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期刊信息
  • 月刊(每月20日出版)
    1950年创刊
    主管:中国科学院
    主办:中国科学院动物研究所
       中国昆虫学会
    国内邮发代号:2-153
    国外发行代号:Q61
    ISSN 0454-6296
    CN 11-1832/Q

照片示褐飞虱Nilaparvata lugens (半翅目: 飞虱科) 危害水稻Oryza sativa茎的长翅型成虫。本期报道了褐飞虱G蛋白β亚基基因的功能分析(pp. 456-467)、爪哇虫草菌JS001浸种处理对水稻生长和防御褐飞虱的影响(pp. 468-476)、四种助剂对植物源农药1%印楝素防治褐飞虱水分散粒剂毒力的影响(pp. 490-497)、甲维盐与阿维菌素对褐飞虱繁殖力及天敌稻虱缨小蜂控害能力的影响(pp. 538-548)、德夸菌素对水稻品种“徐稻10”与“湘两优900”抗褐飞虱的影响(pp. 559-571)、基于水稻冠层多信息融合的监测褐飞虱种群大小的BP神经网络方法(pp. 572-581)以及褐飞虱翅多型分子机制的研究进展(pp. 589-594)。照片由张润志研究员(中国科学院动物研究所)于2022年7月12日摄于云南省澜沧县。

本期目录
2024年 第67卷 第4期 刊出日期:2024-04-20
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  • 导言
    水稻害虫:研究进展与展望
    李有志, 方继朝
    2024, 67(4):  443-455.  doi:10.16380/j.kcxb.2024.04.001
    摘要 ( 96 )   PDF (1864KB) ( 112 )     
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    水稻是我国主要的粮食作物,病虫害的发生直接威胁水稻生产安全。水稻害虫种类多,灾变机制复杂,绿色防控新技术开发难度大。深入研究水稻害虫的监测和早期预警技术、发育与生殖调控机制、化学通信机制和新型防控技术等,不仅有助于阐明水稻害虫发生灾变机制,还将为害虫综合治理提供新的有效的防控靶点和防控技术。近年来,我国学者在水稻害虫研究领域取得显著进展,在多个研究方向取得重要成果,本专辑汇集了一些最新研究进展。本文概述了目前关于水稻害虫研究的最新进展,介绍了本专辑论文的主要研究内容,并提出了如下值得更深入关注的3个研究方向:(1)水稻害虫智能化监测和早期预警;(2)水稻害虫灾变机制及演变规律;(3)水稻害虫绿色防控靶点挖掘及可持续防控体系构建和应用。
    研究论文
    褐飞虱G蛋白β亚基基因的功能分析 Hot!
    徐航鹏, 任朋朋, 张传溪, 鲁嘉宝
    2024, 67(4):  456-467.  doi:10.16380/j.kcxb.2024.04.002
    摘要 ( 113 )   PDF (34139KB) ( 123 )     
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    【目的】本研究旨在鉴定褐飞虱Nilaparvata lugens G蛋白β亚基基因(NlGβ)并分析其功能,以期为基于 RNAi技术防治褐飞虱提供潜在的新靶标基因。【方法】利用PCR克隆并验证褐飞虱NlGβ的编码序列(coding sequence, CDS)并进行生物信息学分析;基于褐飞虱不同发育阶段(卵、 1-5龄若虫和雌雄成虫)和成虫不同组织(头、足、肠道、表皮、脂肪体、雌性生殖系统和雄性生殖系统)转录组表达谱分析NlGβ的时空表达模式;通过对2和5龄褐飞虱若虫进行显微注射dsRNA沉默NlGβ,观测个体和雌性生殖系统表型,统计存活率、单雌产卵量和卵孵化率,利用透射电子显微镜技术观察侧输卵管膨大区。【结果】褐飞虱NlGβ(GenBank登录号: XP_022200908.1)的CDS长948 bp, NlGβ蛋白包含7个WD40结构域和4个WD_REPEATS_1基序,是一个较为保守的蛋白,除了直翅目昆虫外,来源于其他昆虫目中的NlGβ同源蛋白能很好地聚集在同一簇进化分支上。NlGβ的表达量在1-3龄若虫期呈现周期性变化,在5龄雌若虫和雌成虫中的表达量高于5龄雄若虫和雄成虫中的; NlGβ在成虫不同组织中都表达,但在脂肪体中表达量最高,在雌性生殖系统中的表达量高于雄性生殖系统中的。沉默褐飞虱2龄若虫NlGβ,出现蜕皮困难的现象,导致存活率较dsGFP对照组显著降低;沉默褐飞虱5龄若虫NlGβ,雌成虫腹部异常膨大,卵巢发育畸形,单雌产卵量较对照组显著下降,卵无法孵化,侧输卵管膨大区内分泌物增加,上皮细胞发生降解。【结论】NlGβ与褐飞虱的生长发育和雌虫的繁殖密切相关。
    爪哇虫草菌JS001浸种处理对水稻生长和防御褐飞虱的影响
    牛洪涛, 张志春, 赵冬晓, 王娜, 王利华, 陈丹艳, 郭慧芳
    2024, 67(4):  468-476.  doi:10.16380/j.kcxb.2024.04.003
    摘要 ( 49 )   PDF (3053KB) ( 61 )     
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    【目的】明确新登记的真菌杀虫剂爪哇虫草菌Cordyceps javanica JS001在调控水稻生长和防御褐飞虱Nilaparvata lugens中的作用。【方法】室内分别用1×104, 1×106和1×108孢子/mL爪哇虫草菌JS001孢子悬浮液浸泡水稻种子48 h,以0.01% Triton X-100溶液浸种为对照,待培养8 d后,对水稻苗进行生长测定,并测定褐飞虱成虫对其的行为选择反应;通过气相色谱串联质谱(GCMS/MS)分析1×108孢子/mL爪哇虫草菌JS001孢子悬浮液浸种对水稻苗次生代谢化合物含量的影响。采用1×107孢子/mL爪哇虫草菌JS001孢子悬浮液和清水(对照)分别浸泡水稻种子48 h,于种子直播50 d后,调查稻田中稻飞虱和蜘蛛个体数量。【结果】室内测定结果表明,与对照相比, 1×106和1×108孢子/mL爪哇虫草菌JS001孢子悬浮液浸种处理不仅显著促进水稻种子发芽、水稻苗根和茎叶的生长,而且降低褐飞虱成虫对水稻苗的选择性。化合物分析结果表明,与对照相比, 1×108孢子/mL爪哇虫草菌JS001孢子悬浮液浸种处理的水稻苗中防御性化合物过氧化氢、油酸、辛烷等含量显著增加,能吸引褐飞虱的化合物2-壬酮含量显著降低。田间试验结果表明,与对照相比, 1×107孢子/mL爪哇虫草菌JS001孢子悬浮液浸种显著降低稻田中稻飞虱数量,但对捕食性天敌蜘蛛个体数量无影响。【结论】爪哇虫草菌JS001浸种处理不但能促进水稻苗的生长,而且能提高水稻对褐飞虱的防御能力。田间试验进一步明确了爪哇虫草菌JS001在增强水稻防御稻飞虱危害中的作用。这些结果可为爪哇虫草菌的应用及稻飞虱生物防治策略的制定提供新途径。
    带药移栽对水稻害虫防控的减药增效作用分析
    魏琪, 张明, 朱旭晖, 何佳春, 刘连盟, 赖凤香, 王渭霞, 万品俊, 刘龙生, 傅强
    2024, 67(4):  477-489.  doi:10.16380/j.kcxb.2024.04.004
    摘要 ( 44 )   PDF (1771KB) ( 46 )     
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    【目的】以新型、高效、持效期长的杀虫剂三氟苯嘧啶和四唑虫酰胺为例,探究带药移栽对水稻害虫的防控效果及农药减量增效的实践意义。【方法】通过室内模拟秧苗带药移栽分别测定了1.95, 5.85和9.75 mg a.i./m2三氟苯嘧啶处理对褐飞虱Nilaparvata lugens和白背飞虱Sogatella furcifera成虫或若虫的毒力和持效期,并在浙江杭州和湖南衡阳两地评估了早、中、晚稻秧苗高剂量带药移栽处理对二化螟Chilo suppressalis和稻飞虱的田间防效以及不同施药模式对稻田寄生蜂种群动态的影响。【结果】室内经5.85和9.75 mg a.i./m2三氟苯嘧啶处理的秧苗在移栽后35 d时使褐飞虱雌成虫和3龄若虫均能保持75%以上的校正死亡率,且5.85 mg a.i./m2剂量处理在移栽后28 d时使白背飞虱雌成虫的校正死亡率大于80%;使用12.75和25.50 mg a.i./m2四唑虫酰胺处理秧苗在移栽后35 d时对早稻二化螟为害的校正防效均在85%以上。综合浙江杭州和湖南衡阳两地中、晚稻田间试验结果表明,应用5.85 mg a.i./m2三氟苯嘧啶和25.50 mg a.i./m2四唑虫酰胺进行秧苗“送嫁药”处理可减少1~2次大田用药和98%以上的农药有效成分用量,同时还保持着与常规喷施相当的防效,并使寄生蜂总种类和总数量分别提高了29.0%~49.7%和61.2%~69.3%。【结论】秧苗移栽前施用防效优良且持效期长的杀虫剂能减少水稻前期的施药次数和用量,产生较好的经济和生态效益。本研究为利用带药移栽技术推行水稻病虫害的绿色防控提供了重要参考。
    四种助剂对防治褐飞虱的植物源农药1%印楝素水分散粒剂毒力的影响
    常向前, 吕亮, 郑正安, 王晶, 邓颍骏, 杨小林, 王佐乾, 张舒
    2024, 67(4):  490-497.  doi:10.16380/j.kcxb.2024.04.005
    摘要 ( 41 )   PDF (1331KB) ( 34 )     
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    【目的】本研究旨在探究橙皮精油(orange peel essential oil, OPEO)、γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid, GABA)、卵磷脂及马来酸二乙酯(diethyl maleate, DEM) 4种助剂对植物源农药1%印楝素水分散粒剂(water dispersible granule, WG)毒力的影响,筛选出有增效作用的助剂,将其作为1%印楝素WG防治褐飞虱Nilaparvata lugens的桶混助剂。【方法】利用稻苗浸渍法和连续浸液法评价印楝素及添加助剂OPEO、GABA、卵磷脂或DEM后对褐飞虱3龄若虫的毒力;测定印楝素(20 mg a.i./L)及添加助剂处理后,褐飞虱3龄若虫体内谷胱甘肽S-转移酶(glutathione S-transferase, GST)、羧酸酯酶(carboxylesterase, CarE)及乙酰胆碱酯酶(acetylcholinesterase, AChE) 3种酶活性;测定添加助剂后对印楝素药液(40 mg a.i./L)与水稻叶片接触角的影响。【结果】稻苗浸渍法处理后96 h,添加DEM使印楝素对褐飞虱3龄若虫胃毒性毒力显著增强,增效比为1.512;连续浸液法处理后72 h,添加OPEO或DEM使印楝素对褐飞虱3龄若虫内吸性毒力显著增强,其增效比分别为1.486及1.560;添加OPEO或DEM分别使褐飞虱3龄若虫体内GST活性比印楝素单剂处理分别降低69.4%和 65.5%;添加DEM使CarE活性比印楝素单剂处理降低88.2%;添加OPEO或DEM后,印楝素药液液滴与水稻正面叶片的初始接触角从110°分别降至64.5°或 67.9°。【结论】添加OPEO或DEM能明显提高印楝素对褐飞虱的毒力,提高印楝素药液在水稻叶片上的润湿性。因此,将OPEO或DEM作为1%印楝素WG防治褐飞虱的桶混助剂有一定的应用价值。
    稻纵卷叶螟对氯虫苯甲酰胺的抗性监测及其抗氯虫苯甲酰胺种群对其他双酰胺类杀虫剂的交互抗性 Hot!
    王立, 董蓓蓓, 刘思彤, 陈韵箫, 杨凤霞, 张帅, 高聪芬
    2024, 67(4):  498-506.  doi:10.16380/j.kcxb.2024.04.006
    摘要 ( 65 )   PDF (1190KB) ( 63 )     
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     【目的】本研究旨在明确稻纵卷叶螟Cnaphalocrocis medinalis对氯虫苯甲酰胺的抗性水平、抗性稳定性及其抗氯虫苯甲酰胺种群对其他双酰胺类杀虫剂是否存在交互抗性。【方法】采用稻苗浸渍法测定我国9省(自治区)稻纵卷叶螟32个田间种群对氯虫苯甲酰胺和四唑虫酰胺的抗性,并测定了两个氯虫苯甲酰胺抗性种群对其他双酰胺类杀虫剂的交互抗性,以及湖南攸县、安徽潜山、安徽庐江和广西兴安田间种群在室内不接触药剂饲养后对氯虫苯甲酰胺的抗性稳定性。【结果】 2019-2022年间,稻纵卷叶螟田间种群对氯虫苯甲酰胺的抗性逐年上升,2022年首次监测到庐江、兴安、武穴、丹阳和潜山种群对氯虫苯甲酰胺达到高水平抗性(102.3~135.1倍),其他种群亦达到中等水平抗性(10.3~97.1倍); 2019-2021年监测的所有田间种群对四唑虫酰胺均表现为敏感,2022年所监测种群对四唑虫酰胺达到中等水平抗性(41.9~98.0倍)。交互抗性试验结果表明,对氯虫苯甲酰胺抗性约100倍的浙江嘉兴和安徽潜山种群对氟氯虫双酰胺、四唑虫酰胺、溴氰虫酰胺、环丙虫酰胺和四氯虫酰胺也表现出31.6~100.5倍中等至高水平抗性。稻纵卷叶螟田间种群在室内不接触药剂连续饲养2~4代后,对氯虫苯甲酰胺的抗性表现出快速下降的现象。【结论】稻纵卷叶螟田间种群对氯虫苯甲酰胺和四唑虫酰胺已产生中等至高水平抗性,且对氯虫苯甲酰胺产生抗性的稻纵卷叶螟田间种群对其他5种双酰胺类药剂也存在中等至高水平的交互抗性;鉴于当前稻纵卷叶螟田间种群对氯虫苯甲酰胺的抗性尚不稳定,建议可通过限制或暂停使用该类药剂,以延缓其抗性发展和延长使用寿命。
    大螟成虫在高剂量性信息素交配干扰环境中的求偶和交配行为
    桂嘉唯, 王未英, 姚晓明, 伍绍龙, 刘天波, 林宇丰, 赵洪, 郭前爽, 杜永均
    2024, 67(4):  507-516.  doi:10.16380/j.kcxb.2024.04.007
    摘要 ( 35 )   PDF (1810KB) ( 22 )   PDF(mobile) (1810KB) ( 1 )     
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    【目的】通过实验室研究高剂量性信息素环境中大螟Sesamia inferens的求偶和交配行为,分析比较性信息素化合物顺11-十六碳烯醛(Z11-16∶Ald)和顺11-十六碳烯乙酸酯(Z11-16∶Ac)抑制大螟成虫求偶和交配的差异,为田间大螟有效的交配干扰技术提供技术参数。【方法】在风洞生物测定仪中模拟性信息素高剂量环境,采用2-D行为记录和分析、行为观测、卵巢解剖、性信息素提取和GC-MS分析相结合的方法,测定了雌雄成虫的移动距离、求偶和交配率以及雌成虫性信息素滴度;采用主动释放器试验评价了合成的性信息素的田间交配干扰效果。【结果】大螟雄成虫在暗期第1个小时的移动距离大于其他时间段的,在Z11-16∶Ac环境中大螟雄成虫移动距离占整个暗期移动距离的51.8%±9.3%,远高于对照(无性信息素释放)和Z11-16∶Ald环境中的,而暗期不同时间雌成虫移动距离则没有显著差异。Z11-16∶Ac和Z11-16∶Ald环境中雌成虫产卵器伸出比例均显著低于对照环境中的。在对照环境中, 1日龄雌成虫产卵器伸出比例为76.7%±14.6%,显著高于Z11-16∶Ald环境中的(29.2%±13.1%)和Z11-16∶Ac环境中的(26.7%±11.7%)。而各交配干扰环境中不同日龄大螟雌成虫产卵器开始伸出时间和伸出后的持续时间则无显著差异。对照环境中,雌雄成虫的交配率高达72.2%±5.6%,Z11-16∶Ac和Z11-16∶Ald环境中交配率分别为40.5%±3.4%和45.2%±3.1%,说明对照组交配率显著高于交配干扰组。在不同的交配干扰环境中,雌成虫性信息素Z11-16∶Ald和16∶Ac的滴度无显著差异, Z11-16∶Ac处理后顺11-十六碳烯醇(Z11-16∶OH)和Z11-16∶Ac的滴度显著降低,对照环境中的雌成虫Z11-16∶OH和Z11-16∶Ac的滴度分别为(3.79±2.56)和(7.29±4.49) ng,但Z11-16∶Ac环境中仅分别为(0.80±0.59)和(1.99±0.45) ng。Z11-16∶Ald环境中Z11-16∶OH和Z11-16∶Ac的滴度则与对照环境中的无显著差异。田间试验验证了交配干扰的效果,Z11-16∶Ac交配干扰效果比Z11-16∶Ald要稳定和高效,Z11-16∶Ald的交配干扰效果则与地理种群有关。【结论】大螟性信息素交配干扰化合物需要加入Z11-16∶Ac才能使交配干扰效果稳定和高效,仅仅只有Z11-16∶Ald时干扰效果可能会受地理种群的影响,Z11-16∶Ac不仅干扰雄成虫求偶,也同时影响了雌成虫性信息素的滴度以及雌雄成虫的交配,因此,在多个方面提高了防控效果。
    关键词: 
    中图分类号: Q968文献标识码: A文章编号: 04546296(2024)04050710

    亚致死浓度阿维菌素和毒死蜱对经历寄主转换的稻纵卷叶螟生长发育和繁殖的影响
    郭嘉雯, 成义沙, 杨亚军, 孙天奕, 钱佳宁, 鲁艳辉, 徐红星, 吴俨, 吕仲贤
    2024, 67(4):  517-527.  doi:10.16380/j.kcxb.2024.04.008
    摘要 ( 44 )   PDF (1689KB) ( 54 )     
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     【目的】本研究旨在明确寄主转换经历是否会改变亚致死浓度杀虫剂对稻纵卷叶螟Cnaphalocrocis medinalis生长发育和繁殖的影响,为杀虫剂的合理使用及稻纵卷叶螟的综合治理提供理论依据。【方法】从稻纵卷叶螟水稻种群和小麦种群中收集卵,并将其分别转换寄主植物饲养至2龄,作为具有不同寄主转换经历处理的幼虫[以水稻为食的水稻种群(R-R)、以小麦为食的水稻种群(R-W)、以小麦为食的小麦种群(W-W)和以水稻为食的小麦种群(W-R)]。利用离体叶片浸渍法对这些幼虫在亚致死浓度(LC25)阿维菌素和毒死蜱浸渍下的水稻或小麦叶片处理后48 h,测定3-5龄幼虫生长发育及成虫繁殖能力和寿命。【结果】未经杀虫剂处理时,寄主转换显著影响稻纵卷叶螟3-5龄幼虫总历期、化蛹率和蛹重,但对水稻种群和小麦种群的影响相反。LC25浓度阿维菌素和毒死蜱处理2龄幼虫,显著延长3-5龄幼虫总历期,但延长程度因寄主转换经历而异。LC25浓度阿维菌素显著降低各寄主转换经历幼虫的化蛹率(RR组除外)。LC25浓度毒死蜱仅显著降低W-W组的化蛹率。在2龄幼虫暴露于LC25浓度阿维菌素后W-W和W-R组的蛹重显著降低。水稻种群化蛹率和蛹重受寄主转换的影响在LC25浓度阿维菌素处理后消失,而小麦种群化蛹率和蛹重受寄主转换的影响在LC25浓度阿维菌素和毒死蜱处理后均消失。无论是何种寄主转换经历还是LC25浓度阿维菌素和毒死蜱处理均未影响成虫羽化率、交配率和单雌产卵量。寄主转换处理只显著影响未经杀虫剂处理时水稻种群的卵孵化率,但卵孵化率均未受LC25浓度阿维菌素和毒死蜱处理影响。与未经杀虫剂处理相比, LC25浓度阿维菌素和毒死蜱处理均未影响雌成虫寿命,但LC25浓度毒死蜱处理显著增加了W-W组雄成虫寿命。【结论】寄主转换经历会影响阿维菌素和毒死蜱对稻纵卷叶螟的亚致死效应。LC25浓度阿维菌素和毒死蜱处理经历寄主转换的稻纵卷叶螟幼虫后,其幼虫和蛹生长发育均受到不同程度影响,但成虫繁殖和寿命所受影响较小。使用针对稻纵卷叶螟的杀虫剂时和进行毒理实验时应考虑到寄主植物的潜在影响。
    蛹期高温对稻纵卷叶螟种群的抑制作用
    朱阿秀, 刘向东
    2024, 67(4):  528-537.  doi:10.16380/j.kcxb.2024.04.009
    摘要 ( 50 )   PDF (1848KB) ( 61 )     
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    【目的】本研究旨在明确稻纵卷叶螟Cnaphalocrocis medinalis蛹对高温的敏感性,为利用蛹期高温预测种群发展趋势提供生物学指标和模型。【方法】对稻纵卷叶螟1-5日龄蛹分别在37, 39和41 ℃下进行1次性1-7 h的热击,对1日龄蛹在37, 39和41 ℃进行1-7 h/d持续2和3 d的多次热击,并以一直饲养在27 ℃下的蛹为对照组,测定热击处理组和对照组蛹羽化率、蛹历期、每雌产卵量及卵孵化率;采用线性回归方法建立蛹羽化率、蛹历期、每雌产卵量及卵孵化率与热击时长的关系模型。【结果】与对照组相比, 1-5日龄稻纵卷叶螟蛹分别受37, 39和41 ℃高温1次性热击1-7 h后,随着热击温度的升高蛹历期延长,蛹羽化率、每雌产卵量和卵孵化率降低;在相同的高温下,随着热击时间的增长蛹历期呈线性延长,蛹羽化率、每雌产卵量和卵孵化率呈线性下降,并且变化率在各日龄处理间基本相同;37或39 ℃热击后, 1日龄蛹组的蛹历期长于3-5日龄蛹组的,但前者的蛹羽化率低于后者。1日龄蛹在37和39 ℃下多次热击后蛹历期随日热击时间的增长而缩短,在41 ℃下仅2 d内的热击有该趋势, 3 d内7 h/d的热击延长了蛹历期;蛹羽化率、每雌产卵量及卵孵化率均随日热击时长的延长而线性降低,并且降低幅度随温度的升高而增大,但在热击2和3 d间无显著差异。37, 39和41 ℃下2和3 d,日热击时长每延长1 h蛹羽化率将分别降低3.25%, 4.95%和7.49%,每雌产卵量分别减少5.02%, 7.80%和10.82%,卵孵化率分别降低220%, 3.31%和5.05%,说明热击显著抑制了种群的发展。【结论】稻纵卷叶螟蛹对高温较为敏感,热击影响其发育、存活和繁殖力,可根据蛹期高温及持续时长预测稻纵卷叶螟种群的数量。
    甲维盐与阿维菌素对褐飞虱繁殖力及天敌稻虱缨小蜂控害能力的影响
    何佳春, 王康逸, Mubashar HUSSAIN, 魏琪, 万品俊, 赖凤香, 王渭霞, 傅强
    2024, 67(4):  538-548.  doi:10.16380/j.kcxb.2024.04.010
    摘要 ( 27 )   PDF (1644KB) ( 21 )     
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    【目的】评估甲维盐和阿维菌素两种药剂对褐飞虱Nilaparvata lugens繁殖力及其寄生性天敌稻虱缨小蜂Anagrus nilaparvatae的影响,探明两种药剂引起褐飞虱田间再猖獗的原因。【方法】田间调查了使用5%甲氨基阿维菌素苯甲酸盐(甲维盐)微乳剂(microemulsion, ME)(用量225 mL/hm2)和5%阿维菌素悬浮剂(suspension concentrate,SC)(用量240 mL/hm2)后对田间褐飞虱虫口密度和稻虱缨小蜂成蜂寄生率的影响;室内试验采用稻茎浸渍法测定甲维盐和阿维菌素对褐飞虱4龄若虫的毒力以及不同浓度(LC15, LC30, LC50和LC75)甲维盐和阿维菌素对褐飞虱繁殖力及稻虱缨小蜂成蜂存活和寄生能力的影响,同时采用玻璃管药膜法测定了这两种药剂对稻虱缨小蜂成蜂的毒力,评价了其风险级别。【结果】田间调查结果显示,施用5%甲维盐ME或5%阿维菌素SC显著增加了田间褐飞虱虫口密度,显著降低了稻虱缨小蜂成蜂田间寄生率。室内生物测定结果显示甲维盐和阿维菌素对褐飞虱4龄若虫的LC50值分别为1.20和2.03 mg/L,各浓度(LC15 ~LC75)甲维盐和中低致死浓度(LC15~LC50)阿维菌素处理后的褐飞虱成虫单雌产卵量均显著高于对照。甲维盐和阿维菌素对稻虱缨小蜂成蜂的LC50值分别为0.0145和0.0205 mg/L,田间用量的安全系数分别为4.52×10-4~9.05×10-4和8.52×10-4~14.22×10-4,均为极高风险性药剂。【结论】甲维盐和阿维菌素会引起田间褐飞虱的再猖獗,主要有两方面的原因,一是刺激褐飞虱雌成虫产卵,二是作为稻虱缨小蜂的高风险药剂,极大地削弱了该蜂对褐飞虱的控害作用。因此,应减少两种药剂在稻田的使用,避免导致褐飞虱的再猖獗。
    外施多效唑诱导水稻对稻飞虱的抗性
    孙凯迪, 蒯鹏, 吕静, 娄永根
    2024, 67(4):  549-558.  doi:10.16380/j.kcxb.2024.04.011
    摘要 ( 40 )   PDF (1587KB) ( 55 )     
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    【目的】利用化学激发子提高植物抗虫性从而抑制害虫,是目前正在开发的一种新型的害虫绿色防治技术。本研究旨在解析一种化学激发子——多效唑(paclobutrazol, PBZ)提高水稻Oryza savita对稻飞虱抗性的机理,以期为其在害虫防控中的应用打下基础。【方法】用不同浓度PBZ以根吸的方法处理秀水110品种水稻24 h后接入褐飞虱Nilaparvata lugens和白背飞虱Sogatella furcifera初孵若虫,测定接虫后不同时间若虫存活率;用含有5 和10 mg/L PBZ或者防御化合物[咖啡酰腐胺、刺苞菊苷和樱桃苷(1和10 mg/L)及芥子酰胍丁胺(0.1和1 mg/L)]的稻飞虱人工饲料饲喂以及用5和20 mg/L PBZ溶液喷施褐飞虱若虫后,测定褐飞虱若虫存活率;5 mg/L PBZ根吸处理水稻、褐飞虱若虫为害和5 mg/L PBZ根吸处理水稻再接褐飞虱若虫后,测定水稻体内水杨酸(salicylic acid,SA)、过氧化氢(hydrogen peroxide,H2O2)和乙烯(ethylene,ET)以及防御化合物芥子酰胍丁胺、咖啡酰腐胺、刺苞菊苷和樱桃苷的含量。【结果】与对照(根吸不含PBZ的营养液的水稻)相比, 5 mg/L PBZ根吸处理水稻,接虫后3 d时褐飞虱若虫存活率降低33.3%;当PBZ浓度达到20 mg/L时,接虫后4 d时褐飞虱若虫全部死亡,但PBZ本身对褐飞虱若虫没有直接的毒杀作用。与对照组相比, 5 mg/L PBZ根吸处理24 h后不接褐飞虱为害放置24 h时水稻植株体内SA含量显著上升, 5 mg/L PBZ根吸处理水稻24 h再接褐飞虱若虫为害72 h时H2O2含量显著上升, 5 mg/L PBZ根吸处理24 h后不接褐飞虱为害放置48-96 h、褐飞虱为害24-72 h及5 mg/L PBZ根吸处理水稻24 h再接褐飞虱若虫为害48-96 h ET释放量均显著下降, 5 mg/L PBZ根吸处理诱导了水稻植株中咖啡酰腐胺和芥子酰胍丁胺2种酚胺类化合物以及刺苞菊苷和樱桃苷2种黄酮类化合物含量的显著上升。在褐飞虱人工饲料中添加1或10 mg/L的咖啡酰腐胺、芥子酰胍丁胺、刺苞菊苷或樱桃苷,可有效降低褐飞虱若虫存活率。【结论】 PBZ是一种有效的化学激发子,可以通过激活水稻的SA和H2O2通路、抑制ET通路,诱导水稻相关防御化合物的合成,提高水稻对褐飞虱的抗性。
    德夸菌素对水稻品种徐稻10与湘两优900抗褐飞虱的影响
    桂威, 佘圣尧, 盛超琦, 张圆圆, 杨国庆, 徐刚
    2024, 67(4):  559-571.  doi:10.16380/j.kcxb.2024.04.012
    摘要 ( 27 )   PDF (2708KB) ( 31 )   PDF(mobile) (2708KB) ( 0 )     
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    【目的】德夸菌素(decoyinine, DCY)是一种新型植物生长调节剂。本研究旨在探究DCY浸种处理对商用水稻品种徐稻10与湘两优900抗褐飞虱Nilaparvata lugens的影响。【方法】利用年龄龄期两性生命表测定和比较了褐飞虱初孵若虫取食不同浓度[0(清水对照), 25, 50和100 mg/L] DCY浸种处理的徐稻10和湘两优900植株后的生长发育、成虫繁殖力及种群生命表参数,并模拟其60 d内的种群增长情况。还调查了100 mg/L DCY浸种处理对褐飞虱雌成虫蜜露分泌量、体重及取食和产卵偏好的影响。【结果】与取食对照稻株相比,褐飞虱初孵若虫取食不同浓度DCY浸种处理的徐稻10植株后,若虫历期显著延长,成虫繁殖力(单雌产卵量)显著下降,种群参数净增殖率R0、内禀增长率rm和周限增长率λ显著降低,平均世代周期T和种群倍增时间DT显著升高;褐飞虱初孵若虫取食不同浓度DCY浸种处理的湘两优900植株后,若虫历期显著缩短,单雌产卵量显著下降,仅平均世代周期T显著升高,其他种群参数无显著差异。在两种水稻上, 60 d种群模拟的结果表明3个处理组的种群大小都小于对照组的。取食100 mg/L DCY浸种处理的徐稻10与湘两优900稻株的褐飞虱雌成虫的蜜露分泌量和体重都显著低于取食对照组稻株的。取食和产卵选择试验表明,褐飞虱雌成虫更倾向于在对照稻株上取食和产卵。【结论】 DCY浸种处理徐稻10与湘两优900后会提高其对褐飞虱的抗性。
    基于水稻冠层多信息融合的监测褐飞虱种群大小的BP神经网络方法 Hot!
    熊志强, 王嘉汉, 刘向东
    2024, 67(4):  572-581.  doi:10.16380/j.kcxb.2024.04.013
    摘要 ( 36 )   PDF (1756KB) ( 25 )     
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    【目的】褐飞虱 Nilaparvata lugens种群监测的自动化和智能化尚未实现。本研究旨在探究水稻受褐飞虱危害后冠层光谱和温度以及叶片叶绿素相对含量与为害虫量的关系,建立基于高光谱、热成像和叶绿素等多信息融合的误差反向传播(back propagation,BP)神经网络监测褐飞虱的方法,为田间褐飞虱种群监测向自动化与智能化方向发展提供方法支持。【方法】在可控条件下利用方形塑料框培育水稻,并在分蘖期接入雌雄1∶1配对的不同对数(0, 1, 2, 3, 4, 5, 6和7对)的褐飞虱雌、雄成虫,然后连续多次(接虫后16, 27, 32, 44和60 d时)调查接虫区水稻上褐飞虱虫量(每4穴稻上个体数),并采用高光谱仪和热成像仪分别测定水稻冠层光谱反射率和冠层温度,利用土壤和植物分析仪器开发(soil and plant analyzer development, SPAD)叶绿素仪测定叶片叶绿素的相对含量(SPAD值);采用Pearson相关法分析各测量指标与褐飞虱虫量的相关性;采用多元散射校正对光谱反射率数据进行降噪处理;采用连续投影算法对高光谱反射率数据进行降维和敏感波段筛选;分别以光谱反射率单一信息及其与冠层温度和SPAD值融合后的多源信息为输入量,采用普通和加入粒子群算法优化的BP神经网络建模,构建褐飞虱为害不同时段后种群大小的神经网络监测模型。【结果】褐飞虱为害后水稻冠层光谱在近红外的730-930 nm波段反射率、水稻冠层温度与气温的差值(冠气温差)和叶片的SPAD值均与褐飞虱虫量呈显著负相关。利用连续投影算法筛选出的冠层光谱敏感波段处反射率并降噪后建立的BP神经网络监测5个危害时段褐飞虱虫量的预测集决定系数R2在0.504~0.892之间;融合冠层光谱、冠气温差和叶片SPAD值等多信息建立的BP神经网络监测褐飞虱虫量的预测集R2提升到0.640~0.975;在多源信息基础上再选用粒子群优化(particle swarm optimization, PSO)算法优化BP神经网络后监测褐飞虱虫量的精度提高,预测集R2提升到0.931~0.991,模型预测效果好。【结论】基于水稻冠层高光谱与热成像和叶片SPAD值等多信息融合的PSO-BP神经网络方法监测褐飞虱虫量的精度高、效果好,有望用于田间褐飞虱种群的自动监测。
    江汉平原稻田主要害虫与天敌关系分析
    蒲雷, 蔡万伦, 华红霞, 沈栎阳, 朱宏远, 李绍勤
    2024, 67(4):  582-588.  doi:10.16380/j.kcxb.2024.04.014
    摘要 ( 24 )   PDF (1083KB) ( 22 )     
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    【目的】本研究旨在调查分析江汉平原稻田节肢动物群落的物种组成以及主要害虫与天敌相互作用的关系,为制定水稻害虫绿色防控技术体系提供科学依据。【方法】 2019-2020年通过吸虫器法和扫网法在水稻的分蘖期、孕穗期、齐穗期调查江汉平原监利市、潜江市、江陵县等市(县)28块稻田节肢动物物种种类与个体数量,采用主成分分析和灰色关联度分析法分析了各主成分对稻田节肢动物群落的影响以及主要害虫与天敌种群数量之间的关系。【结果】 2019-2020年调查的江汉平原稻田节肢动物种类共169种,按照营养取食关系,将稻田节肢动物群落划分为4个亚群落,其中植食类6目33科57种,捕食类7目30科50种,寄生类2目15科44种,中性类5目16科18种。稻田节肢动物群落中对第1主成分贡献大的是白背飞虱Sogatella furcifera和黑尾叶蝉Nephotettix bipunctatus;对第2主成分贡献大的是淡翅小花蝽Orius tantillus和青翅蚁形隐翅虫Paederus fuscipes;对第3主成分贡献大的是稻纵卷叶螟Cnaphalocrocis medinalis和灰飞虱Laodelphax striatellus。与主要害虫稻纵卷叶螟种群数量关联度大的前3位天敌依次为:草间钻头蛛Hylyphantes graminicola>拟环纹豹蛛Pardosa pseudoannulata>三突花蛛Misumenops tricuspidatus。与主要害虫白背飞虱种群数量关联度大的前3位天敌依次为:华丽肖蛸Tetragnatha nitens>黑肩绿盲蝽Cyrtorhinus lividipennis>拟环纹豹蛛。【结论】稻田节肢动物群落构成差异主要是由优势植食性昆虫和优势捕食性天敌数量决定的。捕食动物草间钻头蛛种群数量与稻纵卷叶螟种群数量追随关系最为密切,对稻纵卷叶螟具有一定控制作用,华丽肖蛸的种群数量与白背飞虱种群数量追随关系最为密切,对白背飞虱具有一定控制作用。
    综 述
    褐飞虱翅型分化调控机制的研究进展
    陈孙杰, 徐海君
    2024, 67(4):  589-594.  doi:10.16380/j.kcxb.2024.04.015
    摘要 ( 56 )   PDF (992KB) ( 57 )     
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     昆虫翅多型作为生物可塑性发育的典型代表,是昆虫对复杂多变环境适应进化的结果。褐飞虱Nilaparvata lugens是一种典型的翅多型昆虫,若虫可发育成短翅型或长翅型成虫,后者的远距离迁飞特性造成褐飞虱在亚洲稻区大面积为害。20世纪60年代以来,前人针对褐飞虱翅多型的发生机理进行了大量研究,发现种群密度、寄主植物质量、温度和光周期等诸多环境因子以及保幼激素均能够影响翅型比例。近20年来,得益于基因组学、 RNAi和基因编辑等生物技术的发展,褐飞虱翅型分化的分子机制研究取得了突破性进展,发现了褐飞虱翅型分化的开关基因FoxO,沉默或敲除FoxO会导致飞虱发育为长翅型;而胰岛素信号通路能够磷酸化FoxO抑制其进入细胞核,从而参与翅型分化调控;锌指转录因子Zfh1能够以启动子结合的方式调节FoxO的转录,与胰岛素信号通路平行调控翅型分化;另一个锌指转录因子Rotund能够与FoxO互作共同调控褐飞虱翅多型。此外,性别决定基因Transformer-2和c-Jun氨基末端激酶通路等也能够影响翅型分化,表明褐飞虱的翅型分化存在多样化的分子调控机制。鉴于半翅目不同亚目间的翅多型机制均有所不同,对褐飞虱翅型分化机制的解析远不足以阐明半翅目乃至整个昆虫纲的翅多型机制,但其研究成果能够引领未来对昆虫翅多型机制的探索研究,并加深人们对昆虫翅及组织可塑性发育与进化的理解。
    目 录
    67卷第4期中英文目录
    2024, 67(4):  595-595. 
    摘要 ( 19 )   PDF (531KB) ( 6 )     
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