刘宁[1]2003年在《亚洲玉米螟不同地理种群生态适应性和种群遗传结构的RAPD分析》文中进行了进一步梳理本文从生态学和遗传学两方面，对来自我国不同玉米长生态区的13个亚洲玉米螟长地理种群的生态适应性及遗传结构进行了比较系统全面的研究。研究内容包括：研究不同的光周期和温度对亚洲玉米螟不同地理种群滞育诱导作用，以明确其不同种群间滞育特性的差异；研究不同地理种群亚洲玉米螟抗寒能力和低温生存能力；研究寄生性天敌对不同地理种群越冬幼虫存活率的影响；利用RAPD分析方法从分子水平研究分析不同地理种群间的遗传结构的差异性和DNA多样性。获得的主要结果如下： 1．亚洲玉米螟不同地理种群在不同的光照、温度组合下，滞育反应率不同。诱导玉米螟幼虫发生滞育的临界光周期在不同地理种群间有差异。低温、短光照(20℃、11h13min)条件可诱导所有测试亚洲玉米螟种群发生滞育，其滞育率变化范围为98％～100％。而高温、短光照(27℃、11h13min)条件使各种群的滞育程度降低，但其降低的幅度在不同地理种群间有差异，总体趋势是种群的滞育率由北向南逐渐降低，其变化范围在56.04％～97.89％。高温和长光照(27℃、13h47min)均不利于诱导玉米螟幼虫发生滞育，变化范围为30.12％～68.16％；适中的温度和较长的光照最适于幼虫生长发育，所有测试种群的滞育率最低，变化范围为0～35.89％。在一定温度下诱导不同地理种群滞育的临界光周期由南到北逐渐延长，同时，随温度的升高可以使种群临界光周期缩短。在20℃、23.3℃和27℃下，南方的广州种群临界光周期分别为14h07min、13h53min和12h58min，而北方黑龙江鸡西的为15h24min、14h45min和14h15min。由此看出，亚洲玉米螟滞育是温度和光照的相互作用的结果。 2．不同地理种群越冬幼虫复苏后发育历期随着纬度由北到南的高低变化，其发育历期逐渐缩短，这表明玉米螟抵御不良环境的适应性在不同地理种群间已有分化。从各种群始见蛹期比较来看，黑龙江鸡西种群在加温后第47d才见第1头蛹，广东广州种群在加温后第7d就有蛹出现，说明不同地理种群的进入滞育的时期不同，从开始滞育到解除滞育发育为蛹的时间也不同。各地理种群的玉米螟复苏后发育历期的分布各有特点，黑龙江鸡西、辽宁沈阳的种群化蛹比较集中，都有明显的化蛹高峰期，广东广州种群的化蛹阶段基本分布在整个历期中，没有明显的高峰。 3．通过改进拓宽昆虫过冷却点的最低测试温度，首次系统地研究了不同地理种群 人工诱导滞育的玉米螟幼虫的过冷却点。结果表明：过冷却点随种群分布的地 理经纬度的升高而降低，北方寒冷地区的种群抗寒力明显强于南部地区的种群。 同一地理种群滞育幼虫过冷却点比非滞育幼虫显着较低。新疆石河子种肝的过 冷上厂点最低，平均为－24．33OC；黑龙江鸡西、辽宁沈阳、吉林敦化、内蒙赤峰。 山西应县和河北琢鹿种群的过冷却点次低，平均在－二3．84℃～23．15℃之间：河北 衡水、山东菏泽、陕西户县和四川青神种群的过冷却点较高，平均在 －双．68℃一H．1了C之间Z 而广东广州种群的过冷却点最高，平均为．刀．84℃。不 同地理种群滞育和非滞育幼虫的结冰点由北到南的变化趋势基本上于过冷却点 的变化趋势相同。低温生存能力测定表明，滞育幼虫耐低温能力强于非滞育幼 虫，北方种群的耐受低温能力明显强于南方种群。4．不同地理种群亚洲玉米螟越冬幼虫越冬存活率调查结果表明：螟虫腰带长体 茧蜂、玉米螟厉寄蝇、白僵菌和细菌等寄生性天敌是造成越冬玉米螟幼虫大 量死亡的主要因子。各地理种群越冬幼虫存活率回天敌种类的不同和寄生率 的不同差异较大。东北地区的种群，除黑龙江鸡西种群的白僵菌寄生率达8．3％ 外，哈尔滨、佳木斯、黑龙江密山和辽宁沈阳种群的白僵菌感染率都较高于 其它地区，其寄生率依次为 97．3O、94．lo、82．3O和 61．3o，另外这些地区 细菌和病毒感染、寄生蝇和寄生蜂对越冬幼虫也具有一定的寄生率。在西南 地区的四川省，寄生蜂对玉米螟的寄生率最高，使越冬幼虫死亡率达到 41．6％， 这悦明在该地区白僵菌和寄生蜂己经成为控制玉米螟的一种自然抑制因子， 可将其作为有效的生物防治手段加以广泛利用。5．通过对13个地理种群＊＊A的＊＊PD分析，表明亚洲玉米螟种群间的遗传差异 和地理位置存在一定的相关性。广东种群在地理位置上处于南部，纬度较低， 与其它种群的交流最少，因此独立为一支；陕西户县、四川青神被聚为一支； 新疆石河子被分离出来；其余种群基因交流的地理阻隔小，聚为一大支，其 中，山东荷泽和河北衡水地理位置接近，无基因交流的障碍被独立为一亚支， 内蒙赤峰、山西应县、河北琢鹿为一亚支，吉林敦化、辽宁沈阳、黑龙江鸡 西、佳木斯为一亚支。结果表明亚洲玉米螟地理位置邻近的地区，种群间基 因交流多，亲缘关系近，地理位署远的地方，种群间基因交流少，亲缘关系 则远，结果进一步验证了亚洲玉米螟成虫的迁移主要为近距离的扩敝。另外， 本研究还对模板、引物和退火温度进行了梯度优化，获得了适合实验村料的
胡志凤[2]2017年在《东北地区亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis(Guenée)世代空间格局及其抗寒性研究》文中指出东北地区是我国玉米主要产区之一,玉米种植规模、机械化程度和玉米亩产量都高于全国平均水平。亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis(Guenee)是当地玉米生产中最重要的害虫之一,分布广泛,生态适应性强,严重影响玉米的产量和质量。气候变暖能够使玉米螟发育速率加快,发生世代增多,危害时间提前;而玉米主推品种的生育期延长和种植密度的增加,又可能引起亚洲玉米螟发生规律的改变,最终导致玉米螟在不同地区世代空间格局的改变。为此,我们在研究玉米密植与提前播种对玉米螟为害影响的基础上,对东北地区北至黑龙江省黑河(50°13'41.14" N),南至辽宁省旅顺(38°56'8.08"N)的亚洲玉米螟世代区划进行了界定,并结合气象地面观察资料,借助GIS系统地统分析,形成了东北地区亚洲玉米螟世代空间格局分布图,同时对于东北不同地区亚洲玉米螟发生的始见期和未来可能发生世代数进行了预测。所得结果对新种植方式和耕作制度条件下东北地区亚洲玉米螟发生规律、预测预报及综合治理的研究提供了有益的借鉴。东北地区冬季气候寒冷,越冬幼虫基数与存活率直接影响翌年亚洲玉米螟的发生程度,而幼虫能否安全越冬并成为翌年玉米螟发生的有效虫源,直接与越冬幼虫生理情况和天敌寄生情况密切相关。为此,我们调查了玉米螟越冬幼虫在玉米植株上的分布规律、虫龄结构、越冬后的存活率、天敌种类及寄生率等关键因素。在此基础上,我们进一步研究了滞育幼虫的抗寒性动态和低温交变温度胁迫下HSPs表达分析,明确亚洲玉米螟滞育幼虫在越冬期间生理指标的变化情况以及抗寒能力的动态差异和低温交变温度胁迫下HSPs的响应情况,为进一步阐明亚洲玉米螟抗寒性生理机制和分子机制提供依据。最后根据沈阳地区玉米螟多年田间发生量与同期气象数据,通过逐步回归和BP神经网络进行建模,对一代和二代亚洲玉米螟的田间发生动态进行了预测。获得的主要结果如下:1.通过对东北13地区进行田间网室扣养、黑光灯诱集成虫和剖秆调查幼虫,调查和分析玉米螟在不同地区的生长发育进程,界定其发生世代数。结果表明,黑龙江哈尔滨以北地区玉米螟仅发生一代,为一代发生区;哈尔滨至吉林公主岭地区为玉米螟不完全2代发生区,即一、二代混生区;吉林公主岭地区至辽宁省沈阳地区为完全2代发生区;沈阳地区以南为不完全3代发生区,即二、叁代混生区。2.通过对东北地区(包括内蒙古东部)211个气象站1981-2010年地面气象月值数据,借助地理信息系统软件ARC/INFO10.3中普通克里格法(OrdinaryKriging)、协同克里格法(CoKriging)和逆距离权重法(IDW)分别对气象站以外的地区进行空间插值分析,结合玉米螟有效积温,得到整个东北地区(包括内蒙古东部)亚洲玉米螟世代空间格局分布图。经检验插值结果与多地的调查结果吻合。3.通过对东北13个地区1981-2010年地面气象日值数据(日平均最低气温和最高气温),使用singlesine/horizontal方法计算各地的玉米螟有效积温。利用有效积温法则,结合本实验室基于沈阳地区长期的观测数据,对东北13个地区亚洲玉米螟发生的始见期进行预测,结果与实际观测数据吻合。4.通过东北13个地区1951-2014年地面气象月值数据和1981-2010年地面气象日值数据,利用MATLAB软件建立1951-2014年各地区4-10月份0℃以上积温直线回归模型,预测2020年、2030年和2050年的积温,并建立各地区4-10月份0℃以上平均积温和玉米螟有效积温回归关系模型,进一步预测各地区亚洲玉米螟可能发生世代数。结果表明,未来东北各地区玉米螟可利用积温和发生世代数都将增加;到2050年,黑龙江省的克山、佳木斯玉米螟发生世代数将有可能增加1代;吉林省长春、四平及辽宁省的昌图由现在的2代区成为2、3代混生区;沈阳、普兰店地区玉米螟种群发生3代的比例将会增大。5.通过对亚洲玉米螟幼虫越冬情况调查,发现东北不同地区亚洲玉米螟越冬幼虫在玉米植株上的分布主要集中在穗部(14.29%～62.08%),随着地理纬度的升高,逐渐向全株分散。越冬虫态以5龄和4龄幼虫为主,个别地区存在3龄;5龄幼虫大于70%,4龄幼虫在2.8%～26.37%之间。不同地区越冬前存活率大于87.30%,越冬后存活率48.22%～73.00%之间。6.通过分时段对东北不同地区亚洲玉米螟滞育幼虫越冬期间的过冷却点(SCP)、冰点(FP)、虫体含水量和脂肪含量进行监测,研究了玉米螟越冬幼虫的抗寒性时间动态。结果表明东北地区不同地理种群亚洲玉米螟过冷却点在-5℃～-25℃、冰点在-2.5℃～-15℃范围内,随着环境温度的降低,亚洲玉米螟滞育幼虫的过冷却点持续降低,抗寒能力不断的增强,越冬期间先下降后上升,最低点出现在1、2月份;虫体含水量在50-70%范围内;越冬期间先下降后上升,与环境温度、过冷却点变化趋势一致,最高含水量出现在4月份,虫体最低含水量随着地理纬度的降低而升高(r=-0.758,n=12,P<0.01);脂肪含量在45-70%范围内,越冬期间先上升后下降,最高脂肪含量随着地理纬度的降低而降低(r=0.697,n=12,P<0.01)。幼虫抗寒能力(最低过冷却点和最低冰点)与虫体最低含水量和最高脂肪含量显着相关(P<0.01)。亚洲玉米螟滞育幼虫的抗寒性高纬度地区强于低纬度地区;环境温度越低,越能体现出其抗寒能力和不同地理种群间的抗寒能力分化。7.亚洲玉米螟滞育幼虫在经过交变温度处理后,使用qPCR技术测定Hsc70基因及Hsp90基因的相对表达量,并利用SPSS进行统计分析,发现Hsc70基因及Hsp90基因交变温度处理时均有响应,在低温诱导阶段表达量变化并不明显,但在恢复阶段表达量均会明显上调,在恢复3h后,两种基因的表达量均达到最大值。Hsc70基因及Hsp90基因对亚洲玉米螟低温损伤的修复起到了重要作用。8.将沈阳地区2000～2012年温度、湿度、雨量、积温、光照等气象数据作为预测因子,采用简单逐步回归、多因子互作回归及BP神经网络方法组建同期亚洲玉米螟田间落卵量、卵孵化量、赤眼蜂寄生量预测模型。经检验,玉米螟的发生量与多种气象因子之间存在相关关系,可采用模型较为准确地预测出亚洲玉米螟及赤眼蜂的发生量。不同方法在预测不同发生量时各有所长。
杨哲, 董辉, 胡志凤, 段立佳, 于超[3]2015年在《东北地区亚洲玉米螟不同寄主植物种群线粒体基因遗传多样性》文中研究说明为了解不同寄主植物对亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis(Guenée)寄主专化性及遗传多样性的影响,以东北地区取食4种寄主植物的亚洲玉米螟种群为研究对象,选取其线粒体COⅠ和COⅡ基因作为分子标记,通过序列比对分析,研究了亚洲玉米螟种群间的遗传多样性、基因流水平及分子变异。结果显示,亚洲玉米螟线粒体基因具有较丰富的遗传多态性;COⅠ和COⅡ基因总寄主植物种群Fu’s Fs检验结果分别为-1.82和-2.04,种群历史呈扩张趋势,基因流Nm分别为6.38和3.24,说明各种群间基因交流水平较高;遗传变异主要来自于种群内部;亚洲玉米螟的单倍型在BI树和NJ树上的分布拓扑结构与寄主植物间无对应关系。研究表明,取食不同寄主植物的亚洲玉米螟种群间的遗传多态性较高,基因交流频繁,且尚未发生遗传分化。
参考文献：
[1]. 亚洲玉米螟不同地理种群生态适应性和种群遗传结构的RAPD分析[D]. 刘宁. 中国农业科学院. 2003
[2]. 东北地区亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis(Guenée)世代空间格局及其抗寒性研究[D]. 胡志凤. 沈阳农业大学. 2017
[3]. 东北地区亚洲玉米螟不同寄主植物种群线粒体基因遗传多样性[J]. 杨哲, 董辉, 胡志凤, 段立佳, 于超. 植物保护学报. 2015