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第三章 动物农药
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一、动物农药的含义 动物体产生的对有害生物具有毒杀作用的活性物质 昆虫的内分泌腺体产生的具有调节昆虫生长发育功能的微 量活性物质
昆虫产生的作为种内或种间个体之间传递信息的微量活性 物质 对有害生物具有捕食和寄生作用且商品化繁殖后进行释放 而起防治作用的天敌动物和病原动物组成
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二、动物农药的特点 1、环境相容 动物体、动物产生的特异性毒素 2、主动进攻 线虫、寄生蜂等 3、不易产生抗性
剂量低、成分复杂、作用机理多样 4、可以诱发害虫流行病 水平传播或卵垂直传播、定殖、扩散和发展流行的能力
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三、动物农药资源 1、天敌动物 捕食性天敌:19目120多个科,蜻蜓目、螳螂目、脉 翅目的全部种类,赤眼蜂、棉铃虫齿唇姬蜂、胡蜂、 龟纹瓢虫、草蛉、食虫蝽、蜘蛛等 寄生性天敌:5个目98科,膜翅目、双翅目、拈翅目、 鞘翅目和鳞翅目。 不容易规模繁殖、不易贮存?
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2、动物病原体 (1)昆虫病原线虫:寄生于昆虫体内的线虫,嗜虫线虫。能导致昆虫不育和死亡,在自然界起着调节昆虫种群和抑制害虫的作用。 种类在3000种以上,分属于31科 索线虫科 鳞翅目、鞘翅目、直翅目、双翅目、膜翅目等 斯氏线虫科 (2)原生动物:最简单的真核生物,一般由一个细胞构成。运动、摄食、消化和排泄等各种生物功能是由细胞质分化所形成的特殊的细胞器来完成。
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3、昆虫内源激素:昆虫的生理功能、代谢、生长发育、 变态、滞育、生殖等起调节控制作用
有哪些种类?怎么应用? 4、动物毒素:节肢动物本身产生的用于保卫自身、抵御 敌人、攻击猎物的天然产物 有哪些种类?
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5、昆虫信息素:由昆虫分泌的挥发性物质,通过信息素的释放向昆虫的种内和种间传送各种信息,具有高度的种属特异性。有哪几种?
6、动物蛋白及蛋白酶抑制剂:动物体内一些氨基酸类物质可以凝固病原菌蛋白质,使病原菌酶系统变性,从而杀死病菌,或能激活植物体内的免疫机制,抵御或杀死外来病原体。具有高效、低毒、无残留等特点。
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第1节 动物杀虫剂 一、线虫 线虫(nematode)属线形动物门,种类甚多,极大多数虫种自生生活在淡水、海水、沙漠、土壤中仅少数寄生于植物、软体动物、环节动物、节肢动物及脊椎动物。寄生人体并危害人类较严重的线虫约有10余种。重要的有蛔虫、钩虫、丝虫、 旋毛虫等。
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(一)形态 成虫 多呈圆柱形或线状,左右对称,体表光滑或具有清晰横纹,不分节,头部较钝圆。雌雄异体,雄小雌大。线虫大小相差悬殊。
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成虫内部构造 体壁 线虫体壁自外向内由角皮层、皮下层及纵肌层组成。又称皮肌囊
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成虫内部构造 纵肌层:由纵向单行排列的无横纹梭形细胞构成,被纵索分割为四区。按每区肌细胞的数量、大小以及排列方式,可将纵肌层分为三种肌型,即肌细胞少而大的为少肌型,如钩虫;肌细胞多而长的为多肌型,如蛔虫;以及肌细胞细而密的细肌型,如鞭虫。
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成虫内部构造 原体腔 在体壁与消化道之间存有一腔隙,无上皮细胞覆盖,故称假体腔或原体腔(protocoele)。假体腔内充满体液,它是虫体的血淋巴,内含有葡萄糖、蛋白质和一些无机盐类等物质,可将肠道吸收的营养运送至身体的各部分,因此在生理上有类似循环的功能。 线虫的消化和生殖等组织器官悬浸在此液中。
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成虫内部构造 3.消化系统 4.生殖系统 5.神经系统 6.排泄系统
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(二)虫卵 寄生线虫卵在光学显微镜下所见:一般为椭圆形,黄色、黄棕色或无色,无卵盖。 外层很薄,称卵黄膜或受精膜 卵壳 中层较厚,称壳质层 内层亦薄,称脂层或蛔甙层
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(三)昆虫寄生性线虫 昆虫病原线虫是寄生于昆虫体内的线虫,也称嗜虫线虫。 有些线虫侵染的性状类似寄生蜂的寄生;
有些线虫则能携带细菌并释放于昆虫体内使昆虫患败血症死亡。 近年来的研究认为线虫也携带病毒至昆虫体内,总之,它们能以多种方式导致昆虫不育或死亡,在自然界中起着调节昆虫种群和抑制害虫的作用,其商业重要性仅次于细菌。
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昆虫病原线虫隶属于动物界线虫动物门(Nematoda)尾感器纲(Secernentea)小杆目(Rhabditida)。
主要包括斯氏线虫科(Steinernematidae) 、异小杆线虫科(Heterorhabditidae)、索线虫科(Mermithidae)、新垫刃科、滑刃科。 专性寄生在昆虫身体上的线虫有1000多种
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线虫与昆虫的关系有3大类: 寄生 共生 机械联合。 寄主范围:多于3000种,分属31科,可寄生鳞翅目、鞘翅目、直翅目、双翅目、膜翅目等20目的数千种昆虫
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1、研究应用历史 江苏《高邮州志》:庆元一年(1196年)飞蝗抱草死,每一蝗有一蛆,食其脑(索科线虫)
《Animalibus Insectis》(1632年):有一长蠕虫饶着蝗虫尸体,估计它与该虫的死因有关,1671年,Lister对这种蠕虫作了形态描述。 1929年,Glaser和Fox在新泽西发现一种寄生日本金龟甲的线虫,Steiner在同一年并将其命名为格氏线虫。 Bovien(1937)和Dutky(1937)先后发现线虫与共生菌的关系,并进行了初步研究。 1980年代以后昆虫病原线虫作为控制有机物的生防手段又开始为人们所重视,并得以广泛展开。 为什么到了1980年代以后才受到重视?
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2、已知昆虫病原线虫的种类和来源
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3、寄生性线虫——索线虫科 形态:成虫幼虫体形相似,丝线状,体白色,10-20cm,有的可长达40cm以上 入侵过程:卵孵化出感染期索线虫主动寻找昆虫寄主,通过昆虫自然孔道或借口 针和酶从昆虫体节间膜入侵。进入体腔后发育,一般游离于体腔内,有 时到达神经组织,成熟前脱出寄主进入环境,造成昆虫死亡,寄生率即 等于害虫的死亡率。并且可在自然界中再循环。 症状:开始不表现明显病症,后行动迟钝、腹鄣异常膨大、食量减少或不取食。 虫体异常透明,可从病虫外看到线虫。 寄主:昆虫、甲壳动物、蚯蚓、软体动物和蜘蛛等200种以上。
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索科 索属:蝗虫 水索属:摇蚊 巴索属:水生昆虫 湖索属:摇蚊 无性索属:蝗虫 六索属:陆生昆虫 对索属:土壤昆虫 腹索属:蚋 两索属:稻螟、蛾类、蜻蜒 泥索属:六月鳃金龟 兰索属:水生昆虫 里索属:各种蚊类 细索属:按蚊 镒索属:盐泽伊蚊 新中索属:蚋
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蝗索线虫
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格氏斯氏线虫
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食蚊罗索线虫
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黑蝇被线虫寄生
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蛞蝓被线虫侵染
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4、病原线虫——斯氏线虫科 仅一个属,斯氏线虫属 在生活史中形成特殊的“带鞘”的侵染期幼虫 发育有两个阶段:寄生阶段和腐生阶段
侵染期线虫体内携带共生细菌:使昆虫发生败血症而 死亡 寄主:鞘翅目、同翅目、双翅目、膜翅目、等翅目、 鳞翅目、脉翅目、蜻蜒目和直翅目
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致病机理: 昆虫病原线虫消化道内携带共生细菌,当线虫从昆虫消化道或体壁侵入,进入昆虫血腔后,共生细菌从线虫体内释放出来,在昆虫血液内增殖,使寄主患败血病迅速死亡。
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斯氏属芜菁夜蛾线虫
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非洲贪夜蛾被小卷蛾斯氏线虫侵染
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嗜线虫致病杆菌
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4、昆虫病原线虫——异小杆科 只有一属,异小杆线虫属
经消化道和气孔进入虫体。3-4天后雌雄同体的雌线虫 产下幼虫,再过2天后幼虫发育成雌虫和雄虫交配后雌 虫产卵,发育成第二期或侵染期线虫 携带共生菌,寄主由于细菌存在而死亡 寄主:夜蛾科、象甲科、金龟科等
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异小杆线虫消化道内的发光杆菌
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昆虫病原线虫区别于昆虫寄生线虫的特点是:侵染期线虫消化道内携带有与之共生的嗜线虫杆菌。昆虫病原线虫共生菌是一类特殊的革兰氏阴性细菌,其代谢产物有杀虫、抑菌活性
共生菌还能分解昆虫组织,提供线虫生长发育所需的营养,并产生抑菌作用,使虫尸不腐败,线虫可在体内繁殖,成为新一代侵染期线虫,进入环境,再侵染其它健康虫。
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5、优点 对昆虫专性寄生; 寄主范围广; 对寄主昆虫具有主动搜寻能力;
能够从寄主昆虫的自然开口(如口器、气门和)、伤口或节间膜进入寄主昆虫体内,并且能够迅速杀死寄主昆虫;
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昆虫对线虫抗性低; 具有自我增殖快、易于遗传改良的优点; 能够以人工培养基低成本大量培养; 对人畜、植物及有益生物安全,在欧美一些国家可以豁免注册生产和释放; 田间施用时可和许多化学农药混合使用,并能以传统喷药设备施用。
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6、线虫生活史 幼虫期共4个龄期,其中只有第3龄幼虫可存活于寄主体外,也是唯一具有侵染能力的虫态,又称为侵染期幼虫。
昆虫病原线虫一生可分为卵、幼虫和成虫3个虫态。 幼虫期共4个龄期,其中只有第3龄幼虫可存活于寄主体外,也是唯一具有侵染能力的虫态,又称为侵染期幼虫。 侵染期幼虫一般滞育不取食,体外仍包裹着已经蜕去的第2龄幼虫的表皮,对外界不良环境的耐受能力最强,故又称为耐受态幼虫。
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依据其生活史的长短,线虫可分为两类:长生活史型和短生活史型。
长生活史型线虫一般在昆虫体内繁殖2~3代。 而短生活史型线虫,没有第二代,第一代雌成虫产的卵直接转化为侵染线虫。
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侵染期线虫通过口器、肛门、气孔或直接刺破寄主体壁进入寄主昆虫体内。
如果通过口器或肛门进入,线虫刺破肠壁进入血腔;如果通过气孔进入则直接进入血腔。 线虫一旦进入寄主昆虫血腔,就开始释放共生菌,共生菌在血淋巴中迅速繁殖,通常昆虫在被侵染24~72 h之内患败血病死亡。
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7、侵染期幼虫的扩散和存活 斯氏属和异小杆属线虫都可主动或被携带在水平和垂直方向扩散。 被动扩散主要借助于风、雨、人或昆虫。
主动扩散一般用厘米度量,而被动扩散则可用千米度量。
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线虫搜索寄主昆虫的对策有两类:埋伏和巡游
侵染期幼虫一般不取食,可以依靠体内储存的养分存活几个星期仍具侵染力;或侵入附近有机体存活几个月仍具侵染力,这是线虫保持存活力的最重要的一种方式
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8、昆虫病原线虫与共生菌之间的关系 ——典型的互惠互利关系
线虫在寄主间传输共生菌,保护共生菌不受土壤环境的 影响,并在抵御寄主防御系统时保护共生菌。 共生菌为线虫繁殖提供所需的基本营养成分,并产生毒 素和抑菌物,为线虫繁殖提供良好的环境条件。
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在无共生菌情况下,外来细菌可明显地影响线虫的繁殖 能力。线虫的共生细菌也可抑制其它细菌的生长。 线虫共生菌对环境的耐受能力差,基本上不能独立生存 于外界环境中,只有借助于昆虫病原线虫的携带方能进入昆 虫体内,进行繁殖。 在缺少共生菌的情况下,线虫对昆虫的毒力大大降低。
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9、昆虫病原线虫与其共生菌的杀虫机理 线虫及其共生菌对寄主血淋巴有破坏作用; 线虫和共生菌均能产生毒素; 共生菌次级代谢物也有杀虫作用。
虽然共生细菌是引起寄主昆虫死亡的主要原因,线虫分泌的毒素对昆虫也有致死作用。
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10、大量培养与应用 1931年,首次人工培养 寄主昆虫活体培养 单菌半固体培养基培养 液体以酵罐培养
培养基:水、乳化剂、酵母、植物油、蛋白质 目的:节减成本,保持线虫的感染活性
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早期昆虫病原线虫的繁殖和培着主要依靠大蜡螟体内活体培养,但繁殖成本过高,不宜大量生产应用,制约着昆虫病原线虫的实际应用。
估计用昆虫病原线虫控制害虫要比化学杀虫剂高出10 %~60 %的费用。
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根据培养条件及培养过程的不同,线虫培养可分为固相培养和液相培养。
人工培养多采用固相培养法,液相培养法是近年来发展的新技术,具有易于扩大、生产效率高、培养参数易于控制等优点,但对不同的培养基采用固相和液相培养不同线虫,对线虫产量和质量都有不同的影响。
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昆虫病原线虫能够成功地大面积防治多种害虫主要归功于线虫离体 繁殖技术的发展,降低了成本,减少了劳动力。
目前离体繁殖均采用单菌培养,单菌培养的开始得益于线虫肠道中 携带的共生菌的发现,共生菌可以刺激侵染期线虫脱鞘,加快线虫 发育速度,有利于缩短线虫的培养时间,从而提高效率。同时共生 菌可抑制杂菌生长,为线虫繁殖提供稳定的环境。这种方法繁殖的 线虫产量和生产效率高,具有参数易于控制和易于扩大生产等优点。
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1995年被描述的昆虫病原线虫种有22种,应用于商品化生产的只有6 种。
美国、澳大利亚、荷兰、加拿大及其他一些国家的数十家公司均可 供商品化生产线虫,商品化生产的线虫株系已超过百种。 我国在70年代末至80年代初,才开始较有规模地引进、发展和研究 昆虫病原线虫,经10多年的研究和开发,目前广东省昆虫研究所和 中国农业科学院生物防治研究所均具有一定规模工厂化生产昆虫病 原线虫的能力。
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用异小杆线虫泰山1号对苹果桃小食心虫大面积田间试验,致死率高达92%,桃小食心虫蛀果率被控制在0.3%。
用斯氏线虫CB-2Y防桃小食心虫冬茧,越冬桃小食心虫死亡率分别为88% 用小卷蛾线虫防治桃小食心虫,在果园用量为60~80万线虫/m2时,对桃小食心虫幼虫寄生率达90%以上。 应用芜菁夜蛾线虫防治心叶期玉米螟,幼虫死亡率达 % 广东省昆虫研究所开发了“昆虫病原线虫液体生产系统”
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11、影响昆虫病原线虫应用的因素 (1) 紫外光 影响线虫发挥充分作用的主要环境因子是紫外光,克服紫外照射对线虫的影响将会对线虫的应用开辟新的途径。 (2) 湿度 湿度被认为是最重要的气候因子。线虫不能忍受干燥,即使90%以上的高湿度,露于空气中的线虫也会很快死亡。 相对湿度80%,26分钟;相对湿度90%,38分钟,线虫死亡率达90%。 将线虫喷洒于植物的暴露部分,线虫很快干燥,仅存活15—60分钟。
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(3) 温度 温度影响线虫的成熟和生长、繁殖、迁移率、保存和线虫的呼吸。在37℃下16小时,40℃下1小时则100%死亡。 35℃以下1小时就有大量死亡,残存的不能恢复正常活动。 (4) 土壤 线虫在土壤中的活动和分布对害虫的感染性关系密切,土壤的质地及含水情况影响到线虫在土壤中的活动与分布。影响线虫在土壤中的活动因素有土壤质地和孔径。 颗粒间隙小于线虫体宽时,线虫的运动受阻。粘土含量越高,对线虫运动的限制就越大。 土壤含水量是影响线虫运动、寻找寄主的另一因素。间隙中一定厚度的连续的水层,可以保证线虫迁移,水份过多时,间隙中空气减少,又限制了线虫的需氧呼吸。 线虫对土壤中pH值的变化不大敏感,大多数农田土壤pH值范围对线虫的感染力无显著影响。
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(5)寄主的免疫反应 昆虫寄生线虫有很广的寄主范围,然而由于各种昆虫对线虫的敏感程度不同,导致线虫致死寄主的结果判别很大,甚至不同龄期及不同年龄组的昆虫对线虫的敏感性也不相同,寄主的免病反应是造成敏感性差异的原因之一 一些昆虫对侵入的斯氏线虫会出现包囊作用,以防御线虫的侵害。 可以通过习性、行为、表皮构造、消化道特殊机能还避开或逃脱线虫的侵染。
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二、原生动物——微孢子虫 原生动物是动物界中最原始、最低等的一类动物,它们大多是单细胞的有机体。
从细胞结构上看,原生动物的单细胞相似于多细胞动物身体中的一个细胞。 微孢子虫是最重要的昆虫病原原虫,绝大部分昆虫病原原生动物引起的病症都是微孢子虫造成的 寄主范围:鳞翅目、直翅目、鞘翅目、半翅目、膜 翅目、蜉蝣目
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感染和致病机理 侵染途径: 经口感染 经皮感染 经卵感染 水平传播 垂直传播
微孢子虫是细胞内病原物,通常在细胞质中发育,对宿主的感染可以是急性、亚急性的慢性 有的微孢子虫只能侵染宿主某一特定的组织或器官,如中肠上皮、肌肉或脂肪体 同种微孢子虫对不同宿主的组织特异性常驻有区别 孢子的浓度也决定组织感染的类型
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利用原生动物防治害虫,仍处于研究阶段,用于生物防治的种类还不多,田间应用技术、方法及制剂均需进一步探讨
最早利用原生动物防治害虫是在1937年,蝗虫变形虫 1950年代,进行了微孢子虫防治草原草地毛虫和欧洲玉米螟的试验 1960年代,棉象甲微孢子虫防治美国南部棉象甲 1980年,蝗虫微孢子虫通过了美国环保局注册,成为第一个也是目前仅有的商品化生产的原生动物杀虫剂
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当前用于农林防治的微孢子杀虫剂有3种,即:行军虫、云杉卷叶蛾和蝗虫微孢子虫
1986年,从美国引进的蝗虫微孢子虫(Nosema locustae)在防治草原蝗虫方面取得了显著效果,在短时间内迅速降低虫口密度,引起虫病流行,达到长期防治的目的。 并通过研究建立大盆增殖微孢子虫的生产技术,年产制剂可供防治3×10 hm 草原蝗虫。1994年,防治面积超过1×10 hm ,虫口减退率在55%以上,并可有效降低蝗虫第二代种群密度
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三、天敌动物 1主要类别 (1)捕食性天敌昆虫 以昆虫卵、幼虫(若虫)、蛹及成虫为食物的生物
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种类概况: 具有咀嚼式口器:如瓢虫、步甲、螳螂等,简单地咀食或吞食其猎物 具刺吸式口器:吸食猎物体液,如猎蝽、草蛉、食虫虻、食蚜蝇等。 刺吸式口器昆虫常放出一种毒液,麻痹昆虫,使猎物很快就不能行动
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特点: A:一般其大小多比被猎食的害虫虫体大; B:每一捕食虫期需捕食多个猎物才能完成发育; C:成、幼虫搜寻猎物的目的都是为了捕食,且食源通常是相同的; D:与猎物关系不很密切,在猎物体外独立活动; E:多为多食性
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螳螂在捕食昆虫 豆娘捕食食蚜蝇 食蚜蝇
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食蚜蝇捕食蚜虫 鞘翅目:瓢虫
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(2)寄生性天敌昆虫 指昆虫中的一些种类,在一个时期内或终身附着在其它动物(寄主)体内或体外,并以摄取寄主的营养物质来维持生存,从而使寄主受到损害。 寄生性昆虫寄生后,因其取食,寄主必然死亡,与真正的寄生虫不同,故称为拟寄生 寄生性昆虫搜索寄生,主要为了产卵,一般不杀死寄主。 种类概况:姬蜂科、茧蜂科、蚜茧蜂科、蚜小蜂科、赤眼蜂科、寄蝇科
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特点: A:一般其大小均比其寄主虫体小; B:一头寄主上可育成一个或多个个体; C:成虫、幼虫的食性不同,一般幼虫寄生生活,成虫自由生活,其搜寻寄主只为了产卵,不杀死寄主; D:与寄主关系密切,主要是指幼虫期不能离开寄主独立生活; E:寄主范围相对较窄
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按寄主不同发育阶段,可分为: 1、单寄生(单期寄生):只寄生寄主的某一发育阶段,并能完成发育 (1)卵寄生:只寄生于卵内,如赤眼蜂、平腹小蜂 (2)幼虫寄生:寄生于幼虫,如纵卷叶螟绒茧蜂、二化螟绒茧蜂、棉红铃虫金小蜂 (3)蛹 寄生:寄生于蛹,如凤蝶金小蜂 (4)成虫寄生:寄生于成虫,如金龟子寄蝇产卵于日本金龟子成虫体壁,孵化的幼虫钻入成虫体内寄生,孵化时从寄主腹部节间膜走出小蠹金小蜂产卵在云杉小蠹体内,羽化时从体背咬孔外出 2、跨期寄生:寄生昆虫需要经过寄主的两个或三个虫期才能完成发育 (1)卵-幼虫寄生:螟甲腹茧蜂、稻瘿蚊黄柄黑蜂 (2)卵-幼虫-蛹寄生(卵-蛹寄生):潜蝇反颚茧蜂 (3)幼虫-蛹寄生:广东省黑点瘤姬蜂
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根据寄生昆虫在寄主上取食的部分,分为: 1、外寄生:在寄主体外发育,其幼虫以口器插入寄主体表取食。如黄蚜小蜂、螟黑纹茧蜂
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2、内寄生:在寄主体内发育。如螟蛉绒茧蜂 有些昆虫的寄生现象是介于内寄生和外寄生之间的过渡类型。如稻虱红螯蜂
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根据寄主身上寄生昆虫的种类,分为 1、独寄生:只有一个寄生昆虫寄生于一个寄主体上 2、共寄生:有两种以上的寄生昆虫厅生于同一个寄主昆虫体上 根据寄主体上育出的同种寄生昆虫上数多少,可分为 1、单寄生或独寄生:在同一个寄主体内只能有一个寄生昆虫 个体正常发育。多数大型的姬蜂均属此类 2、多寄生、聚寄生或群寄生:在同一个寄主昆虫体内能有多个寄生昆虫个体正常发育的现象。如二化螟绒茧蜂。
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根据寄主昆虫育的情况,可分为: 1、完寄生:寄生昆虫能在寄主体上顺利完成发育 2、过寄生:寄生昆虫在同一寄主上,因子代个体数过多,寄主体内的营养不能满足寄生昆虫 发育而死亡。 根据寄生昆虫与寄主的寄生关系是直接或间接,可分为: 1、原寄生或初寄生:寄生昆虫被直接、初次寄生于寄主昆虫上,称为初寄生或一级寄生。 2、重寄生:寄生昆虫成为另一寄生昆虫 的寄主,即一种寄生昆虫寄生在另一种寄生昆虫上,常有二重寄生、三重寄生、甚至有四重寄生、五重寄生,但极为少见。
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3、盗寄生:已被寄生的寄主又被另一种寄生昆虫寄生。如松广肩小蜂只产卵在被寄生而不能活动的欧洲松梢卷叶蛾的幼虫体上。
4、自复寄生:寄生昆虫有利用自身作为寄主而后代发育的一种寄生现象。如粉虱丽蚜小蜂的雄虫在本蜂雌性幼虫的体内发育而成。花角蚜小蜂的雄蜂是在本蜂雌性的老熟幼虫或预蛹上外寄生发育而成。
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根据寄主范围大小,可分为: 1、单主寄生或单食寄生:只限于一种寄主上寄生的现象。苹果绵蚜小蜂只寄生苹果绵蚜 2、寡主寄生或寡食性寄生:只在少数近缘种上寄生 3、多主寄生或多食性寄生:在许多昆虫上寄生。如广大腿小蜂能寄生鳞翅目、双翅目、膜翅目共26科113种昆虫,但寄生率不高
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赤眼蜂科 昆虫卵内寄生蜂,初寄生、独寄生或多寄生发育 该科的寄主谱非常广泛,包括全变态昆虫的主要目如鳞翅目、鞘翅目和不全变态的半翅目
赤眼蜂被广泛应用于害虫生物防治,许多种类都可以通过人工繁殖进行大量释放。
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金小蜂科 种类多,生物学变化多样。独寄生或群寄生,是典型的幼虫外寄生蜂 有些种类是幼虫-蛹寄生蜂。
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小蜂科 是鳞翅目和某些双翅目、鞘翅目和其它膜翅目昆虫的初寄生和重寄生蜂 有些种类已用于生物防治
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寄蝇科 从防治和控制农、林害虫看,寄生性双翅目昆虫所起的作用,不论从种类、数量和效果来看,都是非常重要的。
有21个科具寄生习性,其中以寄蝇类最多。
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天敌昆虫的利用 在人为干扰下形成的农业生态系统内,对其严重危害的害虫来说,其天敌本来是存在的,只是由于他们的效能被人类某些活动所破坏或削弱而已。 ◆ 如果通过一些控制或保护措施使生态系统的平衡状态得到恢复或改善,这类害虫的问题便可能解决,即天敌的保护利用的问题。 ◆ 如果采取一些列控制或保护措施之后,害虫的危害问题仍得不到解决,那么就有必要考虑繁殖并释放或天敌输入,来控制害虫危害,即天敌的繁殖、释放和引进。
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①本地天敌的保护 自然界的天敌种类尽管很多,但由于常受到不良的环境条件如气候、生物及人为的影响,其种群数量多达不到足以抑制害虫为害的作用,因此,改善和创造有利于自然天敌的环境条件是目前和以后生物防治的重要内容。其保护措施主要包括如下几方面: A.直接保护 a.卵寄生蜂保护器; b.越冬保护(如瓢虫、蜘蛛冬季室内保护)。
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B.耕作栽培措施保护 a.合理间作套种,招引和繁殖天敌 。如麦棉间作;棉田种植油菜。 b.提供蜜源和补充寄主。 C.合理使用农药 a.使用选择性农药; b.农药选择性使用(包括 使用时间;使用方法—隐蔽式施药—滴心、涂干、根施等; 使用浓度)。
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②天敌的引进和移植 A.进行系统调研工作 a.确定目标害虫原产地 b.在目标害虫发生少的地区搜集 c.了解天敌引进区生态系特点 B. 引进天敌应具备的生物学特征
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③天敌的繁殖和释放(工厂化生产与应用技术
a. 室内繁殖(工厂化生产) b.释放的方式:接种释放(对引进的天敌) 淹没释放(对引进和当地优势的天敌) 成功的实例 最典型的和最成功的实例在1888年,美国从澳大利亚引 进澳洲瓢虫防治加州柑桔上的吹绵蚧获得成功。这也是引进 天敌防治害虫的研究得以迅速发展的原因。
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澳洲瓢虫防治吹绵蚧施实过程: 即在1889年解决了当地吹绵蚧的危害问题。 A:首次发现:1868年在美国加州的合欢的
苗圃中,很快蔓延到附近的树木和柑橘上。 B:成为严重害虫:1880年,加州柑橘。 C:寻找有效天敌:1888年,澳大利亚的澳洲瓢虫 D:引进释放: 1888年-1889年 即在1889年解决了当地吹绵蚧的危害问题。
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我国也有多种天敌输出国外,美国1947年从我国广东引进
岭南蚜小蜂,基本控制了加州干橘红圆蚧的严重危害;1980年 日本的静冈县从我国四川引进柑橘矢尖蚧的寄生蜂获得成功。 到上个世纪末,我国共引进天敌197种次,输出天敌124种次 在世界范围内引进后起控制作用的天敌有199种,其中引进后消除危害的有50种,接近消除危害的9种,基本消除危害的57种,减轻危害的83种。它们主要是寄生蜂和瓢虫。
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第2节 动物杀菌剂 动物杀菌剂数量不多,有代表性的是将海洋动物的外壳经化学加工而得到的壳聚糖产品,可激发植物产生内源激素和防御体系酶,增强植物体的免疫机制。
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代表品种——OS施特灵 名称:低聚D-氨基葡萄糖、氨基寡糖素等
具有药肥双效的特殊功能,既能诱导植物产生抗性因子,有效地防治真菌及细菌性病害和病毒,又能有效地活化植物细胞,调节和促进植物生长。
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作用机理: 壳聚糖可调节植物基因的开放和关闭,促进植物细胞活化和蛋白质合成,刺激植物快速生长,诱发植物细胞和组织中内-β-苷葡萄糖酶、内苷壳聚糖酶活性,并促进RNA及苯丙氨酸合成,因而可以诱导植物产生广谱抗性,增强植物的自身防卫能力,而且对环境不会造成污染。 壳聚糖对植物病原菌的孢子发芽和菌丝生长有阻碍作用,并对病原菌感染植物后植物的免疫机制有诱导作用。
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代表品种-抗菌肽 昆虫抗菌肽在自然界中来源众多,主要集中于鳞翅目、鞘翅目、双翅目、膜翅目、半翅目、等翅目、同翅目及蜻蜒目
不同昆虫 存在的抗菌物质 不同 根据氨基酸分子组成和分子结构特点,可分为: 天蚕素类 昆虫防御素 富含脯氨酸的抗菌肽 富含甘氨酸的抗菌肽 抗真菌肽
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抗菌肽主要特点: 是生物体内经诱导产生的一种具有生物活性的小分子多肽 相对分子量在 左右,由20-60个氨基酸残基组成。 多具有强碱性、热稳定性以及广谱抗菌等特点
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最初,人们在研究北美天蚕的免疫机制时,发现其滞育蛹经外界刺激诱导后,其血淋巴中产生了具有抑菌作用的多肽物质,这类抗菌多肽被命名为天蚕素(Cecropins)。
后来,从其他昆虫以及两栖类动物、哺乳动物中,也分离到结构相似的抗菌多肽。 迄今为止,在不同动物组织中已发现了很多具有抗菌作用的蛋白质和多肽,已有70多种抗菌多肽的结构被测定,抗菌肽的概念得到了极大的扩展。
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作用机制 抗菌肽是通过作用于细菌细胞膜而起作用的,在此基础上,提出了多种抗菌肽与细胞膜作用的模型。
但严格地说,抗菌肽以何种机制杀死细菌至今还没有完全弄清楚。 目前一般认为,Cecropin类抗菌肽作用于细胞膜,在膜上形成跨膜的离子通道,破坏了膜的完整性,造成细胞内容物泄漏,从而杀死细胞。
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对于抗菌肽破坏膜的完整性,使细胞内外屏障丧失,从而杀死细菌这一观点已得到基本统一的认识,但对其具体作用过程、是否存在特异性的膜受体、有无其它因子协同等问题尚不十分清楚,存在不同看法。
不同抗菌肽的作用机制可能不一样,尚有待进一步研究 。
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应用 抗菌肽在动物体内含量极微。从动物体内提取抗菌肽产量低、费时长、工艺复杂、费用昂贵,无法实现大规模生产,这成为制约抗菌肽进入实际应用的最大障碍。
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第3节 动物毒素 动物毒素包括神经毒素、离子通道毒素、蛋白质毒素等 其中以沙蚕毒素为先导化合物,业已开发出许多高效仿生农药。
一、沙蚕毒素类杀虫剂 沙蚕毒素(NTX)是一种在日本和我国海域分布较广的海洋生物—异足索蚕体内的一种有毒活性物质。 沙蚕毒素类杀虫剂就是从沙蚕毒素的分子结构仿生开发出的一系列有杀虫活性和商业价值的化合物。 杀螟丹、杀虫双、杀虫单、杀虫环、杀虫蟥等,统称为沙蚕毒素类杀虫剂,也是人类开发成功的第一类动物源杀虫剂
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具有广谱、高效、低毒等特点,而且作用方式多样,除了具有很强的胃毒作用外,还有触杀、拒食和内吸作用,对鳞翅目、鞘翅目和双翅目的多种害虫有较好的防效。
对成虫、幼虫、卵有杀伤力,既有速效性,又有较长的持效性,因而在田间使用时,施药适期长,防治效果稳定。
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作用机制 其作用部位是胆碱能突触,阴遏神经正常传递而使害虫的神经对外来刺激不产生瓜,当害虫接触或取食药剂后,虫体很快呆滞不动、瘫痪,直至死亡。 但虫体中毒后没有痉挛或过度兴奋的症状。 由于作用靶标的不同,与有机磷、氨基甲酸酯、拟除虫菊酯等杀虫剂无交互抗性问题,在防治害虫中,也未产生交互抗性的现象,因此对上述三类杀虫剂产生抗药性的害虫,采用沙蚕毒素杀虫剂防治仍然有很好的效果。
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不良影响 1、对家蚕毒性很强,且残毒期长 2、某些品种对某一些作物有不良影响
大白菜、甘蓝等十字花科蔬菜的幼苗对杀螟丹、杀虫双敏感,在夏季高温或作物生长较弱时更敏感; 豆类、棉花等对杀虫环、杀虫双特别敏感,易受药害。
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思考题 1、什么是动物农药?动物农药的优缺点? 2、昆虫寄生性线虫和昆虫病原线虫的致病机 理?
3、动物毒素有哪些种类?研究最深入、应用 最广的动物毒素?其特点和作用机制。
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