棉蚜(Aphis gossypii)对温度和光周期适应对策的进化

棉蚜(Aphis gossypii)对温度和光周期适应对策的进化

李琳琳[1]2017年在《棉蚜对枸杞寄主的适应性研究》文中进行了进一步梳理棉蚜是一种广泛分布的多食性害虫,并具有多种寄主生物型。近年枸杞作为温性荒漠区适宜栽培的药用经济作物,在西北地区广泛种植,然而棉蚜严重危害枸杞寄主植物,造成枸杞产量与质量下降。在国内棉蚜已明确对黄瓜棉花寄主喜好,被确定为寄主生物型,例如黄瓜型、棉花型、石榴型。那么,棉蚜对枸杞寄主的适应性如何呢?研究采用形态学测定、寄主转接试验、微卫星分子标记技术等一系列方法,从微观水平至宏观水平,研究枸杞寄主上棉蚜的形态指标、生命表参数、遗传结构等方面同黄瓜型、棉花型棉蚜的差异,以期探讨棉蚜是否形成了新的寄主生物型。研究结果如下:1形态测量结果,经典则分析结果可知,不同寄主上的棉蚜在形态特征上存在明显差异,可以划分为枸杞棉蚜、黄瓜棉蚜和棉花棉蚜叁大类群。诺木洪枸杞棉蚜头宽指标大于新疆精河枸杞棉蚜,口针小于新疆精河枸杞棉蚜。2不同寄主棉蚜种群生命表研究结果,发现发育历期除了L2-L3龄期,枸杞棉蚜各虫态的发育历期均大于黄瓜和棉花寄主上的棉蚜。说明枸杞棉蚜若虫期发育较黄瓜、棉花缓慢。枸杞棉蚜生命表参数值显着低于黄瓜棉蚜生命表参数值,与棉花棉蚜生命表参数差异不明显。青海诺木洪枸杞棉蚜种群内禀增长率显着低于新疆精河种群。3寄主转接试验结果表明,枸杞、黄瓜、棉花棉蚜不能互相转接,但都能够利用马铃薯、豇豆和西葫芦,而且枸杞棉蚜对马铃薯的适应性比黄瓜、棉花棉蚜更强;而黄瓜棉蚜对西葫芦的利用能力比枸杞、棉花棉蚜强;棉花棉蚜对豇豆的适应性较枸杞、黄瓜棉蚜强。4不同寄主、地理区中枸杞棉蚜种群的遗传分化存在一定的差异。枸杞能够单独的聚类为一个分支,棉花黄瓜聚类到另一个分支。青海的所有采样点能从19个枸杞棉蚜种群中单独聚为一支,剩余来自宁夏、甘肃、新疆的枸杞棉蚜种群聚为一支。5从形态测量中,典则分析能够显着有效的将枸杞棉蚜从黄瓜型棉花型棉蚜区分开;从寄主转换中,得出枸杞棉蚜不能成功利用黄瓜与棉花寄主,黄瓜型棉花型棉蚜也得出一致结果;从遗传结构聚类分析中,看出枸杞棉蚜单独聚为一类。综合这3个方面的研究结果,明确了棉蚜对枸杞寄主具有了适应性特征,枸杞寄主上的棉蚜已经形成一种新的寄主生物型,即枸杞生物型。

贾芳曌[2]2008年在《棉蚜在花椒上的种群动态及花椒香豆素对棉蚜生化特性的影响》文中提出重庆是我国主要的青花椒生产基地,种植面积已达76万亩,居全国前列。但随着花椒生产的不断发展,病虫害发生危害日趋严重,其中以棉蚜的危害最为猖獗。本论文对花椒园内棉蚜周年发生的种群动态、不同温度下棉蚜在花椒上的生长发育以及花椒次生物质对棉蚜的抗生作用等进行了研究,并在此基础上探讨了花椒香豆素对棉蚜主要糖转移酶和解毒酶的影响。主要研究结果如下:1.花椒园棉蚜自然种群动态研究周年调查表明,棉蚜在花椒上的数量动态基本上呈“双峰形”,第一个高峰发生在5月初至6月底,另一个发生在9月份,以第一个高峰虫口数量为主,且若蚜和成蚜出现的高峰期基本一致,均在南向方位分布量最大。聚集度指标分析表明,棉蚜在越冬期平均密度较低,种群为均匀分布,在其它时段则均为聚集分布,并得出棉蚜个体群大小为4.5头;而扩散和聚集趋势分析表明,棉蚜在花椒上表现出扩散→聚集→再扩散→再聚集的趋势。并确定了不同虫口密度下的最适理论抽样数及一定防治指标下的序贯抽样模型:春蚜期T_((n))=5n±4.5709n~(1/2),伏蚜期T_((n))=50n±24.8412n~(1/2),n为序贯抽样数。2.温度对棉蚜生长发育的影响在14℃、18℃、21℃、24℃、27℃和30℃六个恒温条件下,以九叶青花椒为寄主,研究了温度对棉蚜的存活率、平均寿命及繁殖力的变化。结果表明:14℃时,若蚜存活率和成蚜产仔量最小,分别只有66.94%和13.5687头,净生殖率R_0、内禀增长率γ_m和周限增长率λ均最小。18℃时,棉蚜的成虫平均寿命最长,死亡高峰日出现最晚,随着温度上升,死亡高峰日提前,30℃时仅为5.28天。18℃~21℃时,棉蚜在花椒上的繁殖力最大,产仔量分别为35.8216头和35.0802头,随着温度上升产仔数反而下降,30℃仅为16.87头,且30℃时日产仔量曲线下降最快。21℃~24℃时棉蚜存活率最高,均达到90%以上。27~30℃高温使其发育历期缩短,而内禀增长率γ_m却显着增加,30℃时γ_m值达到0.3364,表明高温能导致短期内棉蚜种群剧增。运用净生殖率R_0来评价棉蚜在花椒上的生存和繁殖能力,得出21.7℃为最适温度。3.花椒几种次生物质对棉蚜的抗生作用采用人工营养液饲养蚜虫技术,分析花椒精油单体成分a-蒎烯、β-蒎烯和花椒香豆素对棉蚜的抗生作用。结果表明,叁种次生物质均对棉蚜有一定的抗生性。其中β-蒎烯对棉蚜的抗性作用最小,仅表现很弱的忌避性;a-蒎烯则主要在低浓度(0.015%~0.045%)时表现较强的忌避性和拒食性,当浓度升高到0.060%时抗性作用反而减小:而香豆素在低浓度时对棉蚜的抗性不明显,但在高浓度(>0.060%)对棉蚜的抗性显着增加,其中以致毒作用为主,对棉蚜的蜜露分泌也有显着影响。4.花椒香豆素对棉蚜糖转移酶系的影响通过用酶标仪测定了花椒香豆素对棉蚜主要糖转移酶活性的影响。结果表明,尽管不同浓度香豆素处理下的棉蚜淀粉酶、蔗糖酶和海藻糖酶活力和比活力随处理浓度的不同而变化,但与对照相比均无显着差异。可见,香豆素对棉蚜糖转移酶没有明显作用,说明香豆素不影响棉蚜对糖的转化和能量利用。5.花椒香豆素对棉蚜解毒酶系的影响分析了不同浓度的香豆素对棉蚜羧酸酯酶、酸性磷酸酯酶、碱性磷酸酯酶以及谷胱甘肽S-转移酶的离体抑制作用,结果表明,香豆素对这四种解毒酶均有显着的抑制作用。其中,0.06%香豆素能显着抑制棉蚜CarE的活性,抑制率达到52.55%,但随着处理浓度升高,香豆素对CarE的抑制作用反而减小;对ACP和ALP表现出的抑制作用则相对较小,而且ACP和ALP的活性均随香豆素处理浓度的升高而降低;香豆素对棉蚜GSTs的抑制作用则最强,浓度为0.02%处理时抑制率就达到了31.1%,当浓度升高到0.1%时,抑制率达到最大78.76%。可见,香豆素对棉蚜的不良影响主要是使棉蚜解毒能力下降。

刘健[3]2003年在《棉蚜(Aphis gossypii)对温度和光周期适应对策的进化》文中指出棉蚜(Aphis gossypii Glover)属同翅目(Homoptera)蚜科(Aphididae)蚜属(Aphis),能寄生74科285种植物,是一种世界性的害虫。棉蚜是我国棉花、瓜类等作物的重要害虫,其在我国多个省份均能进行危害,每年对我国的农业生产造成重要损失。进入二十世纪80年代,棉蚜更已成为我国华北及西北半干旱地区的主要害虫。1986年吐鲁番棉蚜大暴发,直接经济损失达2000万元;1988年新疆阿克苏地区棉蚜大发生,面积达450000亩,经济损失严重;1994年新疆北疆棉区棉蚜大暴发,对棉花生产造成严重损失。预计2003年棉蚜在全国的发生面积将高达6200多万亩次。 棉蚜的大发生与农药的不合理使用有着一定的关系,同时棉蚜种群较强的异质性,较大的遗传变异度以及对生态系统极强的适应能力,也都为其广泛分布、危害成灾提供了便利条件。世界性分布的害虫,其地理分布区域可能跨越不同的气候带,而不同的气候带中又存在着各异的气候条件,因而生物在生存过程中,首先要克服的便是环境问题。棉蚜在世界各地都有分布,这说明其对周围环境具有很强的适应能力,同时也可能已进化出了一套相对完善的生态适应对策,而这种生态适应对策正可能是导致其广泛成灾的内在要素,因此展开相关方面的研究显得尤为重要。本次实验通过比较研究的方法,对越南种群(YN)、海南种群(HN)、北京种群(BJ)和新疆种群(XJ)四个地理种群棉蚜的形态、生长发育参数作了系统研究;同时利用低温、短日照条件对各地理种群棉蚜进行了性蚜的诱导,主要实验结果如下: 1.光周期L:D=16h:8h,相对湿度70%条件下,设置35℃、30℃、25℃、20℃、15℃五个温度梯度,研究了四个地理种群棉蚜体型和体色的变化。结果表明,不同气候带的棉蚜其在体型和体色特征方面存在着分化。①海南棉蚜种群与北京种群和新疆种群在头宽、前足腿节长、前足胫节长、中足腿节长、中足胫节长、后足腿节长、后足胫节长和腹管长方面均存在显着差异。②棉蚜成蚜和若蚜体型有随温度降低逐渐增大的趋势。在低温15℃,越南、海南和北京种群棉蚜成蚜体表面积有随取样点纬度的升高而明显增大的趋势。③在试验温度下,各种群棉蚜由若蚜发育至成蚜过程中,绿色蚜所占比例均有所上升,即随着生长发育的进行,棉蚜体色在世代内有逐渐加深的趋势。20℃和15℃,各种群初孵若蚜中绿色蚜所占比例为0,而当其发育至成蚜后则均出现一定比例的绿色蚜。在20℃,北京种群棉蚜发育至成蚜后绿色蚜比例上升为68.89%,15℃上升为87.50%,均高于其它种群。即表现为来自高纬度地区的棉蚜种群,在低温的条件下,其体色加深的速率相对较快。 2.光周期L:D=16h:8h,相对湿度70%条件下,设置35℃、30℃、25℃、20℃、15℃五个温度梯度,应用实验种群生命表技术,比较了不同气候带棉蚜(越南种群、北京种群、新疆种群)的存活、生长发育、繁殖及内禀增长力参数的差异。结果表明:①棉蚜在15℃-30℃可正常存活,温度高达35℃则不能正常存活;②棉蚜幼虫历期种群间差异不显着,种群内有随温度降低而增长的趋势;成虫历期30℃越南种群最长,15℃新疆种群>北京种群>越南种群;③产蚜量30℃越南种群最大,15℃新疆种群>北京种群>越南种群。即15℃新疆种群、北京种群、越南种群之间,棉蚜的成虫历期和产 东北农业大学农学硕士学位论文蚜量均有随种群取样点纬度的增加而增大的趋势; 3.实验室中,18’C,L:D=8:16和L:D=10:14条件下,对越南种群(YN)、海南种群(HN)、北京种群(BJ)、新疆种群(XJ)四个地理种群的棉蚜进行了性蚜的诱导。结果表明:①经人工诱导,YN、删没有性蚜出现,而BJ、XJ出现性蚜并成功产下受精卵:②棉蚜人工诱导的总性蚜率有随产仔天数的增长而增加的趋势。 根据以上试验结果,同时结合相关报道,可得出以下结论:棉蚜在对所处环境的长期适应过程中,为了生存和种群的延续,也己相应地进化出了一系列的生态适应对策。在形态学方面,可通过采用调节体表面积和体色的对策来适应周围环境条件的变化,低纬度地区棉蚜,一般表面积较小、体色较淡;而高纬度地区棉蚜为了有效地获得生存所需的积温,一般体表面积较大、体色较深。同时在对环境的长期适应过程中,棉蚜成虫的寿命和产卵量也呈现一定程度的分化。低纬度地区地处热带常年高温,这使得生活在其中的棉蚜种群经过长期的进化作用,对高温己产生了一定的适应性,因而在高温的条件下,成虫的寿命较长,产卵量都较大;而高纬度地区的棉蚜,由于对低温的适应,反而是在低温的条件下,呈现相应的变化。在低纬度地区,由于环境条件适宜,棉蚜终生行孤雌生殖,不出现有性世代;而在高纬度地区,为了度过寒冷的冬季,棉蚜主要以有性世代产生的受精卵越冬。可以看出,棉蚜对于不同的生态环境都有其独特的适应对策,而所有这些生态适应对策,都为其广泛分布,发生危害提供了便利条件。

李亚娟[4]2016年在《青海枸杞棉蚜种群动态及其影响因素的研究》文中提出棉蚜(Aphis gossypii Glover)是枸杞的主要害虫之一,棉蚜的发生严重影响了枸杞的质量和产量,制约了枸杞产业的发展。为了研究青海棉蚜的种群动态及其影响因素,采用系统调查法对棉蚜田间季节动态进行调查,同时研究越冬场所、温度、天敌、寄主、种间竞争和种内竞争等因素对棉蚜的种群数量的影响,找出棉蚜的种群数量发生变化的原因。研究结果如下:1.棉蚜和有翅蚜的种群动态。棉蚜在4月中旬开始出现在枸杞田,9月中旬开始逐渐消失。棉蚜出现了2个高峰期,第1高峰期出现在6月底,这是棉蚜在枸杞田大量繁殖同时产生少量有翅蚜的时期,为棉蚜的扩散做准备。第2次出现在8月中旬,这个时期棉蚜的发生量最大,对枸杞的危害也最严重,是棉蚜大发生的时期。棉蚜的有翅蚜有叁个高峰期,分别出现在6月下旬、9月上旬、9月底。2.枸杞棉蚜的生物学的系统研究。棉蚜首先在嫩叶部位取食,然后向花蕾转移,接着向叶片转移。棉蚜主要以卵的形式越冬,枸杞是棉蚜产卵越冬的主要寄主,其它寄主有锦葵、藜、紫花苜蓿。棉蚜卵的孵化率很低。诺木洪地区棉蚜的最高发生代数为14代。棉蚜的天敌有草蛉、十叁星瓢虫、红蜘蛛等。3.温度对棉蚜和桃蚜的影响。棉蚜各龄期若虫的发育历期随温度的升高而缩短,30℃除外。在18~27℃下,枸杞棉蚜单雌产仔量高,为繁殖最适温区。随着的温度的升高,桃蚜的平均产仔数先上升后下降,在18℃时达到最大值。4.种间竞争对棉蚜的影响。当棉蚜和桃蚜同时存在时,由于桃蚜的取食范围的限制和温度的原因,桃蚜没有大发生。瘿螨对棉蚜的种群数量也有一定的影响。5.天敌对棉蚜的影响。随着棉蚜的数量的增加,天敌的数量也增加。室内研究结果表明,草蛉和十叁星瓢虫对棉蚜有很大的控制潜力。在理想状态下,它们的最大捕食量分别为135.14头/d、434.78头/d。种内竞争的干扰对寻找效应也有一定的影响。棉蚜的分布对天敌的捕食作用也有一定的影响。随着棉蚜数量的增加,草蛉的总捕食量也增加。6、间作覆盖物对棉蚜的影响。间作黄芪的枸杞上棉蚜数量最多,间作箭筈豌豆的枸杞上棉蚜的数量最少;覆盖物黄芪上的棉蚜数量最多,毛苕子上的棉蚜数量最少。7、种内竞争对棉蚜的影响。种内密度效应对棉蚜存在一定的负效应,棉蚜的密度制约效应相对较弱。

周生梅, 高桂珍, 吕昭智[5]2015年在《不同温度下新疆棉蚜实验种群生命表研究》文中研究表明为了探讨温度对棉蚜生命参数的影响,研究了18℃、21℃、24℃、27℃、30℃和33℃共6个温度下棉蚜的发育、存活和生殖,组建了实验种群生命表。结果表明:在18~30℃,棉蚜发育历期先缩短后延长,在27℃需要时间最短,为4.18 d;棉蚜发育起点温度为5.0℃,有效积温为92.85 d·℃。在18~30℃,随着温度升高每雌产蚜量先增多后减少,27℃时最大值为64.5头。棉蚜内禀增长率(Rm)随着温度升高先增大后减小,在27℃时最大,为0.361;在33℃棉蚜不能存活。

赵耀[6]2016年在《转基因棉对棉蚜及其天敌龟纹瓢虫的影响》文中研究指明目前,转基因作物已在全世界范围内广泛种植,转基因作物对防治靶标害虫以及减少农药使用做出了巨大贡献。但是,种植转基因作物存在一些风险,其中之一就是转基因作物对非靶标昆虫是否有潜在的威胁。转基因作物对非靶标昆虫的安全评价是转基因作物环境安全评价的重要组成部分,是转基因作物能否取得国家安全证书的必经阶段。植食性害虫棉蚜和天敌昆虫龟纹瓢虫是两种非常重要的非靶标昆虫。在本论文中,我们从以下几个方面研究了转基因棉和Bt蛋白对棉蚜和龟纹瓢虫的影响:1 Bt蛋白在“转基因棉-棉蚜-龟纹瓢虫”食物链中的传递及其通过食物链对天敌龟纹瓢虫的影响双价抗虫棉(代号ZMSJ,表达Cry1Ac/Cry2Ab蛋白)和抗虫抗除草剂棉(代号ZMKCKC,表达Cry1Ac/EPSPS蛋白)尚未在国内商业化种植,现阶段对它们的安全评价至关重要。研究发现,取食了转基因棉ZMSJ和ZMKCKC的棉蚜体内存在微量的Cry1Ac蛋白。取食转基因棉棉蚜后,龟纹瓢虫的体内也检测到了Cry1Ac蛋白,并且Cry1Ac蛋白的含量随着龟纹瓢虫取食时间的延长而增加。但是,取食了转基因棉棉蚜的龟纹瓢虫的存活率、成虫体重和产卵量没有显着性的变化。取食了转基因棉棉蚜的龟纹瓢虫的发育历期有显着性的延长,取食了ZMSJ棉蚜的龟纹瓢虫的产卵前期有显着性的延长。这些差异可能是棉蚜的营养质量下降而引起的。我们的实验结果表明,Bt蛋白可以通过食物链传递给龟纹瓢虫,并且这两种转基因棉对龟纹瓢虫的生长发育及繁殖没有不利影响。2 Bt蛋白对棉蚜的影响cry1Ah基因是转基因棉的候选Bt基因,很有希望被转入棉花而研发出新的转基因棉品种,而cry2Ab基因来源于尚未商业化种植的双价抗虫棉ZMSJ。但是,这两个基因所表达的Bt蛋白对非靶标昆虫的影响尚未阐明。棉蚜是危害棉花的重要害虫,也是一种重要的非靶标昆虫。本章研究了Cry1Ah和Cry2Ab蛋白对棉蚜生物学指标的影响以及在分子水平上棉蚜解毒和氨基酸代谢相关基因对Bt蛋白的响应。研究结果显示,Cry1Ah和Cry2Ab蛋白对棉蚜的生长发育没有不利影响,并且这两种Bt蛋白对棉蚜解毒和氨基酸代谢相关基因的表达量也没有影响。因此,我们认为Cry1Ah和Cry2Ab蛋白对棉蚜没有不利影响。3转基因棉上的棉蚜共生细菌的群落结构及多样性蚜虫的共生细菌对蚜虫的生存繁衍起着很重要的作用。转cry1Ac基因棉在中国种植了近20年的时间,但是,对转cry1Ac基因棉棉蚜的共生细菌的研究非常少。在本章中,我们运用Illumina Mi Seq平台的高通量测序技术,研究了中国北方叁省的转cry1Ac基因棉棉蚜的共生菌的群落结构及多样性。结果显示,转cry1Ac基因棉棉蚜的共生菌以初级共生菌Buchnera为主,次级共生菌Arsenophonus和Hamiltonella的相对丰度较低。据我们所知,这是首次在棉蚜中发现Hamiltonella共生菌的存在。不同的环境选择压力可能导致了河北省的转基因棉棉蚜共生菌的群落多样性要比河南山东两省的更加丰富,并且使得不同省份间的棉蚜共生菌的群落结构存在差异。4 Bt蛋白对龟纹瓢虫的影响cry1Ah和cry2Ab基因所表达的Bt蛋白对非靶标昆虫的影响尚未阐明。龟纹瓢虫是一种常见的并且种群数量丰富的天敌昆虫,也是一种重要的非靶标昆虫。本章研究了Cry1Ah和Cry2Ab蛋白对龟纹瓢虫生物学指标的影响以及在分子水平上龟纹瓢虫解毒相关基因对Bt蛋白的响应,还研究了两种Bt蛋白对龟纹瓢虫的营养利用的影响。结果表明,Cry1Ah和Cry2Ab蛋白对龟纹瓢虫的生物学指标没有不利影响。其次,两种Bt蛋白对龟纹瓢虫解毒相关基因的表达量没有造成影响。最后,两种Bt蛋白对龟纹瓢虫的营养利用也没有影响。可见,Cry1Ah和Cry2Ab蛋白对龟纹瓢虫的安全性很高,没有不利影响。

李菁[7]2007年在《棉蚜对吡虫啉抗性及其机理的初步研究》文中研究指明棉蚜Aphis gossypii Glover是重要的棉花害虫,其生物学特性使得该害虫极易对频繁使用的杀虫剂产生抗药性。报道资料显示棉蚜已对多种传统杀虫剂产生了严重的抗药性。吡虫啉自上世纪90年代初开始推广使用以来,已经成为田间防治棉蚜的主打药剂,但至今尚无田间棉蚜对此药剂产生抗性的报道。为了研究棉蚜对吡虫啉的抗性风险,及其抗性机制,本文对棉蚜进行了吡虫啉抗性的室内筛选、田间抗性的调查、抗性生化机制的研究,以及吡虫啉作用靶标基因的分子克隆。1.棉蚜对吡虫啉抗性的室内筛选以田间采集的棉蚜为原始种群,在室内进行吡虫啉药剂的抗性选育,经过25次的抗性筛选,棉蚜对吡虫啉的抗性上升了20.03倍,达中等抗性水平。在筛选过程中发现,选育初期棉蚜的抗性呈稳定增长趋势,但从第19次筛选以后,棉蚜对吡虫啉的抗性水平便稳定在20倍左右。该研究结果表明棉蚜对吡虫啉药剂的抗性发展比较缓慢,但仍具有对该药剂产生中等抗性的潜力和风险。2.不同地区棉蚜对吡虫啉等药剂的抗性调查对南京、安阳、北京和泰安四个地区的棉蚜种群进行了吡虫啉、高效氯氟氰菊酯和毒死蜱等3种药剂的抗性调查。结果发现,南京地区棉蚜对叁种药剂都属于相对最敏感的种群。相比于南京种群,安阳、北京、泰安叁地的棉蚜对吡虫啉的相对抗性倍数分别为2.21、9.53和7.63倍。与国内报道的有机磷类和菊酯类药剂的敏感基线相比,发现不同地区的棉蚜对这两种药剂都具有高水平或极高水平的抗性,仅南京种群对有机磷类为中等水平抗性。本次调查结果表明,吡虫啉仍然是对棉蚜效果最好的药剂之一,但在一些地区棉蚜确实已对吡虫啉产生了一定程度的抗性。该结果证实了抗性室内筛选得到的关于棉蚜具有对吡虫啉产生抗药性风险的结论。3.棉蚜对吡虫啉抗性的生化机理分析以室内筛选的吡虫啉抗性品系和野生敏感种群棉蚜为基础(抗性相差42.3倍),分别测定了叁种解毒酶抑制剂对吡虫啉的增效作用,并且比较了两个品系棉蚜的解毒酶活性。增效剂试验表明,TPP和PBO在两个品系中均有明显的增效作用,并且在抗性品系中的增效作用显着大于敏感品系,但DEM在两品系中均没有明显的增效作用。对两个品系解毒酶活力测定结果显示,抗性品系酯酶(EST)活性显着高于敏感品系(1.71倍),而谷胱甘肽S-转移酶(GST)的活力变化不大(1.12倍)。测定吡虫啉处理对棉蚜群体EST活力分布的影响,结果发现吡虫啉处理后群体EST分布有明显升高趋势。由此认为,棉蚜对吡虫啉的中等水平抗性主要是由于酯酶和P450单加氧酶活力升高所致,在生产上可以利用酯酶和P450单加氧酶的抑制剂来提高吡虫啉对棉蚜的防效,并延缓其抗药性发展。4.棉蚜烟碱型乙酰胆碱受体基因克隆及序列分析采用简并引物和RACE技术,成功在棉蚜中克隆出2个未报道的烟碱型乙酰胆碱受体(nAChR)α亚基基因全长和1个片段,分别命名为Aga3、Aga4和Aga5。其中Aga3基因为2314bp,开放阅读框为1776bp,编码592个氨基酸;Aga4(包括Aga4-1和Aga4-2)基因为1767bp,开放阅读框为1602bp,编码534个氨基酸;克隆得到的Aga5基因片段为840bp,编码280个氨基酸。经过同源性分析发现,棉蚜的α亚基与GenBank中登陆的其他昆虫的nAChR亚基具有很高的相似性,尤其与桃蚜Myzus persicae和麦长管蚜Sitobion avenae的各相对应亚基相似性最高,均达到90%以上。该研究结果将为进一步研究棉蚜的nAChR,以及可能出现的棉蚜对吡虫啉药剂靶标抗性的分子机制,奠定了基础。综上所述,本研究通过室内筛选确定了棉蚜对吡虫啉的抗性风险,并通过田间调查确定了部分地区棉蚜已经对吡虫啉产生了一定程度的抗性,通过抗性机理分析确定了酯酶和P450单加氧酶活力升高是棉蚜对吡虫啉抗性的主要机理,提出了在生产上利用酯酶和P450单加氧酶的抑制剂来提高吡虫啉对棉蚜的防效,并延缓其抗药性发展的合理建议。显然该研究成果对制定合理的抗性治理策略、延缓田间棉蚜抗性发展具有重要指导意义。此外本研究还克隆了棉蚜nAChR亚基新基因,为进一步研究棉蚜nAChR以及吡虫啉靶标抗性机制奠定了基础。

吴玉新[8]2007年在《蚜虫与其内共生菌Buchnera之间的系统进化关系研究》文中研究说明几乎所有的蚜虫体内都含有一种内共生菌Buchnera,这种共生菌在分类上属于和Escherichia coli非常相近的γ-proteobacterium。该共生菌存在于蚜虫腹部的专为内共生菌而特化的细胞含菌细胞(mycetocytes或bacteriocytes)的胞质中,该共生菌随亲代垂直传递给后代。蚜虫与Buchnera互利共生;Buchnera充分供给蚜虫不能从外界获得的各种营养物质,从而满足蚜虫生存和繁殖的需要;同样,Buchnera离开蚜虫也不能存活。国外学者通过分子生物学方法对一些蚜虫体内的Buchnera进行了深入研究,发现共生菌全序列基因组大大缩小,但保留了多数必需氨基酸合成的基因。正是由于Buchnera对蚜虫的重要作用,国内外学者对Buchnera开展了相关研究。国外学者对Buchnera的研究,涉及了Uroleucon sp., Acryrthosiphon pisum, Diuraphisnoxia(Kurdj),Schizaphis graminum等有限的蚜虫,这些研究通过分析这些蚜虫Buchnera及其这些蚜虫自身的系统进化,探讨了这些蚜虫Buchnera与其寄主之间的系统进化关系。但是这些研究未曾涉及桃蚜、豆蚜、棉蚜。国内学者对这叁种蚜虫Buchnera的研究很少,仅仅涉及了桃蚜的Buchnera groEL基因和16srDNA基因。这叁种蚜虫遍及中国乃至世界各地,属于多食性害虫,危害白菜、黄瓜、西红柿、茄子、豆科植物等多种蔬菜和农作物。鉴于Buchnera与蚜虫的特殊关系,对这些蚜虫体内的Buchnera开展研究非常必要。本研究首先分别探讨了这叁种蚜虫及其内共生菌Buchnera的系统进化特征,然后综合分析了这叁种蚜虫与其内共生菌Buchnera的系统进化关系。一、试验材料的采集和饲养我们选择典型的危害严重的叁种蔬菜蚜虫:桃蚜、豆蚜、棉蚜为研究对象。在实验室内分别用萝卜、菜豆、黄瓜进行饲养;各种群分别置于50×50×50的正方体铁架外罩100目双层沙网内,饲养条件为20±2℃,相对湿度60-70%。二、测定叁种蚜虫的mtDNA COⅠ/COⅡ、12S/16SrRNA以及核基因EFlalpha的序列,分析叁种蚜虫的系统进化在这部分工作中,我们通过以前的研究中采用的引物扩增了并测定了桃蚜、豆蚜、棉蚜的线粒体基因COⅠ/COⅡ、12S/16S rRNA以及核基因EFalpha的序列。每个地理种群随机抽取3~5个样本进行序列测定,以它们的一致序列为准。利用“BLAST”工具(NCBI站点)对测定的序列进行分析、DNA序列检索;用GenDoc软件进行序列同源性比较;用BioEdit软件进行序列编辑;用ClustalⅩ软件进行序列比对(alignment);比对结果输入MEGA2.0软件,采用距离法计算各样品间的遗传距离,并基于Kimura-2-Parameter模型,用邻接法(Neighbor-Joining,NJ)构建系统发育树,通过自展1000次检验获得系统树分支的置信度。比较测定的这些基因序列,结果发现,四个地理种群的桃蚜的COⅠ/COⅡ、12S/16SrRNA和EFlalpha基因序列差异非常小,相似性高达99%。而桃蚜和棉蚜的COⅠ/COⅡ、EFlalpha的这些基因序列相似性为90%左右;桃蚜和豆蚜的COⅠ/COⅡ、EFlalpha基因序列的相似性分别为近85%、近90%,豆蚜和棉蚜的COⅠ/COⅡ、EFlalpha的相似性分别为过85%、近93%。但是,两种蚜虫的12S/16SrRNA基因序列的相似性则基本达95%。分析这些序列构建的系统发育树,我们可以发现,桃蚜与麦双尾蚜的亲缘关系最近。豆蚜和棉蚜的亲缘关系最近,它们又与麦二叉蚜关系最近。叁、测定并分析Buchnera的trpB、dnaN、trpEG的序列,分析叁种蚜虫Buchnera的系统进化首先,我们通过Buchnera的基因探讨了这叁种蚜虫体内共生菌Buchnera的系统进化。具体来说,我们根据GenBank登录的Uroleucon sp.、Acryrthosiphon pisum、Rhopalosiphum padi以及Schizaphis graminum等已知蚜虫的Buchnera trpB、dnaN、trpEG的基因片段序列,利用Primer Premier 5.0 (http://www.premierbiosoft.com/primerdesign)软件设计引物,扩增了并测定了桃蚜、豆蚜、棉蚜内共生菌Buchnera的trpB、dnaN、trpEG的基因片段序列。每个地理种群随机抽取3~5个样本进行序列测定,以它们的一致序列为准。利用“BLAST”工具(NCBI站点)对测定的序列进行分析、DNA序列检索;用GenDoc软件进行序列同源性比较;用BioEdit软件进行序列编辑;用ClustalⅩ软件进行序列比对(alignment);比对结果输入MEGA2.0软件,采用距离法计算各样品间的遗传距离,并基于Kimura-2Parameter模型,用邻接法(Neighbor-Joining,NJ)构建系统发育树,通过自展1000次检验获得系统树分支的置信度。比较获得的这些基因序列,结果发现,四个地理种群的桃蚜的trpB、dnaN、trpEG基因序列差异很小;而桃蚜与豆蚜、桃蚜与棉蚜之间的trpB、dnaN、trpEG基因序列差异非常明显,豆蚜与棉蚜的这叁段序列差异相对小一些。由trpB,dnaN、trpEG的基因片段序列构建的系统树可以发现,四个地理种群桃蚜的trpB、dnaN基因序列均处于同一支序,它们又与麦双尾蚜的相应基因序列形成一个分支,即桃蚜和麦双尾蚜的Buchnera的亲缘关系最近;并且桃蚜Buchnera的两个染色体基因trpB、dnaN的系统进化与其质粒基因trpEG的进化关系一致,即桃蚜的质粒基因trpEG可能随其Buchnera垂直传递。而豆蚜和棉蚜的trpB、dnaN基因序列总是处于一个支序,关系最近,但是豆蚜和棉蚜所在的这一亚支序的在系统树中的所处的分支变化不定,因此,我们只能认为豆蚜和棉蚜的Buchnera的亲缘关系最近,至于两者又与已知的其它何种蚜虫的Buchnera的亲缘关系最近不能确定。豆蚜和棉蚜的trpEG基因序列处于紧紧相邻的分支,并且这两个相邻的分支所处的大分支与trpB、dnaN基因序列所处的分支也不一样,所以它们的Buchnera trpEG基因是否随Buchnera垂直传递,则不能十分确定。四、蚜虫与其内共生菌Buchnera之间的系统进化关系分析蚜虫与其内共生菌Buchnera之间的系统进化关系研究很少,本研究通过比较桃蚜、豆蚜、棉蚜及其内共生菌Buchnera的系统进化特征,揭示了这叁种蚜虫与其内共生菌Buchnera的系统进化关系。我们发现,桃蚜与其Buchnera的进化关系一致均与麦双尾蚜的亲缘关系最近,即桃蚜与其Buchnera是协同进化的。豆蚜、棉蚜与其内共生菌Buchnera可能不是严格协同进化的。所以我们认为不同蚜虫与其内共生菌Buchnera的进化关系可能不同,这一结论与前人的研究也是吻合的。这一工作不仅弥补了这叁种蚜虫与其内共生菌Buchnera之间的进化关系空白,同时有助于我们在了解这些蚜虫Buchnera的系统进化特征的基础上,进一步全面地了解了这叁种蚜虫的内共生菌Buchnera。综上所述,本研究首次对桃蚜、豆蚜、棉蚜内共生菌Buchnera的系统进化进行了报道,并初步探讨和分析了这叁种蚜虫与其内共生菌Buchnera的系统进化关系,该工作对于我们进一步研究这些蚜虫Buchnera的其它特性以及这些蚜虫的次生共生菌都有重要的指导意义。

高雪[9]2008年在《寄主专化型棉蚜的周年繁殖对策》文中认为棉蚜是一种世界性的多食性害虫,由于要适应不同分布区域的各类生态条件,其种群的变异与分化已相当明显。蚜虫的生活史特征(即周年繁殖对策)中存在有性和无性繁殖,并且不同蚜虫种类在繁殖对策上发生了分化,形成了不同生活史类型。现有的研究表明,蚜虫的生活史多样性往往与其所处的地理纬度有关,而没有明确寄主植物是否对生活史有影响。由此,本文以寄主专化型,棉花型和瓜型棉蚜为对象,在有性世代诱导与筛选、抗寒力测定、寄主利用能力评价以及染色体变异等方面,详细阐述了寄主专化型棉蚜在周年繁殖策略上的分化,以期进一步研讨蚜虫生活史的进化及寄主专化性的形成与保持机制。主要结果如下:采用低温和短光照组合(18℃,L:D=8:16)分别对棉花型和瓜型棉蚜进行有性世代的诱导,比较两寄主专化型棉蚜产生有翅蚜、雄性母、雌性母及无翅孤雌蚜的能力。两寄主专化型棉蚜在产生有性世代能力上存在显着差异,表现为棉花型棉蚜在诱导条件下产生有翅蚜、雄性母和雌性母的比率显着高于瓜型棉蚜,并且雌、雄性母蚜产生的时间明显早于瓜型棉蚜。瓜型棉蚜在诱导条件下产生无翅孤雌蚜的比率显着高于棉花型棉蚜。产生性母蚜的棉花型和瓜型棉蚜均可同时生产孤雌胎生后代。寄主型与诱导时间长短对棉蚜有性世代的产生存在互作作用。采于田间的棉花和黄瓜上的棉蚜也表现为棉花上的易产生有性世代,在诱导的第2代中产生性母蚜的比率显着高于黄瓜上棉蚜,并且性母蚜比率在诱导的第2代与第3代间无显着差异;但黄瓜上的棉蚜性母蚜产生比率第3代明显高于第2代。采用室内性蚜诱导方法,对棉花型和瓜型棉蚜大量克隆进行连续多世代的有性世代诱导,发现了瓜型棉蚜种群存在明显的周年繁殖对策(生活史)上的分化,种群由专性孤雌生殖品系(OCU,在诱导条件下仅能进行孤雌生殖,不能产生有性世代)、产雄孤雌品系(MCU,在诱导条件下进行孤雌生殖的同时,仅产生雄性蚜,无雌性蚜产生)及兼性孤雌品系(CU,在诱导条件下既有性蚜产生,也有孤雌蚜产生)所组成。而棉花型棉蚜种群中在诱导条件下仅有产生性蚜的完全周期品系CO存在。通过筛选得到了以上四种繁殖对策品系。对棉花型与瓜型棉蚜的不同繁殖对策品系的抗寒性测定表明,棉花型棉蚜孤雌胎生蚜与瓜型棉蚜孤雌胎生蚜的过冷却点和结冰点存在显着差异,瓜型棉蚜孤雌胎生蚜的过冷却点和结冰点显着低于棉花型棉蚜。瓜型专性孤雌棉蚜的过冷却点和结冰点显着低于棉花型全周期棉蚜、瓜型产雄孤雌蚜和瓜型兼性孤雌蚜。瓜型专性孤雌蚜明显具备以成蚜越冬的潜力。通过寄主转接的方法研究了不同繁殖对策系对不同夏寄主的利用情况,研究发现各繁殖对策系均不能直接利用番茄、甜瓜和豇豆等寄主,表现为仔蚜死亡率很高,并且不能繁殖后代建立种群,但均能利用南瓜寄主,并且以瓜型棉蚜产雄孤雌品系对南瓜寄主的利用能力最强,而以棉花型完全周期型品系最弱。瓜型产雄孤雌品系能直接在棉花寄主上存活与产生后代建立种群,但瓜型兼性孤雌品系却难以直接在棉花上建立种群。在对黄瓜寄主的利用能力上,表现为以瓜型专性孤雌品系最强,瓜型兼性孤雌品系次之,而瓜型产雄孤雌品系最弱。寄主专化型棉蚜的不同繁殖对策系对寄主利用能力上存在一定的分化,瓜型产雄孤雌品系可利用的寄主相对要比专性孤雌品系及兼性孤雌性品系广。在南瓜或西葫芦上连续多代培养,能明显增强棉花型全周期繁殖对策品系棉蚜对南瓜或西葫芦的适应力;但瓜型产雄孤雌品系对南瓜的利用能力不随培养世代的增多而变化,瓜型专性孤雌品系对西葫芦的利用能力也不随培养世代的增多而变化。在南瓜和西葫芦上的经历不会改变四种繁殖对策品系对其原始培养寄主的利用,并且以棉花型完全周期品系对棉花寄主利用最好,瓜型专性孤雌品系对黄瓜寄主利用最好。采用涂片染色法分析寄主专化型棉蚜不同繁殖对策系的染色体组型,结果表明,在棉花型棉蚜完全周期品系、瓜型棉蚜兼性孤雌品系、瓜型棉蚜专性孤雌品系和瓜型棉蚜产雄孤雌品系中染色体存在明显的多态现象,染色体数目有2n=8和2n=9两种;从染色体形态上可以看出,四种繁殖对策系存在染色体结构上的异变,表现为有2n=8正常核型、2n=8 A1和A3易位核型,2n=8 A1和A2易位核型,及2n=9核型。在不同繁殖对策品系棉蚜细胞中,各核型出现的频次不同,正常核型均占绝对优势,A1和A3易位、A1和A2易位核型在瓜型专性孤雌品系及瓜型兼性孤雌品系中所占比例高;瓜型兼性孤雌品系与瓜型专性孤雌品系中还存在少量2n=9的核型,而在棉花型棉蚜完全周期品系及瓜型棉蚜产雄孤雌品系中并没有发现。综上所述,寄主专化型棉蚜存在周年繁殖对策上的明显分化,并且各繁殖对策系在抗寒力、寄主利用等生态适应力及染色体组型上发生了一定程度上的变异。

张润志[10]2016年在《危害枸杞的棉蚜Aphis gossypii Glover》文中研究指明棉蚜Aphis gossypii Glover是一种常见害虫,主要危害次生寄主棉花、玉米、大豆、西瓜、黄瓜、南瓜、茄子、西葫芦、月季、核桃、丁香、金橘等,也危害原生寄主石榴、花椒、木槿和鼠李等。危害枸杞的蚜虫种类多为棉蚜,无翅孤雌蚜体型宽椭圆形,活体淡墨绿色,腹管黑色,玻片标本腹

参考文献:

[1]. 棉蚜对枸杞寄主的适应性研究[D]. 李琳琳. 青海大学. 2017

[2]. 棉蚜在花椒上的种群动态及花椒香豆素对棉蚜生化特性的影响[D]. 贾芳曌. 西南大学. 2008

[3]. 棉蚜(Aphis gossypii)对温度和光周期适应对策的进化[D]. 刘健. 东北农业大学. 2003

[4]. 青海枸杞棉蚜种群动态及其影响因素的研究[D]. 李亚娟. 青海大学. 2016

[5]. 不同温度下新疆棉蚜实验种群生命表研究[J]. 周生梅, 高桂珍, 吕昭智. 干旱区研究. 2015

[6]. 转基因棉对棉蚜及其天敌龟纹瓢虫的影响[D]. 赵耀. 华中农业大学. 2016

[7]. 棉蚜对吡虫啉抗性及其机理的初步研究[D]. 李菁. 南京农业大学. 2007

[8]. 蚜虫与其内共生菌Buchnera之间的系统进化关系研究[D]. 吴玉新. 南京农业大学. 2007

[9]. 寄主专化型棉蚜的周年繁殖对策[D]. 高雪. 南京农业大学. 2008

[10]. 危害枸杞的棉蚜Aphis gossypii Glover[J]. 张润志. 应用昆虫学报. 2016

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棉蚜(Aphis gossypii)对温度和光周期适应对策的进化
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