赤拟谷盗和杂拟谷盗的生殖隔离研究

赤拟谷盗和杂拟谷盗是两个同域发生的近缘储粮害虫。为明确它们的生殖隔离程度和机制,本研究比较分析了赤拟谷盗和杂拟谷盗雄虫对同种和异种雌虫的交配选择;赤拟谷盗与杂拟谷盗交配后,测定了精子在异种雌体内的存活情况;将赤拟谷盗和杂拟谷盗进行正反杂交,研究其F1代、F2代和回交代杂种是否产生及其雌雄比。结果显示,赤拟谷盗和杂拟谷盗雄虫对同种雌虫的爬跨率和交配率高于其对异种雌虫的爬跨率和交配率,表明赤拟谷盗和杂拟谷盗种间性隔离不完全;赤拟谷盗和杂拟谷盗交配后精子在异种雌体内是存活的,杂交所产的F1代卵为受精卵,说明交配后完成了精子传送和受精过程,表明种间机械隔离和配子隔离不完全;赤拟谷盗和杂拟谷盗的杂种F1代自交和回交产生了F2代和回交代,表明种间不存在杂种不育;一些杂交组合产生的F2代和回交代数量少且存在雌雄性比偏离,表明种间存在部分杂种不活和杂种衰败。本研究明确了赤拟谷盗和杂拟谷盗的生殖隔离机制,这对于揭示它们的物种进化关系有着重要意义。     

定虫隆对锈赤扁谷盗生长发育影响及其作用机理初探

定虫隆是一种昆虫生长调节抑制剂,研究其对锈赤扁谷盗的控制作用,将为锈赤扁谷盗的综合防治提供理论基础。本研究以锈赤扁谷盗幼虫为研究对象,用定虫隆拌粮进行饲喂,观察定虫隆对锈赤扁谷盗的亚致死效应,并利用实时荧光定量PCR(qPCR)技术,测定经定虫隆处理后锈赤扁谷盗幼虫几丁质合成酶1(CfCHS1)和几丁质合成酶2(CfCHS2)基因表达量的变化。结果表明:定虫隆对锈赤扁谷盗的毒力回归方程为y=7.514+1.81x(r=0.974),LD 10、LD 20、LD 30分别为0.008 mg/kg、0.014 mg/kg、0.021 mg/kg,亚致死剂量定虫隆可使锈赤扁谷盗幼虫发育历期明显延长(P<0.05),体重和几丁质含量明显降低(P<0.05),这说明了定虫隆对锈赤扁谷盗的生长发育有明显的抑制作用,可以有效控制锈赤扁谷盗的为害。qPCR结果显示,与对照组相比,LD 30处理后的锈赤扁谷盗幼虫的CfCHS 1基因表达量提高了74.7%,CfCHS 2基因的表达量提高了27.4%,均差异显著(P<0.05)。CfCHS 1和CfCHS2基因表达量的上调,可能是几丁质合成酶受到了抑制,锈赤扁谷盗为了维持机体的稳定,提高几丁质合成酶基因的表达量,从而形成一种代偿性增加的反馈机制,由此推测定虫隆可能作用于几丁质合成酶。     

营养质量对雄性赤拟谷盗生长发育、抗饥饿和资源再获取能力的影响

昆虫的生长发育、抗饥饿和资源再获取能力对其生存、生殖和性选择非常重要。本文研究了营养质量对赤拟谷盗Tribolium castaneum(Herbst)生长发育、抗饥饿和资源再获取能力的影响。结果表明,三个营养处理下雄性赤拟谷盗的生长发育性状（幼虫重、发育历期、蛹重和成虫重）均存在显著性差异,在高营养质量下生长的雄性赤拟谷盗发育更快,体重更大,且各生长发育性状间存在显著性相关。营养质量对雄性赤拟谷盗成虫的抗饥饿能力没有显著影响,但对其资源再获取能力有显著影响,表现为在高营养质量下生长的雄性赤拟谷盗成虫比在低营养质量下生长的具有更高的资源再获取能力。雄性赤拟谷盗抗饥饿能力和资源再获取能力之间存在显著性相关,但是雄性赤拟谷盗抗饥饿能力和资源再获取能力除了与发育历期存在显著性相关外,与其它生长发育性状不存在显著性相关。本文还对这些实验结果的性选择意义进行了讨论。     

温湿度对赤拟谷盗成虫飞行能力的影响

本文利用昆虫飞行磨研究了温度和湿度变化对赤拟谷盗Tribolium castaneum(Herbst)雌、雄成虫飞行能力的影响;分别测定了23℃、26℃、29℃、32℃和35℃等5个温度,45%、65%和85%等3个湿度条件下,赤拟谷盗雌、雄成虫的飞行距离、时间和速度等反应昆虫飞行能力的参数。单次飞行距离、单次飞行时间、单次飞行速度、24 h累计飞行距离及时间分析结果表明,环境温度和湿度对赤拟谷盗雌、雄成虫的飞行能力有不同程度的影响,环境温湿度过高或过低均不利于赤拟谷盗雌、雄成虫飞行;温度为32℃时,赤拟谷盗雌成虫的单次飞行距离、飞行时间、飞行速度、24 h累计飞行距离和飞行时间分别为0.925 m、9.616 s、0.023 m/s、0.979 km和2.886 h;雄成虫的单次飞行距离、飞行时间、飞行速度、24 h累计飞行距离和飞行时间分别为0.638 m、6.035 s、0.014 m/s、0.674 km和3.175 h。在相对湿度45%、65%和85%时,雌成虫的单次飞行时间分别为6.998 s、9.616 s和6.431 s;雄成虫的单次飞行时间分别为3.163 s、6.035 s和0.208 s。飞行速度与相对湿度的关系与飞行时间相似。从飞行能力参数来看,雌虫的飞行能力优于雄虫。     

球孢白僵菌九个菌株对赤拟谷盗成虫的毒效（英文）

球孢白僵菌Beauveria bassiana (Balsamo) Vuillemin是最重要的昆虫病原真菌, 广泛用于防治世界各地的多种害虫。本研究评价了球孢白僵菌9个菌株对赤拟谷盗Tribolium castaneum (Herbst)成虫的致病性。将15头赤拟谷盗成虫浸入到4个浓度 (1×10⁶, 1×10⁷, 1×10⁸ 和 1×10⁹ 个分生孢子/mL)的白僵菌菌株中 20 s, 14 d内每日记录成虫的死亡率。结果表明： IRAN 440C菌株对赤拟谷盗成虫的LC₅₀最低 (5.04×10⁷ 个分生孢子/mL), IRAN 187C菌株的最高(5.05×10⁸ 个分生孢子/mL); DEBI 005菌株对赤拟谷盗成虫的LT₅₀最短(2.88 d), DEBI 014菌株的最长(4.96 d)。根据LC₅₀, LT₅₀和死亡率结果得出IRAN 440C是防治这一害虫的理想菌株。     

球孢白僵菌九个菌株对赤拟谷盗成虫的毒效

球孢白僵菌Beauveria bassiana (Balsamo) Vuillemin是最重要的昆虫病原真菌,广泛用于防治世界各地的多种害虫.本研究评价了球孢白僵菌9个菌株对赤拟谷盗Tribolium castaneum (Herbst)成虫的致病性.将15头赤拟谷盗成虫浸入到4个浓度(1×106,l×107,l×lo8和l×109个分生孢子/mL)的白僵菌菌株中20 s,14 d内每日记录成虫的死亡率.结果表明:IRAN 440C菌株对赤拟谷盗成虫的LC50最低(5.04 ×l07个分生孢子/mL),IRAN187C菌株的最高(5.05 ×lo8个分生孢子/mL);DEBI 005菌株对赤拟谷盗成虫的LT5o最短(2.88 d),DEBI 014菌株的最长(4.96 d).根据LC50,LT50和死亡率结果得出IRAN 440C是防治这一害虫的理想菌株.     

锈赤扁谷盗成虫趋光行为研究

【目的】研究灯光诱捕技术防治锈赤扁谷盗Cryptolestes ferrugineus(Stephens)的可行性。【方法】在实验室条件下测定了锈赤扁谷盗成虫对不同光源的趋光反应。【结果】锈赤扁谷盗成虫对实验所选取的光源都有一定的趋性。在可见光中,对主波长为575 nm的光源的趋性最强,对430、495、620、530和450 nm光源的趋性依次降低。在紫外光中,对主波长为385 nm的光源的趋性显著高于对主波长为365、375和395 nm的光源;1~10日龄的锈赤扁谷盗成虫,随日龄的增加,成虫趋光性先增强后有所减弱;雌虫的趋光性高于雄虫,且交配状态会影响雌虫和雄虫的趋光性。交配会抑制雄虫的趋光性,但是交配后的雌虫的趋光性增强;短期饥饿处理和灯光经历对害虫趋光性无显著影响。【结论】锈赤扁谷盗成虫对光波长的选择偏好性证实了其灯光诱捕技术的可行性。     

赤拟谷盗TRE基因家族特性及RNAi抑制表达效果分析

分析赤拟谷盗海藻糖酶基因(Trehalase,简称TRE)家族的特性及RNAi介导的TRE基因沉默后的相互作用效果。采用生物信息学和相关软件分析5个海藻糖酶基因序列特征以及二级结构等分子特性并推测其生理功能,用MEGA 6.0软件构建TRE与其它昆虫TRE的系统进化树;采用注射RNAi技术,分别干扰赤拟谷盗海藻糖酶基因mRNA的表达;采用实时荧光定量PCR (qRT-PCR)技术检测单个海藻糖酶基因表达抑制后对其它TRE基因mRNA表达的影响。赤拟谷盗4个可溶性海藻糖酶TRE1蛋白相似性高,具有类似的二级结构,即含有相似比例的α-螺旋、β-折叠和无规则卷曲,膜结合型海藻糖酶TRE2与TRE1在蛋白质的二级结构上差异较大;系统进化树分析表明赤拟谷盗的可溶性海藻糖酶与其它昆虫的TRE1聚集在一起,膜结合型海藻糖酶与其它昆虫的TRE2聚集在一起;RNAi实验结果表明单独干扰某个TRE1基因的mRNA表达后,其它3个TRE1基因的表达有的上升,有的下降,而TRE2基因表达都为显著下降;单独干扰TRE2基因表达,则其它4个TRE1基因的表达一致显著下降。赤拟谷盗可溶性TRE1和膜结合型TRE2的二级结构差异较大,单个TRE基因表达被抑制后,其他TRE基因存在连锁抑制或者互补功能。     

种间竞争对四种储粮害虫种群动态的影响

在30 ℃、75 %相对湿度条件下研究种间竞争对玉米象(Sitophilus zeamais)、谷蠹(Rhizopertha domini-ca)、赤拟谷盗(Triboliumcastaneum)和锈赤扁谷盗(Cryptolestes ferrugineus)4种主要储粮害虫种群动态的影响,并对种群动态进行回归分析。结果表明,玉米象与谷蠹、赤拟谷盗与锈赤扁谷盗混合饲养种群增长均受到显著抑制,玉米象和谷蠹对赤拟谷盗和锈赤扁谷盗的种群增长具有明显的促进作用,赤拟谷盗和锈赤扁谷盗对玉米象和谷蠹的种群增长具有一定的抑制作用。回归分析结果表明玉米象种群最大增长潜能最大,锈赤扁谷盗最小,种群增长率变化规律不明显。     

基于线粒体基因组数据的扁甲系总科间系统发育关系分析

扁甲系是鞘翅目多食亚目中最大的一个类群,具有重要的经济意义.尽管扁甲系昆虫的单系性得到广泛支持,但7个总科间的系统进化关系仍存在不确定性.为此,本研究测定了锈赤扁谷盗和锯谷盗的线粒体基因组,并联合已测的67个扁甲系昆虫线粒体基因组,构建了扁甲系昆虫总科间的系统发育关系,并采用似然值检验对不同的树拓扑结构进行了评价.结果表明,锈赤扁谷盗全线粒体基因组的大小为15497 bp,编码13个蛋白质编码基因、22个转运RNA基因和2个核糖体RNA基因.锯谷盗接近全长的线粒体基因长为13588 bp,编码34个基因,缺少trnI, trnQ和trnM等3个转运RNA基因.锈赤扁谷盗和锯谷盗线粒体基因的基因含量、基因排序、碱基组成、密码子使用等特征,与大多数已测鞘翅目昆虫的线粒体基因组高度相似.基于3个线粒体基因数据集及3种树构建方法的系统发育分析结果表明,瓢虫总科、叶甲总科、象甲总科、拟步甲总科和郭公虫总科等5个类群均为单系性,而扁甲总科始终为并系.树拓扑结构检验结果表明,扁甲系总科间的系统发育关系为((郭公虫总科+瓢虫总科)+(拟步甲总科+(扁甲总科(叶甲总科+象甲总科)))).尽管线粒体数据集的构成及系统发育分析方法对树拓扑结构具有重要影响,但线粒体基因组数据在扁甲系昆虫系统与进化研究方面具有重要应用价值.     

种间竞争对四种储粮害虫种群动态的影响

在30 ℃、75%相对湿度条件下研究种间竞争对玉米象(Sitophilus zeamais)、谷蠹(Rhizopertha dominica)、赤拟谷盗(Tribolium castaneum)和锈赤扁谷盗(Cryptolestes ferrugineus)4种主要储粮害虫种群动态的影响，并对种群动态进行回归分析。结果表明，玉米象与谷蠹、赤拟谷盗与锈赤扁谷盗混合饲养种群增长均受到显著抑制，玉米象和谷蠹对赤拟谷盗和锈赤扁谷盗的种群增长具有明显的促进作用，赤拟谷盗和锈赤扁谷盗对玉米象和谷蠹的种群增长具有一定的抑制作用。回归分析结果表明玉米象种群最大增长潜能最大，锈赤扁谷盗最小，种群增长率变化规律不明显。     

敲减Wingless / Wnt1基因表达对赤拟谷盗发育中的影响

Wnt信号通路是进化中高度保守的一条信号转导途径,在调控动物的胚胎轴向正常发育、胚胎分化、决定细胞极性、维持成体动态平衡等方面发挥重要作用. 该信号通路的异常激活还与肿瘤的发生密切相关. 本实验将体外人工合成的Wingless(Wg)/Wnt1基因dsRNA显微注射入赤拟谷盗晚期幼虫体内,研究Wingless/Wnt1蛋白在赤拟谷盗发育过程中发挥的作用. 实验结果显示,注射 Wingless(wg)/Wnt1基因dsRNA后,赤拟谷盗发育形成的蛹,翅膀宽度减小,翅间距明显增大,且羽化过程也受到严重影响. 此外,qPCR结果表明,赤拟谷盗Wingless(Wg)/Wnt1基因被沉默后,Cadherin-like 和 Smoothened (Smo)基因的表达显著上调,Armadillo-2基因略上调. 这些结果揭示,Wnt-1 信号通路和赤拟谷盗翅膀发育以及成虫羽化过程密切相关. 蛹翅宽减小,翅间距增大,可能是由于调控细胞粘连及细胞形态的Cadherin-like 和Armadillo-2基因的上调所引起.更重要的是,Smo基因的上调,表明了Wnt信号通路和Hedgehog信号通路在赤拟谷盗发育过程中有交互作用.     

食品级惰性粉对三种储藏物害虫生长发育的影响

应用粉剂药膜法,一种食品级惰性粉——4号粉相应剂量处理赤拟谷盗Tribolium castaneum(Herbst)、烟草甲Lasioderma serricorne(Fabricius)、锯谷盗Oryzaephilus surinamensis(Linnaeus)的卵和1龄幼虫,赤拟谷盗、锯谷盗、烟草甲的卵平均孵化率均在97%以上,处理后卵孵化的1龄幼虫平均死亡率均在96%以上;处理3种害虫的1龄幼虫其平均死亡率均在99%以上。结果表明食品级惰性粉对3种试虫卵的孵化率几乎没有影响,但对其1龄幼虫有较好的防治效果。通过混粮法应用正交试验研究发现,惰性粉剂量和小麦含水量对赤拟谷盗F1代防治效果均有显著影响。当小麦处于安全水分时(含水量12%¹4%),10014%),100¹50 mg/kg 4号粉能有效防治赤拟谷盗F1代。     

水菖蒲活性物质β-细辛醚对四种储粮害虫的熏蒸活性

植物性次生物质在植物-害虫的关系中起着非常重要的作用, 植物中的一些成分对害虫具有熏蒸、触杀和驱避等作用。水菖蒲Acorus calamus L.是一种常用中药, 它的主要杀虫活性成分为β-细辛醚。本研究通过室内生测试验研究了水菖蒲根茎提取物β-细辛醚对玉米象Sitophilus zeamais Motschulsky、谷蠹Rhyzopertha dominica (Fabricius)、赤拟谷盗Tribolium castaneum (Herbst)和四纹豆象Callosobruchus maculatus (Fabricius) 4种储粮害虫的熏蒸击倒和致死作用。结果表明: β-细辛醚对4种试虫的熏蒸击倒和致死作用明显。以50 μL/L的浓度处理120 h后, 对玉米象、谷蠹和四纹豆象的击倒作用均达到100%, 而对赤拟谷盗击倒率为50%; 玉米象、谷蠹和四纹豆象的死亡率分别为81.23%, 97.78%和100%, 而赤拟谷盗死亡率仅为8.89%。处理24 h, β-细辛醚对玉米象、谷蠹、赤拟谷盗和四纹豆象的KC50分别为49.38, 102.96, 124.04和1.07 μL/L; 处理120 h, β-细辛醚对玉米象、谷蠹、赤拟谷盗和四纹豆象的LC50分别为17.82, 4.42, 116.48和0.73 μL/L。结果显示水菖蒲根茎提取物β-细辛醚对4种储粮害虫均具有明显的熏蒸效果, 具有开发为储粮害虫熏蒸剂的潜力。     

1%蛇床子素粉剂对三种储粮害虫的防效

研究1%蛇床子素粉剂在5种处理浓度下对3种储粮害虫谷蠹Rhizopertha dominica Fabricius、玉米象Sitophilus zeamai Motschulsky和赤拟谷盗Tribolium castaneum Herbst的防治效果。室内毒力测定结果表明,按有效成分0.5mg/kg(蛇床子素:粮食)浓度处理粮食,7d后,粮食中谷蠹、玉米象和赤拟谷盗的校正死亡率分别为97.78%、100%、86.70%,防治效果优于对照药剂防虫磷和谷虫净。将药剂处理4个月后的粮食进行接虫试验,15d后谷蠹和玉米象的防治效果仍可达100%,达到储粮害虫防治要求。     

两个单点突变对昆虫羧酸酯酶降解马拉硫磷的影响

马拉硫磷是一种高效低毒的有机磷杀虫剂, 分子量大且结构特殊, 广泛用于农业害虫的防治。羧酸酯酶突变是昆虫对有机磷类杀虫剂产生代谢抗性的重要机制之一。本实验室前期已从棉蚜Aphis gossypii、 褐飞虱Nilaparvata lugens、 斜纹夜蛾Spodoptera litura、 家蚕Bombyx mori、 异色瓢虫Harmonia axyridis、 赤拟谷盗Tribolium castaneum和西方蜜蜂Apis mellifera中各克隆了一个非特异性羧酸酯酶基因, 通过体外定点突变构建了G/A151D和W271L两种突变体, 并进行了原核细胞表达和纯化。本实验在体外测定了这7种昆虫野生型和两种突变型羧酸酯酶对马拉硫磷的降解。结果显示： 棉蚜、 西方蜜蜂、 斜纹夜蛾、 赤拟谷盗的野生型羧酸酯酶能够降解马拉硫磷, 两个突变并不能提高它们的降解活性, 而家蚕、 异色瓢虫和褐飞虱的野生型羧酸酯酶不能降解马拉硫磷, G/A151D和/或W271L突变能使这些酯酶获得马拉硫磷羧酸酯酶（MCE）的活性, 有可能使这些昆虫对马拉硫磷产生抗性。不同物种的MCE活性相差较大, 斜纹夜蛾的MCE活性最高, 其k_cat/K_m值为1.8~1.9 L/μmol·min, 其次是赤拟谷盗, 其K_cat/K_m值为0.87~0.95 L/μmol·min, 其他昆虫的MCE活性相对较低, 相差可高达10倍。     

十二种药用植物乙醇提取物对谷蠹和赤拟谷盗成虫的驱避效应

采用滤纸药膜选择法研究了蛇床子、茵陈、萹蓄等12种药用植物乙醇提取物对谷蠹Rhizopertha dominica(Fab.)和赤拟谷盗Tribolium castaneum Herbst成虫的驱避效应。12种药用植物以蛇床子(Cnidium monnieri)提取物对谷蠹成虫的驱避效果最佳,786μg/cm2处理24h对谷蠹的驱避率达93%;茵陈(Artemisia capillaries)提取物对赤拟谷盗成虫的驱避效果最佳,用393μg/cm2处理72h的驱避率为95%,茵陈提取物以262μg/cm2放置7d后对赤拟谷盗成虫的驱避率可达Ⅴ级水平。茵陈提取物对赤拟谷盗的驱避持效期长、效果好,具有一定的开发前景。     

不同地区转Bt基因抗虫水稻稻谷对赤拟谷盗生长发育的影响

为了明确来自湖北武穴、孝感、随州3个不同地区的转cry1Ab/cry1Ac、cry2A、cry1C基因明恢63(分别命名为TT51、T2A-1和T1C-19)对赤拟谷盗Tribolium castaneumHerbst生长发育的影响,在室内以不同的转Bt基因稻谷继代饲养赤拟谷盗6代,结果表明:各处理赤拟谷盗的卵期3～4d,卵孵化率85%～100%,幼虫期22～27d,化蛹率85%～97%,蛹期6～7d,百蛹重0.25～0.31g,性比0.8～1.4,羽化率82%～97%,产卵前期5～7d。不同抗虫转基因水稻对赤拟谷盗各发育历期及生命表参数没有显著的影响,同一转基因事件,没有因为种植地区的不同造成对赤拟谷盗生长发育的差异。3种Bt蛋白在继代饲养的赤拟谷盗幼虫体内检测均呈阳性反应,但积累量很小,继代饲养后,没有发现在赤拟谷盗体内明显的累积。     

拟除虫菊酯微胶囊剂的应用研究

研究结果表明,应用二氯苯醚菊酯、氯氰菊酯和氰戊菊酯的3种微胶囊剂对赤拟谷盗、豆蚜、小菜粉蝶和粘虫室内测定及大田试验药效均为显著。处理后6天,死亡率90％左右,各天药效相当或略高于乳油。其残效期对赤拟谷盗24天,对其他3种试虫15天左右,相当于该类药剂乳油残效期的2倍。3种微胶囊剂的药效高低顺序依次为氯氰菊酯>二氯苯醚菊酯>氰戊菊酯,和其乳油效果高低的顺序基本相同。     

储粮环境挥发性化合物与储粮害虫的关系研究进展

每种粮食的储粮环境中都存在有其特征性挥发物,储粮害虫的发生对储粮环境中挥发物具有重要影响。本文简述了顶空式固相微萃取法、浸入式固相微萃取法、电子鼻检测法等储粮挥发物的提取方法及其优缺点,对小麦 Triticum aestivum L.、稻谷 Olyza sativa L.、玉米 Zea mays L.和燕麦 Avena sativa L.等主要储藏粮食种类的挥发性化合物成分、粮食挥发物对昆虫行为反应的影响、主要储粮害虫(赤拟谷盗 Tribolium castaneum、锈赤扁谷盗 Cryptolestes ferrugineus 和象虫 Sitophilus spp.)发生与粮食挥发物的关系等研究进展进行综述,探讨了储粮环境挥发性化合物与储粮害虫关系未来的研究方向,以期对今后储粮害虫生态防治研究与应用提供参考信息。