物挥发性化学物质,以探索亚洲玉米螟和寄主之间的化学通讯机制.[方法]首先利用田间产卵和风洞行为试验,从酸模叶蓼Polygonum lapathifolium、苘麻Abutilon theophrasti、葎草Humulus scandens、玉米Zeamays和稗草Echinochloa crusgalli 5种寄主植物中筛选出亚洲玉米螟雌蛾的产卵偏好寄主;并结合顶空吸附采样法,收集该寄主植物挥发性化学物质;再应用全二维气相色谱与飞行时间质谱联用系统(GC×GC-TOFMS)鉴定植物挥发性物质的化学成分及含量;最后利用气相色谱-触角电位联用仪(GC-EAD)测定亚洲玉米螟雌蛾对提取物中化学成分的触角电位反应.[结果]田间产卵试验结果表明,亚洲玉米螟雌蛾在不同寄主植物上的落卵量依次为玉米＞酸模叶蓼＞葎草＞稗草＞茼麻.风洞行为试验结果表明,亚洲玉米螟雌蛾对葎草的产卵趋性显著高于其他寄主植物.GC×GC-TOFMS结果表明,葎草的植物挥发性化学物质主要成分有45种,其中,萜烯类相对含量高达86.29％,醛类、酮类和酯类相对含量合计仅占15.83％.GC-EAD结果显示,芳樟醇、α-律草烯、桧烯、月桂烯、2-正戊基呋喃、壬醛、α-法呢烯、反式-罗勒烯和苯甲醛等9种挥发性物质能引起亚洲玉米螟雌蛾明显的电生理反应.[结论]亚洲玉米螟雌蛾对不同产卵寄主的选择具有显著差异性,寄主植物的理化因素是造成选择差异性的主要因素,葎草的植物挥发性化学物质对亚洲玉米螟有较强的吸引作用;芳樟醇、α-律草烯、桧烯、月桂烯、2－正戊基呋喃、壬醛、α－法呢烯、反式-罗勒烯和苯甲醛9种挥发性化学物质对亚洲玉米螟产卵寄主的选择有重要作用.

为探明使用替代饲料麦蛾Sitotroga cerealella卵饲养的东亚小花蝽Orius sauteri在释放前是否有必要针对其主要防治对象——蓟马、蚜虫、叶螨进行短期食物驯化,以及进行短期食物驯化对其捕食能力的影响.本试验以西花蓟马Frankliniella occidentalis、玉米蚜Rhopalosiphum maidis、二斑叶螨Tetranych usurticae为猎物,全程饲喂麦蛾卵的东亚小花蝽雌成虫为处理A,提前2d饲喂猎物的东亚小花蝽雌成虫为处理B,研究了2种处理的东亚小花蝽在不同猎物密度(5、15、30、50头)下的捕食功能反应.结果发现,无论是否经过短期食物驯化,东亚小花蝽对3种猎物在不同猎物密度捕食功能反应均符合HollingⅡ型反应模型.处理A对3种猎物的平均时间均低于处理B,东亚小花蝽雌成虫处理每头西花蓟马的时间Th分别为0.024 d和0.031 d,玉米蚜分别为0.081 d和0.103 d,二斑叶螨为0.078 d和0.090 d.由此可知,以麦蛾卵作为替代饲料人工饲养的东亚小花蝽,在释放前不需要针对猎物进行短期食物驯化;在东亚小花蝽规模化生产中,麦蛾卵是一种优良的替代饲料.

[目的]过氧化氢酶(CAT)的主要功能是将过氧化氢分解咸水和氧气,从而使生物免受氧化损伤的伤害.本研究旨在探索CAT在粘虫Mythimna separata抗氧化胁迫中的作用.[方法]采用RT-PCR和RACE技术克隆粘虫CAT基因的cDNA全长序列和基因组序列,利用生物信息学软件分析该基因及其编码蛋白质的序列特性;运用实时荧光定量PCR(qPCR)技术分析该基因在不同发育阶段(卵、1-6龄幼虫、蛹和成虫)、5龄幼虫不同组织(头、表皮、前肠、中肠、后肠和马氏管)以及毒死蜱、高温和密度胁迫下幼虫中的表达谱.[结果]克隆得到的粘虫CAT基因命名为MsCAT(GenBank登录号:MF737386),其全长cDNA长1 846 bp,开放阅读框为1 602 bp,编码533个氨基酸.序列分析发现MsCAT具有CAT家族典型的结构域,包括一个基部活化位点标签(ss FDRERIPERVVHAKGAGA105),一个NADPH结合位点(216 VTHQVLYLFGD226)和一个亚铁血红蛋白结合位点(379 RLFSYSDTH386).DNA序列分析表明,在MsCAT编码区99 bp处插入了一个612 bp的内含子.系统发育分析显示,MsCAT与夜蛾科(Noctuidae)昆虫的亲缘关系最近.MsCAT在粘虫的各个发育阶段和5龄幼虫各组织中均表达,分别在6龄幼虫和幼虫中肠中的表达量最高.取食经1 μg/mL毒死蜱处理的玉米叶片24 h后,幼虫体内MsCAT表达量显著上调,但随浓度提高,表达量反而下降;在33 ～ 37℃温度处理后,幼虫MsCAT的表达量显著高于对照(24℃),而39℃处理幼虫MsCAT的表达量下调;此外,随饲养密度的增加幼虫体内MsCAT的表达显著下调.[结论]本研究克隆得到的粘虫CAT基因的cDNA全长序列(MsCAT)是可靠的,并且MsCAT在粘虫发育及抗氧化胁迫中具有重要的作用.

整合素(Integrin)是一种由α和β亚基组成的跨膜异二聚体蛋白,在昆虫血细胞对外物的包囊过程中起着重要的作用.为阐明integrinβ1参与小菜蛾Plutella xylostella体内细胞免疫中的功能,本研究利用RT-PCR结合RACE技术克隆了小菜蛾integrinβ1基因的cDNA全长序列,命名为PxIntβ1(GenBank登录号GQ178290).小菜蛾PxIntβ1的cDNA全长序列为2 832 bp,开放阅读框为2 487 bp,编码828个氨基酸,成熟的氨基酸序列中有一个跨膜区和一个integrin亚基.系统进化树显示小菜蛾PxIntβ1与亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis整合素的同源性最高,两者同源性达到78％.利用半定量RT-PCR技术检测PxIntβ1基因在小菜蛾不同发育历期(卵、1-4龄幼虫、蛹、成虫)、不同组织(血细胞、体壁、脂肪体、中肠、马氏管)和细菌(金黄色葡萄球菌和大肠杆菌混合菌液)诱导下的表达模式.半定量结果表明小菜蛾PxIntβ1基因在小菜蛾整个发育历期除了卵之外都有表达,4龄幼虫转录水平最高,在血细胞中特异性的高表达,昆合细菌诱导2-48 h后,PxIntβ1基因在小菜蛾诱导后24 h达到诱导表达高峰.为了进一步获得重组蛋白PxIntβ1,本研究构建了原核表达质粒pET-32a-PxIntβ1,融合蛋白在大肠杆菌Eschericha coli BL21中获得高效表达,Ni-NTA一步纯化了融合蛋白,并免疫新西兰大白兔,获得了多克隆抗体anti-PxIntβ1.SDS-PAGE电泳和Western blot分析结果表明,His抗体和多克隆抗体anti-PxIntβ1能特异性识别融合蛋白PxIntβ1;进一步利用显微镜观察了小菜蛾血细胞对凝胶珠Sephadex-A25的包囊情况,结果表明抗血清anti-PxIntβ1处理过的小菜蛾血细胞对Sephadex-A25凝胶珠的包囊作用受到明显抑制,重组蛋白Px Intβ1可以提高小菜蛾血细胞对Sephadex-A25凝胶珠的包囊作用;以上研究结果表明小菜蛾Pxlntβ1在小菜蛾细胞免疫中起着重要的作用.

玉米螟赤眼蜂是生物防治中一种重要的天敌昆虫,为探明艾叶精油对玉米螟赤眼蜂的影响及两者对米蛾的联合防治效果,本文研究了艾叶精油熏蒸、 触杀、 驱避活性对玉米螟赤眼蜂的影响及艾叶精油和玉米螟赤眼蜂对米蛾的联合作用.结果表明,艾叶精油熏蒸和触杀处理对玉米螟赤眼蜂卵具有明显影响,寄生在米蛾卵上的玉米螟赤眼蜂卵经0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6μg/cm3艾叶精油熏蒸处理72 h后玉米螟赤眼蜂的羽化率分别为56.67％、49.33％、44.00％、33.33％、26.00％和14.67％;寄生在米蛾卵上的玉米螟赤眼蜂卵经100、200、300、400、500、600 mg/L艾叶精油触杀处理72 h后玉米螟赤眼蜂的羽化率分别为54.00％、45.33％、38.00％、28.67％、18.00％和6.00％,均与对照组表现出显著性差异.艾叶精油驱避活性对玉米螟赤眼蜂成蜂也有明显的影响,300 mg/L艾叶精油对玉米螟赤眼蜂的驱避率79.05％,随着时间间隔和距离间隔的增加,这种影响作用降低;联合应用艾叶精油与玉米螟赤眼蜂时先释放玉米螟赤眼蜂,24 h后再滴加艾叶精油的防治效果最佳,米蛾的死亡率可高达96％.

草地贪夜蛾自2019年1月入侵云南以来,已迅速扩散至我国20个省,对我国的农业生产造成了极大危害.本研究通过在两种CO2浓度(400 ppm和800 ppm)下用离体玉米叶片饲养草地贪夜蛾,分析比较了CO2浓度升高对草地贪夜蛾生长发育和繁殖力的直接影响.结果表明:在800 ppm CO2浓度下,草地贪夜蛾各虫态发育历期均长于400 ppm CO2浓度下的发育历期;其中,1龄、6龄幼虫发育历期,幼虫总发育历期和蛹期在两种CO2浓度下差异均达到极显著水平(P<0.01).此外,相同龄期草地贪夜蛾幼虫体重在两个CO2浓度之间差异不显著,但蛹重存在极显著性差异,分别为198.82±3.45 mg(400 ppm)和245.89±4.18 mg(800 ppm)(P<0.01);高CO2浓度下雌虫的产卵期显著长于正常CO2浓度下的产卵期,分别为2.4±0.8 d(400 ppm)和6.0±0.9 d(800 ppm),高CO2浓度下平均单雌产卵量是正常CO2浓度下的2.43倍,差异显著(P<0.05).研究结果为预测草地贪夜蛾未来的发生趋势提供了理论依据.

制备和评价草地贪夜蛾的人工饲料配方,为草地贪夜蛾室内批量养殖和生物学研究奠定基础.以自制夜蛾饲料为基础配方(配方Ⅰ),设定3种不同配方(配方Ⅱ,Ⅲ,Ⅳ)的人工饲料喂食草地贪夜蛾,在饲养条件为温度26℃ ±0.5℃、 相对湿度65％ ±5％、 光周期L:D=16 h:8 h的养虫室中进行批量饲养,以成活率、 历期和各龄期虫体重量作为评价指标,确定草地贪夜蛾饲养的最佳饲料配方.配置的4种饲料中,配方Ⅲ(黄豆粉125 g,玉米粉225 g,酵母粉40 g,琼脂30 g,干酪素20 g,胆固醇0.6 g,肌醇0.1 g,山梨酸6 g,氯化胆碱3 g,复合维生素7 g,对羟基本甲酸甲酯7.5 g和蒸馏水1500 mL)饲养草地贪夜蛾成活率最高83.3％,历期最短27.8 d,单雌产卵量最多452粒.常用的夜蛾饲料经改进后配制的饲料均可作为室内草地贪夜蛾的饲养,其中以配方Ⅲ饲料最适宜.