全 文 ：第 wt卷 第 x期
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林 业 科 学
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松墨天牛辐射不育的研究 3
牟建军t 张永安u 李孟楼t 蒋 平v 王玉珠u
kt1 西北农林科技大学林学院 杨凌 ztutss ~ u1 中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所 北京 tsss|t ~
v1 浙江省森林病虫害防治检疫站 杭州 vtssusl
关键词 } 松墨天牛 ~辐射不育 ~剂量
中图分类号 }≥zyv1v{ 文献标识码 }„ 文章编号 }tsst p zw{{kussxlsx p susz p sw
收稿日期 }ussw p sz p uu ∀
基金项目 }国家林业局重点项目kussv p svu p vul ∀
3 张永安为通讯作者 ∀
Ρεσεαρχη ον τηε Στεριλε Εφφεχτ οφ Ραδιατιον ον Μονοχηαµυσ αλτερνατυσ
∏¬¤±­∏±t «¤±ª ≠²±ª¤±u ¬ ±¨ª¯²∏t ¬¤±ª°¬±ªv • ¤±ª≠∏½«∏u
kt qΦορεστρψ Χολλεγε o Νορτηωεστ ΣχιpΤεχη Υνιϖερσιτψοφ Αγριχυλτρυε ανδ Φορεστρψ Ψανγλινγ ztutss ~ u q Ινστιτυτε οφ Φορεστ ΕχολογψoΕνϖιρονµεντ
ανδ Προτεχτιον oΧΑΦ Βειϕινγ tsss|t ~ v qΦορεστ Πεστ Χοντρολ & Θυαραντινε Στατιον οφ Ζηεϕιανγ Προϖινχε Ηανγζηου vtssusl
Αβστραχτ } …¼µ¤§¬¤·¬±ª·«¨ º²µ°¶ ¦¨¯²¶¬²±¨ §v ∗ x §¤¼¶∏¶¬±ªus ∗ tys Š¼ ys ≤’Χo·«¨ ¶·¨µ¬¯¬·¼ ²© Μονοχηαµυσ αλτερνατυσ º¤¶
¶·∏§¬¨§q׫¨ µ¨¶∏¯·¶¶«²º¨ §·«¤··«¨ ¬µµ¤§¬¤·¬²± °¤®¨¶ Μονοχηαµυσαλτερνατυσ º²µ°¶·²¶·¨µ¬¯¬½¨ ~·«¨ °¤¯ ¶¨¤µ¨ °²µ¨ ¶¨±¶¬·¬√¨ ·²
¬µµ¤§¬¤·¬²±·«¤±©¨ °¤¯ ¶¨~ws Š¼¬¶¤©∏¯¯ ¶·¨µ¬¯¬·¼©²µ·«¨ º²µ°¶§²¶¤ª¨ ous Š¼¬¶¤ °¬±¬°∏°¶·¨µ¬¯¬·¼ §²¶¤ª¨ q
Κεψ ωορδσ} Μονοχηαµυσ αλτερνατυσ~¬µµ¤§¬¤·¬²±¶·¨µ¬¯¬·¼~§²¶¤ª¨
松墨天牛k Μονοχηαµυσ αλτερνατυσl属鞘翅目k≤²¯ ²¨³·¨µ¤l天牛科k≤ µ¨¤°¥¼¦¬§¤¨ l沟胫天牛亚科墨天牛属 ∀松
墨天牛在国外主要分布于日本 !朝鲜 !韩国 !越南 !老挝等国家 ~国内分布于河北 !陕西 !山东 !河南 !安徽 !贵
州 !江苏 !上海 !浙江 !湖南 !湖北 !江西 !福建 !广东 !广西 !云南及四川等省 !市 !区k柴希民等 oussvl ∀该天牛
也是松材线虫k Βρυσαπηελενχηυσ ξψλοπηιλυσl在日本和我国广为传播的主要媒介昆虫 ~当前 o松材线虫病在我国
沿海一带仍呈扩大蔓延趋势 o对我国重要针叶造林树种如马尾松k Πινυσ µασσονιαναl !黑松k Πq τηυνβεργιιl !赤
松k Πq δενσιφλοραl等带来毁灭性灾害k柴希民等 oussv ~张星耀等 ousswl ∀
松墨天牛的主要防治措施有 }强化检疫 !清理熏蒸病死木 !飞机喷药 !引诱剂 !饵木诱杀 !病死木切片 !锯
板烘干 !水浸 !土埋 !高温 !林分更新改造 !营造抗病树种等 ~国内外对天敌昆虫 !病原细菌 !病原真菌 !病原线
虫 !啄木鸟等生物防治的研究利用也很多k徐福元 ot||{l ∀
自 t|xs 年辐射技术广泛用于昆虫学领域以来 o国外利用辐射不育技术在螺旋蝇 k Χοχηλιοµψια
ηοµινιϖοραξl !地中海果蝇k Χερατισχαπιταταl !瓜实蝇k Βαχτροχερα χυχυρβιταεl !苹果蠹蛾kΛασπεψρεσια ποµονελλαl等防
治上取得成功k王华嵩 ot||{l ~在国内 o顾伟平等kusssl用ys ≤’Χ射线处理棉铃虫蛹 o开展了辐射棉铃虫
k Ηελιχοϖερπα αρµιγεραl不育剂量及其遗传效应的研究 o夏大荣等kt||xl利用辐射不育技术防治野蚕k Τηεοπηιλα
µανδαριναl的同时 o从染色体结构变异角度对ys ≤’Χ射线照射野蚕蛹造成其后代不育机理也进行了研究k杨荣
新等 ot||w ~t||{l ∀本试验对松墨天牛的辐射剂量进行了首次研究 ∀
1 材料与方法
t1t 材料 供试松墨天牛采自浙江余杭锦江木业有限公司待处理木段 o养虫室由杭州余杭锦江木业有限公
司提供 ~饲料配方为松木屑 !麦胚 !琼脂粉等为底料加纤维素 !维生素混合物 !抗坏血酸等必需成分及山梨酸 !
甲醛 !乙醇等防腐剂的半人工饲料 ∀幼虫饲养器具由北京中林恩多威生物技术有限公司提供 ~成虫饲养枝条
采自浙江余杭马尾松林地 ~饲养笼为自制不锈钢纱笼 o规格 vs ¦° ≅ vs ¦° ≅ ws ¦°∀辐照地点为浙江原子能
利用辐照中心 ∀
t1u 条件及方法
t1u1t 条件 幼虫 !蛹在自然光照条件下 !uu ε 的室温饲养 ~成虫饲养温度 !光照为自然条件 ~辐射温度为自
然室温 ∀
t1u1u 方法 辐射分 us !ws !ys !{s !tus !tys Š¼ y个剂量 o剂量率 t1t Š¼#°¬±pt o每个剂量处理雌 !雄各 {头 o
且尽量保证同一剂量的每头所受辐射剂量大小一致 o每个剂量处理虫分别用未被辐射处理的不同性别虫按
tΒt比例配对饲养 o每个剂量重复 u次 ∀
幼虫饲养 }ussw年 v月下旬采松墨天牛幼虫进行人工饲养 o每 ts天更换饲料至化蛹 ~蛹饲养 }为保持蛹
羽化的有利环境 o蛹期用饲料维持至羽化后 v ∗ x §~成虫饲养 }辐射雌 !雄天牛分别用健康雄 !雌天牛按 tΒt
比例配比 o用 t年生至多年生混合枝水培法饲养 o且隔 v天更换饲养枝及培养水 o并计录死亡雌 !雄虫头数 ∀
饲养第 w天放入直径大于 w ¦°的马尾松枝作为产卵枝 o视产卵多少而更换 o但最长不超过 w §o换出 { §后统
计刻槽数并剥开刻槽统计未孵化卵 !幼虫数等 ∀
2 结果与分析
u1t 辐射松墨天牛的行为学习性
饲养松墨天牛有多次交尾和无固定交尾对象的特性 ∀饲养松墨天牛喜食当年生枝 o且取食由当年生枝
至多年生枝逐渐减少 ∀饲养第 w天放入的产卵枝开始出现刻槽但无卵 o第 {天放入的产卵枝上刻槽开始有
卵 ∀产卵刻槽有两种 }一种是厚表皮上的锥形刻槽 o另一种是直接的小孔刻槽 o刻槽孔直径为 u °°大小 ∀
产卵前期和后期空槽比例高 o达到 {s h ∗ |s h ~产卵盛期的有卵刻槽比例高 o占到 {s h以上 ∀同一刻槽产 t
粒卵和产 u粒卵的均有 ∀刻槽孔的上 !下方都有卵 o位置并不固定 ~且表皮以下紧挨着韧皮部 !韧皮层中间 !
韧皮部以下紧挨木质部均有卵 o深度也不一 ∀
u1u 辐射松墨天牛的行为学指标
u1t1t 指标结果 辐射雄虫 !雌虫寿命 !产卵量及孵化率 o效果比较如表 t !u及图 t ∗ v所示 ∀
表 1 辐射雄虫寿命 !与辐射雄虫配对雌虫产卵量及卵孵化率
Ταβ . 1 Μεαν λιφε−σπαν οφ ραδιατιον µαλεσ, αϖεραγε αµ ουντ
οφ εγγσ ανδ ηατχηινγ ρατε οφ τηε χοπυλατεδ φεµαλεσ
剂量
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存活时间
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平均寿命
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平均产卵量
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孵化率
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s u{ ∗ yw ww1uv yz1|w z|1tw
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ys ty ∗ vy uy1ss yy1xu s
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表 2 辐射雌虫寿命 !产卵量及孵化率
Ταβ . 2 Μεαν λιφε−σπαν οφ ραδιατιον φεµαλεσ,
ανδ ιτσ αϖεραγε αµ ουντ οφ εγγσ, ηατχηινγ ρατε
辐射剂量
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存活时间
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平均寿命
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平均产卵量
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孵化率
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tus tu ∗ uw t{1s {1tw s
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σ雄虫 ¤¯ ¶¨~υ雌虫 ƒ °¨¤¯ ¶¨
图 t 辐射雄虫和辐射雌虫寿命
ƒ¬ªqt ׫¨ ²¯±ª¨ √¬·¼ ²©µ¤§¬¤·¬²± °¤¯ ¶¨º¬·«µ¤§¬¤·¬²± ©¨ °¤¯ ¶¨
υ辐射雌虫 •¤§¬¤·¬²± ©¨ °¤¯ ¶¨~σ配对雌虫 ¤·¨ ©¨ °¤¯ ¶¨
图 u 辐射雌虫 !配对雌虫平均产卵量
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©¨ °¤¯ ¶¨¦²³∏¯¤·¨§º¬·«µ¤§¬¤·¬²± °¤¯ ¶¨
u1u1u 指标分析 tl辐射可以使松墨天牛不育 由表 t可知 }用不同剂量的ys ≤’Χ射线辐射松墨天牛雄虫 o
其处理雄虫寿命及健康配对雌虫产卵的孵化率随着辐射剂量的增加而下降 ∀由图 u可知 }辐射雄虫的健康
{su 林 业 科 学 wt卷
υ辐射雌虫 •¤§¬¤·¬²± ©¨ °¤¯ ¶¨~
σ配对雌虫 °¤·¨ ©¨ °¤¯ ¶¨
图 v 辐射雌虫与辐射雄虫配对雌虫可育率
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配对雌虫的寿命 !产卵量不受辐射剂量的影响 o趋于平衡 ∀由表 t可知 }
松墨天牛对不同辐射剂量辐射的表现为 }当剂量为 us Š¼时 o辐射雄虫
寿命缩短不明显 o健康配对雌虫产卵的孵化率下降到 tx1ss h ~剂量为
ws Š¼时 o辐射雄虫寿命降低不明显 o健康配对雌虫产卵的孵化率下降到
s ~剂量为 ys Š¼时 o辐射雄虫寿命下降到 uy1ss §o降低显著 ~当为 tys Š¼
时 o雄虫平均寿命只有 tv1v| §∀
由表 u可知 }用不同剂量的ys ≤’Χ射线对松墨天牛雌虫辐射 o其寿
命 !产卵量 !孵化率随着辐射剂量的增加而下降 ∀其中产卵量下降原因
一是辐射使其寿命缩短而导致产卵量下降 o尤其是因辐射而不能活过产
卵高峰期k羽化 vs §以后l的影响尤为显著k林长春等 oussvl ~原因二是
辐射处理后 o体细胞有一定程度损伤 ~生殖细胞染色体被诱变 o出现断
裂 !易位及缺失等 o繁殖系统受到了影响k李连芝等 ot||wl ∀松墨天牛对
不同辐射剂量处理的表现为 }当剂量为 us Š¼时 o辐射雌虫寿命和产卵量降低不明显 o所产卵的孵化率下降
到 uv1s{ h ~剂量为 ws Š¼时 o寿命和产卵量降低也不明显 o而卵孵化率却下降到 s ~剂量为 ys Š¼时 o寿命为
u{1yz §o产卵量为 u{1tw粒 o寿命和产卵量都明显下降 ~剂量为 tys Š¼时 o成虫平均寿命只有 ty1yz §∀
ul 松墨天牛雄虫比雌虫对辐射敏感 利用一定剂量的射线对某一虫态k蛹或成虫l进行辐射处理后 o一
方面使受辐射害虫的体细胞基本上不受损伤 o仍能保持正常的生命力及交尾能力 ~同时又能诱发受辐射害虫
的生殖细胞染色体产生断裂或易位 o形成带显性致死突变的配子 o这样就能使这种配子结合的合子致死 o使
得与正常虫交尾后所产生的卵不能孵化 o丧失继续繁殖的能力k李连芝等 ot||wl ∀不同种类和同种类不同性
别的昆虫对辐射的敏感程度是不一样的 ∀由图 t可知 }随辐射剂量增大 o辐射雄虫寿命比辐射雌虫寿命下降
的快 ~由图 v可知 }随辐射剂量增大 o辐射雄虫的健康配对雌虫卵孵化率比辐射雌虫卵孵化率下降的快 ~证明
松墨天牛雄虫比雌虫对辐射敏感 ∀
vl 松墨天牛的全不育剂量 !适宜辐射剂量 !高度不育剂量 辐射害虫的基本原则是体细胞基本上不受
损伤 o仍能保持正常的生命力及交尾能力 ~同时又能生殖细胞染色体产生产生诱变 o使得与正常虫交尾后所
产生的卵不能孵化 o丧失繁殖能力k李连芝等 ot||wl ∀
松墨天牛雄虫剂量筛选 ∀用 us Š¼的ys ≤’Χ射线辐射松墨天牛雄虫 }当剂量为 us Š¼时 o辐射雄虫寿命为
wu1yz §o产卵量为 y{1{x粒 o可育率为 tx1ss h ~对照的寿命为 ww1uv §o产卵量为 yz1|w o可育率为 z|1tw h ∀
可育率的下降较寿命 !产卵量的下降明显的多 o证明 us Š¼为其高度不育剂量 ∀用 ws Š¼的ys ≤’Χ射线辐射松
墨天牛雄虫 }寿命和对照的寿命差异不显著 o其健康配对雌虫卵的孵化率由对照的 z|1tw h下降到 s ∀当超
过 ws Š¼剂量到达 ys Š¼剂量时 }辐射处理对昆虫的体细胞有一定程度损伤的同时 ~生殖细胞染色体也被诱
变 o造成繁殖系统也受到一定影响 o寿命出现缩短 ∀证明 ws Š¼为其全不育剂量和适宜辐射剂量 ∀
松墨天牛雌虫剂量筛选 ∀用 us Š¼的ys ≤’Χ射线辐射松墨天牛雌虫 }当剂量为 us Š¼时 o辐射雌虫寿命为
wu1sw §o产卵量为 yv1ux粒 o可育率为 uv1s{ h ~对照的寿命为 wu1wu §o产卵量为 yz1|w粒 o可育率为 z|1tw h ∀
可育率的下降较寿命 !产卵量的下降明显的多 o证明 us Š¼为其高度不育剂量 ∀用 ws Š¼的ys ≤’Χ射线辐射松
墨天牛雌虫 }可育率由对照的 z|1tw h下降到 s o同理可育率的下降也较寿命 !产卵量的下降明显 ∀当超过 ws
Š¼剂量到达 ys Š¼剂量时 }辐射处理对昆虫的体细胞有一定程度损伤的同时 ~生殖细胞染色体也可能被诱
变 o造成生殖系统等受到了较大的影响 o从而寿命 !产卵量 !孵化率下降显著 ∀证明 ws Š¼为松墨天牛雌性全
不育剂量和适宜辐射剂量 ∀
3 结论与讨论
tl辐射可以使松墨天牛不育 ∀一定剂量的辐射可使处理虫的酶发生变化 o染色体发生改变 ∀酶的变化
可以造成昆虫生理上的饥饿 o激发成虫的取食行为 o或者产生后续拒食反应等生理现象 o即昆虫所表现的取
食 !产卵 !寿命等的现象则是不同种酶在生理功能上不一样的外在表现k舒志群等 ot||zl ~染色体是主要遗传
物质的载体 o辐射能使染色体发生改变 o导致生殖细胞的分裂受阻 o生长分化不正常 o从而破坏了昆虫的生殖
|su 第 x期 牟建军等 }松墨天牛辐射不育的研究
腺 o引起配子部分死亡而造成不育个体k李连芝等 ot||wl o因此 o通过辐射来引起昆虫酶的变化 !染色体的改
变 o从而达到不育效果是切实可行的 o这已在螺旋蝇 !苹果蠹蛾 !光肩星天牛等昆虫上被证实 ∀
ul松墨天牛雄虫比雌虫对辐射敏感 ∀不同性别的不同遗传机理导致遗传效应的差异及不同性别之间个
体的差异导致受辐面积的不一样 o松墨天牛雌雄虫对辐射的敏感程度是不一样的 ∀至于辐射对不同性别的
生理 !遗传性能 !后代种群质量 !交尾是否延迟 !交尾不成功几率等方面的差异都还需要观察和实验 ∀
vl松墨天牛的全不育剂量 !适宜辐射剂量 !高度不育剂量 ∀各种昆虫因染色体结构上的差异 o对射线敏
感性也不同 ∀如玉米螟 !桃小食心虫等鳞翅目昆虫 o其染色体结构为漫着丝点 o染色体数目多k ν € vl o个体
小 o较抗辐射 o全不育剂量为 wss Š¼以上 o这样高的剂量常引起生理上的损伤和代谢紊乱 o使交尾竞争能力
降低 o寿命缩短 o所以 o现在都采用亚不育剂量 o以降低剂量对体细胞的损害 ∀如柑桔大实蝇染色体结构为单
着丝点 o染色体数目少k ν € yl o个体大 o最大辐面积为 y1zu Λ° o辐射对其影响较大 o染色体经辐射后引起断
裂和易位重组后 o染色体的断片因缺乏着丝点而不能将其带入子细胞 o从而引起染色体的缺失 ∀断裂的染色
体易位重组后 o造成染色体发育不平衡 o导致细胞不能正常分裂而死亡 ∀所以较低剂量kys ∗ |s Š¼l辐射后 o
既可导致全不育 o而又不影响其生命力和交尾竞争能力 ∀柑桔大实蝇与地中海果蝇等一些双翅目昆虫一样 o
可以采用不育剂量 o辐射不育好的防治效果 o已经被田间释放实验所证实k刘新等 ousstl ∀松墨天牛的全不
育剂量为 ws Š¼o辐射剂量较低 o因此 o该剂量既是松墨天牛的全不育剂量又是松墨天牛适宜辐射剂量 ∀
参 考 文 献
柴希民 o蒋 平 qussv q松材线虫病的发生和防治 q北京 }中国农业出版社
顾伟平 o杨荣新 o夏大荣 o等 qusss q棉铃虫辐射不育效应研究 q核农学报 otwktl }ws p wv
林长春 o陆 高 o周成枚 o等 qussv q补充营养材料对松褐天牛成虫存活期的影响 q林业科学研究 otyktl }y| p zw
李连芝 o闰志平 o郭秀婵 o等 qt||w q核技术在农业上应用的现状与展望 q河南农业大学学报 ou{kvl }u{u p u{y
刘 新 o华跃进 o孙锦荷 o等 qusst q核技术在昆虫学研究领域中的应用进展和前景 q核农学报 otxkxl }vty p vus
舒志群 o徐旭士 o宋志民 o等 qt||z q银纹夜蛾感染异源核型多角体病毒后血淋巴的生理生化分析 q中国生物防治 otvkvl }tt{ p tut
王华嵩 qt||{ q辐射不育防治害虫的进展 q核农学报 otukul }tut p tu{
夏大荣 o杨荣新 o顾伟平 o等 qt||x q应用辐射不育技术田间防治野蚕的研究 q中国生物防治 ottkul }{s p {v
徐福元 qt||{ q国内外松褐天牛天敌的研究利用进展 q世界林业研究 okvl }wt p wx
杨荣新 o顾伟平 o夏大荣 o等 qt||{ q辐射不育野蚕的释放比例及其田间防治的综合效果 q核农学报 otukwl }uvt p uvx
杨荣新 o夏大荣 o顾伟平 o等 qt||w q野蚕辐射不育效应的研究 q浙江农业大学学报 oykvl }t{s p t{w
张星耀 o骆有庆 qussw q中国森林重大生物灾害 q北京 }中国林业出版社
原5林业科学6副主编肖刚柔先生逝世
中国著名昆虫学家 !森林保护学家 !原5林业科学6副主编肖刚柔先生因突发心脏病 o抢救无效 o于 ussx
年 {月 uu日在北京逝世 o享年 {{岁 ∀
肖刚柔先生是我国森林昆虫学的创始人之一 o毕生从事森林昆虫学方面的研究 o为我国森林昆虫学科的
发展和森林保护事业做出了卓越的贡献 ∀t|yv ) t|yy年 o肖刚柔先生担任5林业科学6第二届编委会编委 o
t|z| ) ussv年担任5林业科学6第三 ∗ 八届编委会副主编 o负责对森林保护方面论文的复审工作 ∀在任期间 o
肖刚柔先生对5林业科学6投入了极高的热情和心血 }对论文 o他从研究目的 !方法 !结果及结论与分析等方面
严格审稿 o一丝不苟 ~英文摘要 !图表英文对照 !物种学名等更是严格把关 o一一审校 ~对期刊 o他非常注重和
强调5林业科学6的学术权威性 o主张5林业科学6要在论文质量 !编校质量以及印刷装帧质量等各方面都要代
表中国林业科学研究的最高水平 ~对编辑部的工作他也是十分关心 o经常与责任编辑进行交流 o把发现的问
题一一指出 o并详细地列出勘误表 o充分体现了老一辈科学家崇尚科学 !严谨求实的道德风范 ∀
肖刚柔先生永远活在我们心中 d
5林业科学6编辑部
stu 林 业 科 学 wt卷