室内饲养的红火蚁工蚁毒腺生物碱含量动态分析

【目的】分析红火蚁 Solenopsis invicta 工蚁在室内长时间饲养时,体内生物碱主要成分的含量变化。【方法】每10 d取0.5 g红火蚁工蚁用正己烷溶剂浸提48 h,浸提液通过硅胶柱分离,经气相色谱（GC）和气相色谱 质谱联用仪（GC-MS）鉴定其生物碱的主要成分,并用外标法测其生物碱各个主要成分的含量。【结果】红火蚁工蚁体内生物碱主要成分为9种顺式生物碱和5种反式生物碱,并测出90 d内这14种化合物在红火蚁工蚁体内的含量变化。其中,反式生物碱2-甲基-6-（4′-十三烯）哌啶的含量最高,第1天为3 391.57 μg/g,90 d后为556.70 μg/g;顺式生物碱2-甲基-6-十五烷基哌啶的含量最低,第1天为10.27 μg/g,90 d后为2.93 μg/g。【结论】红火蚁工蚁在室内长时间饲养时,体内生物碱的含量开始时持续下降,当生物碱含量下降到一个极低的水平后,基本不再变化,处于平衡状态。结合室内饲养时红火蚁工蚁死亡情况,可推测出当红火蚁蚁巢中生物碱含量很低时,蚁巢中体型较大的工蚁数量会比较少。     

红火蚁及其他两种蚂蚁毒腺细菌鉴定与多样性分析(英文)

【目的】本研究旨在分析红火蚁Solenopsis invicta毒腺细菌群落多样性,并与热带火蚁Solenopsis geminata和聚纹双刺猛蚁Diacamma rugosum比较毒腺细菌群落差异。【方法】采用Illumine Hiseq 2500测序平台对红火蚁(工蚁、有翅蚁和蚁后)、热带火蚁(工蚁)及聚纹双刺猛蚁(工蚁)毒腺细菌群落16S rRNA基因V3-V4区测序,基于测序数据进行生物信息学分析。【结果】变形菌门(Proteobacteria)在红火蚁工蚁、有翅蚁和蚁后以及热带火蚁工蚁毒腺中占优势,而厚壁菌门(Firmicutes)在聚纹双刺猛蚁工蚁毒腺中占优势。与红火蚁工蚁和有翅蚁相比,柔壁菌门(Tenericutes)在红火蚁蚁后毒腺中更丰富。广州红火蚁蚁后毒腺中假单胞杆菌Pseudomonas相对丰度显著高于其在有翅蚁及工蚁中的。螺原体Spiroplasma相对丰度在热带火蚁毒腺中显著高于在聚纹双刺猛蚁工蚁毒腺中的。毒腺中细菌多样性分析发现,芽孢杆菌属Bacillus和乳酸杆菌属Lactobacillus在广西红火蚁工蚁中的相对丰度显著高于在广州红火蚁工蚁中的。然而,乳酸杆菌属细菌在聚纹双刺猛蚁工蚁毒腺中的相对丰度显著高于广西的热带火蚁工蚁毒腺中的。【结论】毒腺细菌组成和多样性在3种不同种类蚂蚁工蚁和红火蚁不同品级中存在差异。     

荒草地和荔枝园生境短期入侵的红火蚁与黑头酸臭蚁种间的干扰竞争

【背景】红火蚁入侵后对新发生地区生物多样性的影响及与土著物种的关系是入侵生物学研究的重点之一,解释红火蚁与类似生态位的土著蚂蚁的关系对全面了解该蚁入侵的生态学效应具有重要意义。【方法】通过野外模拟设置蚁巢,观察、记录距离红火蚁和黑头酸臭蚁蚁巢30 cm处诱集到的黑头酸臭蚁工蚁在红火蚁入侵前、入侵中及移除后的数量变化,研究短期入侵红火蚁实验种群与荒草地和荔枝园黑头酸臭蚁间的干扰竞争。【结果】红火蚁实验种群短期入侵对荒草地生境黑头酸臭蚁的干扰较明显,而对荔枝园生境黑头酸臭蚁的干扰较小;红火蚁未入侵荒草地生境黑头酸臭蚁受干扰最明显,移除红火蚁20 min后,处理诱饵上召集的黑头酸臭蚁数量才与入侵前差异不显著;红火蚁未入侵荔枝园生境黑头酸臭蚁受干扰最小,移除红火蚁仅5 min后,处理诱饵上黑头酸臭蚁数量就恢复到入侵前,甚至超过入侵前数量。【结论与意义】红火蚁入侵对黑头酸臭蚁的觅食行为存在较大的干扰抑制作用,其影响程度与生境的复杂性有着密切关系。研究结果可为了解红火蚁入侵的生态学效应提供证据。     

红火蚁与热带火蚁间的干扰竞争

【目的】为了探讨入侵火蚁在我国成功定殖及其之间的竞争机制。【方法】运用行为学方法研究红火蚁Solenopsis invicta(Buren)和热带火蚁Solenopsis geminata(Fabricius)在个体水平和群体水平上的攻击性、攻击手段及合作能力。【结果】一对一攻击试验中,红火蚁和热带火蚁之间攻击级别多集中在3级,两种入侵蚂蚁间以相互威胁为主;红火蚁大型工蚁与热带火蚁兵、工蚁间最为好斗,其攻击级别达到4级的比例最高,分别为33.04%、37.92%。热带火蚁兵蚁与各型红火蚁间攻击强度差异不显著;热带火蚁工蚁与红火蚁小型工蚁之间的攻击性最强,其攻击性(3.49)显著高于热带火蚁工蚁与红火蚁大、中型工蚁的攻击性(3.32和2.97)。在攻击手段上,3级打斗时各型红火蚁更倾向以物理攻击主动威胁热带火蚁,而热带火蚁兵、工蚁会采取多种方式主动攻击红火蚁,双方皆以躲避应对为主;4级打斗时两种火蚁主要以混合攻击为主动或应对手段。群体攻击试验显示,红火蚁群体间攻击强度和合作性会随着群体数量的增加而显著增加,热带火蚁合作性较差,其群体对抗红火蚁的优势仅仅是由于个体数量的增加。【结论】红火蚁比热带火蚁具有更强的竞争优势。研究结果为入侵蚂蚁间不对称竞争机制和长期群落替代的内在原因提供理论基础。     

红火蚁对2种旱地作物种子萌发的影响

【背景】红火蚁入侵可能对土著生物产生各种各样的影响,而其入侵对农作物的影响是值得研究的,可为准确评估该蚁的经济危害性提供依据。【方法】通过室内模拟建巢和大田迁移蚁巢试验研究了红火蚁对玉米及绿豆种子萌发的影响。【结果】红火蚁室内种群对玉米及绿豆种子有啃咬破坏作用,但对萌发无影响。大田红火蚁种群显著抑制了玉米、绿豆种子萌发,高密度区域对玉米未正常萌发的种子数增加了2.86倍;高、低密度区域绿豆未正常萌发的种子数分别增加了1.21和0.98倍。【结论与意义】红火蚁入侵旱地生境后对玉米及绿豆种子萌发具有明显负面作用,将会直接导致农业生产损失。研究结果可为了解红火蚁入侵对农作物的影响提供参考。     

福建省入侵红火蚁扩散规律研究

【目的】重大入侵害虫红火蚁Solenopsis invicta Buren广泛分布传播于世界各地,为了掌握红火蚁在新入侵地的传播和扩散的规律,对红火蚁入侵史进行溯源,以期为预防红火蚁入侵提供重要依据。【方法】本文对福建省各地入侵红火蚁的基本入侵参数进行分析,分别对入侵时间与蚁巢数量、蚁巢发生密度以及不同生境蚁巢密度进行模型拟合。【结果】结果表明,入侵方式和入侵地生境的差异导致了入侵红火蚁不同种群的发展状态。由废旧资源携带传入的入侵红火蚁种群,其发生面积较小,扩散的速率较慢,为28.1~116.4 m/年;由草皮苗木携带传入的入侵红火蚁种群,其发生面积较大,扩散的速率较快,为126.1~555.5 m/年。【结论】建立了蚁巢数量、密度与入侵时间之间的关系模型,分别为N=1 003.9Ln(t)+336.27,D=0.0966e~(0.583t),并以此推测三个入侵事件的发生时间范围。     

红火蚁巢穴土壤中生物碱成分分析

【目的】红火蚁Solenopsis invicta栖息在真菌和细菌较丰富的土壤环境中,容易受多种真菌和细菌性病原体的侵染,因红火蚁的毒液具有很好的防御和抗菌作用,致使红火蚁能生存于此类土壤环境中。为了探索这一奥秘,本研究旨在建立红火蚁巢穴土壤中的毒液生物碱的最佳提取方法,并对毒液生物碱成分进行定量分析。【方法】采集蚁巢周边3 m处的土壤,进行添加、回收红火蚁毒液实验。采用抽滤法提取土壤中的毒液生物碱,利用GC-FID对毒液生物碱成分进行定量分析,筛选最佳的提取溶剂,并且确定添加三乙胺的最佳体积比。然后用最优方法提取蚁巢土壤中的毒液生物碱,并进行定量分析。【结果】正己烷、二氯甲烷、乙酸乙酯、丙酮和甲醇5种提取溶剂中,正己烷处理的生物碱回收率略优。当添加的三乙胺的体积为1 mL及以上时,提取效果最佳。红火蚁巢穴土壤中的毒液生物碱成分中,trans-C15∶1的含量最高,trans-C13∶1的含量次之。巢穴土壤中总生物碱含量约为22μg/g。【结论】三乙胺有助于提取蚂蚁巢穴土壤中的毒液生物碱。红火蚁巢穴土壤中的生物碱浓度较高,有可能对巢穴土壤微生物群落产生重要影响。     

红火蚁入侵对人为干扰区蚂蚁群落结构及多样性的影响

【目的】研究红火蚁Solenopsis invicta Buren入侵人为干扰区域后对本地蚂蚁群落建立及物种多样性的影响,为有效控制红火蚁进一步扩散蔓延提供科学依据。【方法】以广州市花都区花东镇保良村安置区为典型案例,调查研究了安置区外围(非人为干扰区)、安置区(人为干扰区)内的楼房区、草坪绿化地、荒地3种生境的蚂蚁种类和数量,分析其群落结构及多样性指数。【结果】(1)安置区外围诱集到25种蚂蚁,以黑头酸臭蚁Tapinoma melanocephalum Fabricius、褐大头蚁Pheidole megacephala Fabricius为优势种,而在安置内仅诱集到13种,红火蚁占绝对优势;红火蚁入侵定殖显著降低了安置区内蚂蚁种群的多样性、均匀度和丰富度,而优势度及优势集中性指数却显著升高,其对安置区外围的农业生态系统影响较小。(2)安置区内草坪绿化地、荒地生境中红火蚁的比例占90%以上,而在楼房区中红火蚁的比例仅为29.11%;红火蚁在草坪绿化地、荒地的优势种占绝对优势,其优势度指数、优势集中性指数与楼房区差异极显著;在安置区内,红火蚁在人类极少活动的荒地发生较重,偶尔活动的草坪区发生次之,经常活动的楼房区极少发生。【结论】入侵红火蚁与本地蚂蚁在人为干扰区共同定殖时,红火蚁入侵显著降低了人为干扰区内的蚂蚁群落多样性,但其红火蚁的发生程度与人类日常活动呈反比。     

红火蚁入侵强度对本地蚂蚁群落物种的发现-支配权衡的影响

【目的】发现-支配权衡(discovery-dominance trade off)在物种间的竞争起着重要作用。本研究旨在了解不同强度的红火蚁Solenopsis invicta入侵对本地蚂蚁群落物种的发现-支配权衡的影响,从而探讨红火蚁与本地蚂蚁的竞争机制。【方法】于2017年10-11月,在云南省楚雄州牟定县的一滇橄榄种植基地利用诱饵法和陷阱法结合的方式引诱和收集蚂蚁,观察并记录常见蚂蚁种类的发现能力、招募能力、支配能力、最早发现诱饵的时间段及个体数。【结果】红火蚁的入侵显著影响了本地蚂蚁群落物种的发现-支配权衡。强入侵区(5.6个活动蚁巢/100 m~2)蚂蚁群落中物种的相对发现能力和相对支配能力不存在相关性;弱入侵区(0.14个活动蚁巢/100 m~2)蚂蚁群落中两者存在较弱的负相关性,但不显著;对照区(无蚁巢)中两者存在显著负相关性(强入侵区:r=-0.01,P=0.97;弱入侵区:r=-0.60,P=0.21;对照区:r=-0.81,P=0.04)。强入侵区的红火蚁种群普遍在5 min之内就能发现诱饵,而弱入侵区的种群需要10～60 min才能发现诱饵(χ~2_((5))=33.37,P0.001);强入侵区的红火蚁种群在发现诱饵频率和支配行为频率上均显著高于弱入侵区(发现诱饵频率:χ_((1))~2=17.27,P0.001;支配行为频率:χ_((1))~2=6.25,P=0.03),而招募频率在两种入侵区间无显著差异(χ_((1))~2=1.75,P=0.55)。【结论】红火蚁入侵打破了本地蚂蚁群落物种的发现-支配权衡,而且随着红火蚁种群规模的增大,从能够影响到完全打破这种发现-支配权衡。研究结果可为了解红火蚁入侵机制提供证据。     

表皮碳氢化合物在3种火蚁属蚂蚁成虫鉴定中的应用

红火蚁Solenopsis invicta是火蚁属重要的入侵蚂蚁,与其近缘种黑火蚁S. richteri和杂交蚁S. invicta × S. richteri形态相似,难以区分。为了快速准确鉴定3种火蚁属近缘种,本研究利用气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）,解析3种火蚁的工蚁、有翅雌蚁、有翅雄蚁的表皮碳氢化合物种类和含量,并进行主成分分析、判别分析及聚类分析。结果表明：3种火蚁共检测到62种表皮碳氢化合物,主要包括一甲基烷烃、二甲基烷烃和正构烷烃等;红火蚁、黑火蚁及杂交蚁不同品级的表皮碳氢化合物种类及含量存在显著的种间差异,红火蚁不同地理种群的表皮碳氢化合物种类及含量相似度较高;建立3种火蚁相应品级的分类判别函数,可准确区分各品级下的3种火蚁。因此,表皮碳氢化合物组成分析可用于红火蚁及其近缘种的分类鉴定,为口岸火蚁属蚂蚁的快速检疫鉴定提供新技术。     

红火蚁工蚁对棉蚜诱导的棉花挥发物的嗅觉和行为反应

【目的】红火蚁 Solenopsis invicta 与棉蚜 Aphis gossypii 存在兼性共生关系,红火蚁可能利用棉蚜危害诱导棉花释放的挥发物定位棉蚜。本研究将测试红火蚁工蚁对棉花挥发物的嗅觉和行为反应。【方法】使用Y型管实验测试红火蚁工蚁对棉花气味的行为反应;以红火蚁告警信息素2-乙基-3,5(6)-二甲基吡嗪为阳性对照,测试红火蚁工蚁对不同剂量(100, 10, 1 和0.1 μg)的9种棉花挥发物组分[α-蒎烯、β-蒎烯、β-石竹烯、( E, E )-4,8,12-三甲基-1,3,7,11-十三碳四烯(TMTT)、( E )-4,8-二甲基-1,3,7-壬三烯(DMNT)、辛醛、6-甲基-5-庚烯-2-酮、顺-3-己烯基乙酸酯和水杨酸甲酯]的触角电位反应;再利用Y型嗅觉仪测试这些挥发物对红火蚁工蚁的行为选择影响。【结果】结果表明,受棉蚜为害的棉花较健康棉花对红火蚁工蚁具有极显著的引诱效果。红火蚁对9种挥发物组分的EAG反应随着剂量升高而升高。各化合物在100 μg剂量时EAG反应值最大,其中,工蚁对水杨酸甲酯和6-甲基-5-庚烯-2-酮这两个化合物反应最强。在行为选择实验中,化合物水杨酸甲酯、6-甲基-5-庚烯-2-酮和DMNT对红火蚁工蚁均具有显著的引诱效果。【结论】棉蚜诱导的棉花挥发物中水杨酸甲酯和6-甲基-5-庚烯-2-酮对红火蚁有显著的引诱效果,这2种化合物可能在红火蚁定位棉蚜、建立共生关系中起着关键的作用。     

红火蚁入侵和未入侵生境中蚂蚁的觅食强度

采用诱饵诱集法,对华南地区3种典型的红火蚁入侵和未入侵生境中蚂蚁对4种诱饵（蜂蜜、花生油、火腿肠和黄粉虫幼虫）的搜寻时间、召集时间及召集数量进行研究,并分析了红火蚁入侵对蚂蚁觅食强度的影响.结果表明：草坪红火蚁入侵区,蚂蚁对黄粉虫幼虫和花生油的搜寻时间极显著或显著短于对照区（红火蚁非入侵区）;荒草地红火蚁入侵区,蚂蚁对4种诱饵的搜寻时间与对照区的差异均不显著,在花生油上的召集时间显著长于对照区;荔枝园红火蚁入侵区,蚂蚁对4种诱饵的搜寻时间及召集时间与对照区均无显著差异.诱饵设置30 min时,草坪红火蚁入侵区,花生油、黄粉虫幼虫、火腿肠上的红火蚁工蚁数量均显著多于本地蚂蚁工蚁数量;荒草地红火蚁入侵区,花生油上的红火蚁工蚁数量明显多于本地蚂蚁工蚁数量,其余诱饵上红火蚁工蚁数量与本地蚂蚁工蚁数量的差异不显著;荔枝园红火蚁入侵区,4种诱饵上红火蚁工蚁数量与本地蚂蚁工蚁数量的差异均不显著.     

华南地区桑园和荒地两种生境中红火蚁觅食工蚁的食物组成

【目的】红火蚁Solenopsis invicta Buren是世界最危险的有害入侵生物之一,2004年入侵我国华南地区,并给农林业安全、生态安全带来极大危害。调查并明确田间红火蚁觅食工蚁的食物种类及数量,不仅为评估红火蚁猎食对生态环境中节肢动物群落的影响,而且为红火蚁防治饵剂的改进提供科学依据。【方法】本研究采用蚁道剖析法,对华南地区桑园和荒地两种生境中红火蚁觅食工蚁搬运的固体残片取样和鉴定;依搬运工蚁及其固体残片尺寸进行测量分级并称重,以分析工蚁多态性与固体食物大小的关系;采用薄层色谱法和氨基酸分析法测定嗉囊液体样品的营养成分及含量。【结果】在华南地区桑园和荒地中,红火蚁觅食工蚁搬运回巢的固体食物包括固体的动物残片和植物种子,其中动物残片属于3门7纲21个类群(包括14个昆虫目),昆虫纲动物所占比例为总固体食物的45.53%~46.10%。工蚁偏好搬运长1.400±0.043 mm~2.306±0.063 mm和宽0.723±0.028 mm~1.261±0.051 mm的固体残片,其重量在0.203~0.413 mg之间。红火蚁觅食工蚁嗉囊液体由多种氨基酸、果糖和葡萄糖组成,在桑园和荒地采集到的红火蚁嗉囊液体样本中的氨基酸总含量分别为1 544.31 mg/L和861.48 mg/L,氨基酸种类分别为33种和32种,其中31种氨基酸为共有的。【结论】华南地区桑园和荒地中,红火蚁固体食物组成均以昆虫纲动物为主;参与固体残片搬运觅食蚁的80%属于中型工蚁,搬运较大型固体残片的大型工蚁仅占5%;红火蚁工蚁嗉囊液体含有丰富的氨基酸和单糖。     

入侵我国红火蚁的三种单倍型

红火蚁Solenopsis invicta Buren是重要的经济害虫,特别是在农业和生态系统危害方面。2004年底在广东和香港的部分地区发现红火蚁入侵。本文用线粒体细胞色素氧化酶Ⅰ（CO Ⅰ）基因对境内的13个种群进行了入侵蚁巢是否独立传入进行了分析。通过对共计28个蚁巢56个体的包含904个碱基的CO Ⅰ基因分析,发现入侵中国的红火蚁中存在3种单倍型。基于未修正的配对序列变异分析表明,单倍型Ⅱ与单倍型Ⅲ之间的变异最小。而香港种群同时具有这三种单倍型,是入侵中国的红火蚁种群中多样性最丰富的地区。这三种单倍型都分别在阿根廷红火蚁种群中有记录。同源性分析显示,中国的红火蚁可能起源于阿根廷或南美洲,而香港可能是所研究种群的第一入侵地点。     

Aggressive interactions between Solenopsis invicta and Linepithema humile (Hymenoptera: Formicidae) under laboratory conditions

The Argentine ant, Linepithema humile (Mayr), and the red imported fire ant, Solenopsis invicta Buren, are natural agonists in their country of origin. Since the first report of L. humile in California in 1907 its range expanded statewide, displacing native ant species wherever it spread. Since the discovery of established populations of S. invicta in southern California in 1998, it has been restricted to discrete areas of southern California. However, as these discrete populations expand, they are encountering large populations of L. humile, which are effective competitors for available resources and are particularly aggressive in their encounters with other ant species such as S. invicta. Most Dolichoderine ants such as L. humile do not prefer to forage on baits made with defatted corn grit and soybean oil typically used in red imported fire ant control programs. Applications of these baits in areas where distributions of these species overlap might selectively affect populations of S. invicta and give L. humile a competitive advantage. Three laboratory experiments were conducted to determine the competitive outcomes between S. invicta pitted against L. humile: 1) agonistic behavior of workers in small arenas, 2) colony interactions with different population ratios, and 3) the effects of pyriproxyfen on the competitiveness of S. invicta against L. humile. Populations of S. invicta consisting of major workers killed more L. humile than did minors or a mixture of majors and minors. When paired against L. humile colonies consisting of 1,100 workers, colonies consisting of 38 S. invicta workers were easily defeated by L. humile. Colonies consisting of 450 S. invicta workers plugged their nest entrances, but they were ultimately defeated by L. humile after 13 d. The S. invicta colonies consisting of 1,100 workers took control of the bridge connecting the colonies, invaded the L. humile colony, killed the Argentine ant queens, and removed their brood. Pyriproxyfen-treated fire ant workers took significantly longer to chase the Argentine ants from a connecting bridge than did untreated fire ants. Thus, fire ant baits may have long-term effects on intercolonial aggression between S. invicta and L. humile, especially when Argentine ant populations are high in the summer.