全球亟需加强森林入侵害虫的情报信息交流,并大力提高预防生物入侵的能力.为明确全球森林入侵害虫发生现状,分析我国潜在森林入侵害虫风险,本研究对全球各类入侵生物与新发植物有害生物等信息资源进行了系统性扫描,筛选其中的森林害虫种类,建立全球性的森林入侵害虫名录,分析名录物种类群占比,并明确物种在全球的入侵与受管制情况以及在我国的分布情况.研究共获得全球主要的森林入侵、新发与管制性害虫315种,并获取了全部物种的种名、分类阶元、寄主树木、受管制国家、入侵国家等信息.从名录物种在目级分类阶元上的占比看,鞘翅目Coleoptera和半翅目Hemiptera占比分别为 45.4%和 27.3%;科级分类阶元上,象甲科Curculionidae占比最高,为25.1%.315种害虫的寄主树木中,35.6%为松科Pinaceae树木,占比最高.入侵或被管制国家数量≥10个的森林害虫共44种.全部害虫中,18种害虫尚未被我国的国门生物安全基础数据信息资源平台收录;我国已有分布的害虫 151 种,现无分布的害虫 164 种;尚无分布的害虫中仅有 48 种被列入了我国的进境植物检疫性有害生物名录.本研究为全球森林入侵害虫预警与我国潜在森林入侵害虫名录的建立等工作奠定了物种信息基础.

[目的]了解氯虫苯甲酰胺对稻水象甲的亚致死效应,为水稻生产中使用氯虫苯甲酰胺科学高效防治稻水象甲提供参考.[方法]以越冬代稻水象甲成虫为试虫,通过测定不同种群(RW-Js、RW-Gy、RW-Mz、RW-Zy、RW-Lc)稻水象甲对氯虫苯甲酰胺的敏感性,确定氯虫苯甲酰胺对稻水象甲的致死中浓度(LC50)和亚致死剂量(LC25);分别采用室内测定和田间调查的方法,研究亚致死剂量氯虫苯甲酰胺对稻水象甲体内多种生物酶活性及田间发育动态的影响.[结果]不同来源稻水象甲种群对氯虫苯甲酰胺的敏感性差异较大,RW-Js种群的LC50值为RW-Gy种群的13.45 倍,达到中等抗性水平;解毒酶抑制剂胡椒基丁醚(piperomyl butoxide,PBO)对氯虫苯甲酰胺的协同增效作用明显高于磷酸三苯酯(triphenyl phosphate,TPP)和顺丁烯二酸二乙酯(diethyl maleate,DEM);抗性种群RW-Js体内 3 种解毒酶活性较敏感种群RW-Gy显著增高(P<0.05),其中多功能氧化酶(mixed function oxidase,MFO)变化最为明显.稻水象甲成虫经氯虫苯甲酰胺LC25剂量处理后,虫体内几种生物酶活性总体呈先升高后降低的趋势,具明显的时间效应,其中MFO活性在整个测定周期内均显著高于对照处理(P<0.05);氯虫苯甲酰胺LC25 剂量对稻水象甲各虫态的田间始见期、发生高峰期和发生末期均产生不同程度的影响.[结论]解毒酶活性可能与稻水象甲对氯虫苯甲酰胺的敏感性有关,MFO是稻水象甲对氯虫苯甲酰胺解毒代谢过程中最重要的酶,在抗性形成中起主要作用;亚致死剂量氯虫苯甲酰胺可延缓稻水象甲幼虫、蛹和一代成虫的生长发育,缩短成虫寿命、加快田间成虫消亡.

[目的]明确广东省稻水象甲Lissorhoptrus orvzophitus生活史、越冬生境、发生规律及寄主植物和天敌种类,为这一害虫的科学防治提供指导.[方法]2019年3月-2021年4月通过实地调查、室内笼罩饲养观察和卵巢解剖研究稻水象甲在广东的生活史和越冬生境;通过对稻水象甲成虫中肠内容物进行分子检测探明其越冬过渡寄主植物;利用特征序列扩增区(sequence characterized amplified region,SCAR)标记技术明确稻水象甲的主要天敌种类.[结果]2019年3月-2021年4月稻水象甲在广东双季稻区一年发生2代,具有越冬和越夏习性.广东稻水象甲经历一个完整世代需要(140.86±1.05)d,幼虫历期为20 d左右.广东稻水象甲以成虫越冬,越冬生境模式为稻田-过渡带(草地)-沼泽地(水草丰盛),且越冬期稻水象甲成虫卵巢存在滞育现象,发育等级I级.稻水象甲成虫中肠内容物分子检测发现,其越冬期主要的过渡寄主植物为再生稻及李氏禾Leersia hexandra.基于SCAR的PCR结果表明,游猎型蜘蛛沟渠豹蛛Pardosa laura为稻水象甲的主要天敌.[结论]稻水象甲在广东一年发生2个世代,主要于沼泽地中越冬,李氏禾和再生稻为其越冬期的主要过渡寄主,越冬地的主要天敌为沟渠豹蛛.这些发现对广东地区稻水象甲疫情精准防控具有理论指导意义.

[目的]2016年9月临沂出入境检验检疫局从德国进境的杨木原木中检出活体象甲科昆虫.[方法]通过形态学观察与线粒体DNA细胞色素氧化酶(mtCOⅠ)序列测定及系统进化分析,对该虫进行了物种鉴定.[结果]该虫的形态特征与条纹根瘤象相似;测序分析发现,其COⅠ序列特征与GenBank中条纹根瘤象mtCOⅠ序列相似性为100％;系统进化树表明,其与条纹根瘤象聚为一组.[结论]以上结果证实该虫为条纹根瘤象.这是我国首次从进境带皮杨木中截获该有害生物,需引起检验检疫部门的重视.

[目的]象甲是栎属植物橡子中主要的寄生昆虫,但其适应高单宁食物(橡子)的肠道微生物基础尚待揭示.本研究分析了蒙古栎和辽东栎橡子中两种柞栎象(Curculio arakawai和C.dentipes)幼虫的肠道菌群结构和多样性,试图阐明柞栎象幼虫适应高单宁食物的肠道微生物基础.[方法]分别提取蒙古栎和辽东栎橡子中象甲幼虫各50头的肠道DNA,利用Illumina MiSeq技术对肠道菌群的V3-V4区序列进行16S rRNA测序,统计样品操作分类单元(OTU)数量,分析物种组成丰度、α多样性和β多样性.[结果]结果表明,可用于物种分类的OTU分别有2054和2308个,C.arakawai和C.dentipes共有的OUT 481个.在两种柞栎象C.arakawai和C.dentipes肠道菌群中,共注释到的主要分类阶元有27个门、145个科和274个属.变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和厚壁菌门(Firmicutes)在两种象甲肠道菌群中占优势;假单胞菌属Pseudomonas (63.8％)、沙雷氏菌属Serratia (6％)和不动杆菌属Acinetobacter(5.2％)是C.arakawai肠道中的主要类群,而沙雷氏菌属Serratia (32％)、拉恩菌属Rahnella(24.2％)、气单胞菌属Aeromonas(6.8％)和立克次体属Rickettsia(6.6％)在C.dentipes肠道菌群中占主导优势.C.arakawai和C.dentipes肠道菌群α多样性无显著差异,β多样性则差异显著.具有单宁酶活性的肠道细菌,如粘质沙雷菌Serratia marcescens、乳球菌Lactococcus lactis、假单胞菌Pseudomonas spp.在C.arakawai和C.dentipes之间差异不显著.[结论]寄生在蒙古栎和辽东栎橡子中的C.arakawai和C dentipes肠道菌群组成迥异,这可能与遗传因素和食物特点有关.具有单宁酶活性的粘质沙雷氏菌Serratia marcescens和乳球菌Lactococcus lactis等菌类可能是两种象甲幼虫适应高单宁食物的肠道微生物基础.

[目的]通过精准开展稻水象甲在新疆荒漠绿洲稻区的适生性研究,旨在为新疆地区该重大外来有害生物的科学防控提供指导.[方法]基于19个环境因子和64个稻水象甲在新疆及内地重要代表性发生地的最新地理分布点信息,采用MaxEnt模型与ArcGIS 10.2软件进行具体分析,预测稻水象甲在新疆的最新潜在分布区,并划分风险等级.[结果]稻水象甲在新疆荒漠绿洲稻区的适生区域主要集中在北疆天山北坡和伊犁河谷一带,以及南疆阿克苏地区和克州的部分区域,其非适生区占新疆总面积的79.97％,低适生区占7.34％,适生区占10.84％,高适生区则仅占1.85％.[结论]稻水象甲在新疆继续扩散的趋势与危害风险依然较大,其中,年平均温(bio1)、等温性(bio3)、最湿季平均温(bio8)、最暖季的降雨量(bio18)和最热月的高温(bio5)是影响稻水象甲在新疆潜在扩散的主要环境因子.

昆虫线粒体基因组广泛应用于系统发育关系的重新建立、 分子进化、 谱系地理学及物种诊断等领域.为揭示象甲科昆虫线粒体全基因组序列的主要结构特征,探究其系统发育相关信息,为进化遗传学研究和分子标记选取等提供参考依据,本研究利用比较基因组学和生物信息学方法,对NCBI上已公布的35种象甲科物种线粒体全基因组序列进行了分析.结果显示:(1)象甲科tRNA基因存在排序及数目异常情况,不同物种中蛋白质编码基因和2种rRNAs排列相同,线粒体全基因组具有明显AT偏向;(2)COX1、ATP6、ND5、ND4、ND4L和ND1基因除标准三联密码子外,还存在特殊的起始密码子AAT、TTG和GTG;(3)13种蛋白质编码基因的进化速率顺序为COX3>ATP8>ND2>ND5>ND1>ND4>ND6>ND4L>ND3>ATP6>Cytb>COX1>COX2;(4)13个蛋白编码基因和rRNAs基因中,ND5、rrnL、ND4和ND2基因变异位点数较高,可作为备选的分子标记;(5)各亚科的系统发育关系可能为(((小蠹亚科Scolytinae+长小蠹亚科Platypodinae)+(隐喙象亚科Cryptorhynchinae+魔喙象亚科Molytinae+象虫亚科Curculioninae)+((孢喙象亚科Cyclominae+粗喙象亚科Entiminae)+(隐颏象亚科Dryophthorinae+长小蠹亚科))),为象甲科的系统发育分析有提供参考.

[目的]从线粒体基因组水平上探讨枣食芽象甲Scythropus yasumatsui与近缘种的系统发育关系.[方法]利用Illumina MiSeq测序平台对枣食芽象甲线粒体基因组进行测序,对基因组序列进行拼装、注释和特征分析;利用贝叶斯法和最大似然法构建基于象甲科13个物种的线粒体基因组13个蛋白质编码基因核苷酸序列的系统发育树.[结果]结果表明,枣食芽象甲线粒体基因组全长为16 472 bp(GenBank登录号:MF807224),包含13个蛋白质编码基因、22个tRNA基因、2个rRNA基因和2个非编码控制区,37个基因的排列顺序与祖先昆虫的线粒体基因排列顺序一致.13个蛋白质编码基因的起始密码子为ATN,其中除了cob和nad1基因的完全终止密码子为TAG外,其余11个基因的完全终止密码子为TA(A).22个tRNA基因中除了trnS1缺少DHU臂,反密码子由GCT变为TCT外,其余均能形成典型的三叶草结构.基于13个蛋白质编码基因序列构建的系统发育树结果显示,象甲科8个亚科系统发育关系为:(((隐喙象亚科(Cryptorhynchinae)+(象虫亚科(Curculioninae)+魔喙象亚科(Molytinae)))+长小蠹亚科(Platypodinae))+(粗喙象亚科(Entiminae)+Cyclominae亚科))+隐颏象亚科(Dryophthorinae)+小蠹亚科(Scolytinae)).[结论]在13种象甲科昆虫物种中,同属于粗喙象亚科的枣食芽象甲与南美果树象甲Naupactus xanthographus在系统发育树中聚为同一分支,表明基于线粒体基因组全序列的分子系统发育结果与传统的形态分类结果是一致的.

[目的]红棕象甲Rhynchophorus ferrugineus(Olivier)是棕榈科植物上重要入侵害虫之一,寄主及分布范围广.详细了解红棕象甲前胸背板色斑的特征,不仅能够从形态上快速正确地识别,从而为进行有效的监测和防控提供依据,同时为红棕象甲种群多样性在其入侵过程中的适应性和入侵性分析提供理论基础.[方法]本文通过对21个野外不同地理种群及室内两种体色型的红棕象甲样本的色斑数量、形状及分布位置进行统计分析.[结果]1)红棕象甲前胸背板色斑一般分前后两行排列,色斑数在2-11个不等;色斑形状有(近)椭圆形、圆形、心形、水滴状、线形、三角形、菱形和不规则形等.2)不同地理种群的色斑在数量,形状和位置分布存在差异.福建省11个地理种群中含有6个和7个色斑数的个体占87.7％,重庆(CQ)种群的个体全部是6个和7个色斑类型;四川(SC)、上海(SH)、云南(YN)、深圳(SZ)4个种群的优势色斑型为6个色斑型,分别占50.0％、45.0％、71.4％和70％;广西(GX)、美洲阿鲁巴岛(Aruba)和台湾地区(TW)种群中7个色斑型个体占大多数,分别为50.0％、77.8％和80％;海南(HN)种群的色斑数主要集中在6个和8个色斑(33.3％和56.7％);巴基斯坦种群2个色斑类型占68.2％.色斑形状和分布位置的聚类图结果显示地理位置与色斑的形状及位置没有规律性.3)不同地理种群优势色斑的分布没有雌雄特异性.4)经纬度和种群色斑数的相关性分析,结果显示色斑数与地理纬度间存在显著的低度负相关性(r=-0.312,P=0.010),而地理经度与色斑数间没有显著的相关性(r=-0.059,P=0.635).5)实验室群体中,黑色型的红棕象甲的优势色斑数为7个,红色型的优势色斑数则为8个,其中,10个色斑类型仅在红色型中存在.色斑数高的色斑类型(色斑数大于7个)在红色型中存在的比例远远高于黑色型(红色型为55.6％,黑色型为2.3％),且红色型的色斑的大小一般为前排小,后排大,这与黑色型存在明显差异.[结论]不同地理种群的红棕象甲在色斑数量,色斑形状和色斑分布位置上存在差异,但这种差异并没有地理位置的规律性,但在海南和巴基斯坦种群中存在种群特异性,福建和台湾地区种群存在相似性;色斑数多的种群,其色斑形状多样性越高;色斑类型与体色之间存在联系.

干旱区人工植被恢复驱动的土地利用变化强烈影响了地表和土栖的节肢动物群落结构及多样性.然而,我们对地表节肢动物群落关键类群-蜘蛛和甲虫对固沙植被恢复的响应及与环境变化关系的认识还很有限.以天然固沙灌木林和2种人工固沙灌木林为研究对象,运用方差分析和多变量分析等方法定量研究了干旱区天然和人工固沙植被区地表蜘蛛和甲虫分布特征及影响要素.结果 表明,天然灌木林与人工梭梭、柽柳林地表蜘蛛和甲虫群落组成明显不同,人工梭梭、柽柳林地表蜘蛛活动密度和甲虫多样性均显著高于天然灌木林,而地表甲虫密度和蜘蛛多样性变化与之相反.两种人工固沙灌木林之间蜘蛛和甲虫群落组成也存在一定差异,人工柽柳林地表蜘蛛活动密度、多样性和甲虫物种丰富度均显著高于人工梭梭林.进一步分析发现,蜘蛛群落中狼蛛科、平腹蛛科、皿蛛亚科和球蛛科与甲虫群落中拟步甲科、步甲科和象甲科等一些甲虫种属对3种生境的选择模式不同决定了蜘蛛和甲虫群落聚集结构.植被、土壤环境因子与蜘蛛和甲虫pRDA和pCCA结果表明,草本生物量、凋落物量、土壤含砂量、电导率和灌木盖度是影响蜘蛛分布的主要环境因子,它们解释了82.1％的蜘蛛群落变异;灌木盖度、草本生物量、土壤pH和砂含量是影响甲虫群落分布的主要环境因子,它们解释了60.6％的甲虫群落变异.总之,人工固沙灌木恢复影响了植被和土壤环境,它们相互作用改变了荒漠-绿洲过渡区蜘蛛和甲虫等地表节肢动物的分布格局.