期刊信息
  • 月刊(每月20日出版)
    1950年创刊
    主管:中国科学院
    主办:中国科学院动物研究所
       中国昆虫学会
    国内邮发代号:2-153
    国外发行代号:Q61
    ISSN 0454-6296
    CN 11-1832/Q
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 照片示褐飞虱Nilaparvata lugens  (半翅目: 飞虱科)危害水稻Oryza sativa的长翅型(左下)和短翅型(右上)成虫。本期报道了褐飞虱过氧化物酶基因NlPOD1的克隆、鉴定及功能分析(pp. 958-966)和褐飞虱自噬相关基因NlATG13的表达与功能分析(pp. 967-976)。照片由中国科学院动物研究所张润志研究员于2014年10月14日摄于浙江大学张传溪教授实验室。

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2022年 第65卷 第8期 刊出日期:2022-08-20
上一期   
研究论文
绿芫菁成虫触角中气味结合蛋白和化学感受蛋白基因的鉴定和表达分析
刘盼静, 魏洪义, 郭坤, 马广源, 张涛
2022, 65(8):  927-936.  doi:10.16380/j.kcxb.2022.08.001
摘要 ( 146 )   PDF (4785KB) ( 103 )     
【目的】建立绿芫菁Lytta caraganae成虫触角转录组数据库,并挖掘和鉴定其成虫触角中嗅觉识别相关的气味结合蛋白(odorantbinding proteins, OBPs)和化学感受蛋白(chemosensory proteins, CSPs)基因。【方法】采用Illumina HiSeq平台对绿芫菁成虫触角进行转录组分析,比对NR, NT, KO, Pfam, Swiss-Prot, GO和KOG数据库进行基因注释,根据注释信息筛选绿芫菁OBP和CSP基因;利用ClustalX 1.83和MEGA 7.0软件分别分析OBP和CSP基因结构特点及进化关系;通过qRT-PCR技术测定绿芫菁雌雄成虫触角中OBP和CSP基因的表达量。【结果】从绿芫菁成虫触角转录组中共获得51 028条transcripts和41 998条unigenes;基因注释结果表明,在NR数据库中匹配度最高(87.3%)的物种是赤拟谷盗Tribolium castaneum;筛选到22个OBP基因和7个CSP基因,序列比对结果显示,有13个LcarOBPs包含6个保守的半胱氨酸残基,属于classic OBPs;系统进化树表明,绿芫菁的OBPs和LcarCSPs分别与眼斑沟芫菁Hycleus cichorii和大斑沟芫菁H. phaleratus的OBPs和CSPs序列氨基酸一致性最高,表明进化关系最近;qRT-PCR结果显示,2个LcarOBPs基因和2个LcarCSP基因在绿芫菁雄成虫触角中高表达,10个LcarOBP基因和2个LcarCSP基因在雌成虫触角中高表达。【结论】本研究首次鉴定了绿芫菁成虫触角中的OBP和CSP基因,为进一步研究绿芫菁嗅觉识别机制提供了理论基础。
西方蜜蜂采集蜂上颚腺中高表达基因的筛选与表达分析
李秋方, 高艳, 梁立强, 李正汉卿, 朱雅楠, 张娟, 杨尚宁, 傅云熙, 苏松坤, 聂红毅
2022, 65(8):  937-948.  doi:10.16380/j.kcxb.2022.08.002
摘要 ( 46 )   PDF (2095KB) ( 91 )     
【目的】本研究旨在筛选西方蜜蜂Apis mellifera采集蜂上颚腺中高表达基因,为进一步筛选和研究蜜蜂采集行为相关基因提供依据。【方法】基于前期测序的西方蜜蜂5种不同职能工蜂(3日龄工蜂、10日龄哺育蜂、10日龄采集蜂、21日龄哺育蜂和21日龄采集蜂)上颚腺转录组数据,筛选采集蜂上颚腺的差异表达基因(differentially expressed genes, DEGs),并对这些DEGs进行GO和KEGG分析;qRT-PCR检测随机选取的8个DEGs在10日龄哺育蜂和10日龄采集蜂上颚腺以及两个关键DEGs(Δ-1-吡咯啉-5-羧酸合成酶基因Amp5cs和细胞色素P450 9e2基因CYP9Q3)在工蜂不同发育时期和采集蜂各组织中的表达量。【结果】筛选到22个DEGs在21日龄采集蜂上颚腺中的表达量显著高于在3日龄工蜂、10日龄哺育蜂和21日龄哺育蜂上颚腺中的表达量,同时在10日龄采集蜂上颚腺中的表达量也显著高于在10日龄哺育蜂上颚腺中的表达量。GO和KEGG富集分析显示这些DEGs主要富集在胆固醇代谢、半乳糖代谢、淀粉和蔗糖代谢、精氨酸和脯氨酸代谢、细胞凋亡-果蝇、氨基酸生物合成等方面。qRT-PCR结果表明,8个DEGs (LOC100576395, LOC411983, LOC410235, LOC725581, LOC410527, LOC406131, LOC408453LOC410253)的表达模式与转录组数据的表达模式一致;2个关键DEGs Amp5csCYP9Q3在工蜂各发育阶段均有表达,且在采集蜂中表达量最高;Amp5cs在采集蜂腹、胸、上颚腺和触角中高量表达,P450 9e2在采集蜂触角
和足中表达量显著高于在其他组织中的。【结论】本研究在减小日龄因素干扰下筛选了西方蜜蜂采集蜂上颚腺中22个高表达的DEGs,这些DEGs可能主要参与采集蜂上颚腺生理发育以及能量供应、外源性物质解毒、花蜜转化等代谢通路,进而影响蜜蜂的采集行为。这些结果为西方蜜蜂上颚腺的功能研究提供理论参考,同时也为采集力强的新品种培育奠定了基础。
西方蜜蜂工蜂蛹中期响应低温胁迫的差异表达基因分析
李寒, 徐新建, 周姝婧, 周冰峰, 朱晨煜, 许宏智, 姚丹, 刘一名, 王青, 李想, 王茗琦, 朱翔杰
2022, 65(8):  949-957.  doi:10.16380/j.kcxb.2022.08.003
摘要 ( 34 )   PDF (1521KB) ( 99 )     
【目的】本研究旨在分析西方蜜蜂Apis mellifera工蜂蛹中期可能存在的低温应对机制以及低温对中期蛹发育的不利影响。
【方法】对西方蜜蜂工蜂8 d封盖子进行低温(20℃)处理96 h(T),以未经低温胁迫的8 d封盖子为对照(CK),通过转录组测序(RNA-seq)并筛选差异基因(differentially expressed genes, DEGs);对DEGs进行GO分类和KEGG通路分析。利用RT-qPCR对随机选取的5个DEGs的表达量进行验证。【结果】西方蜜蜂8 d封盖子低温(20℃)胁迫96 h的DEGs有1 101个;GO分类发现DEGs富集数最多的条目为代谢过程(142个DEGs)和细胞过程(142个DEGs),其次是结合(131个DEGs),催化活性(120个DEGs)和单有机体过程(118个DEGs);KEGG通路分析结果显示,DEGs显著富集于与氧化损伤密切相关的过氧化物酶体通路、D-谷氨酰胺代谢通路、D-谷氨酸代谢通路和谷胱甘肽代谢通路;此外,与激素调控相关的昆虫激素代谢通路、mTOR信号通路和FOXO信号通路上也有DEGs显著富集。随机挑选的5个DEGs的RNA-Seq与RT-qPCR结果一致。【结论】本研究发现低温状态下西方蜜蜂中期蛹主要通过体内激素调控发育进程,使其减速或停止发育以应对低温;低温通过影响其抗氧化酶表达量进而可能积累氧化损伤,从而对羽化后蜜蜂产生影响。本研究结果有助于理解发育阶段温度生态幅狭窄的昆虫对于低温的应对机制及低温对其的不利影响。
褐飞虱过氧化物酶基因NlPOD1的克隆、鉴定及功能分析
李慕雨, 王彦丹, 王正亮, 俞晓平
2022, 65(8):  958-966.  doi:10.16380/j.kcxb.2022.08.004
摘要 ( 52 )   PDF (2070KB) ( 96 )     
【目的】探明褐飞虱Nilaparvata lugens过氧化物酶基因NlPOD1的分子特性、表达模式和生物学功能。【方法】基于褐飞虱转录组数据,利用PCR技术克隆获得NlPOD1基因全长cDNA序列;利用生物信息学手段分析其序列特征;通过qRT-PCR技术检测NlPOD1在褐飞虱不同发育时期(卵、1-5龄若虫和初羽化雌雄成虫)和5龄若虫不同组织(头部、脂肪体、血淋巴和肠道)中的表达水平,以及不同微生物(大肠杆菌Escherichia coli、金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus和金龟子绿僵菌Metarhizium anisopliae)(1×107/mL)注射感染褐飞虱5龄若虫不同时间后的诱导表达模式;利用RNAi技术沉默褐飞虱 5 龄若虫NlPOD1基因,并通过生物测定分析NlPOD1基因沉默和接种金龟子绿僵菌(1×108/mL)后褐飞虱的存活率及致死中时(LT50)。【结果】获得褐飞虱NlPOD1全长 cDNA 序列(GenBank登录号: MZ682107),其开放阅读框长2 049 bp,编码682个氨基酸,含有一个典型的动物亚铁血红素过氧化物酶结构域(An_peroxidase domain),且N端包含一段由29个氨基酸残基组成的信号肽。系统发育分析表明,NlPOD1与半翅目其他昆虫的POD亲缘关系较近,其中与茶翅蝽Halyomorpha halys POD亲缘关系最近。发育表达谱结果表明,NlPOD1在褐飞虱不同发育阶段均有表达,其中卵期表达量最低,5龄若虫中表达量最高;组织表达谱结果表明,NlPOD1在褐飞虱5龄若虫不同组织中均有表达,且肠道和血淋巴中的表达量显著高于头部和脂肪体中的;微生物诱导表达模式表明,与注射PBS的对照组相比,大肠杆菌诱导48 h内各时间点NlPOD1在褐飞虱5龄若虫中的表达量显著上调,而在金黄色葡萄球菌和金龟子绿僵菌诱导下,NlPOD1表达量均呈现先上调后回稳的态势。RNAi分析结果显示,显微注射dsNlPOD1可显著抑制NlPOD1的表达水平。通过RNAi抑制NlPOD1表达后褐飞虱5龄若虫存活率不变,但注射dsNlPOD1联合金龟子绿僵菌感染对褐飞虱5龄若虫的LT50(4.5 d)显著低于注射dsGFP联合金龟子绿僵菌感染的对照组的LT50(5.4 d),说明沉默NlPOD1后褐飞虱对金龟子绿僵菌侵染的抵御能力显著降低。【结论】NlPOD1在褐飞虱病原防御过程中发挥重要作用,可作为开发RNAi和病原真菌联合介导的褐飞虱防治技术中的一个潜在靶标。
褐飞虱自噬相关基因NlATG13的表达与功能分析
吴建艮, 矫启启, 俞飞飞, 郑园园, 陈桐桐, 郝培应, 俞晓平
2022, 65(8):  967-976.  doi:10.16380/j.kcxb.2022.08.005
摘要 ( 39 )   PDF (6250KB) ( 98 )     
【目的】自噬参与多种细胞生理过程,自噬相关蛋白ATG13是ATG1/13复合物的组成部分, 在启动自噬中发挥着重要作用。本研究旨在分析ATG13在褐飞虱Nilaparvata lugens中发挥的功能,评估其作为害虫防治靶标的潜力。【方法】基于褐飞虱转录组数据,利用RACE克隆褐飞虱NlATG13的cDNA全长序列;应用生物信息学技术分析NlATG13的核苷酸和氨基酸序列特征。利用RT-qPCR检测其在褐飞虱不同发育阶段(1-5龄若虫和雌雄成虫)和不同组织(5龄若虫头、胸、中肠和脂肪体以及刚羽化雌成虫的卵巢)中的表达模式。通过显微注射dsNlATG13至3龄若虫进行RNAi敲减NlATG13的表达,探究其对褐飞虱生存和中肠细胞自噬的影响;利用RT-qPCR检测RNAi 4 d时3龄若虫中糖原合成与代谢通路相关基因NlGSK3, NlGSNlGP的表达量。【结果】克隆得到NlATG13的cDNA全长序列(GenBank登录号: MF805752),其开放阅读框长1 203 bp,编码一个含400个氨基酸的蛋白质(GenBank登录号: AWW05678.1)。系统发育分析表明,在纳入分析的物种中,NlATG13蛋白与半翅目温带臭虫Cimex lectularius和茶翅蝽Halyomorpha halys的ATG13蛋白进化关系较为接近。发育表达谱结果表明NlATG13在褐飞虱3和5龄若虫中的表达量显著高于在1-2龄若虫、雌成虫和雄成虫中的; 组织表达谱结果表明NlATG13在5龄若虫头部和脂肪体中的相对表达量较高,在胸部的表达量最低。RNAi结果显示,与dsGFP对照组相比dsNlATG13处理组中褐飞虱中肠细胞中存在明显的糖原颗粒积累,NlGS, NlGSK3和NlGP的表达量均无显著变化,组织ATP含量显著降低;褐飞虱的存活率显著降低,处理第10天时褐飞虱存活率下降到41.4%,而dsGFP对照组的存活率保持在85.6%的较高水平。【结论】 RNA干扰NlATG13基因对褐飞虱的生存和中肠细胞自噬具有显著的抑制效果,NlATG13基因具有作为褐飞虱防治靶标的潜力。
多异瓢虫气味结合蛋白HvarOBP2的基因克隆及配体结合特性分析
唐浩宇, 刘靖涛, 谢佼昕, 羿超群, 刘晓旭, 张永军, 孙洋
2022, 65(8):  977-985.  doi:10.16380/j.kcxb.2022.08.006
摘要 ( 50 )   PDF (4551KB) ( 26 )     
【目的】本研究旨在克隆多异瓢虫Hippodamia variegata气味结合蛋白(odorant-binding proteins, OBPs)基因HvarOBP2,并解析这一蛋白的配体结合特征。【方法】采用BLAST和生物信息学技术从多异瓢虫成虫触角转录组中鉴定候选气味结合蛋白基因HvarOBP2,PCR特异扩增HvarOBP2基因全长cDNA序列;通过体外原核表达和亲和柱层析等手段获得HvarOBP2重组蛋白;运用荧光竞争结合实验测定重组蛋白HvarOBP2与40种植物挥发物组分以及24种蚜虫相关挥发物组分的结合能力;使用PyMOL1.9.0进行重组蛋白HvarOBP2与4种配体(β-紫罗兰酮、邻苯二甲酸二丁酯、油酸和橙花叔醇)的分子对接模拟。【结果】HvarOBP2(GenBank登录号: OK340816)开放阅读框(open reading frame, ORF)长447 bp,其编码蛋白N端有17个氨基酸组成的信号肽,具有6个保守的半胱氨酸位点,属于classical OBPs亚家族。荧光竞争结合实验结果表明,重组蛋白HvarOBP2与植物挥发物组分油酸(解离常数Ki=1.68±0.04 μmol/L)、邻苯二甲酸二丁酯(Ki=8.77±0.19 μmol/L)、橙花叔醇(Ki=15.93±0.33 μmol/L)和β-紫罗兰酮(Ki=10.79±0.24 μmol/L)有较强的结合能力;重组蛋白HvarOBP2与上述4种配体的分子对接模拟表明,HvarOBP2的Phe12和Phe118是与多个配体结合的氨基酸残基。【结论】结果提示HvarOBP2参与多
异瓢虫识别植物挥发物、间接定位猎物栖息地等行为,这些与HvarOBP2强结合的化合物在多异瓢虫搜寻定位寄主过程发挥作用。
不同饲料饲养的近暗散白蚁工蚁肠道中差异蛋白分析
苏丽娟, 赵鹏飞, 杜运良, 关宇梁, 郭瑞瑶, 阴正兴, 宋安东
2022, 65(8):  986-998.  doi:10.16380/j.kcxb.2022.08.007
摘要 ( 39 )   PDF (5614KB) ( 136 )     
【目的】本研究旨在通过比较不同木质纤维素含量的饲料对近暗散白蚁Reticulitermes perilucifugus工蚁前中肠和后肠内容物蛋白的组成和表达差异,为揭示白蚁的营养消化吸收机理提供蛋白水平上的依据。【方法】用木质纤维素含量不同的3种饲料(松木、秸秆和滤纸)饲养近暗散白蚁工蚁,然后用双向电泳分析肠道不同部位的内容物蛋白,并对差异蛋白进行MALDI-TOF/MS测序及生物信息学分析。【结果】双向电泳结果发现,同一饲料饲养的近暗散白蚁工蚁前中肠可辨蛋白点数明显多于后肠;不同饲料饲喂的工蚁前中肠和后肠可辨蛋白点数依次是松木饲养的>滤纸饲养的>秸秆饲养的。通过对115个蛋白点的测序分析表明,不同饲料饲喂的工蚁前中肠和后肠中的主要差异蛋白为具有催化活性的蛋白质,包括与氨基酸代谢、丙酮酸代谢、碳代谢、氮代谢、TCA循环、糖酵解、糖异生和纤维素降解等相关的酶,以及参与细胞组成和信号传导的蛋白。【结论】木质纤维素含量不同的饲料饲养的近暗散白蚁工蚁肠道中的差异蛋白主要为具有催化活性的蛋白、细胞组成蛋白和信号传导蛋白,表明不同的饲料影响近暗散白蚁的肠道蛋白组成。这些结果为揭示白蚁对木质纤维素的降解机理提供了参考。
沃尔巴克氏菌调控小茶尺蠖和灰茶尺蠖杂交卵孵化 Hot!
王志博, 刘永健, 白家赫, 张欣欣, 肖强
2022, 65(8):  999-1009.  doi:10.16380/j.kcxb.2022.08.008
摘要 ( 35 )   PDF (7696KB) ( 13 )     
【目的】明确沃尔巴克氏菌Wolbachia对茶尺蠖两近缘种杂交卵孵化的影响及相关机制。【方法】使用2.5 mg/mL四环素浸液处理1 min后的新鲜茶树叶片连续饲喂灰茶尺蠖Ectropis grisescens幼虫3代,建立不携带Wolbachia的灰茶尺蠖种群。通过携带和不携带Wolbachia的灰茶尺蠖成虫分别与小茶尺蠖E. obliqua成虫进行杂交,探究Wolbachia对二者杂交卵孵化的影响。同时利用iTRAQ技术检测并分析携带和不携带Wolbachia的灰茶尺蠖精子蛋白的差异。【结果】与自然携带Wolbachia的灰茶尺蠖相比,去除Wolbachia后的灰茶尺蠖与小茶尺蠖杂交卵孵化率从3.92%显著提高到56.20%,表明Wolbachia诱导胞
质不亲合。精子蛋白差异分析显示,携带和不携带Wolbachia的灰茶尺蠖的精子蛋白中,共有128个蛋白显著差异表达,其中KEGG数据库注释到45个差异蛋白富集到鞘脂类代谢、唾液分泌、溶酶体、鞘脂信号通路和鞘糖脂生物合成等106个通路中,其中鞘脂类代谢通路中与神经酰胺合成相关的神经酰胺酶和磷酸酯酶显著上调表达。【结论】共生菌Wolbachia通过胞质不亲和作用介导了茶尺蠖两近缘种间的合子前生殖隔离,导致杂交卵的孵化率显著下降;Wolbachia可能通过鞘脂代谢通路实现了对雄性精子蛋白的修饰。
新疆和云南番茄潜叶蛾种群对六种杀虫剂的敏感性及其与解毒酶活性的关系 Hot!
李晓维, 马琳, 吕要斌
2022, 65(8):  1010-1017.  doi:10.16380/j.kcxb.2022.08.009
摘要 ( 49 )   PDF (1188KB) ( 68 )     
【目的】番茄潜叶蛾Tuta absoluta 是新入侵我国的对番茄具有毁灭性危害的入侵害虫,目前入侵我国的番茄潜叶蛾种群对杀虫剂的抗性尚无报道。本研究旨在明确新疆和云南番茄潜叶蛾田间种群对6种常用杀虫剂的敏感性及其与解毒酶活性的关系。【方法】采用浸叶法测定6种常用杀虫剂对番茄潜叶蛾新疆和云南种群2龄幼虫的室内毒力。通过对2龄幼虫的生物测定确定3种增效剂[CYP450抑制剂胡椒基丁醚(PBO)、酯酶抑制剂磷酸三苯酯(TPP)和GST抑制剂丁烯二酸二乙酯(DEM)]对氯虫苯甲酰胺的增效作用。采用酶活性分析测定室内敏感种群和田间抗性种群(新疆种群) 2龄幼虫体内解毒酶[细胞色素P450酶(CYP450)、谷胱甘肽S-转移酶(GST)和羧酸酯酶(CarE)]活性,以确定杀虫剂抗性与解毒酶活性的关系。【结果】番茄潜叶蛾云南种群对6种杀虫剂的敏感性由高到低依次为甲维盐、溴虫腈、多杀菌素、茚虫威、氯虫苯甲酰胺和高效氯氰菊酯。新疆种群对6种杀虫剂的敏感性由高到低依次为甲维盐、溴虫腈、氯虫苯甲酰胺、多杀菌素、茚虫威和高效氯氰菊酯。与室内敏感种群相比,云南和新疆种群对氯虫苯甲酰胺的抗性水平最高,抗性倍数分别为212.7和169.3倍。生物测定结果表明,3种增效剂PBO, TPP和DEM均对氯虫苯甲酰胺无明显增效作用。酶活性测定结果表明,番茄潜叶蛾室内敏感种群和田间抗性种群之间2龄幼虫中CYP450, GST和CarE活性无显著差异。【结论】番茄潜叶蛾新疆和云南种群对测试的6种杀虫剂产生不同程度的抗性,对氯虫苯甲酰胺的抗性最高,番茄潜叶蛾对杀虫剂的抗性与解毒酶活性无关。本研究的结果对番茄潜叶蛾的田间防治和杀虫剂抗性治理具有指导意义。
番茄褪绿病毒对MED烟粉虱成虫在不同寄主植物上的寄主选择性和取食行为的影响 Hot!
范晓凡, 刘勇, 谭新球, 张战泓, 张卓, 史晓斌, 张德咏
2022, 65(8):  1018-1025.  doi:10.16380/j.kcxb.2022.08.010
摘要 ( 37 )   PDF (1209KB) ( 107 )     
【目的】由粉虱传播的番茄褪绿病毒(tomato chlorosis virus, ToCV)具有较强的暴发性和流行性,目前该病毒现已蔓延至世界各地,可为害多种作物,对农林经济生产造成严重危害。病毒侵染会影响介体昆虫的寄主选择性和取食行为,从而影响病毒传播。本研究旨在明确ToCV对MED烟粉虱Bemisia tabaci在不同寄主上的寄主选择性及取食行为的影响。【方法】利用Y型嗅觉仪测定携带和未携带ToCV的MED烟粉虱雌成虫的寄主选择性,利用刺吸电位(electrical penetration graph, EPG)技术比较携带和未携带ToCV的烟粉虱雌成虫在健康的番茄、辣椒、棉花和豇豆4种寄主植株上的取食行为差异。【结果】未携带ToCV的MED型烟粉虱雌成虫对于4种寄主植物的选择偏好性排序为番茄、辣椒>棉花>豇豆;携带ToCV烟粉虱雌成虫对4种寄主植物的选择性偏好性降低,排序为番茄、辣椒、棉花>豇豆。与未携带ToCV烟粉虱雌成虫相比,携带ToCV烟粉虱雌成虫取食4种植物所产生的刺探次数均显著增加,第1次到达韧皮部的时间有明显延后,取食总时间与韧皮部的取食时间明显减少。【结论】ToCV使烟粉虱对寄主的选择偏好性和取食行为发生显著改变,从而增加了病毒在寄主植物间传播的可能。
苹褐带卷蛾成虫对主要寄主植物挥发物的触角电位反应和行为反应
李广伟, 陈玉鑫, 闫瑞, 雷怡雪, 陈秀琳, 李伯辽
2022, 65(8):  1026-1037.  doi:10.16380/j.kcxb.2022.08.011
摘要 ( 40 )   PDF (2264KB) ( 95 )     
【目的】苹褐带卷蛾Adoxophyes orana是危害苹果、桃、梨、枣等果树的一种重要昆虫。近年来在陕西苹果和红枣产区发生面积逐年扩大,危害日趋严重。本研究旨在明确寄主植物挥发物在苹褐带卷蛾成虫嗅觉通讯中的作用,为开发植物源引诱剂提供基础数据。【方法】利用触角电位(electroantennogram, EAG)仪测定苹褐带卷蛾2日龄未交配雌、雄成虫对51种寄主植物挥发性化合物的EAG反应;利用本实验室开发的小型蛾类昆虫嗅觉行为测试装置测定苹褐带卷蛾成虫对15种具有显著EAG反应的挥发性化合物的行为反应。【结果】EAG测试结果表明,苹褐带卷蛾成虫对不同挥发性化合物的EAG反应相对值有显著差异,雌、雄成虫对顺3己烯1醇、反2己烯1醇、1己醇、1庚醇、己醛、反2己烯醛、庚醛、辛醛、壬醛、乙酸丁酯、乙酸异戊酯和乙酸顺3己烯酯的EAG反应较强。此外,雄成虫对3甲基1丁醇、1戊烯3醇、苯甲醛、丁酸丁酯、乙酸乙酯、三甲基巴豆酸乙酯、己酸乙酯、丙酸丁酯、异戊酸顺3己烯酯、苯甲腈和柠檬腈的反应较强。在待测的51种挥发性化合物中,苹褐带卷蛾成虫对29种化合物的EAG反应具有明显性别差异,除雌虫对(-)-α-水芹烯和莰烯的EAG反应显著高于雄虫外,雌虫对其他27种挥发性化合物的EAG反应显著低于雄虫。当测试的挥发性化合物剂量在0.02~20 μg时,随剂量的增大成虫的EAG反应变化不明显;当挥发物剂量在20~200 μg时,成虫的EAG反应随剂量的增大显著升高。嗅觉行为选择试验结果表明,雌成虫对己醛、庚醛、辛醛和乙酸顺3己烯酯有明显的趋性,选择率均高于58%;雄成虫对1己醇、庚醛、乙酸异戊酯和苯甲腈有明显的趋性。【结论】苹褐带卷蛾未交配雄成虫对寄主植物挥发性化合物的EAG反应较未交配雌成虫灵敏,1己醇、己醛、庚醛、辛醛、乙酸顺3己烯酯、乙酸异戊酯和苯甲腈对苹褐带卷蛾雌蛾或雄蛾具有明显的吸引作用,可以用于开发该害虫的植物源引诱剂。
家蝇介导的水稻基因逃逸风险评估(英文)
蒲德强, 刘家富, 任少鹏, 高明清, 杨帆, 时敏, 叶恭银, 魏书军, 陈学新
2022, 65(8):  1038-1044.  doi:10.16380/j.kcxb.2022.08.012
摘要 ( 41 )   PDF (3005KB) ( 16 )     
 【目的】对转基因作物进行生态风险评估是大面积种植前的一个必要步骤,水稻Oryza sativa访花昆虫有上百种,包括家蝇Musca domestica。本研究旨在明确访花昆虫家蝇介导转基因水稻外源基因逃逸的风险。【方法】2010年,我们使用转基因水稻B1, B6和G8-7作为父本(花粉供体),用同源非转基因水稻Jiazao 935和Wuyunjing 7作为母本(花粉受体),并用家蝇作为授粉昆虫,在浙江大学华家池和长兴试验基地开展了田间种植试验,对收割的后代水稻种子进行室内种植培养,对种苗用潮霉素B和草甘膦处理进行转基因杂交种检测,对存活植株进行潮霉素和草甘膦抗性基因PCR检测,测试家蝇介导的转基因水稻外源基因逃逸频率。【结果】对浙江两个测试基地3个转基因水稻品种共计超过216 500粒后代水稻种子进行的检测及结果表明,在毗邻区域杂交种少,家蝇授粉区和无家蝇授粉区转基因水稻外源基因向非转基因水稻逃逸频率均较低(0~0.64%)。【结论】家蝇介导的转基因水稻外源基因逃逸频率较低,家蝇没有增加转基因水稻外源基因逃逸的风险。
基于机器视觉和深度学习的稻纵卷叶螟性诱智能监测系统
张哲宇, 孙果镓, 杨保军, 刘淑华, 吕军, 姚青, 唐健
2022, 65(8):  1045-1055.  doi:10.16380/j.kcxb.2022.08.013
摘要 ( 46 )   PDF (37973KB) ( 18 )     
【目的】为减轻基层测报人员工作量,提高稻纵卷叶螟Cnaphalocrocis medinalis性诱测报的准确率和实时性,实现监测数据可追溯,建立了基于机器视觉的稻纵卷叶螟性诱智能监测系统。【方法】稻纵卷叶螟性诱智能监测系统包括基于机器视觉的智能性诱捕器、基于深度学习的稻纵卷叶螟检测模型、系统Web前端和服务器端。利用工业相机、光源和Android平板搭建了智能性诱捕器的机器视觉系统;建立了基于改进的YOLOv3和DBTNet-101双层网络的稻纵卷叶螟检测模型;利用HTML, CSS, JavaScript和Vue搭建系统Web前端展示稻纵卷叶螟检测与计数结果;使用Django框架搭建服务器端,对来自智能性诱捕器通过4G网络上传的图像进行接收与结果反馈;采用MySQL数据库保存图像和模型检测结果等信息。【结果】基于机器视觉的稻纵卷叶螟性诱智能监测系统利用智能性诱捕器自动定期上传稻纵卷叶螟图像至服务器,部署在服务器上的目标检测模型对稻纵卷叶螟成虫进行实时自动检测,精确率和召回率分别达97.6%和98.6%;用户可通过Web前端查看稻纵卷叶螟检测结果图。【结论】基于机器视觉的稻纵卷叶螟性诱智能监测系统实现了图像的定时自动采集、稻纵卷叶螟成虫的准确检测与计数,实现了稻纵卷叶螟性诱监测的智能化和实时性,减轻了测报人员的工作量,监测数据可追溯。
柚木野螟成虫复眼外部形态和超微结构观察
苑鹏宇, 胡可炎, 钱沉鱼, 王胜坤, 温秀军, 王偲, 马涛
2022, 65(8):  1056-1067.  doi:10.16380/j.kcxb.2022.08.014
摘要 ( 35 )   PDF (70282KB) ( 23 )     
 【目的】柚木野螟Eutectona machaeralis主要取食危害珍贵树种柚木。本研究旨在观察研究柚木野螟成虫复眼的形态、组织结构和超微结构,分析其复眼结构特征,为更好了解该物种复杂的视觉行为与感光、趋光机制的关系奠定基础。【方法】运用光学显微镜以及扫描和透射电子显微镜技术观察了柚木野螟成虫复眼的形态、组织结构和超微结构。【结果】柚木野螟成虫复眼着生于头部触角基部,呈椭球形,属对称性复眼。雌、雄成虫复眼分别有2 300~2 755和1 950~2 316个小眼。小眼呈正六边形,表面密被角膜乳突,间隙偶有感觉毛。每个小眼由1个角膜、4个晶锥细胞、1对初级色素细胞,6个次级色素细胞、不同水平面分布的12个视网膜细胞和基膜等组成。沿小眼纵轴11个视网膜细胞的向心侧细胞膜特化成细丝状微绒毛,形成放射状排列的视小杆,组合呈融合型视杆;第12个视网膜细胞位于小眼基部。基膜上方,视网膜细胞和次级色素细胞末端膨大,以轴突形式穿过基底膜。【结论】柚木野螟复眼为典型的重叠像眼,雌、雄成虫小眼排列方式及内部结构无明显差异,但雌、雄虫小眼数量和大小具有明显的性二型现象。
昆虫平衡棒的发育及功能
董玮, 武文君, 张徐波
2022, 65(8):  1068-1074.  doi:10.16380/j.kcxb.2022.08.015
摘要 ( 56 )   PDF (1394KB) ( 306 )     
 平衡棒(haltere)是双翅目昆虫后翅特化而成的结构,可在飞行中起重要作用。平衡棒基部的感受器可以检测到飞行中的惯性力,向运动神经元提供反馈,迅速地平衡身体并纠正航向。昆虫的平衡棒由成虫盘发育形成,其特化受HOX基因(Ultrabithorax, Ubx)调控。发育成熟的平衡棒由两层上皮细胞组成,末端球状结构内部充满高度空泡化的细胞,基部具有大量感器。平衡棒的运动由独立的肌肉控制,相对于同侧的翅反向移动,翅与平衡棒的协同运动对于昆虫起飞和维持平衡十分重要。近年来,平衡棒的导航原理越来越多地应用于仿生学研究中,基于果蝇平衡棒的结构和功能,研制出多种飞行器的导航设备。本文结合近年来相关领域的研究成果,就平衡棒的发育、形态结构、功能和仿生应用等方面的研究进展进行综述,为深入理解昆虫平衡棒的发育机制和生物学功能提供参考。
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65卷第8期中英文目录
2022, 65(8):  1075-1075. 
摘要 ( 25 )   PDF (518KB) ( 10 )     
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