东北地区是我国玉米主要产区之一,玉米种植规模、机械化程度和玉米亩产量都高于全国平均水平。亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis(Guenee)是当地玉米生产中最重要的害虫之一,分布广泛,生态适应性强,严重影响玉米的产量和质量。气候变暖能够使玉米螟发育速率加快,发生世代增多,危害时间提前;而玉米主推品种的生育期延长和种植密度的增加,又可能引起亚洲玉米螟发生规律的改变,最终导致玉米螟在不同地区世代空间格局的改变。为此,我们在研究玉米密植与提前播种对玉米螟为害影响的基础上,对东北地区北至黑龙江省黑河(50°13’41.14" N),南至辽宁省旅顺(38°56’8.08"N)的亚洲玉米螟世代区划进行了界定,并结合气象地面观察资料,借助GIS系统地统分析,形成了东北地区亚洲玉米螟世代空间格局分布图,同时对于东北不同地区亚洲玉米螟发生的始见期和未来可能发生世代数进行了预测。所得结果对新种植方式和耕作制度条件下东北地区亚洲玉米螟发生规律、预测预报及综合治理的研究提供了有益的借鉴。东北地区冬季气候寒冷,越冬幼虫基数与存活率直接影响翌年亚洲玉米螟的发生程度,而幼虫能否安全越冬并成为翌年玉米螟发生的有效虫源,直接与越冬幼虫生理情况和天敌寄生情况密切相关。为此,我们调查了玉米螟越冬幼虫在玉米植株上的分布规律、虫龄结构、越冬后的存活率、天敌种类及寄生率等关键因素。在此基础上,我们进一步研究了滞育幼虫的抗寒性动态和低温交变温度胁迫下HSPs表达分析,明确亚洲玉米螟滞育幼虫在越冬期间生理指标的变化情况以及抗寒能力的动态差异和低温交变温度胁迫下HSPs的响应情况,为进一步阐明亚洲玉米螟抗寒性生理机制和分子机制提供依据。最后根据沈阳地区玉米螟多年田间发生量与同期气象数据,通过逐步回归和BP神经网络进行建模,对一代和二代亚洲玉米螟的田间发生动态进行了预测。获得的主要结果如下:1.通过对东北13地区进行田间网室扣养、黑光灯诱集成虫和剖秆调查幼虫,调查和分析玉米螟在不同地区的生长发育进程,界定其发生世代数。结果表明,黑龙江哈尔滨以北地区玉米螟仅发生一代,为一代发生区;哈尔滨至吉林公主岭地区为玉米螟不完全2代发生区,即一、二代混生区;吉林公主岭地区至辽宁省沈阳地区为完全2代发生区;沈阳地区以南为不完全3代发生区,即二、三代混生区。2.通过对东北地区(包括内蒙古东部)211个气象站1981-2010年地面气象月值数据,借助地理信息系统软件ARC/INFO10.3中普通克里格法(OrdinaryKriging)、协同克里格法(CoKriging)和逆距离权重法(IDW)分别对气象站以外的地区进行空间插值分析,结合玉米螟有效积温,得到整个东北地区(包括内蒙古东部)亚洲玉米螟世代空间格局分布图。经检验插值结果与多地的调查结果吻合。3.通过对东北13个地区1981-2010年地面气象日值数据(日平均最低气温和最高气温),使用singlesine/horizontal方法计算各地的玉米螟有效积温。利用有效积温法则,结合本实验室基于沈阳地区长期的观测数据,对东北13个地区亚洲玉米螟发生的始见期进行预测,结果与实际观测数据吻合。4.通过东北13个地区1951-2014年地面气象月值数据和1981-2010年地面气象日值数据,利用MATLAB软件建立1951-2014年各地区4-10月份0℃以上积温直线回归模型,预测2020年、2030年和2050年的积温,并建立各地区4-10月份0℃以上平均积温和玉米螟有效积温回归关系模型,进一步预测各地区亚洲玉米螟可能发生世代数。结果表明,未来东北各地区玉米螟可利用积温和发生世代数都将增加;到2050年,黑龙江省的克山、佳木斯玉米螟发生世代数将有可能增加1代;吉林省长春、四平及辽宁省的昌图由现在的2代区成为2、3代混生区;沈阳、普兰店地区玉米螟种群发生3代的比例将会增大。5.通过对亚洲玉米螟幼虫越冬情况调查,发现东北不同地区亚洲玉米螟越冬幼虫在玉米植株上的分布主要集中在穗部(14.29%～62.08%),随着地理纬度的升高,逐渐向全株分散。越冬虫态以5龄和4龄幼虫为主,个别地区存在3龄;5龄幼虫大于70%,4龄幼虫在2.8%～26.37%之间。不同地区越冬前存活率大于87.30%,越冬后存活率48.22%～73.00%之间。6.通过分时段对东北不同地区亚洲玉米螟滞育幼虫越冬期间的过冷却点(SCP)、冰点(FP)、虫体含水量和脂肪含量进行监测,研究了玉米螟越冬幼虫的抗寒性时间动态。结果表明东北地区不同地理种群亚洲玉米螟过冷却点在-5℃～-25℃、冰点在-2.5℃～-15℃范围内,随着环境温度的降低,亚洲玉米螟滞育幼虫的过冷却点持续降低,抗寒能力不断的增强,越冬期间先下降后上升,最低点出现在1、2月份;虫体含水量在50-70%范围内;越冬期间先下降后上升,与环境温度、过冷却点变化趋势一致,最高含水量出现在4月份,虫体最低含水量随着地理纬度的降低而升高(r=-0.758,n=12,P<0.01);脂肪含量在45-70%范围内,越冬期间先上升后下降,最高脂肪含量随着地理纬度的降低而降低(r=0.697,n=12,P<0.01)。幼虫抗寒能力(最低过冷却点和最低冰点)与虫体最低含水量和最高脂肪含量显著相关(P<0.01)。亚洲玉米螟滞育幼虫的抗寒性高纬度地区强于低纬度地区;环境温度越低,越能体现出其抗寒能力和不同地理种群间的抗寒能力分化。7.亚洲玉米螟滞育幼虫在经过交变温度处理后,使用qPCR技术测定Hsc70基因及Hsp90基因的相对表达量,并利用SPSS进行统计分析,发现Hsc70基因及Hsp90基因交变温度处理时均有响应,在低温诱导阶段表达量变化并不明显,但在恢复阶段表达量均会明显上调,在恢复3h后,两种基因的表达量均达到最大值。Hsc70基因及Hsp90基因对亚洲玉米螟低温损伤的修复起到了重要作用。8.将沈阳地区2000～2012年温度、湿度、雨量、积温、光照等气象数据作为预测因子,采用简单逐步回归、多因子互作回归及BP神经网络方法组建同期亚洲玉米螟田间落卵量、卵孵化量、赤眼蜂寄生量预测模型。经检验,玉米螟的发生量与多种气象因子之间存在相关关系,可采用模型较为准确地预测出亚洲玉米螟及赤眼蜂的发生量。不同方法在预测不同发生量时各有所长。