昆虫冠层取食导致大量的虫食叶和排泄物输入到地表,对森林土壤碳循环产生重要影响.然而,目前关于虫食叶和排泄物影响土壤激发效应的研究仍十分匮乏.本研究以马尾松为对象,应用13C同位素自然丰度法研究马尾松凋落叶、松毛虫虫食叶和排泄物添加对土壤激发效应强度和方向的影响.结果表明:马尾松凋落叶、虫食叶和排泄物添加均促进土壤有机碳的分解,即产生正激发效应,且各处理之间差异显著.松毛虫排泄物诱导的累积激发效应最大,虫食叶次之,马尾松凋落叶诱导的累积激发效应最小.线性回归分析表明,在培养前期,激发强度与添加物全磷、缩合单宁、缩合单宁/P以及总酚含量呈显著正相关,与C/N、木质素/N、C/P、木质素/P呈显著负相关;在培养后期,激发强度与木质素含量呈显著负相关.综上,松毛虫虫害产生的虫食叶和排泄物提高了 土壤激发效应强度,且在不同培养阶段控制激发强度的主导因子不同,这有助于加深对虫害影响森林土壤碳循环的认知,并提高对虫害影响森林生态系统碳汇的估算精度.

为探讨阿维菌素防治马尾松毛虫的抗性风险和抗性机制,本研究采用叶片浸药法测定了马尾松毛虫抗阿维菌素种群(AV)对多种杀虫剂的交互抗性及增效剂胡椒基丁醚(PBO)、磷酸三苯酯(TPP)和顺丁烯二酸二乙酯(DEM)对马尾松毛虫AV种群、秦岭接官亭种群(JGT)和敏感种群(S)的增效作用,并使用分光光度计测定了AV、JGT和S种群的羧酸酯酶(CarE)、谷胱甘肽转移酶(GST)和多功能氧化酶系(MFOs)活性.结果表明:马尾松毛虫AV种群与甲氨基阿维菌素苯甲酸盐(抗性倍数RR50=25.0)、毒死蜱(RR50= 19.0)和高效氯氟氰菊酯(RR50=15.4)存在中等水平交互抗性,与溴虫腈存在低水平交互抗性(RR50=8.1),与乙基多杀菌素、多杀菌素和氯虫苯甲酰胺不存在交互抗性.增效剂PBO与TPP对马尾松毛虫AV、JGT和S种群均有显著增效作用,DEM对马尾松毛虫AV、JGT和S种群均无显著增效作用.马尾松毛虫AV种群MFOs中细胞色素P 450 含量(3.5 倍)、细胞色素 b5 含量(3.1 倍)、O-脱甲基酶活性(4.1 倍)和 CarE 活性(2.2 倍)均显著高于S种群,AV种群GST活性与S种群不存在显著性差异.MFOs及CarE活性增强是马尾松毛虫对阿维菌素产生抗性的重要生化机制,推荐乙基多杀菌素、多杀菌素和氯虫苯甲酰胺与阿维菌素轮换使用防治马尾松毛虫.

[目的]为了探索灯诱马尾松毛虫Dendrolimus punctatus (Walker)成虫预测下一代幼虫发生量的办法,建立预测预报模型.[方法]2013-2017年连续5年采用灯诱法对马尾松毛虫每年的越冬代、第1代灯诱成虫数、雌虫数、雄虫数、雌性比等数据进行收集,实地调查第1代、第2代(越冬代)幼虫林间的发生量(虫口密度),采用Excel2016进行相关性分析,筛选出与下一代幼虫发生量(虫口密度)关系密切的灯诱成虫数、雌虫数、雌性比等关联因子,并应用神经网络Matlab2016a建立预测模型.[结果]所建立的灯诱成虫预测模型,拟合度0.92以上,预测精度0.90以上.[结论]采用灯诱马尾松毛虫成虫预测下一代幼虫发生量的神经网络Matlab模型,十分适用于短期精细化预报,方法简单、实用,值得在马尾松毛虫生产性防控中大力推广.

研究了不同方法对冬虫夏草发酵菌丝体(以枯叶蛾科昆虫马尾松毛虫为基质发酵所得)中多糖提取的影响.结果表明,采用微波辅助水提法所得多糖的产率最高,影响提取的关键因素为液料比、微波提取时间、微波功率;采用Box-Behnken设计及响应面分析法对这3个因素进行优化,并通过回归拟合,建立了预测虫草多糖提取的多项式模型Y=6.87+0.058A+0.085B+0.075C+0.032AB+0.046AC+0.069BC-0.16A2-0.37B2-0.11C2.经响应面最优化分析,获得冬虫夏草发酵菌丝体中多糖的最优提取工艺参数为:液料比(mL/g)6.3∶1、微波功率520W、微波提取时间326s,此工艺提取验证后的提取率达到6.76％.

[背景]细菌素是一类由细菌产生的抗菌肽活性物质,对多种致病菌有抑制和杀灭作用.昆虫是世界上种类最多、肠道菌群资源最为丰富且多样的动物类群之一.昆虫肠道很可能蕴含着丰富的产细菌素菌种资源.[目的]以马尾松毛虫(Dendrolimuspunctatu)幼虫为研究材料,对其肠道细菌进行分离、培养和鉴定,获得对典型致病菌有明显抑制作用的产细菌素细菌,推测其抑菌物质,并对产高活性细菌素细菌的抑菌特性进行研究,进一步丰富产细菌素细菌的资源.[方法]采用传统细菌纯培养方法分离细菌,利用牛津杯法检测抑菌物质活性,结合菌落形态特征及16S rRNA基因序列确定产细菌素细菌种类;进一步排除有机酸和过氧化氢的干扰,初步证实抑菌物质有类蛋白性质.[结果]从马尾松毛虫肠道中筛选得到13株产细菌素细菌,隶属于芽孢杆菌属(Bacillus)、葡萄球菌属(Staphylococcus)、嗜冷杆菌属(Psychrobacte)和肠杆菌属(Enterobacter).抑菌实验结果显示:13株产细菌素细菌对金黄色葡萄球菌(Staphylococcusaureus)和大肠杆菌(Escherichia coli)两种重要病原指示菌有一定程度的抑制效果,尤其是解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)MW-1产生的细菌素经不同温度和酸碱性处理后仍保持较好的抑菌活性,而且经单因素方差分析发现在pH 7.0和37℃时抑菌活性最佳.[结论]马尾松毛虫肠道内存在多种产细菌素细菌且对重要病原菌有抑制作用.菌株MW-1细菌素具有高效的病原菌抑菌能力,所产细菌素对热和酸碱处理稳定性较好,显示了替代抗生素的应用潜力.

在"生态系统稳定性"的教学中,以真实情境下的案例为背景,以导致马尾松人工林松毛虫爆发的因素为主要问题导向,通过一系列科学研究的资料和数据,分析马尾松人工林容易产生松毛虫灾害的多方面因素,并构建这些因素之间的联系,从根本上提出解决方案.利用生态工程物种多样性原理提高生态系统的物种多样性,从而构建生态系统的稳态与平衡观,即只有个体层次、群体层次和生物群落与无机环境之间相互作用都维持相对稳态,整个生态系统才能维持稳态.