广东省稻水象甲生活史及越冬规律.pdf
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1、昆虫学报9月September2023,66(9):1192-1200http:/ACTA ENTOMOLOGICA SINICAdoi:10.16380/j.kcxb.2023.09.006广东省稻水象甲生活史及越冬规律袁龙宇1.2.#,雷浩霖1.3#,李燕芳1-2,肖汉祥12,魏洪义3.*,张振飞1.2,*(1.广东省农业科学院植物保护研究所,广州510 6 40;2.广东省植物保护新技术重点实验室,广州510 6 40;3.江西农业大学农学院,南昌330 0 45)摘要:【目的】明确广东省稻水象甲Lissorhoptrus oruzophitus生活史、越冬生境、发生规律及寄主植物和天敌
2、种类,为这一害虫的科学防治提供指导。【方法】2 0 19年3月-2 0 2 1年4月通过实地调查、室内笼罩饲养观察和卵巢解剖研究稻水象甲在广东的生活史和越冬生境;通过对稻水象甲成虫中肠内容物进行分子检测探明其越冬过渡寄主植物;利用特征序列扩增区(sequence characterizedamplifiedregion,SCA R)标记技术明确稻水象甲的主要天敌种类。【结果】2 0 19年3月-2 0 2 1年4月稻水象甲在广东双季稻区一年发生2 代,具有越冬和越夏习性。广东稻水象甲经历一个完整世代需要(140.8 6 1.0 5)d,幼虫历期为2 0 d左右。广东稻水象甲以成虫越冬,越冬生境
3、模式为稻田-过渡带(草地)-沼泽地(水草丰盛),且越冬期稻水象甲成虫卵巢存在滞育现象,发育等级I级。稻水象甲成虫中肠内容物分子检测发现,其越冬期主要的过渡寄主植物为再生稻及李氏禾Leersiahexandra。基于SCAR的PCR结果表明,游猎型蜘蛛沟渠豹蛛Pardosa laura为稻水象甲的主要天敌。【结论】稻水象甲在广东一年发生2 个世代,主要于沼泽地中越冬,李氏禾和再生稻为其越冬期的主要过渡寄主,越冬地的主要天敌为沟渠豹蛛。这些发现对广东地区稻水象甲疫情精准防控具有理论指导意义。关键词:稻水象甲;生活史;越冬;肠道内容物;寄主植物中图分类号:Q968Life cycle and ove
4、rwintering rules of Lissorhoptrus(Coleoptera:Curculionidae)in Guangdong province,South ChinaYUAN Long-Yu-,LEI Hao-Lin-.,LI Yan-Fang*,XIAO Han-Xiang*-,WEI Hong-Yi.,ZHANGZhen-Feil.2,*(1.Plant Protection Research Institute,Guangdong Academy of Agricultural Sciences,Guangzhou 510640,China;2.Guangdong Pr
5、ovincial Key Laboratory of High Technology for PlantProtection,Guangzhou 510640,China;3.School of Agronomy Science,Jiangxi Agricultural University,Nanchang 330045,China)Abstract:【A i m】T o c l a r i f y t h e l i f e c y c l e,o v e r w i n t e r i n g h a b i t a t s,o c c u r r e n c e r e g u l a
6、 r i t y,h o s t p l a n tspecies and natural enemy species of the rice water weevil(Lissorhoptrus oruzophitus)in Guangdongprovince,South China,so as to provide scientific guidance for the prevention and control of this insectpest.Methods We investigated the life cycle and overwintering habitats of
7、L.orvzophitus in Guangdongthrough field surveys,cage observation experiments and ovary dissection from March,2019 to April,2021,identified its overwintering transitional host plants through molecular detection of the midgut基金项目:国家重点研发计划项目(2 0 2 2 YFC2601400);2 0 2 1年广东省乡村振兴战略专项省级项目(稻水象甲监测防控技术研究与推广应用
8、);广东省现代农业产业共性关键技术研发创新团队建设项目(2 0 2 1KJ134)作者简介:袁龙宇,男,198 8 年3月生,湖北荆州人,博士,助理研究员,主要从事昆虫学研究,E-mail:y u a n l o n g y u g d a a s.c n;雷浩霖,男,1997年12 月生,江西景德镇人,硕士研究生,研究方向为农业昆虫与害虫防治,E-mail:90 7 2 1436 7 q q.c o m#共同第一作者Authors with equal contribution*通讯作者 Corresponding authors,E-mail:zhangzhenfei ;hywei 收稿日
9、期Received:2 0 2 2-0 2-2 8;接受日期Accepted:2 0 2 2-0 7-11文献标识码:A文章编号:0 454-6 2 96(2 0 2 3)0 9-1192-0 9orvzophitus9期contents in adults,and detected its main natural enemies using sequence characterized amplified region(SCAR)marker technology.Results)L.orvzophitus had two generations a year in the double
10、croppingrice area of Guangdong province,and had overwintering and oversummering habits during March,2019and April,2021.A complete generation of L.orvzophitus needed(140.86 1.05)d,and the larvalduration was about 20 d in Guangdong.L.orvzophitus overwintered as adult in Guangdong province.Theoverwinte
11、ring habitat pattern was paddy field,transitional zone(grassland),and swamp(abundant watergrass).It was found that the ovary of L.orzophitus adults during the overwintering period underwentdiapause,and the ovarian grade was level I.Through molecular detection of the midgut contents in L.orvzophitus
12、adults,it was found that during the overwintering period,the main transitional host plants ofL.orvzophitus were regenerated rice(Oryza sativa)and Leersia hexandra,and the main natural enemywas Pardosa laura,a nomadic spider,as revealed by the result of SCAR-based PCR.Conclusion L.orvzophitus has two
13、 generations a year in Guangdong,and mainly overwinters in the swamp.The maintransitional hosts during the overwintering period are Leersia hexandra and regenerated rice,and the mainnatural enemy in overwintering habits is P.laura.These findings have theoretical guiding significance forthe accurate
14、prevention and control of L.orvzophitus epidemic in Guangdong.Key words:Lissorhoptrus oryzophilus;life cycle;overwintering;intestinal content;host plant稻水象甲Lissorhoptrus oruzophitus属鞘翅目(Co l e o p t e r a)象甲科(Curculionidae),是一种严重危害水稻生产的世界性检疫害虫;成虫取食水稻嫩叶的上表皮以及叶肉,影响水稻叶片光合作用;而幼虫取食水稻根部,造成植株断根、倒伏,严重影响水稻产量
15、(谭文珠和黄凤翔,2 0 16)。国际自然保护联盟(International Union for Conservation of Nature,IUCN)已将其列为全球10 0 种最具威胁的外来人侵生物之一(Grigarick and Beards,196 5),我国也将之列为水稻上重点检测的检疫性害虫(农业农村部,2 0 2 0)。稻水象甲原产于北美洲,2 0 世纪7 0 年代初,孤雌生殖型稻水象甲始传人亚洲日本,我国于198 8 年在河北省唐海县首次发现稻水象甲(方世凯等,2 0 0 8)。目前稻水象甲已扩散至我国2 3个省(自治区、直辖市)46 3个县(市或地区)(河江等,2 0 2
16、0)。2 0 17 年广东省首次在梅州市五华县安流镇发现稻水象甲,此后,梅州市平远县也报道了稻水象甲的发生。在我国不同稻水象甲发生区,该虫发生世代数及越冬习性等明显不同,这对有效控制该虫的扩散危害带来了难度。在辽宁省东港市,稻水象甲每年发生1代(田春晖等,1997),但在辽阳地区年发生1代并存在1个不完整世代的第2 代(刘建武和陈雅丽,2 0 10),而在双季稻区的浙江省台州市年发生2代,但第2 代虫源有限,对晚稻不构成威胁(林云彪等,1997)。在越冬习性方面,该虫在辽阳地区主要集中在山坡的土堆里越冬,越冬时不取食,卵巢不发育(曲辉等,1998);在滇中地区其主要集中在田袁龙宇等:广东省稻水
17、象甲生活史及越冬规律控提供理论参考。1木材料与方法1.1材料1.1.1供试昆虫:稻水象甲越冬成虫采自广东省梅州市平远县石正镇东台村(2 4.52 7 2 N,115.8 36 6 E);该虫生活史研究的虫态采自广东省梅州市五华县双华镇潮塘村(2 3.7 8 7 1N,115.8 0 2 9E)。1.1.2仪器:OptikaLAB-2光学立体显微镜,Optika公司(意大利);VHX-S650E超景深显微镜,基恩士(中国)有限公司;Biometra TRIO三槽PCR仪,德国耶拿分析仪器股份公司CAVOYPowerBU多用途1193的土堆里越冬,越冬时取食少量再生稻,卵巢发育等级低(薇等,2 0
18、 11)。由于广东省处于我国亚热带和热带季风气候区,适于部分农作物害虫的终年繁殖(齐国君和吕利华,2 0 16)。因此,该虫传人广东省定殖后的生物学特性,是首先需要探明的重要问题。目前广东省尚无该虫生物学特性的研究报道。基于此,本研究首先于广东省梅州市开展了稻水象甲的年生活史调查,同时结合室内笼罩饲养实验进一步明确其发生规律。其次,通过 PCR技术检测和分析越冬稻水象甲成虫中肠内容物中的植物DNA,鉴别该虫越冬期间取食的植物种类,分析其在广东省潜在越冬生境。最后,使用特征序列扩增区(sequence characterized amplified region,SCAR)标记技术分析了稻水象甲
19、越冬期的主要捕食性天敌。上述研究结果可为广东稻区稻水象甲疫情的有效防1194电泳仪,北京凯元盛世科技发展有限责任公司。1.2稻水象甲生活史调查于2 0 19年311月在广东省梅州市五华县和平远县发生区田间观察稻水象甲,采用五点调查法,随机调查2 5丛,观察水稻植株是否其上有稻水象甲成虫危害;之后,将受害水稻植株拔起,将水稻根部浸泡于装有饱和食盐水的塑料桶中充分搅拌,静置10 min后在桶中漂浮物中观察稻水象甲幼虫;最后,洗净稻株根部泥土观察其是否携带虫蛹,并剥开水稻茎秆检查虫卵。并在五华县双华镇潮塘村农田旁设置3个养虫笼(长宽高=50 cm50cm70cm),每个养虫笼移栽3丛水稻,每丛接人稻
20、水象甲成虫10 头;每10 d观察1次和记录该虫虫龄、数量、发育历期、卵巢发育等级及成虫取食斑。1.3稻水象甲越冬特性调查1.3.1越冬生境调查:于2 0 2 0 年12 月下旬在平远县的东台村和南台村(2 4.52 7 2 N,115.8 36 6 E)以及五华县的潮塘村和桂岭村(2 3.8 39 0 N,115.8167E)进行稻水象甲越冬生境调查。重点对调查点的稻桩、田、沼泽地、路边、坡地和林带等区域进行系统调查。采用目测观察法以及查土法,稻桩、田和沼泽地采用目测观察法,每种环境调查667m;路边、坡地和林带采用查土法,每种环境随机选择5个样点挖取长宽=50 cm50cm以及深5cm的土
21、壤过筛后在阳光下观察是否有稻水象基因Genesygf4ndhFAGL20植物特异性引物的灵敏性是稻水象甲肠道内容物检测的关键。将李氏禾DNA 稀释成5个浓度的DNA样品,分别为10.16 0,5.0 8 0,1.0 16,0.50 8 和0.102 ng/L;将双穗雀稗 DNA稀释成5个浓度的DNA样品,分别为9.7 6 0,4.8 8 0,0.97 6,0.48 8 和0.098ng/L;将水稻DNA稀释成5个浓度的DNA样品,分别为10.38 9,5.194,1.0 39,0.519和0.104ng/L;以不同浓度DNA样品为模板进行PCR扩增,使用凝胶电泳查看结果。结果表明,李昆虫学报A
22、ctaEntomologica Sinica等(1999)。1.3.3稻水象甲越冬寄主植物特异引物设计与检测灵敏度:选择李氏禾Leersia hexandra ycf4(G e n Ba n k 登录号:KF797362.1)、双穗雀稗PaspalumdistichumndhF(G e n Ba n k 登录号:KF852892.1)和水稻Oryza sativa AGL20(G e n Ba n k登录号:AY332476.1)3个基因设计特异性引物(表1),以同生境内其他植物和饥饿处理的稻水象甲成虫 DNA为对照验证引物特异性。结果表明,李氏禾LH-ycf4扩增效果明显,且条带单一清晰,扩
23、增片段大小为2 16 bp。引物对同域其他3 种植物DNA无扩增效果,物种特异性强;PD-ndhF对双穗雀稗扩增条带单一,扩增片段为2 47 bp,物种特异性强;OS-AGL对水稻DNA扩增效果单一,扩增片段为2 0 3bp。引物对同域其他植物和稻水象甲成虫DNA无扩增效果,物种特异性强(图1)。表1本研究所用引物Table 1Primers used in this study引物引物序列(5-3)PrimersPrimer sequencesLH-ycf4F:TGCGCATACCAATGGAAGTCTR:TCCCACTTGGACAAAGCAAACPD-ndhFF:ACTTGATCGACCC
24、CCTTACGR:GGCCGTGTAAACCAAAAGCCOS-AGLF:AATCAGCCTCCCTTGTCTGCR:CCAGCTTATTCCTGGCCTGT66卷甲成虫。1.3.2越冬期稻水象甲卵巢发育情况:取2 0 2 0 年12月越冬成虫和2 0 2 1年4月水稻分期于平远县的东台村和五华县潮塘村采集的成虫,放入PBS缓冲液中,在体视镜下用镊子先去除其鞘翅和膜翅,再轻轻将其腹部与胸部分离,从侧面用镊子撕开腹部背面薄膜,剔除消化道和脂肪体等非生殖器官的组织,即可看到完整的生殖器官,观察其卵巢发育程度并记录所含卵粒数,卵巢发育程度分级参考翟保平产物长度(bp)Product size2162
25、47203氏禾DNA在0.10 2 ng/L浓度下仍可检测出,灰度值为48 6 4.933;双穗雀稗DNA在0.0 98 ng/L浓度下仍可检测出,灰度值为7 6 6 0.0 0 4;水稻DNA在0.104ng/uL浓度下仍可检测出,灰度值为13917.368(图2)。由此可知,这些引物的灵敏度很高,可用于稻水象甲寄主植物种类的鉴别。1.3.4越冬稻水象甲成虫中肠内容物检测:将12月越冬期采集的稻水象甲成虫在体视镜下解剖出中肠,使用动物基因组 DNA 提取试剂盒(北京擎科生来源物种Origin species李氏禾Leersia hexandra双穗雀稗Paspalum distichum水稻
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