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不同环境因子对蝗虫群落功能性状多样性海拔分布格局的影响

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环境昆虫学报 2024年

作者：袁一凡卢志兴张翔李巧陈又清西南林业大学中国林业科学研究院高原林业研究所国家林业和草原局资源昆虫培育与利用重点实验室

性状特征是物种与生态系统关系的具体体现，探究物种功能性状多样性的海拔格局是揭示生物多样性空间分布格局和形成机制的重要研究内容。海拔梯度下以气候和土地利用变化等环境因子是影响蝗虫群落分布格局及构建机制的重要因素，当前蝗... 详细信息

性状特征是物种与生态系统关系的具体体现，探究物种功能性状多样性的海拔格局是揭示生物多样性空间分布格局和形成机制的重要研究内容。海拔梯度下以气候和土地利用变化等环境因子是影响蝗虫群落分布格局及构建机制的重要因素，当前蝗虫群落的功能性状垂直分布格局的系统研究任然非常缺乏。本研究于2022年6月至9月，在金沙江流域永仁地区1 200～2 400 m海拔范围内开展调查，基于设置84样地中使用扫网法捕获的蝗虫数据，利用线性和二次回归模型探索并比较了蝗虫功能性状（个体大小、相对翅长、体色、生活型、食性）的群落加权平均性状多样性指数沿海拔梯度的分布特征，并使用随机森林模型解析海拔梯度下气候、土壤、植被生产力和土地利用变量对蝗虫性状多样性垂直分布格局的影响。结果显示：（1）中等个体大小、禾草型食性的性状多样性沿海拔梯度呈显著的“U”型分布格局；短翅型相对翅长和绿色型体色性状多样性沿海拔梯度呈显著的线性递减分布格局；兼食型食性的性状多样性沿海拔梯度呈显著的单峰型分布格局。（2）功能丰富度指数、功能均匀度指数、功能离散度指数沿海拔梯度均呈显著的线性递减趋势。（3）随机森林模型分析结果表明，蝗虫不同性状对环境因子响应程度不一致，草地面积占比、NDVI植被归一化指数、水蒸气压是较多性状的共同关键解释因子。综上，金沙江干热河谷地区，蝗虫功能性状多样性海拔格局存在差异，不同自然环境梯度和土地利用类型分布是主要影响因子。本研究结果可为金沙江干热河谷地区生物多样性保护和生态恢复提供理论基础。

关键词：生物多样性功能性状海拔分布格局干热河谷

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周期性羽化昆虫形成机制

生态学报 2024年第11期44卷 4478-4488页

作者：张宇凡王小艺佛山市林业科学研究所佛山528222 中国林业科学研究院森林生态环境与自然保护研究所国家林业和草原局森林保护学重点实验室北京100091

当昆虫类群表现为长生命周期k(k>1)年时,成虫的羽化表现为非周期性、周期性和过渡周期性3种形式。非周期性即为成虫每年均羽化,周期性即为成虫每k年才羽化1次,过渡周期性为非周期昆虫逐渐进化为羽化周期性的必经阶段,不同年份羽化的同... 详细信息

当昆虫类群表现为长生命周期k(k>1)年时,成虫的羽化表现为非周期性、周期性和过渡周期性3种形式。非周期性即为成虫每年均羽化,周期性即为成虫每k年才羽化1次,过渡周期性为非周期昆虫逐渐进化为羽化周期性的必经阶段,不同年份羽化的同生群在密度上产生了显著差异,形成了小同生群和优势同生群。自然界中表现出完全羽化周期性的昆虫种类是较少的,但由于其高种群密度的成虫同步性羽化现象,对比非周期性昆虫更易暴发成灾。为明确周期性昆虫演化进程并为林区虫害防控提供理论指导,总结了周期性昆虫的种类和生活特性,不同年间的气候异质性、自然灾害、扩散到未分布区域、天敌、种间和种内竞争等因素均有可能成为过渡周期现象形成的最初驱动力,生活史延长、寄主-天敌互作、低温驱动效应、天敌不敏感-捕食者饱足效应、种间和种内竞争等是促使昆虫羽化周期性形成的可能机制。在林区管理实践中,应提前评估害虫羽化周期性产生的趋势和程度。当成虫表现出完全羽化周期性,应在集中羽化年份内采取见效快的综合防控策略,降低唯一同生群密度至经济阈值以下。当成虫表现出过渡周期性,应加大优势同生群防治力度、降低小同生群防治频率,以及采取天敌林间释放和保育技术以平衡天敌对目标害虫的不同发育阶段种群的控制作用大小,遏制或减缓天敌-寄主互作驱动下的周期性演化进程,逐渐实现由过渡周期阶段向非周期性的逆转。当成虫表现出非周期性,应减少专化性天敌的释放和针对害虫特定阶段的防治措施使用频率,优先选择作用于所有发育阶段且致死率不存在显著差异的防治手段,避免因人为干扰产生的周期性演化和进一步的成灾。

关键词：周期性昆虫进化假说过渡周期现象成灾林区管理

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保山市主要草地类型蝗总科昆虫群落多样性

草业科学 2024年

作者：王玉林蒋华张翔卢志兴李巧陈又清西南林业大学林学院中国林业科学研究院高原林业研究所国家林业和草原局资源昆虫培育与利用重点实验室保山市林业和草原技术推广站

草地蝗总科昆虫多样性及其影响因素研究对草地利用、有害生物管理及当地生物多样性保护具有重要意义。为了探究保山市草地蝗总科昆虫群落分布特点及其影响因素，分别于2022年4月和10月采用网扫法调查了当地7种典型草地类型的蝗总科昆虫... 详细信息

草地蝗总科昆虫多样性及其影响因素研究对草地利用、有害生物管理及当地生物多样性保护具有重要意义。为了探究保山市草地蝗总科昆虫群落分布特点及其影响因素，分别于2022年4月和10月采用网扫法调查了当地7种典型草地类型的蝗总科昆虫群落。研究结果显示：共采集蝗总科昆虫2075头42种；蝗总科昆虫在热性草丛（14.00±1.05）及热性灌草丛（14.00±1.05）中发生物种数最多，在山地草甸（4.00±0.58）中发生的物种数最少；以僧帽佛蝗（Phlaeoba infumata）、疣蝗（Trilophidia annulata）、短额负蝗（Atractomorpha sinensis）、黑股车蝗（Gastrimargus nubilus）、长翅板胸蝗（Spathosternum prasiniferum prasiniferum）以及西藏竹蝗短翅亚种（Ceracrinae xizangensis brachypennis）等较为常见；热性草丛和热性灌草丛蝗总科昆虫群落结构明显不同于其余草地类型；模型拟合结果显示，随着植物Shannon指数的增加，蝗总科昆虫物种丰富度显著下降（F=3.015，P昆虫物种丰富度显著增加（F=4.200，P昆虫物种丰富度显著高于10月份(Kruskal-Wallis test χ2=83.13，P研究结果表明，保山市蝗虫主要分布在热性草丛和热性灌草丛中，与两种生境较低的植物多样性，较高的温度、降雨量密切相关。

关键词：直翅目蝗总科群落多样性区域尺度保山地区

基于MaxEnt模型的云南干热河谷适生树种选择

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生态学报 2024年第9期44卷 3689-3707页

作者：谢孟张学星罗燕马永鹏李伟杨琳祥柳文赵培仙李正红马宏中国林业科学研究院高原林业研究所昆明650233 南京林业大学风景园林学院南京210037 云南省林业和草原科学院昆明650204 元谋县林业和草原局元谋651300 云南省极小种群野生植物综合保护重点实验室中国科学院昆明植物研究所昆明650201 云南吉成园林科技股份有限公司弥勒652399 国家林业和草原局资源昆虫培育与利用重点实验室昆明650233

基于MaxEnt模型识别和预测云南干热河谷适生树种,对于改善和恢复其生态治理能力具有重要意义。收集40种具有代表性的潜在适生树种地理分布数据,结合气候、地形和土壤等环境因子,利用MaxEnt模型筛选适生树种。预测当前和2021—2040年四... 详细信息

基于MaxEnt模型识别和预测云南干热河谷适生树种,对于改善和恢复其生态治理能力具有重要意义。收集40种具有代表性的潜在适生树种地理分布数据,结合气候、地形和土壤等环境因子,利用MaxEnt模型筛选适生树种。预测当前和2021—2040年四种气候情景下(SSP126、SSP245、SSP370和SSP585)适生树种适生区的分布格局,划分优先种植区域,并明确MaxEnt模型用于树种选择的可行性。结果表明:(1)当前气候情景下,影响干热河谷潜在适生树种分布的主导因子是气候因子,其次是海拔、植物归一化指数、地表太阳辐射量和人类足迹。(2)未来,24种适生树种适生区稳定,发生概率与海拔关系呈单峰分布且高海拔下适生树种丰富度将降低。(3)干热河谷适生树种优先种植区域沿干热河谷呈狭长分布;实际调查发现,元谋县适生树种实际分布区域面积略高于最佳种植区域面积。应用MaxEnt模型筛选干热河谷适生树种选择是可行的,但在应用之前必须通过实地调查来验证树种实际生存情况与预测结果的差异。在干热河谷生态修复造林时,可优先考虑白枪杆、车桑子等24种树种。

关键词：云南干热河谷 MaxEnt模型气候变化树种选择优先种植区

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适宜高钙环境的桑种质资源筛选

西南大学学报(自然科学版) 2024年第10期46卷 90-98页

作者：范伟孔秋月胡杰刘洋赵爱春西南大学资源昆虫高效养殖与利用全国重点实验室/蚕学与系统生物学研究所国家林业和草原局重庆黔江荒漠生态系统定位观测研究站

桑树是一种兼具经济效益和生态效益的树种，适宜在石漠化地区推广种植.高钙是石漠化地区土壤的重要特征之一，也是限制植物生长发育的主要因素之一.因此，了解我国大面积栽植的不同杂交桑品种的高钙耐受性，并筛选耐高钙胁迫的品种具有... 详细信息

桑树是一种兼具经济效益和生态效益的树种，适宜在石漠化地区推广种植.高钙是石漠化地区土壤的重要特征之一，也是限制植物生长发育的主要因素之一.因此，了解我国大面积栽植的不同杂交桑品种的高钙耐受性，并筛选耐高钙胁迫的品种具有重要意义.以7个杂交桑品种幼苗为材料，研究不同桑树品种在高钙胁迫下的生理生化响应，并通过隶属函数法综合评价各品种的耐钙胁迫特性.结果表明：不同桑树品种在高钙胁迫下生长受到显著抑制，脯氨酸质量分数显著上升，而品种间抗氧化酶响应胁迫的模式存在差异.基于隶属函数值，聚类分析发现丰驰和桂桑优62为强高钙耐受品种，粤桑11和桂桑优12为中等高钙耐受品种，塘10×伦109、桂桑6和桂桑优2为高钙敏感品种.

关键词：桑树石漠化高钙胁迫品种筛选隶属函数

基于年龄-龄期两性生命表分析阿维菌素对松褐天牛肿腿蜂的亚致死效应

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昆虫学报 2024年 1-8页

作者：李飞何树林周操陈再炎徐杉李旭东章冰川重庆师范大学生命科学学院重庆师范大学昆虫与分子生物学研究所媒介昆虫重庆市重点实验室

[目的]阿维菌素是林业系统中常用的杀虫剂之一。该研究旨在探究阿维菌素对天敌昆虫——松褐天牛肿腿蜂Sclerodermus alternatusi的亚致死效应。[方法]采用微量点滴法,测定阿维菌素对松褐天牛肿腿蜂成蜂的毒力,并用亚致死剂量LD10(3.20×... 详细信息

[目的]阿维菌素是林业系统中常用的杀虫剂之一。该研究旨在探究阿维菌素对天敌昆虫——松褐天牛肿腿蜂Sclerodermus alternatusi的亚致死效应。[方法]采用微量点滴法,测定阿维菌素对松褐天牛肿腿蜂成蜂的毒力,并用亚致死剂量LD10(3.20×10-5μg/头)和LD30(8.86×10-5μg/头)阿维菌素处理松褐天牛肿腿蜂雌成蜂,观察其F1代的发育历期、繁殖力、存活率及雌、雄成蜂寿命等参数的变化,并组建年龄-龄期两性生命表。[结果]与空白对照（未做任何处理）相比,LD10和LD30剂量阿维菌素处理均能显著缩短松褐天牛肿腿蜂雄成蜂寿命,但对卵、幼虫及蛹的历期无显著影响,但LD10剂量阿维菌素处理还显著延长了松褐天牛肿腿蜂雌成蜂寿命。同时,LD10和LD30剂量阿维菌素处理下松褐天牛肿腿蜂F1代雌成蜂的平均单雌产卵量较空白对照组分别升高了24.70%和64.56%。此外,F1代种群参数结果表明,LD10和LD30剂量阿维菌素处理使松褐天牛肿腿蜂平均世代周期（T）均显著延长,分别较空白对照组增加了7.01%和4.38%,但是对内禀增长率（r）与周限增长率（λ）无显著影响;LD10剂量阿维菌素处理后松褐天牛肿腿蜂净增殖率（R0）较空白对照组显著增加。[结论]亚致死剂量的阿维菌素会抑制松褐天牛肿腿蜂后代的存活率,同时也能显著促进后代雌成蜂产卵量,对后代种群增长无显著影响,阿维菌素是一个较为理想的林业害虫防治药剂。

关键词：松褐天牛肿腿蜂阿维菌素亚致死效应年龄-龄期两性生命表繁殖力

日本落叶松SNP和InDel位点及其所在抗生物胁迫基因挖掘

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林业科学研究 2024年第05期 54-64页

作者：王昕昊邢俊霞史胜青杨玲李万峰林木遗传育种全国重点实验室国家林业和草原局林木培育重点实验室中国林业科学研究院林业研究所林木遗传育种全国重点实验室东北林业大学

[目的 ]挖掘日本落叶松SNP和InDel位点及其所在抗生物胁迫基因，为日本落叶松分子育种提供分子标记和候选基因。[方法 ]使用158份来自中国、日本和英国地区的日本落叶松转录组数据，首先进行分子标记位点的鉴定和分类，随后比较了活动... 详细信息

[目的 ]挖掘日本落叶松SNP和InDel位点及其所在抗生物胁迫基因，为日本落叶松分子育种提供分子标记和候选基因。[方法 ]使用158份来自中国、日本和英国地区的日本落叶松转录组数据，首先进行分子标记位点的鉴定和分类，随后比较了活动期和休眠期基因的表达水平，最后将带有可靠分子标记的差异表达基因进行功能注释。[结果 ]本研究共鉴定到515 935个SNP位点和1 056个InDel位点，它们分布在35 827个基因上。通过比较不同地区的位点数量，推测日本地区的日本落叶松遗传多样性较为丰富。至少在50份转录组中出现的非同义突变SNP位点有6 444个，InDel位点为10个，它们分布在3 742个基因上，可以作为可靠的分子标记进行利用。活动期和休眠期的转录组比较后，发现带有可靠分子标记的2 569个基因差异表达；GO注释后发现其中101个基因与植物对真菌、细菌、卵菌、病毒、昆虫和线虫的抗性反应有关。[结论 ]这些结果不仅为日本落叶松全基因组关联分析和全基因组选择育种提供了分子标记，也为利用转基因和基因编辑手段进行遗传育种提供了候选基因。

关键词：日本落叶松分子标记抗性基因转录组

日本落叶松SNP和InDel位点及其所在抗生物胁迫基因挖掘

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林业科学研究 2024年

关键词：日本落叶松分子标记抗性基因转录组

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皂角豆象成虫触角转录组及嗅觉相关基因分析

昆虫学报 2024年第8期67卷 1039-1049页

作者：彭启艳潘秀奎张苏芳武承旭杨茂发贵州大学林学院贵阳550025 中国林业科学研究院森林生态环境与自然保护研究所国家林业和草原局森林保护学重点实验室北京100091 贵州大学昆虫研究所贵州省山地农业病虫害重点实验室贵阳550025 贵州大学烟草学院贵阳550025

【目的】本研究旨在建立皂角豆象Megabruchidius dorsalis雌雄成虫触角转录组数据库,挖掘皂角豆象嗅觉相关基因。【方法】采用高通量测序平台Illumina HiSeq对皂角豆象雌雄成虫触角进行转录组测序、序列组装、功能注释及差异表达基因分... 详细信息

【目的】本研究旨在建立皂角豆象Megabruchidius dorsalis雌雄成虫触角转录组数据库,挖掘皂角豆象嗅觉相关基因。【方法】采用高通量测序平台Illumina HiSeq对皂角豆象雌雄成虫触角进行转录组测序、序列组装、功能注释及差异表达基因分析;通过qRT-PCR技术测定和验证皂角豆象雌雄成虫触角中部分高丰度表达基因的表达量。【结果】皂角豆象雌雄成虫触角转录组共获得42 053条unigenes, N50长度为2 066 bp。与NR, Swiss-Prot, Pfam, eggNOG, GO和KEGG六大公共数据库比对共注释到18 039条unigenes(占43.57%),其中注释到NR数据库的unigenes数量最多,为17 687条;注释到KEGG数据库的unigenes数量最少,为9 779条。依据注释信息分析,鉴定出183个皂角豆象候选嗅觉相关基因,包括25个气味结合蛋白(odorant binding protein, OBP)基因、 3个化学感受蛋白(chemosensory protein, CSP)基因、 126个气味受体(odorant receptor, OR)基因(包括125个典型OR基因和1个非典型OR基因)、 8个离子型受体(ionotropic receptor, IR)基因、 18个味觉受体(gustatory receptor, GR)基因和3个感觉神经元膜蛋白(sensory neuron membrane protein, SNMP)基因。通过比较皂角豆象雌雄成虫触角转录组,共筛选出357个差异表达基因,其中包含8个OR基因和1个IR基因;这357个差异表达基因中,152个基因在雌性触角中高表达,205个基因在雄性触角中高表达。此外,qRT-PCR验证结果显示,6个嗅觉相关基因(MdorCSP3,MdorIR2,MdorIR6,MdorGR10,MdorSNMP2和MdorSNMP3)在皂角豆象雌成虫触角中高表达,4个嗅觉相关基因(MdorOBP15,MdorOBP22,MdorORco和MdorGR8)在雄成虫触角中高表达。【结论】本研究获得了皂角豆象成虫触角转录组数据,并鉴定筛选出候选嗅觉相关基因,结果为进一步研究皂角豆象的基因功能及嗅觉感受机制奠定分子基础。

关键词：皂角豆象触角转录组高通量测序嗅觉相关基因 qRT-PCR

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