JIA「昆蟲生防和生态」主題文章

本期精選JIA 2020-2021年出版的昆蟲生防和生态研究相關文章。所有文章在ScienceDirect平台開放擷取，點選文章題目可檢視全文。

Optimization of the sex pheromone-based method for trapping field populations of Phthorimaea operculella (Zeller) in South China

馬鈴薯塊莖蛾性誘技術在我國南方馬鈴薯/煙草種植區的應用和優化

本研究旨在從誘芯劑量、誘芯的媒體和材料以及誘捕器應用密度和高度等因素入手，對馬鈴薯塊莖蛾性誘劑的應用技術進行優化，進而提高性資訊素對馬鈴薯塊莖蛾監測預警及田間防控應用水準。實驗結果表明由玉米油和紅色PVC管組成的誘芯誘蛾量最高，可達到11.73±1.90/誘捕器/天；性資訊素最優劑量為100微克, 高劑量的性資訊素反而會抑制其誘捕效果；誘捕器的懸挂密度不會影響誘蛾量，建議應用密度為每畝地設定2–3個誘捕器；最優選的懸挂高度為不高于植物冠層的位置。本研究為開發性誘技術進行馬鈴薯塊莖蛾的監測和防控提供了重要的參考依據。

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YAN Jun-jie, MEI Xiang-dong, FENG Jia-wen, LIN Zhi-xu, Stuart REITZ, MENG Rui-xia, GAO Yu-lin. 2021. Optimization of the sex pheromone-based method for trapping field populations of Phthorimaea operculella (Zeller) in South China. Journal of Integrative Agriculture, 20(10): 2727–2733.

Potential influence of carbohydrate and amino acid intake by adults on the population dynamics of Cnaphalocrocis medinalis (Lepidoptera: Crambidae)

取食糖和氨基酸對稻縱卷葉螟成蟲種及對群動态的影響

本研究旨在分析糖和氨基酸對稻縱卷葉螟成蟲生殖和種群參數的影響。結果表明，取食糖和氨基酸能夠顯著影響成蟲存活和生殖。取食不同種類糖溶液（蔗糖、果糖、葡萄糖）後成蟲壽命和繁殖力顯著增加，卵巢發育速度加快。取食糖溶液後成蟲繁殖力增加主要是由于産卵曆期延長及逐日産卵量增加。與取食純淨水相比，取食糖溶液後稻縱卷葉螟種群内禀增長率rm由0.103提高到0.138。取食氨基酸對稻縱卷葉螟成蟲壽命、産卵量及卵巢發育無顯著影響。補充糖份對稻縱卷葉螟成蟲繁殖及種群動态具有促進作用，是以在應用開花植物進行害蟲生态調控過程中應充分考慮花蜜對害蟲種群的潛在促進作用。

LI Chuan-ming, XU Jian, LIU Qin, HAN Guang-jie, XU Bin, YANG Yi-zhong, LIU Xian-jin. 2021. Potential influence of carbohydrate and amino acid intake by adults on the population dynamics of Cnaphalocrocis medinalis (Lepidoptera: Crambidae). Journal of Integrative Agriculture, 20(7): 1889-1897.

Egg tanning improves the efficiency of CRISPR/Cas9-mediated mutant locust production by enhancing defense ability after microinjection

鞣化卵增強防禦能力以提高CRISPR/Cas9建構突變體飛蝗的效率

突變效率和孵化率是影響基因編輯昆蟲建構的兩個關鍵因素。在CRISPR/Cas9介導的dsLmRNase2-/-突變體蝗蟲建構過程中，我們發現注射與卵囊接觸20 min的鞣化卵比未鞣化的新鮮卵獲得突變體飛蝗的效率更高。然而，鞣化和未鞣化卵産生的dsLmRNase2突變遺傳到G1代的效率相似。此外，發育正常的鞣化和未鞣化的G0代卵和成蟲的有效突變率沒有顯著差異，表明鞣化并不影響CRISPR/Cas9介導的突變效率。同時，我們發現飛蝗合胞體分裂期比鞣化時間長，為顯微注射的鞣化卵和未鞣化卵提供了足夠的時間視窗以完成有效地基因編輯。我們進一步發現，鞣化卵顯微注射後感染率較低進而表現出更高的孵化率。抗壓和超微結構分析表明，鞣化卵具有壓縮的卵殼，能夠承受較高的外部壓力。綜上所述，鞣化卵具有更強的防禦能力以提高孵化率，并保持了更高的基因組突變效率，為開發CRISPR/Cas9介導的飛蝗突變體建構提供了一種優化的技術方法。

ZHANG Ting-ting, WEN Ting-mei, YUE Yang, YAN Qiang, DU Er-xia, FAN San-hong, Siegfried ROTH, LI Sheng, ZHANG Jian-zhen, ZHANG Xue-yao, ZHANG Min. 2021. Egg tanning improves the efficiency of CRISPR/Cas9-mediated mutant locust production by enhancing defense ability after microinjection. Journal of Integrative Agriculture, 20(10): 2716–2726.

Effect of a near-zero magnetic field on development and flight of oriental armyworm (Mythimna separata)

近零磁場對粘蟲生長發育和飛行的影響

本研究以正常地磁場（約50 μT）為對照條件，在近零磁場（&lt;500 nT）下飼養粘蟲，觀察近零磁場對粘蟲的行為效應。近零磁場由亥姆霍茲線圈系統産生。結果表明：近零磁場顯著延長了粘蟲幼蟲和蛹的發育曆期，增加了雄蛾的壽命，減少了蛹重，雌性産卵量和卵黃蛋白原蛋白基因（Vg）的表達水準；而且，近零磁場對粘蟲成蟲交配率産生負面影響。此外，近零磁場下粘蟲在黑夜的自主飛行活動減少，表明近零磁場可能影響粘蟲的飛行節律。磁場強度的降低可能對粘蟲的生長發育、繁殖和飛行等活動産生負面影響，進而影響粘蟲的遷飛活動。

YAN Meng-meng, ZHANG Lei, CHENG Yun-xia, Thomas W. SAPPINGTON, PAN Wei-dong, JIANG Xing-fu. 2021. Effect of a near-zero magnetic field on development and flight of oriental armyworm (Mythimna separata). Journal of Integrative Agriculture, 20(5): 1336–1345.

InvasionDB: A genome and gene database of invasive alien species

外來入侵物種基因組與基因資料的綜合分析資料庫平台

外來入侵物種是指被引入到其原産地範圍以外的地區，并對當地的經濟、生物多樣性和生态環境造成了嚴重危害的物種。明确入侵性的遺傳機制對于開發生态友好型的方法來防控外來入侵物種至關重要，同時，揭示外來物種的基因組特征有利于準确預測其入侵性潛能。然而，盡管已經有大量外來入侵物種的基因組被測序，但這些資料存放零散，缺少一個綜合的外來入侵物種基因組資料管理與分析平台。是以，我們通過文獻調研和資料庫檢索，收集了已完成基因組測序的外來入侵物種的組學相關資料，建構了InvasionDB資料庫。該資料庫包含131個外來入侵物種（100種入侵動物和31種入侵植物）的基因組和轉錄組資料，其中，76個物種的基因組被詳細注釋，并提供基因功能（包括Pfam、KEGG和NR注釋資訊）查詢、序列比對和基因組可視化，以及全部資料下載下傳功能。為了提供更多與入侵性相關的資訊，我們進一步分析了19個與入侵昆蟲的入侵性相關的基因家族，以及非編碼RNAs（包括135494個miRNAs, 89294個rRNAs和2671941個tRNAs）。是以，InvasionDB對于從基因組水準來研究外來入侵物種的入侵性，以及發展新的防控技術具有重要指導意義。

HUANG Cong, LANG Kun, QIAN Wan-qiang, WANG Shu-ping, CAO Xiao-mei, HE Rui, ZHAN An-ran, CHEN Meng-yao, YANG Nian-wan, LI Fei. 2021. InvasionDB: A genome and gene database of invasive alien species. Journal of Integrative Agriculture, 20(1): 191–200.

How does the arthropod–plant system respond to abrupt and gradual increases in atmospheric CO2?

“節肢動物-植物”系統如何響應漸增和激增大氣CO2濃度?

目前國内外研究主要基于激增大氣CO2濃度對“節肢動物與植物”系統的影響，這與自然界實際發生的大氣CO2濃度逐年遞增變化相比，國内外研究結果可能高估了大氣CO2濃度突變對“節肢動物-植物”系統的影響。本文主要讨論了“節肢動物-植物”系統對大氣CO2濃度的激增和逐漸增加的不同響應。作者建議需要長期開展遞增CO2濃度對“節肢動物-植物”系統連續多代的研究，以更好地闡明大氣CO2濃度升高對“節肢動物-植物”系統的影響。

ZHENG Xiao-xu, WU Gang. 2020. How does the arthropod–plant system respond to abrupt and gradual increases in atmospheric CO2? Journal of Integrative Agriculture, 19(4): 1159–1161.

Overwintering parasitism is positively associated with population density in diapausing larvae of Chilo suppressalis

二化螟越冬滞育幼蟲的被寄生率與種群密度正相關

本研究系統調查了二化螟越冬幼蟲的寄生蜂情況，并假設關鍵的寄生蜂對抑制二化螟越冬種群基數起重要調節作用。在2015-2016年和2016-2017年的兩個連續越冬期間，系統調查了二化螟越冬幼蟲的寄生蜂自然寄生率和相關優勢寄生蜂的出蜂數。并于2016年冬季從15個不同縣區收集了二化螟越冬滞育幼蟲，對寄生率進行了評估。結果表明，寄生蜂對越冬二化螟幼蟲的寄生率和優勢寄生蜂種類在不同的采樣日期和采樣地點差異明顯。越冬滞育幼蟲主要被二化螟盤絨繭蜂Cotesia chilonis寄生，而被中華鈍唇姬蜂Eriborus sinicus和稻螟小腹繭蜂Microgaster russata寄生相對較少。回歸分析表明，越冬二化螟幼蟲寄生率與幼蟲種群密度呈正相關。本文的研究結果展示了優勢寄生蜂對抑制二化螟越冬幼蟲種群基數的潛力，可為害蟲越冬種群綜合治理提供參考資料。

HUANG Xiao-long, JIANG Ting, WU Zhen-ping, ZHANG Wan-na, XIAO Hai-jun. 2020. Overwintering parasitism is positively associated with population density in diapausing larvae of Chilo suppressalis. Journal of Integrative Agriculture, 19(3): 785–792.

Effects of Paranosema locustae (Microsporidia) on the development and morphological phase transformation of Locusta migratoria (Orthoptera: Acrididae) through modulation of the neurotransmitter taurine

蝗蟲微孢子通過調控飛蝗體内神經遞質牛磺酸含量影響發育和型變

本文利用生化分析方法探究昆蟲病原微生物蝗蟲微孢子對飛蝗神經遞質牛磺酸含量的影響。與健康飛蝗相比，感病蝗蟲體内牛磺酸含量顯著降低，但F/C值(蝗蟲後足長度與頭寬的比例)顯著增加。同時，感病飛蝗補充2 μg牛磺酸後，其F/C值與健康飛蝗相比沒有顯著差異，該結果說明補充牛磺酸能抑制由微孢子引起的飛蝗型變。微孢子也能引起飛蝗發育曆期延長和體重減輕，但是感病飛蝗補充牛磺酸後，這些變化沒有受到影響。以上結果為揭示蝗蟲微孢子影響寄主飛蝗的機制提供了新思路。

LI Ao-mei, YIN Yue, ZHANG Yu-xin, ZHANG Liu, ZHANG Kai-qi, SHEN Jie, TAN Shu-qian, SHI Wang-peng. 2020. Effects of Paranosema locustae (Microsporidia) on the development and morphological phase transformation of Locusta migratoria (Orthoptera: Acrididae) through modulation of the neurotransmitter taurine. Journal of Integrative Agriculture, 19(1): 204–210.

Attraction of bruchid beetles Callosobruchus chinensis (L.) (Coleoptera: Bruchidae) to host plant volatiles

寄主植物揮發物對綠豆象的引誘作用

本研究基于已交配的綠豆象雌蟲對苯甲醛和2-己烯醛有顯著正趨性這一研究結果，推測寄主植物揮發物組分特定的濃度和比例對綠豆象定位寄主具有調控作用。是以，本文拟探尋寄主植物揮發物混劑對室内和田間綠豆象的協同引誘作用。本試驗采用動态頂空采集法收集綠豆豆莢的揮發物，并結合氣相色譜-質譜聯用儀GC-MS鑒定了豆莢的主要揮發物成分。通過Y型嗅覺儀測試了不同比例和濃度的苯甲醛和2-己烯醛混劑對綠豆象定位寄主的作用。室内試驗表明，300 μg μL-1 的2-己烯醛和180 μg μL-1 的苯甲醛混劑對綠豆象成蟲具有協同引誘的作用，引誘率為82.35%。田間試驗表明，該混劑誘捕的綠豆象成蟲數量顯著高于對照處理的數量，且誘捕的雌蟲數量要多于雄蟲。以上結果表明，300 μg μL-1 的2-己烯醛和180 μg μL-1 的苯甲醛混劑可以用于田間綠豆象種群發生的監測與防治工作。

WANG Hong-min, BAI Peng-hua, ZHANG Jing, ZHANG Xue-min, HUI Qin, ZHENG Hai-xia, ZHANG Xian-hong. 2020. Attraction of bruchid beetles Callosobruchus chinensis (L.) (Coleoptera: Bruchidae) to host plant volatiles. Journal of Integrative Agriculture, 19(12): 3035–3044.

Journal of Integrative Agriculture (《農業科學學報》(英文), JIA) 是中國農業科學院與中國農學會聯合主辦、農業資訊研究所承辦的英文學術期刊。創刊于2002年，月刊，主編為中國工程院院士萬建民。JIA專注刊登作物學、園藝、植物保護、動物科學、動物醫學、資源環境、食品科學、農業經濟與管理等國際農業科學前沿熱點領域的綜述、研究論文、簡報以及評述等，全部論文在Elsevier-ScienceDirect (SD)平台OA出版。2020年SCI影響因子2.848，位于科睿唯安JCR農業綜合學科Q1區，位列中科院分區農林類期刊二區。2019–2023年獲中國科協等七部委“中國科技期刊卓越行動計劃”重點期刊項目資助。