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        舞毒蛾研究進(jìn)展

        2023-06-07 15:57:17韋玉珊
        熱帶林業(yè) 2023年3期

        韋玉珊

        六盤(pán)水市農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院,貴州六盤(pán)水 553000

        舞毒蛾(Lymantria dispar)隸屬于鱗翅目毒蛾科毒蛾屬,是一種世界性森林食葉害蟲(chóng),又名秋千毛蟲(chóng)、蘋(píng)果毒蛾、柿毛蟲(chóng),具有食性雜、危害重、分布廣、幼蟲(chóng)隨風(fēng)移動(dòng)等特點(diǎn),主要以幼蟲(chóng)取食寄主樹(shù)葉,造成樹(shù)勢(shì)削弱,影響植物進(jìn)行光和作用,嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致整棵樹(shù)死亡。據(jù)記載,舞毒蛾在中國(guó)取食高達(dá)500 多種寄主植物,包括重要的針葉樹(shù)成林樹(shù)種,常見(jiàn)的林業(yè)闊葉樹(shù)種,也包括常見(jiàn)的果樹(shù)類(lèi)經(jīng)濟(jì)樹(shù)種[1-3]。

        1 形態(tài)特征

        1.1 卵

        舞毒蛾卵的形狀為圓形,兩側(cè)稍扁,直徑1.1mm~1.3mm,初產(chǎn)時(shí)為乳白色,后漸為淺黃色,最后轉(zhuǎn)變?yōu)楹谏?,一般情況下舞毒娥會(huì)將數(shù)百粒至上千粒卵產(chǎn)在一起,形成卵塊,表面覆蓋一層絨毛,但具體是一邊產(chǎn)卵一邊產(chǎn)絨毛還是有先后順序,需進(jìn)一步觀察。

        1.2 幼蟲(chóng)

        幼蟲(chóng)一般分為6 齡~7 齡,一般雄蟲(chóng)為6 齡,雌蟲(chóng)為7 齡。在脫皮進(jìn)入下一齡期前,會(huì)形成頭殼,是區(qū)分進(jìn)入下一齡期的關(guān)鍵。不同階段幼蟲(chóng)形態(tài)特征有所不同。剛孵化的1 齡幼蟲(chóng)為黑褐色,頭寬0.5mm~0.7mm;2齡蟲(chóng)頭寬0.5mm~1mm,胸腹部有黃色斑絞,開(kāi)始取食;3 齡~4 齡蟲(chóng)呈黑灰色或黃褐色,頭寬1.8mm~3mm,頭部有2 條黑斑絞,頭部有明顯的胸腹部花絞增加,3 齡之后幼蟲(chóng)頭部有明顯的倒八型;5 齡~7 齡蟲(chóng)呈黃褐色,頭寬4mm~6mm,頭部有黑點(diǎn)分布,背部為灰黃色,背面2 列毛瘤顏色鮮艷,前5 對(duì)為藍(lán)色,后7 對(duì)為紅色。

        1.3 蛹

        蛹一般長(zhǎng)19mm~34mm,雌蛹大,雄蛹小,體色由紅褐色加深變?yōu)楹诤稚梢酝ㄟ^(guò)蛹的生殖門(mén)或肛門(mén)進(jìn)行雌雄區(qū)分。在室內(nèi)飼養(yǎng)中,雌蛹羽化較雄蛹快,但室外是否也存在該現(xiàn)象需進(jìn)一步觀察。

        1.4 成蟲(chóng)

        舞毒蛾成蟲(chóng)時(shí)為雌雄異型。雄成蟲(chóng)體長(zhǎng)約20mm,前翅茶褐色,翅外綠有4 條~5 條波狀橫帶,中室的中央有1 個(gè)黑點(diǎn)。雌成蟲(chóng)體長(zhǎng)比雄成蟲(chóng)稍大,約25mm,前翅灰白色,每2 條脈紋間有1 個(gè)黑褐色斑點(diǎn),腹末有黃褐色毛叢[4]。

        2 舞毒蛾分布及危害

        在1869 年,舞毒蛾首次被記錄,歐洲舞毒蛾種群對(duì)北美洲森林造成嚴(yán)重危害,而亞洲舞毒蛾自1991 年入侵太平洋西北部以來(lái),對(duì)森林危害愈加嚴(yán)重。在中國(guó)遼寧、吉林、黑龍江、內(nèi)蒙古、陜西、甘肅、寧夏、山西、湖南、山東、河北、貴州、浙江、新疆、青海等地都有分布,2019 年在浙江首次被發(fā)現(xiàn),目前還在不斷擴(kuò)張[5-7]。舞毒蛾危害主要以幼蟲(chóng)取食寄主葉片為主,削弱植物長(zhǎng)勢(shì),影響植物的光合作用,幼蟲(chóng)數(shù)量多時(shí),樹(shù)葉很快會(huì)被吃光,2年~3 年內(nèi)樹(shù)木就會(huì)死亡[8]。舞毒蛾常發(fā)生在干旱天氣,郁閉度在0.2~0.3 的闊葉林或者針闊葉林,距離住宅區(qū)較近的林區(qū)或者林區(qū)的邊緣地帶,因亂砍濫伐、過(guò)度放牧生態(tài)遭到破壞的林區(qū)[4,9],嚴(yán)重時(shí)可導(dǎo)致整棵樹(shù)的葉完全被吃完,給農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)造成巨大損失[10-11]。Wang 等人為明確飼養(yǎng)密度對(duì)不同地區(qū)、不同生物型舞毒蛾發(fā)育的影響,選取中國(guó)貴州、河北和美國(guó)的舞毒蛾進(jìn)行不同飼養(yǎng)密度研究,結(jié)果表明,每容器(115mL)5個(gè)幼蟲(chóng)的密度下幼蟲(chóng)發(fā)育最迅速,存活、化蛹和羽化率最高,雖然不同地區(qū)存在一定差異,但密度對(duì)不同舞毒蛾亞種和種群發(fā)育的影響趨勢(shì)相同[12]。

        3 舞毒蛾防治

        在當(dāng)前的舞毒蛾防治中,因舞毒蛾爆發(fā)性強(qiáng)的特點(diǎn),要在短時(shí)間內(nèi)達(dá)到有效防治,主要是以化學(xué)防治為主,其它防治為輔。在近年來(lái)的研究中,各種綜合防治也成為研究的熱點(diǎn)[4]。

        3.1 化學(xué)防治

        化學(xué)防治具有高效、快速的特點(diǎn),可以在短時(shí)間內(nèi)將蟲(chóng)口密度降低在理想范圍內(nèi),是目前防治的首選。化學(xué)防治主要有機(jī)氯殺蟲(chóng)劑、擬除蟲(chóng)菊酯殺蟲(chóng)劑及煙堿類(lèi)殺蟲(chóng)劑[13]。在抵御化學(xué)殺蟲(chóng)劑的過(guò)程中,舞毒蛾本身的解毒酶和超氧化物歧化酶等扮演著重要的作用。舞毒蛾的Cu/ZnSOD(LdCZS)和MnSOD(LdMS)是兩種金屬SOD 酶,在舞毒蛾的各組織中均有表達(dá),在阿維菌素喂食后,基因在表皮中的表達(dá)高于頭部、脂肪體、馬氏管和中腸。在阿維菌素脅迫下,LdCZS相對(duì)LdMS 的表達(dá)量更大[14];而在溴氰菊酯的代謝中,G 蛋白偶聯(lián)受體發(fā)揮了重要的作用,Ldmthl1 和LdOA1 為舞毒蛾的兩種G 蛋白偶聯(lián)受體,兩種基因沉默后,舞毒蛾CYP 家族、GST 家族和Hsp 家族相關(guān)基因表達(dá)均呈現(xiàn)下調(diào)趨勢(shì),而在兩種基因過(guò)表達(dá)的果蠅中,其對(duì)溴氰菊酯的抗性提高,CYP 家族相關(guān)基因的表達(dá)量上調(diào),果蠅的壽命延長(zhǎng)。預(yù)示著G 蛋白偶聯(lián)受體基因調(diào)控CYP 家族基因的上調(diào)表達(dá),提高了舞毒蛾對(duì)溴氰菊酯和不良環(huán)境的抵抗能力。該研究中同樣提到了在注射dsRNA 誘導(dǎo)的舞毒蛾RNAi 中,基因在第72 小時(shí)下調(diào)表達(dá)一直持續(xù)到第120 小時(shí),同時(shí)為舞毒蛾RNAi 研究提供了借鑒與指導(dǎo)[15-16]。香芹酚是具有多種生物活性的萜烯化合物,為明確香芹酚的殺蟲(chóng)機(jī)理,食喂致死中濃度和亞致死濃度的香芹酚72h 后,進(jìn)食量和體重相對(duì)明顯低于對(duì)照組。且對(duì)CarE、GST、AchE、SOD、CAT、LIP、AMS 和蛋白酶的mRNA 表達(dá)水平有影響[17]。在一些果農(nóng)的試驗(yàn)中,舞毒蛾幼蟲(chóng)3 齡前,噴施2000 倍液的辛硫磷、用煤油與瀝青(體積比為2∶1)混合液涂抹卵塊殺死蟲(chóng)卵,防治效果較好[4,18]。

        3.2 物理防治

        舞毒蛾危害主要發(fā)生在過(guò)渡放牧、砍伐嚴(yán)重的地區(qū)。因此,保護(hù)原始生態(tài)的多樣性極為重要。而在常見(jiàn)的物理防治中,除了要強(qiáng)化森林管護(hù)、優(yōu)化森林結(jié)構(gòu),及時(shí)處理病蟲(chóng)樹(shù)枝和人工采集卵塊等源頭控制以外,利用誘殺技術(shù)和輻射技術(shù)成為研究的重點(diǎn)。趙姝妍等[19]利用黑光燈誘殺舞毒蛾的試驗(yàn)表明,黑光燈管誘殺效果優(yōu)于其他光源;欒慶書(shū)等[20]人在利用不同波長(zhǎng)的太陽(yáng)能燈、不同顏色誘捕容器、長(zhǎng)波與短波燈不同距離組合、太陽(yáng)能燈與頻振式殺蟲(chóng)燈對(duì)舞毒蛾的誘導(dǎo)中發(fā)現(xiàn),340nm 太陽(yáng)能燈可作為誘捕舞毒蛾的首選燈具,且可以通過(guò)長(zhǎng)短波長(zhǎng)組合,在港口提供長(zhǎng)波照明和短波誘蟲(chóng),實(shí)現(xiàn)既減少舞毒蛾成蟲(chóng)和卵塊隨船遷移,又兼顧亮化的雙重目的;在利用微波、X 射線、γ 射線照射舞毒蛾卵后發(fā)現(xiàn),舞毒蛾的孵化率隨著微波輻射照射劑量的升高明顯下降[21],再后期的γ 射線的進(jìn)一步研究中發(fā)現(xiàn),當(dāng)γ 射線輻照劑量超過(guò)300Gy 時(shí),幼蟲(chóng)孵化率變化最為明顯[22],這為今后的防治提供新的防治點(diǎn)。

        3.3 生物防治

        舞毒蛾傳統(tǒng)是以化學(xué)防治為主,但化學(xué)防治不僅污染環(huán)境,也會(huì)對(duì)舞毒蛾天敵昆蟲(chóng)造成影響,破壞生態(tài)間的平衡,而生物防治恰好彌補(bǔ)其不足。近年來(lái)生物防治成為研究的熱點(diǎn)和重點(diǎn),常見(jiàn)的生物防治有天敵、病原真菌、病毒和Bt 殺蟲(chóng)劑[23]。舞毒蛾不同時(shí)期天敵有所不同,舞毒蛾卵期典型的寄生天敵是舞毒蛾卵平腹小蜂(Anastatus disparis),致死率可達(dá)到30%以上;舞毒蛾幼蟲(chóng)期天敵有毒蜂絨繭蜂(Apanteles liparidis)、蜂姬(Ichneumon)等;舞毒蛾蛹期天敵有寄蠅類(lèi)、廣大腿小蜂(Brachymeria lasus)等;捕食性天敵有鳥(niǎo)類(lèi)、蜘蛛(Araneida)等[8];在1齡~3 齡幼蟲(chóng)期,使用舞毒蛾質(zhì)型(CPV)病毒、核型(NPV)多角體病毒(3000 倍液)、蘇云金桿菌(1000 倍液)、蟲(chóng)脲(7000 倍液)進(jìn)行生物防治,最常用的是核型多角體病毒[4,24],長(zhǎng)期噴灑LdMNVP 能有效防治軟木橡樹(shù)中的舞毒蛾,調(diào)劑舞毒蛾的種群動(dòng)態(tài),這些結(jié)果有助于開(kāi)發(fā)新的針對(duì)昆蟲(chóng)殺蟲(chóng)劑[25]。

        3.4 復(fù)合制劑研究

        生物防治對(duì)人獸安全,對(duì)環(huán)境友好,但其也具有作用時(shí)間長(zhǎng)、在短時(shí)間內(nèi)難以控制舞毒蛾種群密度等不足。為中和化學(xué)防治和生物防治的不足,復(fù)合制劑研究成為當(dāng)下的熱點(diǎn)。王亞杰等[26]在研究白僵菌和綠僵菌單獨(dú)感染和兩者制成混菌劑對(duì)舞毒蛾的防治中發(fā)現(xiàn),施用混合菌劑后第9 天即可達(dá)90%以上致死率,最終致死率高達(dá)93.6%;梁立魏[27]在研究白僵菌和甲維鹽二者間的協(xié)同作用時(shí)發(fā)現(xiàn),甲維鹽與球孢白僵菌ND-9 相容效果最佳;張方明等[28]為明確舞毒蛾幼蟲(chóng)對(duì)阿維·殺鈴脲復(fù)合劑脅迫的響應(yīng)機(jī)制,以阿維菌素單劑、殺鈴脲單劑及丙酮溶劑為對(duì)照,結(jié)果發(fā)現(xiàn),阿維菌素單劑和殺鈴脲單劑處理組舞毒蛾幼蟲(chóng)全部存活,復(fù)合劑低濃度組舞毒蛾幼蟲(chóng)死亡率為1.15%,與單劑組和對(duì)照組相比差異不顯著(P>0.05),復(fù)合劑高濃度組舞毒蛾幼蟲(chóng)死亡率為4.11%。

        5 外界脅迫對(duì)舞毒蛾的研究

        隨著環(huán)境的變化,不僅人類(lèi)生存受到影響,舞毒蛾的生存也存在差異。在一定濃度的重金屬鎘脅迫下,可以提高舞毒蛾幼蟲(chóng)對(duì)球孢白僵菌的敏感性,并通過(guò)轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn),在重金屬鎘壓力脅迫下,免疫相關(guān)的基因和蛋白表現(xiàn)出不同的表達(dá)趨勢(shì)[29]。饑餓條件下,舞毒蛾幼蟲(chóng)血淋巴濃度增加,而血細(xì)胞的總數(shù)減少,這可能與高壞死細(xì)胞死亡有關(guān),從饑餓第一天開(kāi)始,病毒陽(yáng)性個(gè)體數(shù)量逐漸增加,得出饑餓引起的壞死過(guò)程可以加速病毒的感染[30]。為更好的了解舞毒蛾抗真菌免疫,對(duì)球孢白僵菌感染后的舞毒蛾脂肪體和血細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄組進(jìn)行時(shí)間進(jìn)程分析。在感染后48h 和72h 酚氧化酶活性的顯著上調(diào)。此外,真菌感染導(dǎo)致腸道微生物群的生物失調(diào),這似乎部分歸因于腸道過(guò)氧化氫(H2O2)量的減少,這表明真菌感染對(duì)宿主腸道微生物的顯著影響[31]。核多角體病毒作為重要的防治病毒,不同濃度的核多角體病毒在舞毒蛾的垂直傳播中無(wú)明顯差異[32]。香芹酚是一種具有多種生物活性的萜類(lèi)化合物,對(duì)舞毒蛾3齡幼蟲(chóng)具有拒食、生長(zhǎng)抑制和毒性作用。香芹酚抑制解毒和消化系統(tǒng)并誘導(dǎo)ROS 生成[3]。將源自未污染和受污染的舞毒蛾五齡幼蟲(chóng)暴露于熱脅迫中,通過(guò)分析中腸、血淋巴和腦組織中抗氧化酶、超氧化物歧化酶(SOD)、過(guò)氧化氫酶(CAT)、解毒酶谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶、羧酸酯酶(CaE)和乙酰膽堿酯酶(AChE)的活性,發(fā)現(xiàn)超氧化物歧化酶和過(guò)氧化氫酶對(duì)熱應(yīng)激敏感;羧酸酯酶顯示組織特異性反應(yīng);谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶和乙酰膽堿酯酶具有起源依賴(lài)性[33]。在單一鎘、鉛和兩者復(fù)合積極下,舞毒蛾幼蟲(chóng)體內(nèi)鎘和鉛的積累影響正常的生理生化功能,從而影響其生長(zhǎng)發(fā)育[34];用不同CO2濃度處理過(guò)的胡楊和毛白楊飼喂3齡舞毒蛾幼蟲(chóng),發(fā)現(xiàn)在CO2脅迫下表現(xiàn)出最高的生長(zhǎng)速率,且一些相關(guān)的解毒酶基因出現(xiàn)差異性表達(dá)[35]。在CO2濃度升高和疫霉侵染條件下,舞毒蛾幼蟲(chóng)和櫟樹(shù)幼苗的生長(zhǎng)速率顯著提高[36]。

        6 寄主病毒研究

        在分離感毒舞毒蛾幼蟲(chóng)時(shí)發(fā)現(xiàn),分離到立體和多面體閉合體的混合物,并通透射電子顯微鏡和RNAseq 證明,感染舞毒蛾的是3 種RNA 病毒和宿主舞毒蛾核多角體病毒共同感染,包括桿狀病毒、呼腸孤病毒科、流感病毒科、湖北鱗翅目病毒3,這一結(jié)果表明,感毒舞毒蛾中存在多種病毒株[37]。不同地區(qū)采集到的昆蟲(chóng)病毒株具有一定的差異,通過(guò)分離哈爾濱采集到的感毒舞毒蛾,并對(duì)其致病性和基因序列進(jìn)行測(cè)序分析,發(fā)現(xiàn)其與東亞的株系最為相近[38]。

        7 舞毒蛾的取食趨向研究

        作為多食性昆蟲(chóng),植物是舞毒蛾的直接能量來(lái)源,寄生在植物上的微生物是否影響昆蟲(chóng)的取食。為明確植物—寄生微生物—食草動(dòng)物三者之間的關(guān)系,用落葉松—楊柵銹菌 (Melampsora laricipopulina)感染黑楊樹(shù)葉,未感染真菌的作為對(duì)照組。研究發(fā)現(xiàn),舞毒蛾幼蟲(chóng)在銹病感染的葉片上發(fā)育更快,并發(fā)現(xiàn)真菌組織和受感染的葉子中發(fā)現(xiàn)的糖醇甘露醇的濃度比未受感染的植物葉子高,但這不能歸因于甘露醇,而是真菌組織和真菌感染的葉片中總氮,必需氨基酸和B 維生素含量更高,這對(duì)植物和草食動(dòng)物相互作用的生態(tài)學(xué)和進(jìn)化產(chǎn)生了重要影響,并未生農(nóng)藥的研發(fā)提供指導(dǎo)[39]。叢枝菌根真菌定殖寄主植物(銀中楊和、玫瑰)可提高其對(duì)舞毒蛾的抗蟲(chóng)性[40-41]。

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