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马铃薯块茎蛾对不同品种马铃薯块茎的适应性分析
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| 张梦迪,闫俊杰,高玉林 |
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中国农业科学
2021,54(3
):536
-546. DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2021.03.008
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【目的】马铃薯块茎蛾（Phthorimaea operculella）是马铃薯上的重要害虫,严重影响马铃薯的产量和品质。明确马铃薯块茎蛾对不同品种块茎的适应性,为马铃薯抗性品种筛选以及制定有效的害虫综合治理策略提供依据。【方法】以目前生产上商业化推广的4个马铃薯品种（夏波蒂、龙薯4号、龙薯12号、克新17号）块茎为试验材料,采用年龄-阶段特定两性生命表,测定不同品种块茎上马铃薯块茎蛾的发育历期和种群参数,以评价马铃薯块茎蛾在不同品种上的适应性。【结果】取食不同品种块茎的马铃薯块茎蛾幼虫期、蛹期和雌成虫寿命存在显著差异。其中取食克新17号的马铃薯块茎蛾幼虫期（15.18 d)和蛹期（8.10 d）相较于取食其他3个品种（夏波蒂、龙薯4号、龙薯12号）长,而雌成虫寿命（8.46 d）较短。另外,取食同种品种块茎的马铃薯块茎蛾雄成虫寿命普遍高于雌成虫。取食不同品种块茎的马铃薯块茎蛾单雌产卵量存在显著差异,取食夏波蒂（235.06粒）和龙薯4号（254.48粒）的马铃薯块茎蛾单雌产卵量显著多于取食克新17号（165.71粒）。取食不同品种块茎的马铃薯块茎蛾内禀增长率（r）、周限增长率（λ）、净增殖率（R0）和平均世代时间（T）等种群参数存在极显著差异。其中取食克新17号的马铃薯块茎蛾的r、λ、R0值（r=0.108,λ=1.125,R0=26.513）均显著低于其余3个品种,T值（30.28）显著高于其余3个品种。在幼虫选择性取食试验中,1龄马铃薯块茎蛾幼虫尤为偏好龙薯4号和夏波蒂,对克新17号选择性最低, 并随着龄期的增长,选择性逐渐降低。【结论】马铃薯块茎蛾对不同品种薯块的适应性不同,在夏波蒂和龙薯4号上适应性较好,龙薯12号次之,克新17号种群建立水平最低。在马铃薯块茎蛾危害严重区域,可以考虑选择种植马铃薯块茎蛾适应性较低的品种,作为田间抑制马铃薯块茎蛾种群的一个重要策略。
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数据和表丨
参考文献丨
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不同性别和交配状态的马铃薯块茎蛾对马铃薯挥发物的触角电位反应
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| 李祥,张小娇,肖春,董文霞 |
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中国农业科学
2021,54(3
):547
-555. DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2021.03.009
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摘要
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【目的】探明不同性别和交配状态的马铃薯块茎蛾（Phthorimaea operculella）对寄主植物（马铃薯）挥发物的电生理反应的差异,为利用化学生态手段防治马铃薯块茎蛾提供参考。【方法】利用触角电位技术（electroantennogram,EAG）,测定未交配雌蛾、交配雌蛾、未交配雄蛾3种不同生理状态的马铃薯块茎蛾对马铃薯块茎和植株释放的16种挥发性化合物(包括6种脂肪族化合物:1-辛烯-3-醇、丁醇、庚醛、辛醛、壬醛、癸醛;4种芳香族化合物:苯乙醇、苯乙醛、苯乙酮、水杨酸甲酯;6种萜类化合物:α-蒎烯、对-聚伞花素、反-β-罗勒烯、桉叶油醇、反-β-法尼烯、茉莉酸甲酯)的电生理反应及对其中6种化合物(1-辛烯-3-醇、庚醛、壬醛、苯乙酮、水杨酸甲酯、反-β-罗勒烯)的剂量反应。【结果】马铃薯块茎蛾对这16种化合物均能产生触角电位反应,其中未交配雌蛾和雄蛾对脂肪族醇类化合物的EAG反应值较高,交配雌蛾对脂肪族醛类化合物的EAG反应值较高,3种不同生理状态的马铃薯块茎蛾对萜类化合物的EAG反应值均较低。当刺激剂量为1 000 μg时,不同性别和交配状态的马铃薯块茎蛾对同种化合物的反应差异较大,未交配雌蛾对辛醛、水杨酸甲酯、反-β-罗勒烯的反应强于交配雌蛾和未交配雄蛾,交配雌蛾对庚醛、壬醛、α-蒎烯的反应强于未交配雌蛾和雄蛾,未交配雄蛾对1-辛烯-3醇、苯乙醇、苯乙醛的反应强于雌蛾。在测试剂量范围内（1、10、100、1 000 μg）,3种生理状态的马铃薯块茎蛾对6种化合物的EAG反应值随刺激剂量的增加呈现增大的趋势,均未达到饱和阈值,交配雌蛾对同一化合物不同剂量的反应差异更为明显。【结论】马铃薯块茎蛾未交配雌蛾和雄蛾对脂肪族醇类化合物较敏感,交配雌蛾对脂肪族醛类化合物较敏感,雌、雄蛾对萜类化合物均不敏感;对于单个化合物的电生理反应,交配雌蛾对庚醛、壬醛、α-蒎烯更为敏感;对同一化合物不同剂量的电生理反应,交配雌蛾同样更为敏感。
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马铃薯块茎蛾性信息素化学合成研究现状
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| 陈洋,赵红怡,闫俊杰,黄剑,高玉林 |
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中国农业科学
2021,54(3
):556
-572. DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2021.03.010
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马铃薯与小麦、水稻和玉米同列为我国四大主粮之一,为确保国家粮食安全战略、合理调整农业种植业结构以及实施脱贫攻坚战略发挥着关键作用。随着马铃薯种植面积的不断扩大,生产和储存中发生的病虫害日益严峻。马铃薯块茎蛾（Phthorimaea operculella）为马铃薯主要害虫,是起源于美洲并快速传播至世界各地的一种茄科作物害虫,其防控策略主要包括农业防治、化学防治以及生物防治。随着人们环保意识的逐渐增强,使用具有可持续性生态绿色的马铃薯块茎蛾性信息素防治方法,逐渐引发起了农业科学家、生物学家、化学家的广泛关注,为减少化学农药的过度使用和依赖提供了可能。马铃薯块茎蛾性信息素主要包含两种化学结构,4E,7Z-十三碳二烯-1-醇醋酸酯（PTM1）和4E,7Z,10Z-十三碳三烯-1-醇醋酸酯（PTM2）。这两种性信息素的发现和结构确认过程非常曲折,其化学合成方法起始于20世纪70年代,发展于80和90年代,进入21世纪后仅有零星报道,这一过程见证了近代有机合成化学的快速发展。这两种性信息素的化学合成难点在于如何准确而高效率地构筑E式和Z式双键,PTM1的合成策略关键步骤主要包括炔烃还原或重排反应、共轭开环、有机硅诱导贝克曼反应、交叉偶联反应等。迄今仅有两例报道PTM2的合成,由于结构中增加了10位Z式双键,基于PTM1的合成方法,PTM2的两条合成路线采用了相同的偶联方法引入二炔基砌块,然后分别采用Raney-Ni或Lindlar-Pd催化氢化制得7Z,10Z两个连续双键。这些合成策略的实施为PTM1和PTM2的来源作出了重要贡献,然而多数合成路线较为冗长,双键E/Z构型选择性不高,操作比较繁琐。开发马铃薯块茎蛾性信息素简洁高效的合成方法,可为马铃薯块茎蛾田间绿色综合防治技术的广泛应用提供必要的物质来源,将在昆虫性信息素诱捕技术作为有害生物绿色防控重要手段中发挥积极推动作用。
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化学与物理刺激对马铃薯块茎蛾产卵行为的影响
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| 熊焰,韩瑞,胡纯华,王静,肖春 |
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中国农业科学
2021,54(3
):573
-582. DOI:10.3864/j.issn.0578-1752.2021.03.011
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摘要
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【目的】通过行为观察揭示物理与化学因素联合作用对马铃薯块茎蛾（Phthorimaea operculella）产卵行为的影响,为马铃薯块茎蛾行为调控技术的发展提供依据。【方法】将新鲜马铃薯块茎分别用药液（庚醛、桉叶油醇）浸泡后晾干、用纱布或浸透块茎汁液的纱布包裹块茎,之后在温度（27±2）℃,相对湿度50%—70%,光周期L:D=14:10环境条件下,于暗期（光照强度1.0—1.5 lx）观察马铃薯块茎蛾已交配雌虫在马铃薯块茎上产卵行为表现（包括滞留时间、降落次数、试探产卵次数和落卵量）。【结果】当用低浓度庚醛溶液（0.5 mg·L-1）处理块茎后,可显著延长雌蛾在块茎上的滞留时间,导致总落卵量（块茎上落卵量+块茎外落卵量）增加,但是不会引起试探产卵次数和降落次数的明显变化。当用庚醛溶液(30 mg·L-1)处理块茎后,能够引起滞留时间、降落次数和试探产卵次数的显著降低,并导致总落卵量显著增加。当用低浓度桉叶油醇（6 mg·L-1)处理块茎后,可导致块茎上落卵量显著增加,但滞留时间、降落次数及试探产卵次数均无显著差异。当用高浓度桉叶油醇溶液（30 mg·L-1）处理块茎后,可显著降低雌蛾在块茎上的滞留时间、降落次数和试探产卵次数,同时引起块茎外的落卵量显著增加,但不会引起总落卵量的明显变化。当用纱布包裹块茎后,会显著降低雌蛾的降落次数、试探产卵次数,但不会显著改变滞留时间,块茎上的落卵量以及总落卵量均显著增加。当用浸有块茎汁液的纱布包裹新鲜块茎后,亦获得类似结果。当用含有庚醛（0.5 mg·L-1）的纱布处理块茎后,与空白对照相比,可显著增加雌蛾在块茎上的滞留时间和块茎上的落卵量,同时显著减少雌蛾的试探产卵次数、降落次数;与单一使用庚醛（0.5 mg·L-1）相比,可显著减少雌蛾的试探产卵次数、降落次数,同时显著增加雌蛾在块茎上的落卵量和总卵量;与单一使用纱布处理相比,在各项指标上均无显著性差异。【结论】庚醛能够刺激已交配雌蛾在更加密集的时间产卵;在浓度为30 mg·L-1时,庚醛对已交配雌蛾具有驱赶作用;在浓度为0.5 mg·L-1时,庚醛对已交配雌蛾具有吸引作用。桉叶油醇溶液浓度为30 mg·L-1时,对马铃薯块茎蛾产卵仅有驱赶作用。纱布包裹、纱布浸透块茎汁液、6 mg·L-1桉叶油醇溶液仅有刺激已交配雌蛾在更加密集的时间产卵的作用。化学刺激（0.5 mg·L-1庚醛）结合物理刺激（纱布）是纱布刺激产卵作用和0.5 mg·L-1庚醛吸引作用的叠加作用。
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