人(ren)類(lei)活動的(de)化(hua)和氣候的(de)變(bian)化(hua)使(shi)得病蟲害的(de)爆發及(ji)傳(chuan)播(bo)愈(yu)發頻(pin)繁(fan)和快(kuai)速。作物病(bing)蟲害肆虐(nue)的(de)地(di)域(yu)不(bu)斷擴散，造成壹些(xie)發展中國家(jia)的(de)農(nong)作物和糧食安(an)全面臨(lin)巨大(da)風險(xian)。近年來(lai)國(guo)外(wai)的(de)壹(yi)些(xie)入侵害蟲如(ru)草(cao)地(di)貪夜蛾等引發的(de)蟲口奪(duo)糧戰引起國務(wu)院高(gao)度(du)重(zhong)視(shi)。害蟲防治(zhi)過(guo)程中無論是(shi)采(cai)用(yong)生態控制、化(hua)學(xue)滅(mie)殺還(hai)是(shi)基(ji)因(yin)編(bian)輯(ji)技術控制其種(zhong)群數量(liang)，都需(xu)要(yao)實(shi)時監測害(hai)蟲生理(li)過(guo)程(cheng)（呼(hu)吸代(dai)謝(xie)），進而開(kai)發出先(xian)進的(de)害(hai)蟲管理(li)方法。

由北京(jing)易(yi)科泰生態技術有限公(gong)司(si)提供(gong)的(de)昆(kun)蟲呼(hu)吸代(dai)謝(xie)測量(liang)技(ji)術主(zhu)要(yao)由三氣（氧氣、二(er)氧化(hua)碳(tan)、水(shui)汽）分析(xi)儀(yi)、八通道氣路(lu)轉換(huan)器、數據(ju)采集(ji)器、呼(hu)吸室、活動檢(jian)測器、標(biao)準(zhun)或(huo)高(gao)級(ji)版軟件等(deng)組(zu)成，可以連(lian)接(jie)8或16個或(huo)更(geng)多(duo)呼(hu)吸室進行(xing)昆(kun)蟲的(de)活動與(yu)呼(hu)吸代(dai)謝(xie)測量(liang)實(shi)驗。下(xia)面將(jiang)介紹(shao)壹些(xie)典(dian)型應用(yong)研究(jiu)案(an)例(li)：

案(an)例(li)壹(yi)玉(yu)米象(xiang)

Guedes R N C , Oliveira E E , Guedes N M P , et al. Cost and mitigation of insecticide resistance in the maize weevil, Sitophilus zeamais[J]. Physiological Entomology, 2006, 31(1):30-38.

殺蟲劑(ji)耐(nai)藥(yao)性(xing)研究(jiu)不僅(jin)在害(hai)蟲管理(li)方案(an)中具(ju)有實際(ji)重(zhong)要(yao)性，而且作為(wei)新(xin)適應(ying)的(de)表(biao)型及(ji)其相關(guan)的(de)生理(li)（和遺(yi)傳(chuan)）變(bian)化(hua)的(de)進化(hua)模(mo)型也很(hen)重(zhong)要(yao)。氧氣消耗(hao)代(dai)表(biao)了昆蟲生理(li)過(guo)程(cheng)能量(liang)需(xu)求(qiu)，可通過(guo)昆蟲的(de)呼(hu)吸速率(lv)來證明(ming)昆(kun)蟲種群對不(bu)同環境(jing)條件(jian)的(de)適(shi)應性。昆蟲呼(hu)吸速率(lv)的(de)變(bian)化(hua)有助於檢(jian)測與(yu)無殺蟲劑(ji)環境(jing)中的(de)殺蟲劑(ji)耐(nai)藥(yao)性(xing)相關(guan)的(de)可能適應成本，以(yi)及(ji)在接(jie)觸有毒(du)化(hua)合(he)物時，生物體(ti)脂(zhi)肪(fang)體(ti)形(xing)態(tai)能量(liang)儲(chu)備的(de)可用性(xing)和動(dong)員(yuan)力(li)。

本(ben)研究(jiu)結(jie)果(guo)表(biao)明(ming)玉(yu)米象(xiang)種(zhong)群殺蟲劑(ji)抗性(xing)與(yu)脂(zhi)肪(fang)體(ti)細(xi)胞(bao)形(xing)態(tai)及(ji)呼(hu)吸頻(pin)率(lv)之間(jian)存在相關(guan)性(xing)，導(dao)致(zhi)更(geng)高(gao)的(de)儲(chu)存能量(liang)隨(sui)時動員(yuan)起來抵抗殺蟲劑(ji)。此(ci)外(wai)，抗(kang)殺蟲劑(ji)的(de)高(gao)能源需(xu)求(qiu)可能會帶(dai)來額外(wai)的(de)能源成本，從而(er)阻(zu)止(zhi)缺(que)乏(fa)壹(yi)個殺蟲劑(ji)的(de)抗(kang)性表型固化(hua)，除(chu)非(fei)其儲(chu)存(cun)能量(liang)的(de)能力(li)動(dong)員(yuan)他(ta)們(men)的(de)力(li)量(liang)足(zu)以滿(man)足潛在的(de)相互沖(chong)突(tu)的(de)生理(li)過(guo)程(cheng)需(xu)求(qiu)（如(ru)抗(kang)藥(yao)性(xing)和發育）。另外(wai)的(de)研究(jiu)見

Eugênio E.Oliveira,R N C.Guedes, Marcos R.Tótola, PauloDe MarcoJr. Competition between insecticide-susceptible and -resistant populations of the maize weevil, Sitophilus zeamais. Chemosphere,Volume 69, Issue1, August 2007, Pages 17-24.

Freitas R C P , Faroni, Lêda Rita D\"Antonino, Haddi K , et al. Allyl isothiocyanate actions on populations of Sitophilus zeamais resistant to phosphine: Toxicity, emergence inhibition and repellency[J]. Journal of Stored Products Research, 2016, 69:257-264.

案(an)例(li)二(er)——大(da)豆夜蛾

Angelica Plata-Rueda, Carlos Henrique Martins de Menezes, et al., Side-effects caused by chlorpyrifos in the velvetbean caterpillar Anticarsia gemmatalis (Lepidoptera: Noctuidae),Chemosphere,Volume 259,2020.

大(da)豆夜蛾作為(wei)大(da)豆作物害(hai)蟲，主(zhu)要(yao)通(tong)過(guo)殺蟲劑(ji)防治(zhi)。本(ben)文評(ping)估(gu)了毒(du)死(si)蜱(pi)對大(da)豆夜蛾毒(du)性(xing)、存(cun)活率(lv)和副作用(yong)（運(yun)動行(xing)為(wei)、呼(hu)吸、食物消耗(hao)等(deng)）的(de)影響(xiang)。毒(du)死(si)蜱(pi)（LC50=0.58 g L-1和LC90=0.85 g L-1）對(dui)大(da)豆夜蛾有毒(du)殺效(xiao)應(ying)，並(bing)且LC50毒(du)死(si)蜱(pi)下(xia)存活率(lv)從對(dui)照(zhao)99%降(jiang)低到30%。殺蟲劑(ji)降(jiang)低了呼(hu)吸速率(lv)、食物消耗(hao)量(liang)，改(gai)變了(le)行(xing)為(wei)反(fan)應(ying)以(yi)及(ji)中腸(chang)組(zu)織病變損傷(shang)。

類(lei)似的(de)研究(jiu)見Insecticidal activity of garlic essential oil and their constituents against the mealworm beetle, Tenebrio molitor Linnaeus (Coleoptera: Tenebrionidae). Sci Rep 7, 46406 (2017).

案(an)例(li)三(san)——棉(mian)花(hua)粉蚧

Singh S , Gupta M , Pandher S , et al. Using de novo transcriptome assembly and analysis to study RNAi in Phenacoccus solenopsisTinsley (Hemiptera: Pseudococcidae)[J]. Scientific Reports, 2019, 9(1).

棉(mian)花(hua)粉蚧起源於北美(mei)，2005年在印(yin)度(du)及(ji)巴基(ji)斯坦(tan)被(bei)發現，2010年快(kuai)速擴散到我(wo)國(guo)南方地(di)區（見農(nong)業(ye)部、國家林(lin)業(ye)局(ju)公(gong)告第1380號），對(dui)當(dang)地(di)棉花(hua)生產造成(cheng)嚴重(zhong)危(wei)害(hai)。

   傳(chuan)統的(de)合(he)成(cheng)殺蟲劑(ji)易(yi)造成環境(jing)汙染和害(hai)蟲耐(nai)藥(yao)性(xing)。文中通過(guo)RNAi對(dui)害蟲目(mu)標(biao)基(ji)因(yin)進行(xing)特(te)定序(xu)列調(tiao)節(jie)，從而(er)導(dao)致(zhi)重(zhong)要(yao)生理(li)過(guo)程(cheng)功能喪(sang)失。生理(li)過(guo)程(cheng)功能監測采(cai)用SSI呼(hu)吸代(dai)謝(xie)測量(liang)技(ji)術定性(xing)評(ping)估(gu)害蟲體(ti)液(ye)損(sun)失，技術方案(an)中的(de)部分配(pei)置(zhi)如(ru)下(xia)圖：

（i）與(yu)GFP相比(bi)，對(dui)dSRNA註射(she)（10μg）後AQP和CAL處(chu)理(li)的(de)粉(fen)蚧液(ye)體(ti)損(sun)失進行(xing)定量(liang)和定性(xing)估(gu)計(ji)。基於水(shui)敏(min)感(gan)紙(zhi)的(de)流(liu)體(ti)損(sun)失定性(xing)估(gu)計(ji)，表明(ming)AQP和CAL中的(de)藍(lan)點（液(ye)體(ti)損(sun)失較少(shao)）較少(shao)：（A）dsAQP註射(she)（B）dsCAL註射(she)（C）dsGFP註入(ru)（ii） RH-300水(shui)蒸氣分析(xi)儀(yi)，用於評(ping)估(gu)昆蟲的(de)液(ye)體(ti)損(sun)失。（三）與dsGFP相比(bi)，dsAQP 註射(she)後粉(fen)蚧釋(shi)放的(de)定量(liang)液(ye)體(ti)排泄物。誤(wu)差條表(biao)示(shi)標(biao)準(zhun)偏差（n=4）和*表(biao)示(shi)顯著性(xing)（P=0.05）。作者(zhe)新(xin)研究(jiu)成果(guo)見(jian)：Kaur R , Gupta M , Singh S , et al. Enhancing RNAi Efficiency to Decipher the Functional Response of Potential Genes in Bemisia tabaci AsiaII-1 (Gennadius) Through dsRNA Feeding Assays[J]. Frontiers in Physiology, 2020, 11.

案(an)例(li)四(si)——甘蔗天牛(niu)

Marion Javal, Saskia Thomas, Philipp Lehmann, Madeleine G. Barton, Desmond E. Conlong, Anton Du Plessis, and John S. Terblanche. The Effect of Oxygen Limitation on a Xylophagous Insect’s Heat Tolerance Is Influenced by Life-Stage Through Variation in Aerobic Scope and Respiratory Anatomy. Front Physiol. 2019,10: 1426.

天牛(niu)分布於我國(guo)大(da)部分地(di)區，幼(you)蟲蛀食枝幹皮層(ceng)、木質部，引起枯枝死樹，危(wei)害(hai)蘋(ping)果(guo)、桃、柿、棗(zao)、栗、楊、柳(liu)、油(you)桐(tong)等(deng)樹(shu)木(mu)。在氣候變化(hua)的(de)背(bei)景下(xia)，昆蟲的(de)地(di)理(li)範(fan)圍變(bian)化(hua)與(yu)壹(yi)系列空間(jian)和時間(jian)尺(chi)度(du)的(de)氣候變異性密切相關(guan)，害(hai)蟲尤其如(ru)此(ci)。出於這(zhe)些(xie)原(yuan)因(yin)，熱(re)極限(xian)估(gu)計(ji)至關(guan)重(zhong)要(yao)，代(dai)表(biao)了害蟲關鍵特性的(de)環境(jing)極(ji)限(xian)，如(ru)熱(re)質生物的(de)活動、生存、發育和繁(fan)殖(zhi)。

  本(ben)文(wen)利(li)用SSI呼(hu)吸代(dai)謝(xie)測量(liang)技(ji)術探索了(le)天牛(niu)的(de)熱(re)耐(nai)受性與氧氣限制(zhi)之間(jian)的(de)潛(qian)在聯(lian)系。結(jie)果(guo)表(biao)明(ming)，雖然幼(you)蟲和成(cheng)蟲在常(chang)氧下(xia)有類(lei)似的(de)臨(lin)界熱(re)大(da)值（CTmax），缺(que)氧下(xia)成蟲的(de)代(dai)謝(xie)率(lv)比(bi)幼(you)蟲更(geng)顯著地(di)降(jiang)低，從而(er)更(geng)顯著地(di)減(jian)少(shao)前(qian)者(zhe)的(de)有氧範(fan)圍。通(tong)過實(shi)驗操縱的(de)氧(yang)氣水(shui)平(ping)在不(bu)連(lian)續(xu)氣體(ti)交(jiao)換(huan)循(xun)環（DGC）和連(lian)續(xu)呼(hu)吸模式(shi)之間(jian)切換(huan)來表(biao)明(ming)，成(cheng)蟲比(bi)幼(you)蟲更(geng)壹(yi)致(zhi)地(di)捍(han)衛氣管氧(yang)（臨界）設定點(dian)。這(zhe)些(xie)影響(xiang)可以解(jie)釋為(wei)，呼(hu)吸解(jie)剖的(de)體(ti)積(ji)與(yu)成(cheng)蟲的(de)身(shen)體(ti)質(zhi)量(liang)呈(cheng)正(zheng)相關(guan)，但(dan)在幼(you)蟲中明(ming)顯是(shi)大(da)小(xiao)不變(bian)的(de)。因(yin)此(ci)，天牛(niu)的(de)兩(liang)個生命(ming)階(jie)段在呼(hu)吸結(jie)構(gou)和功(gong)能上表現出關(guan)鍵差異(yi)，可以解(jie)釋缺(que)氧對上熱(re)極限(xian)的(de)影響(xiang)程(cheng)度(du)。

北(bei)京(jing)易(yi)科泰生態技術公司(si)提供(gong)植(zhi)物病(bing)蟲害研究(jiu)檢(jian)測全面技(ji)術方案(an)：

ü害(hai)蟲能量(liang)代(dai)謝(xie)生理(li)生態研究(jiu)測量(liang)技(ji)術

ü農(nong)業(ye)、森(sen)林(lin)病(bing)蟲害無(wu)人(ren)機遙(yao)感(gan)技(ji)術

üXRF元(yuan)素(su)掃(sao)描分析(xi)

ü病(bing)蟲害高(gao)光(guang)譜(pu)成像(xiang)檢(jian)測技(ji)術

ü病(bing)蟲害多(duo)光(guang)譜(pu)熒(ying)光(guang)檢(jian)測技(ji)術