黄草地螟对不同植物的选择性与适应性

申报人:赵雨芊 申报日期:2024-06-30

基本情况

2024
黄草地螟对不同植物的选择性与适应性 盲选
创新训练项目
农学
植物生产类
学生自主选题
一年期
黄草地螟(Sitochroa verticalis),属鳞翅目,螟蛾科。为害大豆、苜蓿等植物。分布于我国黑龙江、吉林等地。近年来,该虫在黑龙江部分地区的发生有加重趋势,对作物安全生产造成了较大威胁。本项目拟通过室内饲养黄草地螟,调查其成虫产卵选择性及幼虫对几种植物的取食选择性,测定饲喂不同植物的黄草地螟生长发育情况,明确黄草地螟对几种寄主植物的适应性,为田间黄草地螟的测报调查及有效治理提供理供依据

指导教师毕业于农业昆虫与害虫防治专业,近年来主要研究黄草地螟的生物学特性及防治相关内容,对该害虫的饲养及科研工作较为熟悉,可对学生在实验操作和文章报告撰写方面提供指导和帮助,也可提供良好的实验室条件和实验仪器设备及材料,保证学生实验顺利进行。

省级

项目成员

序号 学生 所属学院 专业 年级 项目中的分工 成员类型
赵雨芊 农学院 植物保护 2022 实验操作、数据处理
周心语 农学院 植物保护 2022 实验操作、文章撰写
张同强 农学院 植物保护 2022 实验操作
李金赫 农学院 植物保护 2021 实验操作、数据处理
晁勇 农学院 植物保护 2021 报告撰写

指导教师

序号 教师姓名 所属学院 是否企业导师 教师类型
陈佳欢 农学院

立项依据

黄草地螟是大豆、苜蓿作物的重要食叶害虫,近年来在黑龙江省局部地区有发生加重的趋势,如在安达种植园区和哈尔滨市郊区调查,苜蓿田间和大豆田边杂草每平方米成虫虫口密度高达到10头以上,给作物安全生产带来了较大威胁。目前,关于黄草地螟寄主植物的研究报道很少,不利于开展该虫的防控与测报调查工作。
本实验通过研究黄草地螟对不同植物的行为反应,了解其幼虫的取食偏好性及成虫的产卵偏好性,同时明确以上植物对黄草地螟幼虫生长发育、体内保护酶活性及成虫繁殖的影响,为实验室内饲养黄草地螟科学研究提供参考,也为田间黄草地螟虫情监测及有效治理提供理论依据。

 1.1 黄草地螟成虫对不同植物的产卵选择
   试验在120目的纱网养虫笼内进行。室内种植紫苜蓿、大豆及灰菜3种植物盆栽,等距离随机排列放入养虫笼中,在边角放置浸有5%蜂蜜水的脱脂棉,接入刚羽化的雌雄黄草地螟成虫5对,每天定时观察各植物上着卵情况,待第一天出现卵块后,连续观察记录5天,计算着卵率。
   植物着卵率(%)=(相应植物上着卵量/3种植物上总着卵量)×100%;
 1.2 黄草地螟幼虫对不同植物的取食选择
  1.1.1 Y型嗅觉仪测定
   利用Y型嗅觉仪测定黄草地螟各龄幼虫对不同植物汁液气味的行为反应,将紫苜蓿、大豆及灰菜叶片研磨成等量汁液,分别倒入Y型嗅觉仪的3个味源瓶中,调整各通道气流量一致,在昆虫放置口接入不同龄期幼虫,5分钟后观察其所在位置,若幼虫离开圆心半径3厘米,接近或进入某味源通道,则视为对该通道气味有选择性,若未离开圆心半径3厘米,则视为未选择。各龄期测定10头,重复3次。
   嗅觉行为选择率(%)= [(选择相应气味虫数)/(各龄期总虫数)]×100%。
  1.1.2 叶碟法测定
   利用叶碟法测定黄草地螟各龄幼虫对紫苜蓿、大豆、灰菜3种植物的取食偏好性,取上述3种植物叶片,分别剪成大小一致的叶片,沿培养皿(直径20 cm、底部放置潮湿的滤纸)的边缘均匀环绕放置,每种植物叶片总面积相同,到培养皿中心的距离相等,且在调查时间内叶片不被取食完。在培养皿中心接入经2 h饥饿处理的黄草地螟各龄幼虫,每次接入10头,重复3次。将培养皿置于25 ℃、相对湿度70 %、黑暗条件下的人工气候箱内。6 h后观察并记录每个培养皿内幼虫选择取食各种植物叶片的数量。
   取食选择率(%)= [(选择相应植物虫数)/(各龄期总虫数)]×100%。
 1.3 不同植物对黄草地螟幼虫生长发育的影响
   分别用紫苜蓿、大豆、灰菜3种植物叶片饲养黄草地螟幼虫,将养虫盒置于光周期L14∶D10、温度28℃、相对湿度70 %的人工气候箱中,每天定时更换新鲜叶片,观察幼虫蜕皮、死亡、化蛹及羽化情况。每处理30头,每种植物3次重复。
 1.4 不同植物对黄草地螟5龄幼虫体内保护酶活性的影响
   1.2中,随机挑选不同寄主植物饲养的5龄幼虫各3头,测定超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性,每处理重复三次。
 1.5 不同植物对黄草地螟成虫繁殖及寿命的影响
   1.2中成虫羽化后,按1:1雌雄比配对,移入用纱布封口的透明塑料杯中,底部放置装有棉花球的瓶盖,并用清水润湿,每天收集所产卵块,并调查卵块孵化情况,记录产卵前期、产卵期、产卵块数、产卵量及成虫寿命。每处理调查5对,重复3次。


1.1 
黄草地螟研究概况
  目前,关于黄草地螟的调查研究文献极少。褚茗莉等报道了黄草地螟、玉米螟(Ostrinia furnacalis)和豆野螟(Maruea testulalis)在外部形态和生殖器上的区别以及灯诱的消长规律[1]。陈阿兰等在鳞翅目蛾类卵形态的比较中介绍了黄草地螟卵的形态特征[2]。王文强描述了黄草地螟、豆扇野螟(Pleuroptya ruralis)、横线镰翅野螟(Circobotys heterogenalis)及亚洲玉米螟成虫的形态特征,并对其线粒体COⅠ基因序列进行了种类鉴定[3]
  张蓉等探讨了黄草地螟危害苜蓿的产量损失和防治指标[4]Maini等发现PAA对黄草地螟有引诱作用[5]。崔娟等研究了在17、21、25、29、33℃5个温度条件下,黄草地螟各龄幼虫取食量及取食速率[6]发现在25℃时,幼虫取食量最大,17℃时最少。史树森报道了黄草地螟卵和幼虫在17-33℃的温度范围内均可完成发育,发育历期与温度成反比,25-29℃为其适宜环境温度[7]。于洪春等探讨了黄草地螟4种寄主植物的取食偏好性以及补充不同营养对成虫繁殖及寿命的影响[8]。陈佳欢等报道了黄草地螟羽化节律、产节律、越冬习性等生物学特性[9]

1.2 昆虫对不同植物的选择性与适应性研究概况 

植食性昆虫的食性分为单食性Monophagous、寡食性Oligophagous和多食性Euryphagous[10]。多食性昆虫可以取食不同科的植物但一些昆虫对不同植物的取食选择性有较大差异,且取食不同植物的昆虫生长发育及繁殖情况也会不同,目前,关于昆虫对不同植物的选择性和适应性的研究颇多。
  张勇等调查了烟青虫Helicover paassulta成虫番茄烟草辣椒植株上的产卵偏好性,结果表现为番茄>烟草>辣椒。同时调查了烟青虫幼虫对以上三种植物的取食偏好性,发现其最喜好嫩烟叶[11]。张娜等甜菜夜蛾Spodoptera exigua对不同寄主植物的产卵选择中发现,甜菜夜蛾最喜在玉米植株上产卵,其后依次为辣椒、棉花、黄瓜、豇豆和番茄,最后为甘蓝,雌成虫对不同植株及其挥发物抽提物的趋性与产卵选择性相同,都表现为玉米>黄瓜>甘蓝。然而,甜菜夜蛾对不同植物的取食选择性和成虫产卵选择性并不一致[12]

裴昌莹等报道了西花蓟马Frankliniella occidentalis成虫对7种不同蔬菜寄主的选择趋性产卵选择性有明显差异,且在同一寄主植株上喜好产卵的部位也有一定的差异[13]。袁志华等发现,亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis不同龄期幼虫对6个科的24种植物的取食选择性差异显著[14]。王浩元等报道,马铃薯块茎蛾Phthorimaes operculella初孵幼虫和3龄幼虫取食对马铃薯、烟草、番茄9植物具有明显的选择性但随着时间的延长,取食选择性降低[15]

舒晓晗等研究发现小猿叶甲Phaedon brassicae成虫最喜食芥菜,最不喜食甘蓝,且产卵选择性和取食选择性基本一致[16]。黄芊等研究发现台湾稻螟Chilo auricilius在水稻、茭白、甘蔗和玉米4种植株上无显著的产卵选择性,但其幼虫有明显的取食选择性,喜食水稻和茭白,不喜食甘蔗[17]

李传明等研究了稻纵卷叶螟Cnaphalocrocis medinalis)对狗尾草、玉米、水稻和稗草的取食偏好性,同时调查了取食不同植物的稻纵卷叶螟成虫产卵偏好性,发现成虫产卵选择性与幼虫的取食选择性并不一致稻纵卷叶螟最偏好在水稻上产卵[18]。徐蓬军等报道了草地贪夜蛾玉米和烟草的取食偏好性及产卵选择性。结果表明草地贪夜蛾玉米有显著的取食偏好性及产卵选择性[19]

李定银等发现草地贪夜蛾成虫偏好在玉植株产卵,显著高于荞麦、薏米和菜豆植株。草地贪夜蛾幼虫最喜玉米最不喜菜豆[20]。丛胜波等表明斜纹夜蛾Prodenia litura幼虫喜好取食红薯,最不喜取食花生。幼虫取食偏好和成虫产卵的选择性并不一致成虫喜好大豆植株上产卵[21]。蒋婷等为明确黄翅绢野螟(Diaphania caesalis)低龄幼虫对不同植物的取食选择率差异不大;随着龄期的增长,幼虫逐渐表现出偏好取食波罗蜜。黄翅绢野螟在不同植物上的日均产卵量没有显著差异[22]

取食不同植物对昆虫的生长发育也会有一定的影响。王凯等发现甜菜夜蛾取食不同寄主植物的幼虫发育历期、蛹重、产卵量等有显著差异。饲喂反枝苋和青菜比饲喂芹菜分葱甜菜夜蛾生长发育更有利[23]焦文哲等报道了在甘薯、油菜、蓖麻3种寄主植物中,饲喂蓖麻叶片的斜纹夜蛾生长发育情况最好[24]
王璐等研究发现舞毒蛾Lymantria dispar西府海棠、黄栌、垂柳、华山松4寄主植物上均可正常完成发育,但低龄幼虫取食西府海棠生长发育情况最佳,而高龄幼虫取食垂柳生长发育情况最佳[25]

取食不同植物对昆虫体内解毒酶和蛋白酶活性也会有一定的影响。沈海燕等研究了柳杉、柏木、侧柏和云南松4种寄主植物对云南松毛虫(Dendrolimus houi )生长发育、繁殖、解毒酶和消化酶活性的影响,发现云南松毛虫对柳杉和柏木具较好的适应性,且幼虫体内解毒酶和蛋白酶活性均处于较高水平[26]


主要参考文献
[1]褚茗莉. 沈阳地区玉米螟及其近似种的区别[J]. 辽宁农业科学,1979(03)25-27.
[2]陈阿兰,桓秀娟. 鳞翅目蛾类卵形态的比较研究[J]. 中国农学通报,2007(05)349-352.
[3]王文强,刘凯强,张天涛,白树雄,何康来,王振营.灯下诱集的亚洲玉米螟成虫形态近似种的鉴别[J].植物保护,201642(02):151-154+158.
[4]张蓉,先晨钟,杨芳,等. 草地螟和黄草地螟危害苜蓿产量损失及防治指标的研究[J]. 草业学报,200514 (02)121-123.
[5]Maini SBurgio G. Influence of trap design and phenylacetaldehyde upon field capture of male and female Ostrinia nubilalis (Hb.) (LepidopteraPyralidae) and other moths[J]. Bollettino dell&aposIstituto di Entomologia`Guido Grandi&aposdella Universitàdegli Studi di Bologna199145157-165 
[6]崔娟,史树森,徐伟,等. 温度对尖锥额野螟幼虫取食量的影响[J]. 中国农学通报,201430(25)313-316.
[7]史树森,崔娟,徐伟,等. 温度对尖锥额野螟卵和幼虫生长发育的影响[J]. 大豆科学,201534(01)108-111.
[8]于洪春,宁继明,陈佳欢,等.取食偏好性和营养对黄草地螟生长发育的影响[J].东北农业大学学报,202253(08):18-24.
[9]陈佳欢,李金赫,晁勇,等.黄草地螟生物学特性研究[J].黑龙江八一农垦大学学报,202335(05):18-23.

[10]Dethier VG. Chemical Insect Attractants and Repellents [M].The Blakiston Company1947:289.

[11]张勇王开运王刚.烟青虫对三种食料植物的选择性及适应性[J].昆虫知识2006(06):781-784.

[12]张娜,郭建英,万方浩,等.甜菜夜蛾对不同寄主植物的产卵和取食选择[J].昆虫学报,200952(11):1229-1235.

[13]裴昌莹,郑长英.西花蓟马对不同蔬菜寄主的选择性研究[J].中国生态农业学报,201119(02):383-387.

[14]袁志华,郭井菲,王振营,等.亚洲玉米螟幼虫对不同寄主植物的取食选择性[J].植物保护学报,201340(03):205-210.

[15]王浩元,张立敏,陈斌,等.马铃薯块茎蛾幼虫对不同寄主植物的取食选择性[J].中国马铃薯,201327(04):226-231.

[16]舒晓晗,刘亚慧,苗雨桐,等.小猿叶甲对不同蔬菜寄主的偏好性[J].浙江农林大学学报,201532(01):123-126.

[17]黄芊,杨娟,凌炎,等.台湾稻螟对4种寄主植物的产卵选择性和取食选择性[J].南方农业学报,201647(01):55-58.

[18]李传明,韩光杰,杨亚军,等.稻纵卷叶螟对不同植物的产卵趋性与取食选择[J].中国水稻科学,201731(03):315-319.

[19]徐蓬军,张丹丹,王杰,等.草地贪夜蛾对玉米和烟草的偏好性研究[J].植物保护,201945(04):61-64+90.

[20]李定银,郅军锐,张涛,等.草地贪夜蛾对4种寄主植物的偏好性[J].植物保护,201945(06):50-54.

[21]丛胜波,王玲,王金涛,等.斜纹夜蛾对不同寄主植物的取食和产卵选择研究[J].河南农业科学,202049(12):91-96.

[22]蒋婷,樊春丽,王彤彤,等.黄翅绢野螟对不同植物的取食和产卵选择[J].植物保护,202450(03):211-218.

[23]王凯,程禹铭,孙清明,等.甜菜夜蛾在不同寄主植物上的适合度及寄主选择[J].中国生物防治学报,202339(02):346-354.

[24]焦文哲马娟高波.取食不同寄主植物对斜纹夜蛾生长发育的影响[J].中国植保导刊202343(12):11-14+50.

[25]王璐任效辰周琪喆.4种寄主植物对舞毒蛾幼虫生长发育的影响[J].绿色科技202325(07):154-157.

[26]沈海燕梁运陈正浩.不同寄主植物对云南松毛虫生长发育、繁殖及生理酶活性的影响[J].林业科学研究202235(05):63-70.

经田间调查发现,近几年来,黄草地螟种群数量增大,田间发生严重,但目前关于黄草地螟的研究报道极少,不利于开展田间测报及防治,针对黄草地螟的研究迫在眉睫

本项目通过调查其成虫产卵选择性及幼虫对几种植物的取食选择性,测定饲喂不同植物的黄草地螟生长发育情况,明确黄草地螟对几种寄主植物的适应性,为田间合理进行作物布局利用植物多样性生态控制黄草地螟以及田间测报调查提供参考。

 
     拟解决的问题:

本实验通过研究黄草地螟对不同植物的行为反应,了解其幼虫的取食偏好性及成虫的产卵偏好性,同时调查不同植物对黄草地螟生长发育、体内保护酶活性及成虫繁殖的影响,为田间合理进行作物布局利用植物多样性生态控制黄草地螟以及田间测报调查提供参考

预期成果:

1、依托本项目完成本科毕业设计改革专项融合,学生可通过本项目,进入田间及实验室学习植物保护专业技能,锻炼实践能力,培养科研思维,其中2名学生可通过此项目,完成本科毕业论文。

2、依托本项目完成进行实验课教学改革专项融合,本项目实践内容包含田间虫源采集、实验室昆虫饲养:成虫补充营养、卵块收集、幼虫食料更换、虫龄判定、虫蛹照料、雌雄区分等一系列实验操作,可融入本科生实验课程《昆虫学实验技术》实验项目中,使学生系统的了解昆虫的生活史、饲养方法及注意事项,让学生在实践中深入学习昆虫学相关专业知识,锻炼学生实践能力。

2024年6月:田间采集成虫。
2024年6月至2024年12月:进行室内养虫试验,调查黄草地螟对不同植物的选择性与适应性。
2024年12月至2025年3月:撰写研究报告及文章。

本项目指导教师从事农业昆虫与害虫防治相关工作,近年来主要研究大豆害虫—黄草地螟的生物学及防治相关研究,参与发表《取食偏好性及不同植物对黄草地螟生长发育的影响》、《黄草地螟生物学特性研究》2篇文章。
项目组成员李金赫、晁勇参与的大学生创新项目《黄草地螟种群发生规律及卵块分布研究》已通过结题申请,对黄草地螟的饲养及习性较熟悉,可以向22级的3名学生传授经验和指导实验操作。

田间虫源采集已完成,实验仪器设备及材料已基本准备充分,实验室内饲养黄草地螟条件成熟,实验方案合理,学生暑假期间可投入更多精力和时间进行实验。

经费预算

开支科目 预算经费(元) 主要用途 阶段下达经费计划(元)
前半阶段 后半阶段
预算经费总额 6000.00 文章发表、实验耗材购置 4000.00 2000.00
1. 业务费 2000.00 发表文章 0.00 2000.00
(1)计算、分析、测试费 0.00 0.00 0.00
(2)能源动力费 0.00 0.00 0.00
(3)会议、差旅费 0.00 0.00 0.00
(4)文献检索费 0.00 0.00 0.00
(5)论文出版费 2000.00 发表文章 0.00 2000.00
2. 仪器设备购置费 0.00 0.00 0.00
3. 实验装置试制费 3000.00 购买实验小型设备 3000.00 0.00
4. 材料费 1000.00 购买实验所需试剂耗材 1000.00 0.00

项目附件

  • 赵雨芊-黄草地螟对不同植物的选择性与适应性.pdf
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结束