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黑蚱蝉胚胎发育和幼期形态变化

昆虫学报 2024年第2期67卷 270-283页

作者：周金瑞魏琮西北农林科技大学植物保护学院植保资源与病虫害治理教育部重点实验室杨凌712100

【目的】本研究旨在揭示黑蚱蝉Cryptotympana atrata胚胎期的发育过程和共生菌在胚胎中的分布,确定若虫龄期数,明晰相关器官的形态发生过程以及若虫的形态变化(分化)与生境和寄主植物营养条件的相关性。【方法】通过野外采集和实验室人... 详细信息

【目的】本研究旨在揭示黑蚱蝉Cryptotympana atrata胚胎期的发育过程和共生菌在胚胎中的分布,确定若虫龄期数,明晰相关器官的形态发生过程以及若虫的形态变化(分化)与生境和寄主植物营养条件的相关性。【方法】通过野外采集和实验室人工饲养获得黑蚱蝉各发育阶段样本,采用光学显微镜和电子显微镜观察胚胎的发育,测量、分析不同龄期若虫的形态变化。【结果】黑蚱蝉的卵为长条形,表面具网状纹饰,卵孔位于距后极约1/4处。在胚胎发育初期,共生细菌Candidatus Sulcia muelleri(Sulcia)和类酵母共生真菌(yeast-like fungal symbionts, YLS)在卵的后极呈球状聚集;胚胎发育至约72 h后,新形成的胚带逐渐陷入卵黄中发育,共生菌球逐渐移动至前极,并进入附近宿主细胞;腹部分节后,共生菌球定殖于第6-8腹节背侧。发育至约第55天时进入滞育状态越冬,滞育期约为130 d。在胚胎发育早期,上唇节附肢从基部逐渐愈合,并与前唇基愈合形成复合结构。上颚节附肢不断延伸,形成上颚口针;下颚节附肢在胚胎发育早期即分化为外侧和内侧两个凸起,随后分别发育为近端的下颚板(后来又逐渐消失)和远端的口针。下唇节附肢在胚胎发育早期成对存在,之后愈合为一体,发育为喙管。发育至约第200天时,在第1腹节两侧出现胚足带,但发育至约第210天时随着胚胎翻转而逐渐退化。前若虫头部无齿突,胸、腹部具大量齿突,有助虫体破壳孵化;发育至约第245天时,一些胚胎开始孵化。若虫有5个龄期,各龄期除虫体不断增长外,复眼、触角、翅芽、胸足、生殖节等发生一系列形态变化,尤其是3对胸足的形态和功能分化最为显著。中足和后足细长,适于支撑和平衡身体;前足粗壮,腿节宽扁并逐渐形成齿梳,胫节镰刀状,具端齿、副齿和中叶,适于挖掘隧洞和固定于植物根系上取食。此外,1-4龄若虫均出现腹部膨大(Ⅰ型)和不膨大(Ⅱ型)两种类型个体,但5龄若虫无明显形态分化;以长势旺盛寄主植物柳树Salix babylonica和紫花苜蓿Medicago sativa为食的1龄若虫腹部形态分化早,以长势较差寄主为食的1龄若虫形态分化较迟,腹部不膨大个体比膨大个体进入2龄更早,且进入2龄后最初均为不膨大型个体。【结论】在黑蚱蝉胚胎发育过程中,由Sulcia和YLS组成的共生菌球从卵的后极移动至前极,最后定殖于第6-8腹节;上颚口针为基颚突起源,下颚口针为端颚突起源;黑蚱蝉若虫具5个龄期,幼期阶段的形态(功能)特化与其长期在地下隐蔽生活及羽化后的生态位转变密切相关,并与寄主植物的营养供给条件相关。

关键词：半翅目头喙亚目形态发育同源性共生菌

云贵川地区条形柄锈菌小麦专化型群体遗传分析

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菌物学报 2024年

作者：张志博刘迪刘瀚铮张思玥赵璟琛张吉光李宇翔胡小平商文静西北农林科技大学植物保护学院植保资源与病虫害治理教育部重点实验室农业农村部西北黄土高原作物有害生物综合治理重点实验室

云贵川地区是我国小麦条锈病的常发区，明确我国云贵川地区条形柄锈菌小麦专化型Puccinia striiformis f. sp. tritici遗传结构和菌源交流关系，对该地区及流行区小麦条锈病的防治具有重要意义。本研究以2022年采自云南、贵州和四川的20... 详细信息

云贵川地区是我国小麦条锈病的常发区，明确我国云贵川地区条形柄锈菌小麦专化型Puccinia striiformis f. sp. tritici遗传结构和菌源交流关系，对该地区及流行区小麦条锈病的防治具有重要意义。本研究以2022年采自云南、贵州和四川的203株条形柄锈菌小麦专化型菌株为试验材料，利用25对KASP-SNP引物完成基因型分析。根据KASP-SNP分子数据进行遗传聚类分析结果表明，贵州西部群体与云南中部群体分布更相似，遗传距离更近。群体遗传结构分析表明除四川盆地群体外，其他群体的遗传结构相似。主成分判别分析进一步说明四川盆地群体相对独立，与其他群体菌源交流较少，除四川盆地群体外的各群体之间存在频繁的菌源交流。群体遗传分化分析显示四川盆地群体与云南东北部-凉山州群体FST最大，为0.043，两者遗传差异最大。贵州西部群体与云南中部群体遗传分化程度最低，为0.003。通过基因流分析显示，各群体之间基因流(Nm)均大于4，表明各群体之间存在频繁的基因交流。遗传多样性分析表明四川盆地群体与贵州西部群体遗传多样性水平较高，香农信息指数分别为0.527和0.487。本研究证明我国云贵川地区内部既存在频繁的菌源交流，又存在相对独立的地区，云南和贵州的条形柄锈菌小麦专化型可能作为1个大群体在我国小麦条锈病菌的传播中发挥作用。

关键词：条形柄锈菌小麦专化型 KASP-SNP 群体遗传云贵川地区

麦长管蚜唾液腺铁结合蛋白SaFer1功能研究

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昆虫学报 2024年

作者：胡戈洋刘德广西北农林科技大学植物保护学院植保资源与病虫害治理教育部重点实验室农业农村部西北黄土高原作物有害生物综合治理重点实验室

【目的】本研究旨在探索麦长管蚜Sitobion avenae唾液蛋白SaFer1在蚜虫取食过程中的功能，明确其对蚜虫-植物互作的影响。【方法】以麦长管蚜唾液腺转录组数据为基础，克隆麦长管蚜SaFer1的cDNA全长序列，进行生物信息学分析；利用RT-q... 详细信息

【目的】本研究旨在探索麦长管蚜Sitobion avenae唾液蛋白SaFer1在蚜虫取食过程中的功能，明确其对蚜虫-植物互作的影响。【方法】以麦长管蚜唾液腺转录组数据为基础，克隆麦长管蚜SaFer1的cDNA全长序列，进行生物信息学分析；利用RT-qPCR检测SaFer1在不同发育阶段(1-4龄若蚜和无翅成蚜)、无翅成蚜不同组织(头、胸部、腹部、唾液腺、中肠和胚胎)、不同翅型(无翅和有翅)成蚜及取食不同食料（小麦和人工饲料）的1-4龄若蚜和无翅成蚜中的表达量；利用烟草瞬时表达系统探究SaFer1蛋白功能及亚细胞定位；利用酵母分泌系统验证SaFer1信号肽功能；通过RNAi沉默无翅成蚜中的SaFer1，计算存活率和日均产蚜量，利用昆虫刺探电位仪检测无翅成蚜对小麦的取食行为EPG参数，利用RT-qPCR检测SaFer1被RNAi后麦长管蚜取食3 d时小麦叶片中防御相关基因(ROS相关基因NOX和SOD、水杨酸通路相关基因PAL及茉莉酸通路相关基因AOS和FAD)的表达量。【结果】麦长管蚜SaFer1(GenBank登录号：PP760384)cDNA长1212 bp，ORF全长675 bp，编码224个氨基酸残基，蛋白质相对分子质量为25.5 kD，等电点为6.20，N端具有信号肽，该蛋白与大戟长管蚜Macrosiphum euphorbiae中未命名蛋白(GenBank登录号：CAI6358877.1)同源性最高。RT-qPCR结果显示，SaFer1在麦长管蚜各发育阶段均有表达，属于组成型表达基因，并在无翅成蚜肠道和唾液腺中高表达。SaFer1能够抑制由促凋亡蛋白BAX(Bcl-2 associated X protein)诱导产生的本氏烟叶片坏死现象；SaFer1定位于本氏烟叶片细胞膜与细胞核上；SaFer1信号肽具有分泌活性。与对照组(dsGFP)相比，沉默SaFer1使得麦长管蚜日均产蚜量显著降低，取食过程中E1波时长显著降低，F波及G波时长显著增加，NOX、SOD、PAL、AOS和FAD7的表达量显著上调。【结论】麦长管蚜唾液蛋白SaFer1属于效应蛋白，在麦长管蚜与寄主植物互作中能通过抑制寄主的防御反应来帮助该蚜虫取食，提高该蚜虫适合度，在蚜虫-寄主互作中发挥重要作用。

关键词：麦长管蚜唾液蛋白植物防御效应子铁结合蛋白 RNAi

果生刺盘孢致病关键转录因子CfCrzA的功能

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菌物学报 2024年第1期43卷 45-57页

作者：卢一鸣刘广利杨文睿梁晓飞孙广宇张荣西北农林科技大学植物保护学院旱区作物逆境生物学国家重点实验室、植保资源与病虫害治理教育部重点实验室、农业农村部西北黄土高原作物有害生物综合治理重点实验室陕西杨凌712100

由果生刺盘孢Colletotrichumfructicola引起的苹果炭疽叶枯病是我国苹果上的一种新病害。前期通过组学分析发现一个在侵染早期表达的转录因子CfCrzA,本研究拟明确其在果生刺盘孢生长发育和致病中的作用。生物信息学分析显示,CfCrzA为刺... 详细信息

由果生刺盘孢Colletotrichumfructicola引起的苹果炭疽叶枯病是我国苹果上的一种新病害。前期通过组学分析发现一个在侵染早期表达的转录因子CfCrzA,本研究拟明确其在果生刺盘孢生长发育和致病中的作用。生物信息学分析显示,CfCrzA为刺盘孢属保守基因。采用同源重组方法获得2个敲除突变体。表型分析显示,突变体ΔCfCrzA与野生型WT生长速率无明显差别;致病性测定显示,ΔCfCrzA对苹果叶片和果实致病力显著下降。玻璃纸接种试验显示ΔCfCrzA孢子萌发率降低26%±3%,附着胞形成率降低43%±1%;叶片组织学观察发现ΔCfCrzA附着胞形成率降低60%±1%,但侵染泡囊和初生菌丝形成不受影响。培养发现ΔCfCrzA对细胞壁胁迫相关SDS的敏感性显著提升。这些结果表明转录因子CfCrzA为果生刺盘孢的关键致病因子,主要通过影响分生孢子萌发、附着胞形成等影响其致病力。

关键词：果生刺盘孢苹果转录因子C2H2 炭疽叶枯病

西花蓟马对双尾新小绥螨捕食土耳其斯坦叶螨能力的影响

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应用昆虫学报 2024年第3期61卷 594-605页

作者：胡恒笑母凯琴方晨唐思琼苏杰张建萍石河子大学农学院新疆绿洲农业病虫害治理与植保资源利用重点实验室石河子832000

【目的】为探究在利用双尾新小绥螨Neoseiulus bicaudus Wainstein控害土耳其斯坦叶螨Tetranychus turkestani(Ugarov et Nikolskii)时,西花蓟马Frankliniella occidentalis(Perganda)的存在是否会对其捕食能力产生影响。【方法】以土耳其斯坦叶螨各个螨态(卵、幼螨、若螨、雌成螨)与西花蓟马Ⅰ龄若虫分别以20︰1、10︰1以及5︰1共存(以只有土耳其斯坦叶螨的处理为对照),评估双尾新小绥螨在西花蓟马Ⅰ龄若虫存在下对土耳其斯坦叶螨捕食能力的变化。【结果】西花蓟马的存在不会改变双尾新小绥螨对土耳其斯坦叶螨的功能反应类型,捕食螨对各处理中目标猎物的功能反应类型仍符合功能Ⅱ型。与对照相比,土耳其斯坦叶螨各螨态分别与西花蓟马5︰1共存时,双尾新小绥螨对叶螨卵和幼螨的攻击系数(a)显著降低,处理时间(T_(h))显著减少、对叶螨若螨和雌成螨的处理时间(T_(h))显著增加(P<0.05)。西花蓟马存在下,双尾新小绥螨对土耳其斯坦叶螨的取食率受到叶螨螨态的显著影响(P<0.05)。取食偏好指数D值显示,随着土耳其斯坦叶螨密度以及西花蓟马存在比例的增大,双尾新小绥螨对叶螨卵的偏好增强,对雌成螨的偏好降低。【结论】土耳其斯坦叶螨与西花蓟马5︰1共存时,西花蓟马的存在会影响双尾新小绥螨对土耳其斯坦叶螨的捕食能力。

关键词：双尾新小绥螨功能反应非目标猎物生物防治

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中国蚊蝎蛉科三新种记述(长翅目)

Entomotaxonomia 2024年第2期46卷 116-125页

作者：何乐乐张洁吴玥灵花保祯植保资源与病虫害治理教育部重点实验室西北农林科技大学植物保护学院昆虫博物馆陕西杨凌712100

本研究发现并描述采自中国贵州省和广东省的蚊蝎蛉属2新种和地蚊蝎蛉属1新种。其中观音山蚊蝎蛉Bittacus guanyinshanicus ***.的主要鉴别特征是雄性载肛突上瓣基部膨大,中部缢缩,阳茎叶较长,侧面近纺锤形。长带蚊蝎蛉Bittacus longifas... 详细信息

本研究发现并描述采自中国贵州省和广东省的蚊蝎蛉属2新种和地蚊蝎蛉属1新种。其中观音山蚊蝎蛉Bittacus guanyinshanicus ***.的主要鉴别特征是雄性载肛突上瓣基部膨大,中部缢缩,阳茎叶较长,侧面近纺锤形。长带蚊蝎蛉Bittacus longifasciatus ***.翅面具1较大暗棕色带状斑。黑毛地蚊蝎蛉Terrobittacus nigrosetus ***.具明显暗黑色背中带,雄性上生殖瓣腹缘基部密生黑色长刚毛。

关键词：蚊蝎蛉属地蚊蝎蛉属分类中国

大麦黄矮病毒BYDV-GAV RT-RPA检测体系的建立及应用

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植物病理学报 2024年

作者：张艺林杨明王岩滨郝兴安旱区作物逆境生物学国家重点实验室植保资源与病虫害治理教育部重点实验室农业农村部西北黄土高原作物有害生物综合治理重点实验室西北农林科技大学植物保护学院

为实现大麦黄矮病毒-GAV(barley yellow dwarf viruses-GAV, BYDV-GAV)的早期快速检测，以BYDVGAV CP基因序列为模板，设计筛选了RT-RPA扩增引物及LFD探针，建立了RPA检测方法，对恒温扩增条件进行了优化，进一步评估了RT-RPA检测方法... 详细信息

为实现大麦黄矮病毒-GAV(barley yellow dwarf viruses-GAV, BYDV-GAV)的早期快速检测，以BYDVGAV CP基因序列为模板，设计筛选了RT-RPA扩增引物及LFD探针，建立了RPA检测方法，对恒温扩增条件进行了优化，进一步评估了RT-RPA检测方法的灵敏度和特异性，并开展了田间样品的检测分析。结果显示，引物GAV-RPA-F4/R4和GAV-RPA-F6/R6可高效扩增BYDV-GAV，分别配合GR-nfo-pb4和GR-nfo-pb6探针，可实现侧向层析试纸条检测。最佳反应体系为50.0μL:MgAc 2.5μL,RPA Buffer 29.5μL，上、下游引物(10mmol·L-1)各2.4μL,cDNA 2.0μL,RNase-free ddH2O 11.2μL；最优反应条件为37℃扩增25 min，采用PCR仪进行扩增。该检测方法稳定性好，最低检测阈值和RT-PCR方法一致，均为2.3×10-2ng·μL-1(6.03×106copies·μL-1)，可特异性检出BYDV-GAV，对BYDV-PAV、BYDV-GPV、小麦矮缩病毒(wheat dwarfvirus,WDV)、小麦蓝矮植原体(wheat bluedwarf,WBD)等引起黄化矮缩类症状的小麦病原无交叉反应。田间小麦样品检测发现BYDV-GAV带毒率较高，叶片表现黄化症状的疑似黄矮样品中BYDV-GAV检出率为57.8%(11/19)。表明所建立的RT-RPA检测方法可用于田间小麦BYDV-GAV的早期快速检测。

关键词：大麦黄矮病毒重组酶聚合酶扩增快速检测

细胞凋亡在麦长管蚜获取和传播大麦黄矮病毒过程中的调控作用

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昆虫学报 2024年 2-14页

作者：廖奕钦柴瑞瑞刘池平罗晨胡祖庆西北农林科技大学植物保护学院作物抗逆与高效生产全国重点实验室植保资源与病虫害治理教育部重点实验室农业农村部西北黄土高原作物有害生物综合治理重点实验室

[目的]探明细胞凋亡在麦长管蚜Sitobion avenae传播大麦黄矮病毒(barley yellow dwarf virus,BYDV) GAV株系(BYDV-GAV)过程中的调控作用。[方法]采用qPCR法检测携带和未携带BYDV-GAV麦长管蚜成蚜体内细胞凋亡关键基因胱天蛋白酶家族基因... 详细信息

[目的]探明细胞凋亡在麦长管蚜Sitobion avenae传播大麦黄矮病毒(barley yellow dwarf virus,BYDV) GAV株系(BYDV-GAV)过程中的调控作用。[方法]采用qPCR法检测携带和未携带BYDV-GAV麦长管蚜成蚜体内细胞凋亡关键基因胱天蛋白酶家族基因Caspase-1和Caspase-3,凋亡抑制蛋白基因IAP-1和IAP-2的表达量,并采用原位末端标记法(TdT-mediated dUTP nick and labeling,TUNEL)检测上述麦长管蚜成蚜中肠和唾液腺组织细胞凋亡水平;分别在人工饲料中添加细胞凋亡抑制剂Ac-DEVD-CHO和Caspase-1特异性激活剂PAC-1饲喂麦长管蚜后,在其获毒和传毒的不同时间段利用qPCR法检测成蚜体内Caspase-1的表达量和BYDV-GAV CP拷贝数,并利用RT-PCR法检测其传播BYDV-GAV的效率;通过在人工饲料中添加dsRNA沉默麦长管蚜成蚜基因Caspase-1和IAP-1后,测定不同时间段沉默效率和基因沉默对麦长管蚜成蚜适合度的影响,同时测定麦长管蚜成蚜获毒和传毒时体内BYDV-GAV CP拷贝数和传毒效率。[结果]与健康麦长管蚜成蚜相比,携带BYDV-GAV的麦长管蚜成蚜体内Caspase-1表达量显著提高,IAP-1和IAP-2表达量显著降低,且中肠组织中凋亡细胞百分率显著提高;与饲喂溶剂二甲基亚砜(dimethyl sulfoxide,DMSO)的对照相比,饲喂激活剂PAC-1的麦长管蚜成蚜在获毒和传毒过程中体内Caspase-1相对表达量显著升高,BYDV-GAV CP拷贝数均显著降低,且传毒效率也显著降低;与饲喂dsGFP的对照相比,饲喂dsCaspase-1和dsIAP-1的麦长管蚜成蚜体内Caspase-1和IAP-1分别在第3天时沉默效率达到最大值,分别为80.63%和71.91%,并对麦长管蚜成蚜适合度无显著影响,且饲喂dsCasase-1的麦长管蚜成蚜获毒时体内BYDV-GAV CP拷贝数显著升高。[结论]麦长管蚜感染BYDV-GAV后,可促进其体内细胞凋亡水平,使其作为先天免疫抑制蚜虫获取和传播BYDV-GAV。本研究的结果为揭示介体-植物病毒的互作机制及通过干预介体细胞凋亡从而阻断植物病毒病流行这一新思路提供了理论依据。

关键词：麦长管蚜 BYDV-GAV 细胞凋亡病毒传播基因沉默

陕西省兴平市玉米田草地贪夜蛾的发生动态及关键防治技术

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植物保护学报 2024年第3期51卷 619-628页

作者：董金慧宋梁栋李方向王忠娣牛晓萍南江磊成卫宁西北农林科技大学植物保护学院植保资源与病虫害治理教育部重点实验室陕西杨凌712100 兴平市植保植检站陕西兴平713100 西安市农业技术推广中心西安710061

为明确草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda在陕西省关中地区的种群消长动态,筛选适合当地的抗虫玉米品种和高效防治药剂,于2020—2022年连续3年在兴平市玉米田采用性诱捕器监测其发生动态,采用植株受害5级法评估其对8个当地主栽玉米品种... 详细信息

为明确草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda在陕西省关中地区的种群消长动态,筛选适合当地的抗虫玉米品种和高效防治药剂,于2020—2022年连续3年在兴平市玉米田采用性诱捕器监测其发生动态,采用植株受害5级法评估其对8个当地主栽玉米品种的为害及产卵选择,同时测定7种不同类型杀虫剂对当地种群卵和3龄幼虫的毒力及田间防效。结果表明,2020年和2021年草地贪夜蛾在兴平市的成虫始见期为6月中旬,2022年为7月下旬,连续3年的终见期均为11月上旬,高峰期均为8月下旬至9月下旬;其中在2021年的发生量最大,为212头/诱捕器。成虫产卵对玉米品种和叶片部位具有选择性,其中在郑单958上所产卵块数显著低于华农887,在叶片背面所产卵块数显著高于叶片正面。供试玉米品种中秦龙14和郑单958受害较轻,播后25~35 d平均受害级别均低于2.0;正大12和纪元1号受害最重,平均受害级别介于2.5~3.4之间。供试药剂中,5.7%甲维盐对草地贪夜蛾卵的毒力最高,LC50为5.03 mg/L,其次为60 g/L乙基多杀菌素和10%虫螨腈,二者LC_(50)介于25.81~32.27 mg/L之间;5.7%甲维盐、60 g/L乙基多杀菌素和50 g/L虱螨脲对幼虫的毒力较强,三者LC_(50)介于0.14~0.63 mg/L之间。施用5.7%甲维盐、60 g/L乙基多杀菌素和50 g/L虱螨脲后3~10 d对草地贪夜蛾的田间防效最好,为92.34%~99.12%;其次为200 g/L氯虫苯甲酰胺和150 g/L茚虫威,药后3~10 d的田间防效为85.67%~92.09%。表明陕西省主栽玉米品种秦龙14和郑单958对草地贪夜蛾有一定抗性,5.7%甲维盐和60 g/L乙基多杀菌素对当地种群卵和幼虫的毒力最高且田间防效最好。

关键词：草地贪夜蛾种群动态玉米品种抗性杀虫剂毒力田间防效