飞蝗雌成虫可以感知季节性光周期的变化,从而诱导胚胎滞育,并以此作为越冬的关键策略。丝氨酸蛋白酶抑制剂基因(SPNs)在滞育诱导中发挥重要作用,但只有少数SPNs基因得到了功能验证。LmSPN2在滞育和非滞育卵之间差异表达,然而其生物学功能仍需进一步探究。因此,我们首先对LmSPN2进行了RNAi敲降,结果表明滞育率显著降低了29.7%。使用酵母双杂交、免疫共沉淀和pull-down等技术,我们验证了LmSPN2与LmSPN3之间存在相互作用,且作用位点为LmSPN2的第331位谷氨酸。LmSPN3的RNAi敲降会使滞育率增加14.6%,表明LmSPN2和LmSPN3在滞育调控上具有相反的功能。两个SPN基因的双重敲降导致滞育率降低了26.4%,表明LmSPN2是主导的调节信号。此外,我们发现敲降LmSPN2后,四个Toll通路基因(easter,spätzle,pelle和dorsal)显著上调,而敲降LmSPN3后则下调,因此我们推测这两个SPN基因通过Toll通路调节滞育过程。综上,LmSPN2对蝗虫卵滞育具有正调控作用,而LmSPN3作用相反,二者通过LmSPN2的第331位谷氨酸进行互作,并通过Toll通路影响飞蝗滞育。这种滞育调控机制扩展了我们对昆虫发育调控的理解,并为研发新的蝗虫防控策略的提供了新方向。
探究真菌生物农药、化学农药对苜蓿主要害虫(蚜虫、蓟马)防治效果以及对苜蓿干草生产及品质的影响。在我国苜蓿主栽区河北省、宁夏回族自治区、新疆维吾尔自治区分别选取典型试验点,采用五点取样法、高效液相色谱法以及近红外线检测法分别测定了真菌生物农药及化学农药对蚜虫、蓟马的防治效果,农药残留程度以及苜蓿干草酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维、蛋白质、相对饲喂价值等品质指标。化学农药在短时间内对蚜虫和蓟马的防治效果显著优于真菌生物农药,真菌生物农药的持效期显著高于化学农药,施药后14天各地区的蚜虫校正死亡率均在50%以上。农药残留分析表明,各类药剂安全间隔期后的残留剂量均在允许范围之内。在河北地区,真菌生物农药处理后的苜蓿干草中酸性洗涤纤维以及中性洗涤纤维的含量显著低于化学药剂处理,蛋白质含量高于化学药剂处理。各处理中,绿僵菌处理下苜蓿干草相对饲喂价值最高。在产量方面,各地区真菌生物农药处理下的苜蓿干草产量高于化学农药处理。在苜蓿防治过程中可采用真菌生物农药+化学农药混用的防治模式,既可以在短时间内对苜蓿虫害防治起到较好的防治效果,又可以提高苜蓿干草产量、相对饲喂价值,降低农药使用安全风险。该研究探究了真菌生物农药以及化学农药对蚜虫、蓟马的防治效果以及不同农药处理下农药残留程度以及苜蓿干草品质及产量的变化,为探索不同区域苜蓿害虫综合防控模式、减施化学农药、提升饲草品质提供了较为全面的数据支撑。
蝗虫在人类历史上造成了周期性的灾难。到目前为止,蝗灾仍然是农业生产的重大威胁。沙漠蝗Schistocerca gregaria是危害最大的蝗虫之一,2020年非洲沙漠蝗灾害造成了巨大的经济损失,多个国家和地区宣布进入紧急状态。沙漠蝗是一种迁徙性害虫,在热带和亚热带地区发生,随季风在非洲大陆和西亚进行往复迁飞。沙漠蝗食性杂、危害重,一旦大面积暴发,将对农作物造成毁灭性灾难,严重威胁粮食安全。前期对沙漠蝗的生物学特性、生态学规律及其综合管理进行了很多报道,这篇综述旨在总结沙漠蝗的生物学特性、分布及其危害,从生物防治、生态治理等多个角度综述了沙漠蝗综合治理的最新策略,并对下一步沙漠蝗监测和防治工作提出了建议。
本文追溯了沙漠蝗起源及其分类地位,它是不完全变态昆虫,包括卵、蝗蝻和成虫3个发育阶段。沙漠蝗还具备远距离迁飞能力,每年可以繁殖1~4代,并且可从散居型转变为群居型。同时,沙漠蝗是一种杂食性昆虫,可取食禾本科、大戟科、玉米科、苋科等300多种植物,对农作物造成严重威胁,在北非、中非及西亚等65个国家均发生过沙漠蝗为害。植物挥发物可以影响沙漠蝗的行为,包括摄食、发育、休息、迁徙及生殖等。气候因素可能是影响沙漠蝗暴发的主要原因,包括温度、光照、降雨、风等,土壤因子也是沙漠蝗栖息的重要因子。沙漠蝗天敌包括捕食性天敌(鸡、鸭、鸟类等)和寄生性天敌(寄生蝇、寄生蜂等)。除直接经济损失外,沙漠蝗灾害还造成了严重的社会影响。
尽早发现和掌握沙漠蝗种群动态,对蝗灾治理具有重要意义。许多国家在沙漠蝗监测和预警方面做了大量工作。关于沙漠蝗防治的报道始于1860年。1921年,Uvarov提出了沙漠蝗“预防和控制”策略,为制定沙漠蝗综合治理策略奠定了重要基础。经过近100年的发展,现阶段初步形成了沙漠蝗综合治理策略,也就是化学防治、生物防治(信息素、微生物制剂、植物源药剂、昆虫生态调节剂、分子及遗传控制等)、生态治理(农业措施等)等多种措施的协同控制策略。本文还分析了现阶段沙漠蝗治理中存在的问题,明确了沙漠蝗治理的发展方向。