为明确保幼激素合成关键酶——法尼基焦磷酸合成酶(farnesyl pyrophosphate synthase,FPPS)作为害螨RNA干扰防控靶标的可行性,通过dsRNAEngineer在线平台设计FPPS的dsRNA(dsFPPS),采用注射法测定其对农业重要害螨二斑叶螨Tetranychus urticae和伊氏叶螨Tetranychus evansi的生物活性,采用实时荧光定量PCR技术检测注射dsFPPS 后害螨体内FPPS的表达水平,并通过饲喂法和注射法分别评价其对非靶标生物加州新小绥螨Neoseiulus californicus和异色瓢虫Harmonia axyridis的安全性。结果显示:注射dsFPPS后,二斑叶螨和伊氏叶螨体内FPPS的表达量分别显著降低了91.80%和83.09%;两种叶螨后若螨均无法正常蜕皮而死亡,死亡率分别为76.97%和84.32%。饲喂或注射dsFPPS后加州新小绥螨和异色瓢虫均发育正常,证明其对天敌生物无显著影响。表明dsFPPS对害螨具有高效致死性且对非靶标生物安全,FPPS基因可作为叶螨RNA干扰防控的理想靶标,具有开发为新型绿色杀螨剂的潜力。
马铃薯Solanum tuberosum是我国重要的粮食作物,其安全生产受晚疫病、早疫病、黑痣病、黑胫病、蛴螬、蚜虫及杂草等有害生物的严重威胁,因此,科学合理使用农药对于有效保障马铃薯的产量与品质具有重要意义。截至2025年3月20日,我国登记用于马铃薯的农药产品共804个,其中杀菌剂497个,除草剂128个,杀虫剂109个,以及植物生长调节剂70个。该文通过分析马铃薯农药登记现状,讨论现存问题,并提出优化建议,以期为马铃薯病虫害防治、农药合理使用及产业可持续发展提供有力支撑。
为阐明小麦条锈菌Puccinia striiformis f. sp. tritici生理小种CYR34的解毒代谢与环境适应机制,基于其基因序列文件及GFF3注释文件鉴定谷胱甘肽S-转移酶(glutathione S-transferase,GST)家族基因成员,对其进行蛋白理化性质、染色体定位、系统发育及启动子顺式作用元件等生物信息学分析,并通过实时荧光定量PCR技术分析GST基因家族在夏孢子萌发及侵染寄主过程中的时序表达模式。结果显示:在小麦条锈菌生理小种CYR34中共鉴定到6个GST基因(GST1~GST6),其编码蛋白长度介于187~207 aa之间,均含有GST家族相关保守结构域,并分布在3条染色体上。启动子区共检测到26类顺式作用元件。在夏孢子萌发过程中,GST1、GST3、GST4、GST5和GST6基因均在24 h达到较高水平,其中GST5基因上调幅度最大,为对照的9.04倍。在CYR34侵染小麦过程中,GST4和GST6基因的表达量整体呈上调趋势,其中GST4基因在侵染48 h时表达量最高,为对照的3.14倍。表明小麦条锈菌生理小种CYR34中GST基因可能参与夏孢子萌发及侵染过程中的环境适应与解毒代谢调控。
为明确新疆维吾尔自治区昭苏县3种不同类型草原的蝗虫群落结构特征及空间生态位,通过扫网法对昭苏县温性草原、温性草甸草原和高寒草甸草原进行蝗虫调查,并运用相对多度、多样性指数、生态位指数、群落相似性及非度量多尺度分析方法进行系统评估。结果显示:共采集了20 434头蝗虫,涵盖5科14属24种。昭苏县草原蝗虫优势种为意大利蝗Calliptamus italicus和红腹牧草蝗Omocestus haemorrhoidalis;其中温性草原优势种为意大利蝗;温性草甸草原优势种为意大利蝗、肿脉蝗Stauroderus scalaris和红腹牧草蝗;高寒草甸草原优势种为拟黑翅牧草蝗Omocestus peliopteroides、红腹牧草蝗和西伯利亚蝗Gomphocerus sibiricus。不同类型草原的蝗虫群落丰富度指数、多样性指数和均匀度指数均存在显著差异,优势度指数无显著差异,其中高寒草甸草原的蝗虫群落丰富度指数、多样性指数均显著低于其他2种类型草原,温性草原的蝗虫群落均匀度指数显著低于其他2种类型草原。红胫牧草蝗Omocestus ventralis的生态位宽度最大,为0.95,曲线牧草蝗Omocestus petraeus、狭条戟纹蝗Dociostaurus brevicollis等8种蝗虫生态位宽度最低,为0.33;共有28对蝗虫之间的生态位重叠度≥0.99。温性草原与温性草甸草原的蝗虫群落高度相似,相似性系数达0.80,与高寒草甸的蝗虫群落极不相似,相似性系数达仅为0.22;非度量多尺度分析显示3种草原类型的蝗虫群落结构存在明显分离,草原类型可解释蝗虫群落变异的63.6%。表明昭苏草原蝗虫群落特征存在显著差异,草原类型是影响蝗虫群落结构的主要因素。
为明确茶园三刺角蝉Tricentrus spp.自然流行白僵病病原菌及其对茶小绿叶蝉Empoasca onukii的防治潜力,对该茶园中采集的不同僵虫样本进行分离、纯化及培养,基于形态学特征与基于Bloc、RPB1、RPB2和TEF基因序列联合构建的系统发育树对其分类地位进行综合分析;利用12对SSR引物分析不同寄主来源病原菌种群的遗传多样性;选取寄主为角蝉科和叶蝉科的6株菌株,测定其对茶小绿叶蝉3龄若虫的毒力。结果表明:该茶园三刺角蝉自然流行白僵病的病原菌均为球孢白僵菌Beauveria bassiana。球孢白僵菌群体遗传多样性水平较高,多态位点百分率为100.00%,Shannon信息指数为0.73,Nei’s基因多样性指数为0.39。不同寄主来源的4个球孢白僵菌种群之间的遗传分化系数为0.38,且基因流为0.54,表明种群间基因交流不畅。89株菌株可分为31个基因型,当相似系数为0.68时,这89株菌株被聚为3个分支,其中分支III包含76.40%的菌株,为优势类群。菌株JCPX121的毒力最强,经浓度为1.0×108个/mL的孢子悬浮液处理8 d后,茶小绿叶蝉3龄若虫的校正死亡率为80.66%,致死中时为5.90 d。综上,菌株JCPX121具有开发为生防菌剂的潜力。
为明确美国白蛾Hyphantria cunea调控细胞能量代谢的V型质子ATP酶催化亚基A(V-type proton ATPase catalytic subunit A,V-ATPase A)基因HcV-ATPase A与自噬相关基因(autophagy-related gene,Atg)HcAtg8的级联效应,采用PCR技术克隆HcAtg8基因,分析该基因的生物学信息及系统进化关系,利用原核表达系统体外表达HcAtg8,并进行Western blot检测,通过实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR, qRT-PCR)技术分析美国白蛾不同龄期及不同肠道部位中HcAtg8基因的表达情况,以及沉默HcV-ATPase A后中肠自噬相关组织的病理学变化及HcAtg8基因的表达情况。结果显示:克隆得到的美国白蛾自噬基因HcAtg8编码区为354 bp,编码117个氨基酸,HcAtg8蛋白和家蚕Bombyx mori BmAtg8聚在一个分支,亲缘关系较近。构建得到pMAL-c2X-HcAtg8重组表达质粒,体外原核表达得到大小为56.4 kD的HcAtg8蛋白,诱导8 h后表达量最高。美国白蛾HcAtg8基因在不同龄期和不同肠道部位均有表达,在蛹中和中肠的表达量最高。沉默HcV-ATPase A后,处理组自噬溶酶体数量为11.0个,显著高于对照组的3.5个,自噬溶酶体数量上调3.1倍,处理组脂滴数量为73.8个,显著高于对照组的12.5个,脂滴数量上调5.9倍;沉默HcV-ATPase A后溶酶体酸性环境改变,导致自噬小体及相关代谢产物积累;qRT-PCR结果显示自噬相关基因HcAtg8在24 h时的表达量为对照的6.1倍,在48 h时表达量最高,为对照的375.2倍;在72 h时该基因表达量降低,为对照的2.5倍,与组织切片的结果相符。表明通过沉默HcV-ATPase A导致了HcAtg8的高表达以及自噬小体和脂滴的积累,破坏了中肠细胞的稳态,导致细胞功能障碍或者死亡。
蓝莓Vaccinium spp.因高经济价值和营养价值在国内外被广泛种植,其真菌性病害是制约蓝莓产业发展的主要生物胁迫因素。目前蓝莓上已报道发生的真菌病害多达20余种,严重制约该产业发展。该文系统综述了枝枯病、溃疡病、根腐病、叶斑病、炭疽病、白粉病、灰霉病和果腐病等主要蓝莓真菌性病害的病原菌种类与分布、典型症状及为害程度,这些病害发生严重时可导致的产量损失为20%~85%,病原真菌多样性高,涵盖间座壳属Diaporthe、镰孢属Fusarium、新壳梭孢属Neofusicoccum、拟盘多毛孢属Pestalotiopsis、疫霉属Phytophthora、刺盘孢属Colletotrichum和链格孢属Alternaria等20余属的150多种。同时总结了上述病原菌的主要传播途径,并提出了栽培措施、化学防治和生物防治等方面的病害综合管理策略。此外,分析明确了当前蓝莓真菌性病害研究在病原学、病害流行学及抗性育种等方面存在不足,提出未来工作应加强病害的病原学与流行规律研究,选育高产优质抗病新品种,并推广以农业和生物措施为核心的绿色防控技术,从而为中国蓝莓产业的健康发展提供理论支撑与实践指导。
为明确河北省小麦叶锈菌Puccinia triticina不同生理小种对三唑酮的敏感性,于2023—2024年从河北省9个地区采集感叶锈病的小麦样品,采用单孢分离法进行叶锈菌分离,利用鉴别寄主进行生理小种的鉴定,采用孢子萌发抑制法测定生理小种对三唑酮的敏感性,对比分析分离自河北省不同地区的生理小种对三唑酮的抗性差异以及对三唑类药剂的交互抗性,并选用6种常用杀菌剂进行田间防治效果验证。结果表明:共分离获得193株小麦叶锈菌菌株,鉴定到12个生理小种,其中THTT和PHTT为主要流行小种。三唑酮对供试菌株的EC50介于5.09~51.04 μg/mL之间,确定其敏感基线为8.07 μg/mL,敏感菌株占比为97.41%,仅发现5株抗性菌株,主要来自邯郸市与石家庄市,应列为抗药性重点关注区域。未发现小麦叶锈菌对三唑酮与相同机制的戊唑醇、己唑醇存在显著交互抗性。田间防治效果验证试验结果表明25%吡唑醚菌酯悬浮剂防治效果最佳且持效期长,可作为防治河北省小麦叶锈病的首要选择;44%三唑酮悬浮剂防治效果最差,建议谨慎使用。
摩洛哥戟纹蝗Dociostaurus maroccanus是全球最具破坏性的植食性害虫之一。该文重点阐述摩洛哥戟纹蝗在中国的入侵现状,并从入侵地生境特征、环境条件及生物学习性3个维度综合分析其潜在风险,并结合《中国生物安全法》和现行防控实践,提出针对性防控对策与建议,以期为中国摩洛哥戟纹蝗的早期预警与科学防控提供理论参考与决策依据。