森林有害生物
目的: 利用我国已知身份的外来植物测试美国杂草风险评估方法(USWRA)的评估效果,评判该方法是否适用于我国林木引种检疫管理工作,为建立我国入侵植物风险评估方法奠定研究基础。方法: 从我国已知身份外来植物中选择出131种受试植物(包括76种非入侵植物和55种入侵植物),应用USWRA对其逐一评估,将评估结果与受试植物已知身份进行对比,整理并分析USWRA的评估效果,采用ROC曲线进行检验。利用Friedman检验和Nemenyi方法分析不同生活型植物中入侵植物的比例差异,运用单因素方差分析和LSD多重比较方法分析不同生活型植物间风险值的差异。结果: USWRA正确拒绝了68.4%的严重入侵植物,没有错误接受1种严重入侵植物,其余31.6%需再评估;USWRA正确接受了84.2%的非入侵植物,没有错误拒绝1种非入侵植物,其余15.8%需再评估;USWRA拒绝了27.8%的一般入侵植物,接受了5.6%的一般入侵植物,其余66.7%需再评估。ROC曲线检验结果显示,USWRA对严重入侵植物和非入侵植物具有很高的识别能力,由此形成的曲线面积AUC值高达0.990。不同生活型植物中入侵植物比例存在显著差异,草本类和藤本类植物成为入侵植物的风险比乔木类植物大。结论: 美国杂草风险评估方法能较好识别出严重入侵植物和非入侵植物,无一例错误,可应用于我国林木引种检疫管理工作,以提高风险评估的准确性和工作效率。
目前,我国有6种松毛虫对松林危害严重,包括马尾松毛虫、落叶松毛虫、油松毛虫、云南松毛虫、赤松毛虫和思茅松毛虫。松毛虫具有很强的繁殖能力,暴发成灾时针叶被全部吃光,严重阻碍林木生长,甚至致其成片死亡;松毛虫危害导致树势衰弱后还容易引起蛀干害虫入侵,造成松树进一步大面积死亡,寻找有效的种群监测手段是对松毛虫进行综合治理的重要环节。利用性信息素防治害虫具有特异性强、使用简便等优点,是松毛虫类害虫综合治理措施中的一个重要手段。性信息素引诱剂不仅可以用于松毛虫成虫发生期及种群动态的监测,而且还有可能通过干扰其交配控制其种群数量和猖獗发生。目前,6种松毛虫性信息素成分主要包括,顺,反-5,7-十二碳二烯-1-醇衍生物和反,顺-5,7-十二碳二烯-1-醇衍生物两大类。其前体化合物分别为顺,反-5,7-十二碳二烯-1-醇和反,顺-5,7-十二碳二烯-1-醇。顺,反-5,7-十二碳二烯-1-醇主要有3种不同的合成路线:1) Wittig反应,即膦盐与醛的反应;2)碘代烯的偶联反应,即E型碘代烯烃与不饱和烃偶联反应;3)其他类型反应,即包括烯烃与炔烃类化合物的反马氏加成、乙基烯基炔基硼烷重排以及有机金属试剂偶联等反应。反,顺-5,7-十二碳二烯-1-醇的主要合成方法包括:1) Wittig反应,即α,β-不饱和醛与膦盐反应;2)E型碘代烯醇与炔烃偶联反应。当前,松毛虫性信息素的需求量日益增加,对其合成方法进一步设计、优化成为亟需开展的重要课题。
目的: 探究光周期和温度对美国白蛾滞育的影响,明确诱导美国白蛾滞育的主控因子和幼虫敏感龄期,为深入研究光周期诱导美国白蛾滞育的分子机制和开发新型防治技术奠定基础。方法: 设置4个温度(21、23、25和27℃)和7个光周期(L8:D16、L10:D14、L12:D12、L13:D11、L14:D10、L15:D9和L16:D8),统计和比较28种不同处理条件下美国白蛾的滞育结果,阐明光周期和温度对美国白蛾滞育和临界光周期的影响;23℃条件下,在美国白蛾幼虫不同发育阶段分别给予长光照(L16:D8)和短光照(L10:D14)交替饲养处理,统计和比较32种不同处理下美国白蛾的滞育结果,明确光周期诱导美国白蛾滞育的敏感龄期。结果: 在21、23、25和27℃条件下,光照时间小于13 h,可导致美国白蛾滞育发生,光照时间达到16 h,美国白蛾个体继续发育而无滞育发生,光照时间在13~16 h之间时,滞育同时受光周期和温度调控,且滞育率随光周期增长或温度升高均呈下降趋势。21、23、25和27℃条件下的临界光周期分别为14 h 58 min:9 h 02 min(L:D)、14 h 45 min:9 h 15 min(L:D)、14 h 35 min:9 h 25 min(L:D)和14 h 24 min:9 h 36 min(L:D),临界光周期随温度升高逐渐缩短。短光照对美国白蛾滞育诱导具有累积效应,美国白蛾幼虫3龄、4龄和5龄对光周期诱导滞育最为敏感。结论: 美国白蛾属典型的长日照发育-短日照滞育型昆虫,光周期在美国白蛾滞育诱导中发挥主导作用,温度伴随光周期发挥作用,低温和短光照利于滞育发生;临界光周期受温度调控,随温度升高逐渐缩短;美国白蛾对光周期诱导滞育具有累积效应,感受光周期最敏感的阶段为幼虫3~5龄。
目的: 开展不同尺度景观格局下银白杨锈病危害调查,探讨景观格局对病害发生、流行以及扩散的影响,为病害防治提供理论参考。方法: 在北京延庆地区选取78个样点调查杨树锈病,计算病情指数,并基于研究区遥感影像分类图设置以样点为中心,半径分别为250、500、750、1 000m的缓冲区,运用Fragstats软件计算各尺度缓冲区内景观水平和类型水平的景观指数。采用R软件进行病情指数的统计分析以及各尺度下景观指数的相关性分析、病情指数与景观指数的逐步回归分析,通过生态学统计分析软件Canoco进行类型水平景观指数的RDA分析。结果: 杨树锈病在研究区内广泛发生,病情指数在5.6~94.1之间,其危害程度受景观格局特征、生境环境和人工管理状况的影响。在景观水平上,不同尺度缓冲区内景观格局对杨树锈病危害程度具有不同响应,影响显著的因子也有所差异。在类型水平上,耕地及草地斑块对杨树锈病发生具有显著影响,主要表现在斑块密度(PD)、散布与并列指数(IJI)等共性指标。结论: 景观结构中行道路廊道和草地、耕地基底为病害传播提供便利条件,可促进杨树锈病发生;在本研究选取的尺度中,500 m缓冲区是该病害管理的最佳尺度,在此尺度下,景观指数与病情指数的拟合度最佳;结合杨树锈病发生的病理学特点,可通过面积-形状指标、景观聚集度指标及多样性指标解释病害的发生情况,景观内部斑块形状较高的复杂性和多样性会抑制病害发生,景观单元内斑块类型越分散、景观结构越细化且细化的斑块之间分布越均匀,则病害流行越严重。
目的: 在毛乌素沙地西南缘开展了为期3年(2015—2017)的氮素和水分添加控制试验,探究氮素和水分增加对毛乌素沙地油蒿群落2种优势植物油蒿和赖草叶片N:P的影响及作用途径,为预测未来全球环境变化下荒漠生态系统养分循环以及植物生长的养分限制状况提供理论依据和案例支持。方法: 连续3年(2015—2017)在毛乌素沙地西南缘宁夏盐池采用野外控制试验,设计3个氮添加水平(N0:0 kg·hm-2a-1;N10:10 kg·hm-2a-1;N60:60 kg·hm-2a-1)和3个水添加水平(W0:自然降水量;W20:较自然降水量增加20%;W40:较自然降水量增加40%)的2个因子9个交互处理的随机区组试验。使用双因素方差分析检测氮素和水分增加对土壤含水量、无机氮、速效磷、土壤Ca2+含量以及油蒿和赖草叶片N:P的影响,运用结构方程模型分析土壤速效养分(无机氮、速效磷)、土壤含水量、土壤Ca2+含量与植物叶片N:P间的关系。结果: 氮添加显著增加了土壤无机氮含量及油蒿和赖草叶片的N:P,但对土壤速效磷和土壤Ca2+含量无显著影响;水添加对土壤无机氮、速效磷含量和油蒿叶片N:P均无显著影响,但降低了赖草叶片N:P和浅层土壤Ca2+含量。结论: 氮添加缓解了油蒿和赖草的N限制,但同时也加剧了P限制。水添加通过改变浅层土壤(0~20 cm)Ca2+含量,降低了2种植物叶片N:P,一定程度上缓解了这2种植物的P限制。
目的: 探讨松材线虫及其伴生细菌在松材线虫病中的作用,为其致病机制研究及病害防治提供理论依据。方法: 以5年生温室健康马尾松盆栽苗为材料,人工接种无菌松材线虫和带菌松材线虫(8 000条·株-1),观察松苗萎蔫情况,并于接种5、10和30天后取茎段横切面观察松脂分泌情况,对接种20天后的茎段组织解剖结构进行显微观察,接种后30天对植株取样进行线虫再分离,统计线虫在树体内种群增殖情况。结果: 无菌松材线虫和带菌松材线虫均能引起5年生马尾松盆栽苗发病,且症状一致,接种35天后致萎蔫率均达到90%,对照植株保持健康状态;茎段横切面观察结果显示,无菌松材线虫接种5天后松脂停止分泌,10天后茎段开始出现少量空洞,30天时空洞化严重;带菌线虫接种5天后尚有少量松脂分泌,10天松脂分泌停止,30天后茎段产生空洞;对照松树松脂分泌正常,茎段横切面完整平滑。石蜡切片结果显示,2组线虫接种致萎蔫松树茎段的组织解剖结构均发生显著变化,皮层及木质部细胞、髓心细胞大多破碎变形,树脂道上皮细胞破碎解体。无菌松材线虫在松苗体内种群增殖速率高于带菌松材线虫,萎蔫松苗体内线虫数量分别为(8 105±5 661)条·g-1和(4 317±1 896)条·g-1,但二者差异不显著(P=0.361 9)。结论: 无菌松材线虫和带菌松材线虫接种均能使5年生马尾松苗发病,无菌化处理未使松材线虫失去对马尾松苗的致病性,松材线虫的致病性与其伴生细菌无关。
目的: 研究新疆野苹果内生链霉菌菌株A-m1的分类地位,优化其发酵条件,测定其对多种植物病原物的抑菌活性,明确其广谱抑菌性,为相关病害的生物防治以及该菌株的应用提供参考。方法: 对菌株A-m1菌落培养性状、形态特征、理化性质和16S rDNA序列进行研究;以葡萄座腔菌为靶标菌,确定最高抑菌活性所需的基础培养基,优化碳源和氮源种类,确定最优发酵条件;测定发酵滤液对9种供试植物病原菌的抑菌活性。结果: 菌株A-m1是娄彻氏链霉菌,命名为Streptomyces rochei A-m1。高抑菌活性所需基础培养基为高氏一号,最佳碳源为可溶性淀粉,最佳氮源为硝酸钾;添加培养基体积5%的种子液、发酵温度23~32℃之间、pH 6~8之间、装液量100/500 mL和发酵培养4天为较优的发酵条件。发酵滤液对参试的9株植物病原菌均表现出抑菌活性,具广谱抑菌性;其中对葡萄座腔菌、苹果拟茎点霉的抑菌率可达95%以上,对胶孢炭疽菌、小麦赤霉病菌和小麦纹枯病菌的抑菌率超过80%,表现出强抑菌作用。结论: 链霉菌S. rochei A-m1抑菌谱较广、抑菌活性高,具有防治部分作物真菌性病害的应用潜力。
目的: 调查新疆野生苹果害虫苹小吉丁伴生真菌类群及其多样性,研究苹小吉丁伴生真菌及其共同致死树木的情况。方法: 通过真菌分离和培养技术,运用分子标记手段,对苹小吉丁幼虫+蛹、成虫、坑道的伴生真菌进行分离鉴定,分析真菌类群的多样性指数。结果: 苹小吉丁伴生真菌类群共有57属,隶属于6纲18目。其中:坑道分离出的真菌类群最多,达40属;成虫次之,为37属;幼虫+蛹体表34属。从真菌类群整体来看,链格孢属为幼虫+蛹、成虫和坑道三者的最优势伴生类群,相对多度高达30.44%,其次是镰刀菌属,相对多度为13.80%;从不同分离材料来看,链格孢属是苹小吉丁成虫的最优势伴生类群,小穴壳菌属是幼虫+蛹最优势伴生类群,壳囊孢属则是坑道的最优势伴生类群,相对多度分别为50.30%、13.91%和16.96%。对于3类分离材料中的真菌类群,幼虫+蛹和成虫的β相异性最大(Jaccard相异性指数=0.608,Bray-Curtis相异性指数=0.683),成虫和坑道之间的2种相异性指数差别较大(Jaccard相异性指数=0.490,Bray-Curtis相异性指数=0.609)。对于Shannon-Wiener多样性指数和Margalef丰富度指数,坑道伴生真菌类群最高,分别为2.949 6和7.206 7,成虫伴生真菌类群最低,分别为2.012 8和6.214 4;幼虫+蛹均匀度指数(0.830 2)最高,成虫均匀度指数(0.557 4)最低。表明成虫携带真菌种类以少量真菌类群为主,且主要携带真菌种类所占比例在伴生真菌类群中较大。结论: 苹小吉丁伴生真菌多样性较为丰富,且不同分离部位、真菌种类和数量存在差异。在这些真菌类群当中,链格孢属和镰刀菌属是苹小吉丁整个生活史发育过程中的主要伴生真菌类群,而镰刀菌属的种类常常引起植物枝枯和褐腐,并且引起植物溃疡病的重要真菌类群——小穴壳菌属和壳囊孢属在幼虫+蛹和坑道中大量存在,这表明对野果林野生苹果造成危害的不仅仅是苹小吉丁本身,其携带的伴生真菌对野果林的危害和衰退也可能产生较大的影响。阐明苹小吉丁伴生菌群落和组成,可为制定苹小吉丁综合防治措施提供理论依据。
目的: 基于幼虫取食不同寄主树种云斑白条天牛的成虫补充营养行为、形态特征及遗传特性的比较,探讨不同寄主对成虫行为的影响及其机制。方法: 比较幼虫取食毛白杨和美国红木岑2种寄主树种的云斑白条天牛成虫外形特征及雄性生殖器结构差异,利用选择性取食试验,观测这2类云斑白条天牛成虫对美国红木岑、野蔷薇、美国山核桃、日本珊瑚树及毛白杨5种寄主植物嫩枝的取食行为及交配行为,最后基于COI基因分析二者间遗传多样性差异及系统发育关系。结果: 1)幼虫取食美国红木岑的云斑白条天牛和幼虫取食毛白杨的云斑白条天牛外部特征存在明显差异。幼虫取食美国红木岑的云斑白条天牛雄虫腹部末端窄,呈钝角内凹状,毛稀疏,雌虫腹部末端呈弧形内凹,底部中央缺刻不明显,而幼虫取食毛白杨的云斑白条天牛雄虫腹部末端宽,呈弧形内凹状,密被毛,雌虫腹部末端呈平截状,底部中央具有明显缺刻;两者生殖器差异不明显;2)幼虫取食美国红木岑的云斑白条天牛成虫仅取食美国红木岑嫩枝,而幼虫取食毛白杨的云斑白条天牛可取食野蔷薇、美国山核桃和日本珊瑚树3种植物嫩枝,偏好顺序为野蔷薇>美国山核桃>日本珊瑚树;3)2个种群的天牛雌、雄成虫之间可相互交配,平均交配次数较同类群间存在差异但不显著(P>0.05);4)2个不同寄主源的天牛种群存在明显遗传分化,分化指数Fst=0.814(P < 0.001),变异分化主要来源于种群间(83.19%)。结论: 幼虫的取食经历(取食不同寄主植物)和生境异质性可能对云斑白条天牛成虫补充营养行为及种群遗传分化产生显著影响。
目的: 研究肉桂、香茅、大蒜和互叶白千层4种芳香植物精油对12种竹林病原真菌的抗菌性能和4种精油的有效抗菌成分,以期将芳香植物精油利用到竹林病害防治中,开发出高效、经济、无污染的竹用生物农药。方法: 试验用3%聚乙烯醇乳化肉桂、香茅、大蒜和互叶白千层4种植物精油,利用含不同体积分数(0.005%~2.0%)精油的PDA培养基测试4种精油对12种竹林病原真菌(裂褶菌、暗色节菱孢、丝核菌、长蠕孢、尖孢镰刀菌、尖孢枝孢、腐皮镰刀菌、链格孢、出芽短梗霉、黑附球菌、竹针孢座囊菌和竹黄)的MIC(最小抑菌浓度)和MFC(最小杀真菌浓度)。根据MIC和MFC的结果,选择不同体积分数的精油:肉桂0.01%(黑附球菌与竹针孢座囊菌采用肉桂0.02%),大蒜0.05%,香茅0.1%(链格孢菌采用香茅0.03%),互叶白千层0.1%(包括尖孢枝孢、链格孢菌、出芽短梗霉、黑附球菌与竹针孢座囊菌)和0.5%(其余7种菌)及不同体积分数的化学成分(反式肉桂醛、二烯丙基硫醚、二烯丙基二硫醚、香茅醛、松油烯-4-醇体积分数与对应精油相同,香茅醇和香叶醇体积分数为香茅的25%);通过连续记录菌体的生长直径,评估各成分抗菌能力。结果: 肉桂、香茅、大蒜和互叶白千层精油均对12种供试病原菌有不同程度的抑制作用。肉桂精油对12种真菌的MIC多为0.005%(2个菌为0.010%),MFC为0.01%~0.10%;大蒜精油的MIC为0.005%~0.01%(1个菌为0.200%),MFC为0.1%~1.5%(有2个菌超过供试体积分数2.0%);香茅精油的MIC为0.005%~0.03%,MFC为0.04%~0.50%;互叶白千层精油的MIC为0.03%~0.2%,MFC为0.2%~1.5%。经过耐药性分析(MFC/MIC比值),肉桂和互叶白千层精油耐药性较好,香茅精油次之,大蒜精油最差。此外经过验证,肉桂精油的抗菌有效成分是反式肉桂醛,香茅精油的有效抗菌成分是香茅醇和香叶醇,互叶白千层精油的有效抗菌成分是松油烯-4-醇,大蒜的抗菌成分为二烯丙基硫化物。结论: 肉桂、香茅、大蒜和互叶白千层精油均可以抑制竹林病原真菌的生长。综合MIC、MFC和耐药性分析结果,肉桂精油抗菌效果最佳;其次是香茅精油和互叶白千层精油,但互叶白千层精油价格昂贵,应用的经济价值较低;大蒜精油MFC过高且耐药性差,不适合开发利用。
目的: 通过对北京西部山地常见林分环境硬蜱优势种(长角血蜱)种群动态研究,探讨不同气象因子对蜱寻觅活跃度的影响,以指导游人和林间作业人员规避蜱叮咬。方法: 2017-2018年,在北京西部山地风景区内选取3个试验地点,通过拖旗法每2周对样地内长角血蜱采样数量进行一次有放回抽样调查,每次调查3 h,通过手持式温湿度计及自动气象站收集温度、相对湿度、太阳辐射等9个气象因子数据,采用主成分分析、T检验法和Pearson相关系数对不同地点间蜱数量及气象因子与长角血蜱寻觅活动间关系进行分析。结果: 1)长角血蜱成蜱年度动态呈双峰模式,主高峰为5月,是9月次高峰蜱数量的13.9倍;2)不同样地间蜱数量具有差异,以畜牧业活动为主的唐家场平均采集数量显著高于从事少量农业活动的东沟(t=-3.38,P < 0.01)和较少人员进出的北沟(t=-3.00,P < 0.01),而东沟、北沟无差异(t=-0.77,P>0.05);3)长角血蜱寻觅活动与太阳辐射、饱和差和蒸发量呈正相关,与相对湿度、落叶层相对湿度和露点温度成负相关;4)通过主成分分析法对9个气象因子进行降维,共提取2个主成分,累积贡献率达78.32%,其中第1主成分定义为温度因素,以采样温度、饱和差、太阳辐射和蒸发量贡献最大,达42.39%;第2主成分定义为湿度因素,以相对湿度、落叶层相对湿度和露点温度贡献最大,达35.93%。结论: 长角血蜱成蜱在该地有春、秋2个数量高峰期并以春季为主;温暖干燥的天气条件使得蜱活跃性更强,外加春季种群数量高发,二者耦合使得春季成为我国北方地区硬蜱侵袭和叮咬的高发季节;由于宿主的存在导致畜牧活动区域长角血蜱种群呈现高密度分布,因此在上述地区和天气条件下,特别是在春季应加强对蜱传疾病的监管。
目的: 监测月季水杨酸和茉莉酸信号途径关键基因的表达动态,以阐明水杨酸、茉莉酸/乙烯抗病信号途径在月季响应黑斑病菌过程中调控机制。方法: 以与黑斑病菌(cfcc87205)呈亲和互作的月季‘粉和平’离体叶片为材料,设置无菌水诱导2 h接种(CK+IN)、2 mmol·L-1SA诱导2 h不接种(SA+NO)、2 mmol·L-1SA诱导2 h接种(SA+IN)、0.2 mmol·L-1MeJA诱导2 h不接种(JA+NO)和0.2 mmol·L-1MeJA诱导2 h接种(JA+IN)5个处理和空白对照组(CK),在接种后16~144 h取样并通过RT-qPCR技术监测水杨酸信号途径ICS、NPR1、PR1和茉莉酸信号途径相关基因AOS、JAR1、COI1、MYC2共7个基因的表达动态,对不同处理下各基因在同一时间点的表达量差异和同一处理下各基因的表达动态进行综合分析。结果: 1)CK+IN处理中,ICS下调表达,NPR1在16 h上调、在48~144 h持续下调表达(P < 0.05),PR1和JAR1除分别在48和16 h下调表达外其余时间点与CK处理无显著差异(P < 0.05),AOS在16 h上调表达、72 h下调表达、在24、48和144 h与CK处理无显著差异(P < 0.05),COI1在24~72 h上调表达(P < 0.05),MYC2在16 h上调表达、在48 h与CK处理无显著差异、在24、72和144 h下调表达(P < 0.05);2)SA+IN处理中,ICS、NPR1、PR1和AOS上调表达(P < 0.05),JAR1与CK+IN处理中无显著差异(P < 0.05),COI1下调表达(P < 0.05),MYC2除在接种16和48 h与CK+IN处理中无显著差异外其余时间点上调表达(P < 0.05);3)JA+IN处理中,ICS在16 h下调表达、在24~144 h上调表达(P < 0.05),PR1在16、72和144 h上调表达、在24和48 h与CK+IN处理无显著差异(P < 0.05),AOS和MYC2上调表达且在48 h前上调幅度较大(P < 0.05),JAR1除在24 h上调表达外、其余时间点与其在CK+IN处理中无显著差异(P < 0.05),NPR1和COI1变化趋势同SA+IN处理。结果表明,病原菌对水杨酸和活性茉莉酸的合成有抑制作用,SA+IN处理可提高水杨酸信号途径相关基因的表达、促进茉莉酸的生成、但对活性茉莉酸的合成影响不大,接种48 h前SA+IN处理可削弱病原菌对MYC2的诱导效应,接种48 h后SA+IN处理在提高ICS和PR1表达的同时也可提高MYC2的表达;JA+IN处理在促进活性茉莉酸合成和PR1表达的同时,也提高MYC2的表达。4)在SA+NO和JA+NO处理中,7个基因的表达量相对于CK不同程度的发生改变,但其变化趋势与相应的SA+IN和JA+IN处理不一致,说明病原菌影响外源水杨酸和茉莉酸对寄主相应信号通路基因的诱导表达。结论: 黑斑病菌对月季的水杨酸和茉莉酸/乙烯信号途径有抑制作用,且在接种48 h前主要抑制水杨酸信号途径、在接种48 h后主要抑制茉莉酸/乙烯信号途径。病原菌可能通过操纵月季MYC2的上调表达来实现其对水杨酸和茉莉酸/乙烯信号途径的双重抑制。
(月刊 1955年创刊) 主管:中国科学技术协会 主办:中国林学会 出版:《林业科学》编辑部 主编:尹伟伦 国内统一刊号:CN 11-1908/S 国际标准刊号:ISSN 1001-7488 国内邮发代号:82-6