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油茶是我国重要的木本油料树种,也是典型的异花虫媒授粉植物,其结实率相当大程度上依赖于传粉昆虫.本文综述了我国油茶传粉昆虫的研究现状,总结了油茶传粉昆虫群落多样性及优势类群、访花行为及授粉功能;分析了当前应用传粉昆虫的困境及初步解决途径.针对当前研究在传粉昆虫化学生态与生理代谢机制认知、野生蜂人工繁育技术以及栖息地定量监测与效益评估等方面存在的瓶颈,本文提出未来应深入挖掘传粉昆虫与油茶的互作机制,攻克优势野生蜂的人工繁育技术并构建多蜂种协同授粉体系,同时建立传粉服务供给评估模型与生境调控体系.以期为油茶传粉昆虫的后续研究提供参考.
油茶传粉昆虫昆虫行为学生境保护远缘杂交物种多样性
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目的 鉴定鳞翅目昆虫马铃薯块茎蛾中的 PoE93 基因,以期对 PoE93 的生物学功能进行准确预测.方法 为了预测 PoE93 在马铃薯块茎蛾幼虫发育中的生物学功能,从该虫中鉴定出 PoE93 基因,并对其进行生物信息学分析、时空表达谱分析和 20 E 诱导表达分析.结果 PoE93 存在两个亚型(PoE93X1 和 PoE93X2).PoE93X1 全长2 301 bp,编码 766 个氨基酸;PoE93X2 全长 2 181 bp,编码 726 个氨基酸.两者编码蛋白均具有两个昆虫 E93 典型的 psq-type HTH 保守结构域.进化树分析显示 PoE93 和棉红铃虫等鳞翅目昆虫聚为一支,进化关系更近;qRT-PCR 检测不同龄期和组织结果显示 PoE93 在马铃薯块茎蛾幼虫变态前后(4 L 末-预蛹-蛹期)和肠道中高表达,且 20 E 处理可诱导其表达.结论 PoE93 可能在 20 E 信号调控幼虫变态发育和肠道重塑过程中发挥重要作用.
马铃薯块茎蛾PoE93 基因鉴定时空表达
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[背景]丛枝菌根真菌(arbuscular mycorrhizal fungi,AMF)与根系形成的共生体系能够提升植物对生物胁迫的抗性.然而,目前关于 AMF 调控茶树抵御害虫方面的研究鲜见报道.[目的]探究灰茶尺蠖(Ectropis grisescens)幼虫取食菌根化茶苗叶片后内源茉莉酸的响应机制.[方法]以'皖茶 4 号'茶苗为材料,接种根内根孢囊霉(Rhizophagus intraradices)并进行灰茶尺蠖取食处理,测定茶苗生物量、幼虫体重变化、叶片内源茉莉酸与蛋白酶抑制剂含量、相关防御酶活性以及茉莉酸相关基因的表达水平.[结果]接种 AMF 显著降低茶苗根冠比和灰茶尺蠖幼虫体重增加比例,并显著调控茉莉酸信号通路相关基因的表达及提高脂氧合酶(lipoxygenase,LOX)和苯丙氨酸解氨酶(phenylalanine ammonia-lyase,PAL)活性.双因素方差分析显示,AMF 对部分茉莉酸合成与信号转导相关基因(lox1,lox2,lox6,lox7,aos1,aos2,aoc,coi1a)具有显著主效应;皮尔逊相关分析揭示茉莉酸通路关键基因(aos2,lox6,lox7,coi1a,jaz4)的表达量与幼虫体重增加量呈显著正相关.[结论]AMF 主要通过调控茉莉酸信号通路相关基因的表达,以及提升 LOX 和 PAL 等抗虫相关酶活性,增强茶树对灰茶尺蠖的抗性.本研究为阐释 AMF 诱导茶树抗虫的分子机制提供了基础理论依据.
丛枝菌根真菌灰茶尺蠖茉莉酸抗虫性
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森林病虫害防治是维护森林生态安全的重要环节.本文梳理了营林措施、生物防治、物理与机械防治及基于信息素等行为调控技术.营林措施通过抗性树种选育、林分结构调控和生态系统管理提升森林自身抗病虫能力;生物防治涵盖天敌昆虫、病原微生物、鸟类及其他动物控害和植物源杀虫剂,环境兼容性较好;物理与机械防治包括饵木诱杀、灯光诱杀、色板诱杀、树干涂白及防虫网阻隔等,适用于病虫害发生初期或局部区域;基于信息素的行为调控技术可用于害虫监测与种群调控,并可与其他措施协同.各类技术各有适用条件,实际应用中宜根据气候区、林分类型和病虫害发生特点合理配置,以提升森林病虫害可持续治理水平,维护森林生态安全.本文为森林病虫害绿色防控技术选择与应用提供参考.
森林病虫害生态防治生物防治营林措施综合治理
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二化螟作为水稻常发性害虫,世代重叠和抗药性问题突出,其在江南稻区持续暴发成灾.本文系统梳理其灾变机制与绿色防控技术的研究进展.研究发现耕作制度、农事操作、药剂抗性等因素是二化螟灾变的主要原因.在我国大部分地区二化螟已对双酰胺类、大环内酯类及有机磷类杀虫剂产生了中高水平抗性,湖南、江西尤为严重.机制研究表明,过量表达解毒代谢酶系及靶标突变是二化螟对杀虫剂产生中高水平抗性的主要原因,而Bt毒素作用机制涉及中肠受体识别与肠道微生物的参与.水稻与二化螟的互作研究同样取得重要突破,发现幼虫口腔分泌物、排泄物可激活茉莉酸信号通路,其产卵行为亦能触发水稻早期预警并释放挥发物驱避成虫、吸引天敌,而粳稻通过茉莉酸甲酯与维生素B1协同调控保幼激素而表现出更强抗性.生防领域实现了稻螟赤眼蜂与球孢白僵菌的协同增效,突破了营养调控与低温储存的扩繁瓶颈,并证实保留非作物生境有助于维持天敌多样性.生态防控明确了性信息素微量组分在种间隔离中的关键作用,揭示香根草通过VzTPS9合成雪松醇诱集产卵形成"死胡同"效应,阐明了硅素调控多胺代谢增强抗虫性及蝙蝠超声波抑制产卵的新路径,同时利用RNAi技术已完成从靶标筛选到纳米递送的完整研发链条.基于以上灾变机理认知及防控技术研发,通过集成深水灭蛹、低茬收割、绿肥轮作、生态防控等源头控害措施,结合智能性诱、高光谱遥感等监测预警技术,区域药剂配方库精准施药等措施构建区域适配的全程绿色防控体系.未来需坚持防控窗口前移"种苗期防早、破口期防准"的核心策略,实现从被动应对向主动预防的根本转变.
二化螟杀虫剂抗性暴发机制绿色防控
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针对我国农作物病虫害绿色防控的产业需求,基于国家重点研发计划"病虫害物理消杀机理与防控新产品研发"项目研究进展,本文聚焦水稻、蔬菜、果树等农作物重要病虫,综述了害虫趋光行为机理、灯光诱捕节律及内在机制、新型辐照源X-射线辐照致实蝇雄虫不育的机理;系统梳理了精准、高智能化水平的害虫光/色诱控关键技术,及其系列物理防控新技术和新产品,总结了水稻、柑橘和设施蔬菜(番茄、黄瓜)全生育期重要病虫害高效精准物理防控技术模式.上述技术模式在湖南、福建、山东、北京等地示范推广辐射面积86 700公顷次,示范区化学农药用量减少20％以上,经济、社会和生态效益显著.相关研究成果为我国水稻、蔬菜、果树等农作物重大病虫害的绿色防控提供了关键技术与产品,也为持续创新病虫害物理消杀机理与防控新技术新产品奠定了基础.
农业病虫害物理防治光/色诱控物理阻隔辐射不育
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水稻是我国重要的口粮作物和战略性基础粮食,其生产安全直接关系到国家粮食安全与社会稳定.近年来,随着种植结构调整、栽培措施变革和气候条件变化,水稻主产区的病虫害频发,但病虫害演替规律和致害机理不清,传统防控手段面临严峻挑战,亟须健全绿色防控技术体系.本文基于"十四五"国家重点研发计划"重大病虫害防控综合技术研发与示范"重点专项青年科学家项目实施以来的研究进展,围绕水稻病毒-寄主-媒介昆虫三元互作网络,阐述当前我国水稻病毒病害防控面临的关键问题,系统解析了多种水稻病毒致病蛋白(如SRBS-DVSP8蛋白、RSVP2蛋白和RSMVM蛋白)的保守空间结构特征及其共同靶向寄主茉莉酸、水杨酸和赤霉素信号通路的共性分子机制,揭示不同类型水稻病毒通过协同操纵寄主激素信号网络抑制广谱抗病毒免疫的致病策略.在此基础上,进一步挖掘并功能验证了多个具有应用潜力的广谱抗病毒新靶点,包括植物源凝集素蛋白Os-ChtBL1、光系统Ⅰ亚基OsPsaL及JA信号相关转录因子OsMYB4P和OsRAV15.本文在总结上述研究基础上,对未来发展方向进行展望,以期为水稻广谱抗病毒分子设计育种及绿色防控技术创新提供重要理论依据和实践新路径.
水稻病毒茉莉酸信号绿色防控免疫机制
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为深入解析重大农业入侵害虫苹果蠹蛾Cydia pomonella在我国扩散蔓延规律不明、跨区域扩张机制不明等关键科学问题,"十四五"国家重点研发计划"重大农业入侵生物扩张蔓延机制与高效防控技术研究"项目将苹果蠹蛾作为主要研究对象,组织全国优势科研力量,开展联合攻关,取得了系列优秀成果.本文全面梳理和总结了该项目5年来围绕苹果蠹蛾所取得的成果.在扩散蔓延规律方面,国内苹果蠹蛾的发生区域呈扩大趋势,扩散蔓延规律呈"核心发生区基本稳定、跨区域点状新增"的格局;种群遗传分化明显,整体可分为东北、西北2个分支,表明我国苹果蠹蛾种群可能来自2个不同的入侵来源;进一步分析发现,其在我国跨区域传播扩张受内禀优势、寄主、气候、杀虫剂、种间关系等多因子影响.在暴发成灾机制方面,明确了1对成虫成功交配就能产生足够多的后代以满足种群延续和扩张,表明该物种具有极强的小种群维持能力;揭示了嗅觉受体与普通气味结合蛋白介导苹果蠹蛾对寄主和配偶的精准嗅觉识别机制,解析了以细胞色素P450为核心的寄主植物次生物质适应分子机制,为深入理解该物种在复杂化学环境中实现寄主定位与种间识别的协同进化策略提供了理论依据;从解毒代谢与繁殖策略双维度揭示了苹果蠹蛾适应环境胁迫和种间竞争的协同进化机制,为解析入侵害虫暴发成灾的生态适应性规律及发展可持续靶向防控策略提供了重要理论基础;进而研发了靶向化学感受体的性信息素类似物,创制了基于RNA干扰的纳米农药以及新的病毒生防菌株和制剂等一系列绿色防控新技术和产品.综上,该项目研究成果全面阐明了苹果蠹蛾入侵扩散与暴发成灾的多维机制,不仅丰富了入侵生物学与化学生态学理论,更为构建基于行为调控、生物防治与精准施药的区域性绿色防控技术体系提供了关键靶点与实用产品,对保障我国苹果产业安全及生物安全具有重大战略意义.
苹果蠹蛾扩散蔓延成灾机制种群适应性高效防控
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自然界的昆虫自带独特行为表征,潜藏与生俱来的数学思维,蜂巢的六边形几何构造是极具代表性的例子.这种结构能缩减物料消耗、合理调配空间资源,承载着昆虫演化中沉淀的数理素养,契合自然规律与几何底层逻辑.观测剖析蜂巢构造,能窥见昆虫在无意识的生存行为中,依托几何原理适配生存场景的内在逻辑.
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[目的]竹笋基夜蛾(Kumasia kumaso)是南方笋用竹林重大钻蛀性害虫,幼虫隐匿于笋内取食为害,化学防治存在局限性.明确该虫性信息素活性组分及其雄蛾电生理、行为响应,可为性信息素监测与绿色防控技术研发提供依据.[方法]采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)解析雌蛾性腺体粗提物组分;利用触角电位仪(electroantennogram,EAG)测定雄蛾对候选组分的电生理反应;借助Y型嗅觉仪开展室内趋向行为测定;在早竹(Phyllostachys violascens)林地开展水盆诱捕试验,评价不同配方诱芯林间引诱效果.[结果]鉴定得到顺-9-十四碳烯-1-醇(Z9-14:OH)与顺-11-十六碳烯-1-乙酸酯(Z11-16:Ac)为竹笋基夜蛾性信息素活性组分,腺体内部天然比例为41∶59;EAG结果显示,二元混合物诱发的触角电位显著高于单一组分,存在明显协同增效;室内Y型管测定表明二元混合物对雄蛾趋向引诱活性最强;林间诱捕证实41∶59配比二元诱芯诱捕效果最优,平均诱捕量显著高于单一组分与雌蛾腺体粗提物.[结论]Z9-14:OH与Z11-16:Ac按41∶59配比是竹笋基夜蛾高效性信息素配方,具备林间监测应用潜力;EAG 电生理结果必须结合室内行为与林间试验才能客观评价信息素生物活性.
竹笋基夜蛾性信息素GC-MS触角电位Y型嗅觉仪林间诱捕
