近年来,大气CO2浓度升高等全球气候变化和转Bt作物非靶标害虫抗虫性等问题备受关注.大气CO2浓度升高直接或间接地影响植食性昆虫,而迄今为止有关大气CO2浓度升高对刺吸式昆虫(同时也是转Bt作物的非靶标害虫)的影响结论不一,且对其刺吸取食行为的影响研究少有报道.本研究利用智能人工气候箱设置CO2浓度,研究大气CO2浓度倍增(800.μL·L-1)对转Bt水稻的非靶标害虫褐飞虱取食行为及其生长发育和繁殖等的影响.结果表明:大气CO2浓度倍增对褐飞虱卵和若虫历期、成虫体质量和寿命,以及4龄和5龄若虫的刺吸取食行为等都具有显著影响,但对其繁殖力影响不显著.与对照CO2浓度(400μL·L-1)相比,倍增CO2浓度处理下褐飞虱的卵和若虫历期及雌成虫寿命分别显著缩短了4.0％、4.2％和6.6％;长翅型成虫比例显著增加了11.6％;初羽化成虫体质量降低,且雌成虫体质量显著降低了2.2％;此外,倍增CO2浓度处理下褐飞虱4龄和5龄若虫口针的刺探效率都显著增加;其中,N4b波的持续时间分别显著延长了60.0％和50.1％,频次分别显著增加了230.0％和155.9％.可见,CO2浓度倍增可通过提高褐飞虱的刺吸取食而促进其生长发育,并缩短其世代历期、提高长翅成虫比例,最终导致大气CO2浓度升高下转Bt水稻的非靶标害虫褐飞虱发生危害严重,并面临其迁飞扩散为害加重的风险.

[目的]为了明确玉米新发害虫二点委夜蛾Athetis lepigone的迁飞行为,为该虫的区域性监测预警提供依据.[方法]2016年7月在华北南部的新乡市原阳县,利用旋转极化垂直昆虫雷达和高空诱虫灯观测了2代二点委夜蛾成虫在空中的迁飞行为,利用轨迹分析软件HYSPLIT分析该虫的迁飞范围.[结果]2代二点委夜蛾成虫在日落后(19:00左右)开始起飞,2h后达到最大值,二点委夜蛾成虫最大高峰时间主要出现在前半夜,次日凌晨虫量逐渐降低,至7:00左右迁飞活动停止,整个迁移活动持续12h.二点委夜蛾成虫在空中成层分布,其最高飞行高度低于1 200m,但虫量最大处位于600-700m.第2代二点委夜蛾成虫每晚的平均最长飞行时间为7.972 h,平均位移速度为9.12 m/s,每晚平均最远距离大约为261.74 km.结合风场和轨迹模拟分析表明,7月份二点委夜蛾以北迁为主,河南中部的漯河及许昌等地区是雷达观测点二点委夜蛾峰值时的直接虫源区,其余来自邻近区域.[结论]本研究明确了华北南部地区2016年2代二点委夜蛾在空中的迁飞参数及迁飞范围.

[目的]为了解北京多普勒天气雷达上的昆虫回波信息,探索其在迁飞害虫监测预警中的应用.[方法]选取北京南郊观象台新一代天气雷达CINRAD-SA积累的晴空回波数据和风廓线雷达提供的风速风向数据,基于有关软件分析了昆虫回波的特点,讨论了降水等其他因素对昆虫迁飞的影响.[结果]新一代天气雷达可以探测到空中迁飞昆虫引发的后向散射回波,晴空回波日节律符合夜行性昆虫的朦影起飞和日出降落的行为特点,晴空回波出现的时期是3月至11月,中间有2个高峰期;晴空回波数量与风向关系密切,当天气系统合适时,晴空回波会出现成层和共同定向现象;此外,降水会中断昆虫迁飞.[结论]北京多普勒天气雷达可以探测昆虫迁飞,在迁飞性害虫监测预警及其综合防控工作中具有重大的潜在应用价值,今后农业部门在优先建立昆虫雷达网络的同时,应加强与气象部门合作,发挥天气雷达的补充作用,共同提高迁飞性害虫的监测预警水平.

[目的]地磁场(geomagnetic field,GMF)不是恒定不变的,而是随时间和空间时刻变化的.目前,动物对磁场变化的响应研究主要集中于迁徙性动物地磁定向导航中的磁感受方面,而迁徙性动物迁出地和迁入地之间地磁场强度差异对动物生理和行为潜在的磁场效应尚不明确.[方法]迁飞性昆虫褐飞虱Nilaparvata lugens试虫采自江苏省农业科学院试验田.本文采用亥姆霍兹线圈室内模拟近零磁场(near-zero magnetic field,NZMF)和GMF,调查了褐飞虱成虫在NZMF和GMF下的翅型分化、趋光性和飞行能力.[结果]结果表明,与GMF相比,NZMF显著提高了褐飞虱雄成虫短翅型比例(6.4％)(P＜0.05),但对雌成虫长翅型比例影响不显著(P＞0.05);对于长翅雌成虫,NZMF显著提高了其2日龄成虫的上灯比例(55％)(P＜0.05),但显著降低了其4日龄成虫的上灯比例(22％)(P＜0.05),对趋光性的影响总体呈现出随着龄期先增强后减弱的效应.NZMF对长翅雄成虫趋光性的影响也呈现出相同的效应,但对各日龄成虫的影响不显著(P＞0.05);NZMF显著缩短了2日龄长翅雄成虫的飞行时间(46％)(P＜0.05),并显著提高了长翅雌成虫(65％)和长翅雄成虫(101％)的飞行速度(P＜0.05).此外,GMF对照组的褐飞虱长翅雄成虫飞行速度显著低于长翅雌成虫(96％),而NZMF处理组中二者无显著差异.[结论]结果说明,近零磁场可提高褐飞虱成虫短翅比例,对长翅成虫趋光性的影响呈现出基于龄期增长先增强后减弱的效应,并在未影响长翅成虫飞行距离的情况下,改变了其飞行策略,即提高飞行速度,同时缩短飞行时间.

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.

小地老虎是典型的迁飞性农业害虫,翅发育在昆虫迁飞行为形成过程中具有重要作用,其具体的控制基因鉴定及功能分析有待深入研究.以小地老虎为材料,对其幼虫整虫,成虫头部、胸部和腹部进行转录组测序并组装.最终组装得到转录组243.4 Mb,N50长度668 bp;共组装出转录本429288个,独立基因37744个;KEGG数据库注释通路373个.Wnt信号通路是昆虫翅发育的关键信号通路,小地老虎Wnt信号相关通路中CaN、Frizzled、Siah-1等53个元件被注释出,小地老虎胸部组织与头部组织和小地老虎幼虫组织相比,CaN、Frizzled、Siah-1相关基因都上调表达,与腹部组织相比,CaN、Notum、Siah-1相关基因都上调表达.以上这些基因调控可能与小地老虎肌肉发育及翅的形态建成有关.

[目的]甜菜夜蛾Spodoptera exigua逐渐成为世界性重要害虫,为明确甜菜夜蛾不同地理种群的遗传分化及遗传多样性,本研究探讨其在中国的种群遗传变异.[方法]测定了采自15个地理种群154个甜菜夜蛾的线粒体CO Ⅰ基因的547 bp序列,利用DnaSP 5.0、Arlequin 3.5.1.2等软件对甜菜夜蛾不同种群间的遗传多样性、遗传分化及分子变异进行分析,并建立单倍型系统进化树.[结果]在所分析的154个CO Ⅰ序列中,共检测出5个单倍型,其中H1为各种群所共享种群内遗传多样性较低(Hd=0.172±0.041,Pi=0.000 77±0.00 02),种群内遗传分化相对较大(FsT=0.318 2),基因流水平较高(Nm=1.071).中性检验结果不显著(Tajima'sD=-1.278,P＞0.10,Fu'sFs=-1.660,P＞ 0.10),说明中国地区甜菜夜蛾在较近的历史时期内没有出现种群扩张现象.分子变异分析(AMOVA)结果表明,甜菜夜蛾遗传变异主要来自种群内部(68.18％),而种群间未发生明显的遗传分化.根据各地理种群的单倍型建立的系统发育树表明,各单倍型散布在不同的地理种群中,无明显的地理分布格局.[结论]甜菜夜蛾不同种群的遗传距离与地理距离间无显著线性相关性,不同种群间的基因交流不受地理距离的影响.这些数据表明,除了遗传因素之外,不同因素的组合,例如地理距离、环境条件和生理行为,可能在甜菜夜蛾种群内和之间形成变异中起重要作用.

本研究利用扫描电镜对角倍蚜各蚜型触角感器的超微结构、类型、分布和数量进行了比较分析.结果表明,角倍蚜的触角上着生4种类型的感器:毛形感器、原生感觉圈、感觉突及次生感觉圈,它们在各蚜型触角上的分布和数量各不相同.其中,毛形感器有Type Ⅰ和Type Ⅱ两种类型,各蚜型触角上均有分布;原生感觉圈主要分布于干母、无翅干雌、第3代有翅干雌若蚜以及性蚜的触角上,有两种类型:PrⅠ和PrⅡ,分别位于触角的末节和倒数第2节,其中,第3代有翅干雌若蚜的触角上仅存在PrⅠ,无PrⅡ;感觉突仅出现于第3代有翅干雌若蚜触角的第3～5节;次生感觉圈仅存在于有翅型春迁蚜和秋迁蚜触角的第3～5节,其面积约占触角鞭节面积的2/3.因此,推测各蚜型触角感器的差异可能与蚜虫的生境(瘿内或瘿外)、行为(如取食、交配)以及翅的有无(如寄主选择、迁飞等)有关.

[目的]作为矢量场的地磁场(Geomagnetic field,GMF)不仅可为生物提供定向(定位)信息,并可能影响生物的进化.磁场强度的变化对生物生理、代谢和行为等可产生影响,本研究以迁飞性昆虫为模式生物,探究GMF强度变化对其生长发育的影响,进一步明确其对GMF强度变化的磁响应策略.[方法]以水稻迁飞性害虫灰飞虱Laodelphax striatellus为研究对象,利用亥姆霍兹线圈模拟近乎抵消GMF强度的近零磁场(Near-zero magnetic field,NZMF),明确GMF强度缺失这一极端处理(NZMF vs.GMF)对灰飞虱生长发育的生物学效应.[结果]与GMF相比,NZMF显著延长了若虫历期(+8.23％)及雄成虫寿命(+35.60％)(P ＜ 0.05),显著缩短了雌成虫寿命(-17.68％)并显著降低了雌(-15.82％)雄(-15.21％)成虫体重(P ＜ 0.05),但NZMF对灰飞虱卵的发育历期影响不显著.[结论]相对于GMF对照,NZMF显著影响灰飞虱若虫和成虫的生长发育,且对灰飞虱成虫寿命的磁生物学效应表现出雌雄二型现象.

“今夜偏知春气暖,虫声新透绿窗纱.”近读南开大学文学院孟昭连教授大作《中国鸣虫》,如见鸣虫之形,如闻鸣虫之声,如睹鸣虫之斗,如品鸣虫之韵,而作者对语言的驾驭艺术、对文化的洞悉能力,以及深厚知识底蕴也给人留下了深刻印象.1 阐释手法多样,洋洋洒洒1.1 “中国鸣虫”,其突出特色是“鸣” 作者阐释,呜叫是昆虫互通信息的交际工具,寻找配偶、生殖活动、族群迁飞、警戒自卫、显示斗志,都需要发声.而鸣虫发声原理又有所不同,蟋蟀、蝈蝈以音锉和刮器摩擦发声,蝉借助腹部薄膜弹动发声,蜜蜂、苍蝇、蚊子以翅膀振动发声;同一种昆虫在不同时间、温度、湿度、光照、地理等环境和不同行为状态下鸣声也会有很大的差异.阅读品鉴之间,读者仿佛领略到了各具特色、变幻无穷、精彩纷呈的昆虫鸣声:有的浅吟低唱,有的缠绵悠长,有的细若游丝,有的声如洪钟,有的予人欢娱,有的引人叹息,谱出了一曲曲天籁之音,也给出了百姓喜爱鸣虫的理由.