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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1. 基于年龄-龄期两性生命表的甲氨基阿维菌素苯甲酸盐对白背飞虱的的亚致死效应分析
章冰川, 廖琪, 张世燕, 何树林, 乔梁, 周操
昆虫学报    2024, 67 (6): 753-765.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2024.06.003
摘要211)      PDF(pc) (4560KB)(444)    PDF(mobile) (4560KB)(12)    收藏
【目的】甲氨基阿维菌素苯甲酸盐是高效治理鳞翅目(Lepidoptera)害虫的新型抗生素类生物源杀虫剂。本研究旨在探究甲氨基阿维菌素苯甲酸盐对水稻害虫白背飞虱 Sogatella furcifera 的亚致死效应。【方法】采用稻茎浸渍法以不同浓度甲氨基阿维菌素苯甲酸盐处理的水稻苗饲养白背飞虱3龄若虫,72 h后计算甲氨基阿维菌素苯甲酸盐对白背飞虱3龄若虫的LC 10 , LC 25 和LC 50 值;采用稻茎浸渍法以LC 10 , LC 25 和LC 50 浓度甲氨基阿维菌素苯甲酸盐处理的水稻苗饲养白背飞虱3龄若虫48 h,测定F 0 代雌成虫寿命和单雌产卵量;统计F 1 代卵历期、 1-5龄若虫历期、成虫寿命、成虫前历期、总发育历期、成虫产卵前期、成虫总产卵前期和单雌产卵量,构建年龄龄期两性生命表;利用Timing-MSChart软件预测白背飞虱未来60 d种群动态。【结果】处理72 h时甲氨基阿维菌素苯甲酸盐对白背飞虱3龄若虫的LC 50 , LC 25 和LC 10 值分别为0.831, 0.222和0.068 mg/L。与对照组相比, LC 10 , LC 25 和LC 50 浓度甲氨基阿维菌素苯甲酸盐处理使白背飞虱F 0 代雌成虫平均寿命分别缩短了7.19%, 24.81%和34.21%,单雌产卵量分别减少22.24%, 31.22%和41.53%; LC 25 浓度甲氨基阿维菌素苯甲酸盐处理显著延长了F 1 代5龄雌若虫历期, LC 50 浓度甲氨基阿维菌素苯甲酸盐处理显著延长了F 1 代雄成虫寿命和总发育历期, LC 25 和LC 50 浓度甲氨基阿维菌素苯甲酸盐处理显著延长了F 1 代成虫产卵前期和总产卵前期,且显著降低了内禀增长率( r )和周限增长率( λ ); LC 50 浓度甲氨基阿维菌素苯甲酸盐处理下F 1 代净增殖率( R 0 )显著降低, LC 25 浓度甲氨基阿维菌素苯甲酸盐处理下F 1 代平均世代周期( T )显著延长;LC 10 , LC 25 和LC 50 这3个亚致死浓度甲氨基阿维菌素苯甲酸盐处理明显抑制了白背飞虱种群增长。【结论】亚致死浓度甲氨基阿维菌素苯甲酸盐胁迫会显著影响白背飞虱成虫寿命和繁殖能力,并降低其后代种群数量,该研究结果可为农业田间科学防治白背飞虱提供理论依据。
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2. SfAp参与调控白背飞虱的翅发育
杨熙彬, 雷庆, 龙慧, 龙贵云, 杨洪, 金道超
昆虫学报    2024, 67 (10): 1299-1306.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2024.10.001
摘要204)      PDF(pc) (4106KB)(217)    收藏
【目的】Apterous(Ap)属于LIM结构域家族的发育调控蛋白。本研究旨在探究Ap基因在白背飞虱 Sogatella furcifera翅发育中的作用。【方法】基于白背飞虱基因组和转录组数据库,采用RT-PCR验证SfAp的cDNA序列并进行生物信息学分析;利用RT-qPCR检测 SfAp在白背飞虱不同发育阶段(1-5龄若虫和雌雄成虫)和成虫不同组织(头、胸、腹、足、翅、体壁、脂肪体和肠道)中的表达量;通过RNAi技术靶向沉默3龄若虫 SfAp后观察白背飞虱的生长发育情况,并统计RNAi后的存活率、总死亡率和翅畸形率,采用RT-qPCR测定翅发育信号通路关键基因(鞣化激素基因 SfBurs-αSfBurs-β、 Hippo信号通路基因 SfHippoSfSal、 Wnt信号通路基因 SfWg、 Hedgehog信号通路基因 SfHhSfDppSfHOW)的表达量。【结果】克隆获得了白背飞虱 SfAp(GenBank登录号: PP901867)的开放阅读框,长1 287 bp,编码428个氨基酸的蛋白质,其编码蛋白质预测的分子量为47.41 kD,理论等电点为8.99, SfAp含有典型的LIM保守结构域; SfAp与褐飞虱 Nilaparvata lugens的NlAp亲缘关系最近,氨基酸序列一致性达84.86%。发育表达谱结果显示, SfAp在4龄若虫前表达量较高,随后逐渐下降,到5龄第3天若虫期表达量显著升高,成虫羽化后表达量下降;组织表达谱结果表明, SfAp在成虫胸部中表达量最高,其次是在腹部、脂肪体和肠道中高量表达。显微注射ds SfAp导致羽化成虫表现出翅不伸展及畸形,并且翅发育相关基因 SfBurs-α, SfBurs-β, SfHippo, SfSal, SfWg, SfHh, SfDppSfHOW的表达也被显著抑制。【结论】SfAp通过影响翅发育信号通路关键基因的表达量,进而影响白背飞虱的翅伸展及发育过程。
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3. 真菌源水平转移的载脂蛋白D基因 影响二斑叶螨的寿命与生殖
陈磊, 余心悦, 郭丽雪, 陈煜炜, 邴孝利, 胡琪琪, 孙荆涛, 洪晓月
昆虫学报    2024, 67 (11): 1439-1450.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2024.11.001
摘要198)      PDF(pc) (3489KB)(198)    PDF(mobile) (3489KB)(35)    收藏
【目的】载脂蛋白D(apolipoprotein D, ApoD)是一类参与代谢、组织发育、免疫和抗氧化等多项生物功能的胞外蛋白,是抗衰老和延长寿命的重要分子基础。本研究旨在解析ApoD基因在叶螨基因组中的复制与扩张程度及其系统发育,探讨多功能ApoD基因对二斑叶螨 Tetranychus urticae的寿命和生殖的影响。【方法】联合使用BLASTP, HMMER, TBLASTN和GEMOMA鉴定番茄刺皮瘿螨 Aculops lycopersici、截形叶螨 Tetranychus truncatus和二斑叶螨基因组中ApoD家族基因;采用最大似然法构建细菌、真菌、植物、哺乳动物、昆虫、瘿螨和叶螨的ApoD系统发育树;依据二斑叶螨在不同发育阶段(卵、若螨、1日龄雌成螨和5日龄雌成螨)和不同寄主植物(菜豆、拟南芥 Arabidopsis thaliana、番茄、茄子、棉花和黄瓜)上若螨或成螨的ApoD家族基因表达谱,挑选出ApoDR2, ApoD9, ApoD17和ApoD24 4个基因,采用dsRNA浸泡法对新羽化的二斑叶螨雌成螨进行 ApoDR2, ApoD9, ApoD17和 ApoD24的RNAi,并检测10 d内的存活率和单雌日均产卵量。【结果】二斑叶螨基因组中鉴定到68个ApoD基因,近缘种截形叶螨有33个ApoD基因,番茄刺皮瘿螨仅有1个ApoD基因,叶螨科之外的生物普遍拥有1~10个ApoD基因。系统发育分析结果表明,叶螨的ApoD家族主要分为三大簇,分别与昆虫、瘿螨和真菌的脂质转运蛋白基因聚类;叶螨中剧烈扩张的ApoD支系与真菌ApoD基因存在多个特有的一致性位点,且最大似然树显示亲缘关系近。大部分ApoD基因在二斑叶螨若螨和成螨期高水平表达,在二斑叶螨取食不同寄主植物时呈现多样的表达调控模式。与对照相比,沉默 ApoDR2和 ApoD9对二斑叶螨的适合度无显著影响,沉默 ApoD17和 ApoD24显著降低了二斑叶螨10 d内存活率和单雌日均产卵量,其中沉默 ApoD17对二斑叶螨的存活率和单雌日产卵量影响较大。【结论】推测真菌源水平转移后获得的ApoD基因在叶螨基因组中剧烈扩张,并且对二斑叶螨的寿命和生殖产生了不同程度的影响,但是其在叶螨中的多功能性有待进一步研究。
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4. 烟粉虱MED隐种14-3-3基因克隆及时空表达谱分析
韦焕文, 王培, 陈建斌, 杜娇, 张德咏, 刘勇, 史晓斌
昆虫学报    2024, 67 (5): 595-602.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2024.05.001
摘要190)      PDF(pc) (1411KB)(425)    收藏
【目的】真核生物中,14-3-3蛋白是一类可与多种蛋白互作的调节蛋白,能够参与信号转导、免疫反应、生长发育和胁迫响应等。本研究旨在克隆烟粉虱 Bemisia tabaci MED隐种的14-3-3基因的全长cDNA序列,了解该基因编码的蛋白特征和该基因的时空表达模式。【方法】使用RTPCR技术克隆烟粉虱MED隐种的14-3-3基因全长cDNA序列,通过生物信息学软件和在线网站分析14-3-3基因的生物学特性;使用RT-qPCR测定14-3-3基因在烟粉虱MED隐种不同发育阶段(卵、1-4龄若虫和成虫)、雌雄成虫以及雌成虫头、胸和腹中的表达量。【结果】克隆并鉴定了烟粉虱MED隐种14-3-3基因的两个亚型: Bt14-3-3 epsilon(GenBank登录号: XM_019046102.1)和 Bt14-3-3 zeta(GenBank登录号: XM_019057395.1),开放阅读框(ORFs)分别长771和744 bp,分别编码256和247个氨基酸,编码的蛋白是无跨膜螺旋区和信号肽的亲水性蛋白,其二级结构主要由α旋螺旋组成。系统发育树分析表明, Bt14-3-3 epsilon与褐飞虱Nilaparvata lugens、温带臭虫 Cimex lectularius和茶翅蝽 Halyomorpha halys14-3-3 epsilon聚为一支,同源性较高; Bt14-3-3 zeta与褐飞虱的 14-3-3 zeta的亲缘关系更近。RT-qPCR结果表明,Bt 14-3-3 epsilonBt14-3-3 zeta在烟粉虱MED隐种的卵、雌成虫和雌成虫腹部中的表达量较高。【结论】明确了烟粉虱MED隐种1433基因的两个亚型的全长序列、编码蛋白特征及时空表达特点,为后续研究14-3-3蛋白的分子功能奠定了基础。
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5. 载脂蛋白在褐飞虱取食、存活和繁殖中的作用
付健美, 赵志畅, 戴红岩, 李晶, 方继朝, 纪锐
昆虫学报    2024, 67 (6): 729-737.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2024.06.001
摘要186)      PDF(pc) (1777KB)(416)    收藏
【目的】载脂蛋白(apolipoprotein, apoLp)在动物实现其各项生理功能中发挥着重要作用,但如何影响稻飞虱生长发育等尚未见报道。本研究旨在明确载脂蛋白apoLp在褐飞虱 Nilaparvata lugens取食、存活和繁殖中的作用。【方法】 基于褐飞虱基因组获得载脂蛋白编码基因 NlapoLp全长开放阅读框(ORF)序列,并分析其蛋白序列;使用邻接法将NlapoLp与其他昆虫物种的同源序列进行聚类分析;利用RT-qPCR检测 NlapoLp在褐飞虱不同发育阶段(卵、1-5龄若虫以及刚羽化的短翅型雌雄成虫)、短翅型雌成虫不同组织(去除唾液腺的头部、唾液腺、中肠、脂肪体和卵巢)中的表达量;通过对褐飞虱3龄若虫显微注射ds NlapoLp进行RNAi,利用RT-qPCR检测RNAi后 NlapoLp的表达量,之后调查不同发育阶段虫体RNAi后褐飞虱在寄主水稻上的单雌蜜露分泌量、若虫存活率和单雌产卵量。【结果】 序列特征分析发现NlapoLp有1个信号肽及5个保守结构域,但无跨膜结构域。系统进化树显示褐飞虱NlapoLp与灰飞虱 Laodelphax striatellus LsapoLp和白背飞虱 Sogatella furcifera SfapoLp的进化关系最近,然后与其他半翅目昆虫紫苑叶蝉 Macrosteles quadrilineatus、烟粉虱 Bemisia tabaci和茶翅蝽 Halyomorpha halys的apoLp聚为一支,表现出较近的亲缘关系。RT-qPCR结果显示, NlapoLp在褐飞虱各个发育阶段均表达,在短翅型雌成虫中的表达量较高;在短翅型雌成虫中肠、脂肪体和唾液腺中高表达,在其他组织中低表达。对褐飞虱显微注射ds NlapoLp可以显著降低 NlapoLp 的表达,经RNAi后褐飞虱在寄主水稻上的单雌蜜露分泌量、若虫存活率和单雌产卵量均比对照组(注射ds GFP)的显著降低。【结论】 载脂蛋白基因 NlapoLp在褐飞虱各发育阶段和短翅型雌成虫各组织均表达,经RNAi沉默 NlapoLp可显著影响褐飞虱的正常的取食、生长发育和繁殖。研究结果为深入探究载脂蛋白在昆虫致害水稻中的作用机制奠定了基础,并提供了害虫高效防控的关键靶标。

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6. 蚂蚁-蚜虫共栖互作的研究进展
杜聪聪, 陈铭东, 陈志林, 乔格侠
昆虫学报    2024, 67 (5): 712-728.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2024.05.014
摘要177)      PDF(pc) (1856KB)(344)    收藏
 物种互作是生态学、生物地理学等领域的研究热点。蚂蚁对半翅目(Hemiptera)昆虫进行 “放牧饲养”,是无脊椎动物中最为常见的,以安全保障换取营养物质的互惠性生物互作现象。普遍认为,蚜虫通过刺吸式-器从植物的韧皮部和木质部吸取汁液,并排泄出一种称为蜜露的富含糖分的代谢废物,而蚂蚁则可以收集和利用这种蜜露;作为交换,蚂蚁保护蚜虫免受捕食者的侵害。然而,实际上蚂蚁和蚜虫之间的关系非常复杂,不仅仅是简单的互惠共生。因此,本文综述了蚂蚁-蚜虫共栖互作关系,包括(1)共栖关系属性(共生还是捕食,专性互作还是兼性互作)、起源和双方适应性演化的表现;(2) 共栖关系的信息交流方式;(3) 对双方适应性的影响;(4)生态效应(与生物和非生物因素的联系);(5) 与人类活动的联系。最后,对蚂蚁-蚜虫共栖互作关系进行系统性评估,并对未来该方向在多样性调查、进化生物学、分子机制、互作网络和城市化效应方面的研究进行展望。本综述将有助于对蚂蚁-蚜虫共栖互作的基本属性、演化过程、维持机制、生态效应以及影响因素有更全面、具体的认识。
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7. 皂角豆象成虫触角转录组及嗅觉相关基因分析
彭启艳, 潘秀奎, 张苏芳, 武承旭, 杨茂发
昆虫学报    2024, 67 (8): 1039-1049.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2024.08.001
摘要177)      PDF(pc) (1877KB)(239)    收藏
【目的】本研究旨在建立皂角豆象 Megabruchidius dorsalis 雌雄成虫触角转录组数据库,挖掘皂角豆象嗅觉相关基因。【方法】采用高通量测序平台Illumina HiSeq对皂角豆象雌雄成虫触角进行转录组测序、序列组装、功能注释及差异表达基因分析;通过qRT-PCR技术测定和验证皂角豆象雌雄成虫触角中部分高丰度表达基因的表达量。【结果】皂角豆象雌雄成虫触角转录组共获得42 053条unigenes,N50长度为2 066 bp。与NR, Swiss-Prot, Pfam, eggNOG, GO和KEGG六大公共数据库比对共注释到18 039条unigenes(占43.57%),其中注释到NR数据库的unigenes数量最多,为17 687条;注释到KEGG数据库的unigenes数量最少,为9 779条。依据注释信息分析,鉴定出183个皂角豆象候选嗅觉相关基因,包括25个气味结合蛋白(odorant binding protein, OBP)基因、 3个化学感受蛋白(chemosensory protein, CSP)基因、 126个气味受体(odorant receptor, OR)基因(包括125个典型OR基因和1个非典型OR基因)、 8个离子型受体(ionotropic receptor, IR)基因、 18个味觉受体(gustatory receptor, GR)基因和3个感觉神经元膜蛋白(sensory neuron membrane protein, SNMP)基因。通过比较皂角豆象雌雄成虫触角转录组,共筛选出357个差异表达基因,其中包含8个OR基因和1个IR基因;这357个差异表达基因中, 152个基因在雌性触角中高表达, 205个基因在雄性触角中高表达。此外, qRT-PCR验证结果显示, 6个嗅觉相关基因( MdorCSP 3,  MdorIR 2,  MdorIR 6,  MdorGR 10,  MdorSNMP 2和 MdorSNMP 3)在皂角豆象雌成虫触角中高表达,4个嗅觉相关基因( MdorOBP 15,  MdorOBP 22,  MdorORco MdorGR 8)在雄成虫触角中高表达。【结论】本研究获得了皂角豆象成虫触角转录组数据,并鉴定筛选出候选嗅觉相关基因,结果为进一步研究皂角豆象的基因功能及嗅觉感受机制奠定分子基础。
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8. 斜纹夜蛾谷胱甘肽 S-转移酶SlGSTS4对拟除虫菊酯和有机磷类杀虫剂代谢和抗氧化活性
刘泽政, 王佳音, 袁迎秋, 徐莉, 刘润强, 徐永贵, 李冬植
昆虫学报    2024, 67 (9): 1173-1181.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2024.09.001
摘要174)      PDF(pc) (2428KB)(197)    收藏
 【目的】探究斜纹夜蛾 Spodoptera litura谷胱甘肽 S-转移酶SlGSTS4在拟除虫菊酯和有机磷类杀虫剂抗性中的作用。【方法】构建pET-26b(+)/ SlGSTs4表达载体,将其在大肠杆菌 Escherichia coli中异源表达,获得SlGSTS4重组蛋白,测定其对模式底物1-氯-2, 4-二硝基苯(1-chlom-2, 4-dinitrobenzene, CDNB)的米氏常数( Km)和最大反应速度( V max);采用超高效液相色谱(ultra-performance liquid chromatography, UPLC)测定重组蛋白SlGSTS4和表达SlGSTS4的大肠杆菌对拟除虫菊酯类杀虫剂(氰戊菊酯、高效氯氰菊酯和功夫菊酯)和有机磷类杀虫剂(毒死蜱和辛硫磷)的代谢率,并通过滤纸片抑菌圈试验测定SlGSTS4在过氧化氢异丙苯胁迫下的抗氧化活性。【结果】重组蛋白SlGSTS4 对CDNB的 V maxKm值分别为(13.8±2.3) nmol/(min·mg)和(1.66±0.1) mmol/L。UPLC结果表明,与对照相比,SlGSTS4重组蛋白仅对功夫菊酯有一定的代谢率(4.9%),而对氰戊菊酯、高效氯氰菊酯、辛硫磷和毒死蜱无代谢活性;转化SlGSTS4的大肠杆菌对氰戊菊酯、高效氯氰菊酯、功夫菊酯、毒死蜱和辛硫磷的代谢残留量峰面积均无明显变化,并且可以显著降低抑菌圈直径。【结论】SlGSTS4对拟除虫菊酯和有机磷类杀虫剂无直接代谢活性,具有明显的抗氧化活性。本研究结果丰富了对斜纹夜蛾GSTs Sigma家族基因的功能认知,有助于阐明SlGSTS4在斜纹夜蛾对拟除虫菊酯和有机磷类杀虫剂抗性中的功能。
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9. 寄主对毛锤角细蜂雌雄后代的差异性影响
王华, 习新强
昆虫学报    2024, 67 (7): 923-931.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2024.07.003
摘要168)      PDF(pc) (1934KB)(302)    PDF(mobile) (1934KB)(10)    收藏
【目的】毛锤角细蜂 Trichopria drosophilae是一种能够寄生多种果蝇 Drosophila的蛹期寄生蜂,本研究旨在探究以白颜果蝇 D. auraria、拟果蝇 D. simulans和伊米果蝇 D. immigrans蛹为寄主时对毛锤角细蜂雌雄成蜂适合度的差异影响。【方法】向毛锤角细蜂成蜂分别提供白颜果蝇、拟果蝇和伊米果蝇的蛹寄生24 h,统计毛锤角细蜂雌雄子代羽化率、性比(雄雌比)、生长速率、发育历期、成蜂体重、成蜂寿命和忍受饥饿的时间以及雌成蜂的抱卵量和卵长度。向1头雌性毛锤角细蜂分别提供白颜果蝇、拟果蝇和伊米果蝇的蛹寄生,观察雌蜂对不同寄主的选择和产卵行为。【结果】寄生在体重较大的伊米果蝇蛹中的毛锤角细蜂雌蜂的雌雄子代成蜂体重最大,忍受饥饿的时间最长,雌成蜂寿命最长并且抱卵量最多。从3种果蝇蛹中羽化的毛锤角细蜂雌成蜂的体重均显著大于雄成蜂的,但在伊米果蝇蛹中毛锤角细蜂后代雌雄成蜂体重的差异幅度最小,而在白颜果蝇蛹中的最大。毛锤角细蜂雌雄后代忍受饥饿的时间无显著差异,从白颜果蝇和伊米果蝇蛹中羽化的雌成蜂的寿命显著大于雄成蜂的,而从拟果蝇蛹中羽化的雄成蜂的寿命则显著大于雌成蜂的。毛锤角细蜂的羽化率、性比以及产卵选择在3种寄主蛹中无显著差异,但雌成蜂在伊米果蝇蛹上产卵的时间长于在另外两种果蝇蛹上产卵的时间。【结论】毛锤角细蜂雌雄后代的适合度在3种果蝇寄主中具有显著性差异,且寄生在伊米果蝇蛹中的雌雄后代成蜂适合度最高。综合考虑雌雄寄生蜂的适合度对寄主变化的差异性响应,能够更加准确地评估寄主质量对寄生蜂种群繁殖力的影响。
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10. 多异瓢虫气味受体HvarOR21的基因克隆及配体结合特性分析
谢佼昕, 唐浩宇, 赵丹阳, 羿超群, 刘晓旭, 张永军
昆虫学报    2024, 67 (10): 1307-1317.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2024.10.002
摘要166)      PDF(pc) (6159KB)(221)    收藏
【目的】克隆多异瓢虫 Hippodamia variegata触角中高表达的气味受体基因 HvarOR21,明确 HvarOR21的配体结合特性,为揭示多异瓢虫定位猎物栖境的嗅觉识别机制提供理论基础。【方法】基于多异瓢虫成虫触角转录组测序数据与气味受体鉴定结果,通过PCR克隆具有完整开放阅读框(open reading frame, ORF)的 HvarOR21 cDNA序列;利用系统发育进化分析和序列分析分别研究HvarOR21的分类及序列结构特征;采用爪蟾 Xenopus卵母细胞体外表达结合双电极电压钳记录重组表达蛋白HvarOR21对66种候选气味化合物的电生理反应;通过同源性建模和分子对接模拟预测HvarOR21与癸醛的结合位点。【结果】克隆得到多异瓢虫 HvarOR21(GenBank 登录号: PP236119)的cDNA全长序列; HvarOR21含有7个跨膜结构域,且N末端位于胞内, C末端位于胞外,符合昆虫气味受体的典型特征,属于鞘翅目(Coleoptera)气味受体G5分支成员。重组HvarOR21对癸醛有反应,且呈剂量依赖性。HvarOR21与癸醛通过疏水作用及范德华力结合多个氨基酸残基,结合力为-22.18 kJ/mol。【结论】癸醛是棉蚜 Aphis gossypii为害棉花后释放的虫害诱导植物挥发性化合物。HvarOR21特异性对癸醛有电生理反应,且与癸醛的结合力较强,提示HvarOR21在多异瓢虫定位猎物栖境中发挥作用。
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11. 基于基因组规模数据的蜡蝉总科系统发育关系
林兴雨, 尹新明, 宋南
昆虫学报    2024, 67 (10): 1428-1438.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2024.10.012
摘要161)      PDF(pc) (1817KB)(87)    收藏
【目的】基于低覆盖度全基因组测序数据和转录组数据重新构建蜡蝉总科(Fulgoroidea)高阶元类群之间的系统发育关系,为理解蜡蝉总科的系统发育关系提供基因组数据。【方法】利用二代测序技术获得了蛾蜡蝉科蜡蝉Flatida sp. 1种的低覆盖度全基因组测序数据,结合下载的蜡蝉总科25种(内群)和沫蝉总科(Cercopoidea)2种(外群)的低覆盖度全基因组测序数据和转录组数据,利用BUSCO提取单拷贝直系同源基因,使用Phykit根据核苷酸和氨基酸序列数据生成不同的完整性数据矩阵,分析蜡蝉总科的系统发育关系。【结果】基于低覆盖度全基因组测序数据和转录组数据得到蜡蝉总科单拷贝直系同源基因的数量为836~2 421。在蜡蝉总科的系统发育关系中,所有系统发育结果都支持菱蜡蝉科(Cixiidae)+飞虱科(Delphacidae)为蜡蝉总科其他科的姐妹群,且菱蜡蝉科、飞虱科、颖蜡蝉科(Achilidae)、袖蜡蝉科(Derbidae)、蜡蝉科(Fulgoridae)、象蜡蝉科(Dictyopharidae)、峻翅蜡蝉科(Acanaloniidae)、蚁蜡蝉科(Tettigometridae)、瓢蜡蝉科(Issidae)、杯瓢蜡蝉科(Caliscelidae)、广翅蜡蝉科(Ricaniidae)和扁蜡蝉科(Tropiduchidae)为单系群,而娜蜡蝉科(Nogodinidae)为非单系群。此外,基于4种不同矩阵利用最大似然法构建的系统发育结果支持蛾蜡蝉科(Flatidae)为非单系群。然而,基于氨基酸序列数据矩阵faa_all包含的每个标记利用物种树构建的系统发育结果中却支持蛾蜡蝉科为单系群,但是有相对低的节点支持率。【结论】本研究利用低覆盖度全基因组测序数据和转录组数据得到的蜡蝉总科的系统发育关系与之前的研究结果多数一致。但是,有关各科之间的姐妹群关系还需要获得更多的标本和分子标记来进一步明确它们的系统发育关系。
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12. 五种药用植物对西花蓟马成虫选择行为的影响
高黎明, 张政兵, 吕平源, 付威, 李凯龙, 陈建斌, 高阳, 刘勇, 史晓斌, 张德咏
昆虫学报    2024, 67 (6): 778-787.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2024.06.005
摘要159)      PDF(pc) (1468KB)(275)    收藏
【目的】验证药用植物及其挥发物成分对西花蓟马 Frankliniella occidentalis成虫选择行为干预的可行性,为农业害虫防治提供解决方案。【方法】利用Y型嗅觉仪测定西花蓟马成虫对3种蔬菜植物(番茄 Solanum lycopersicum、黄瓜 Cucumis sativus和辣椒 Capsicum annuum)和5种药用植物(薄荷 Mentha piperita、紫苏 Perilla frutescens、荆芥 Nepeta cataria、益母草 Leonurus cardiaca和藿香 Ageratum conyzoides)的选择率;通过气相色谱-质谱联用(gas chromatography-mass spectrometry, GC-MS)鉴定5种药用植物叶片中共有挥发物成分;使用Y型嗅觉仪检测西花蓟马成虫对0.01, 0.1, 1, 10和100 μL/mL β-石竹烯的选择率。【结果】在选择行为试验中,西花蓟马成虫对5种药用植物均表现出忌避行为,其中对紫苏和藿香的忌避行为较为显著(选择率分别为24.45%和24.53%)。GC-MS 鉴定出5种药用植物叶片中挥发物共有成分为β-石竹烯和2, 2′-亚甲基双(6叔丁基对甲酚)。西花蓟马成虫对0.01 μL/mL β-石竹烯无明显行为反应,对0.1~100 μL/mL β-石竹烯表现出明显的忌避行为,并且高浓度(10~100 μL/mL)β-石竹烯对西花蓟马成虫的驱避率可达到约85%。【结论】测试的5种药用植物对西花蓟马成虫表现出较为显著的驱避效果,该结果为了解西花蓟马对非寄主植物的选择性提供理论依据;β-石竹烯是5种药用植物叶片中的共有挥发物成分,可作为驱避剂或植物源农药用于西花蓟马的农业治理。
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13. 社会性昆虫社会身份识别机制研究进展
何旭江, 杨晨, 王宇祥, 王润彪, 汪志平
昆虫学报    2024, 67 (6): 885-896.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2024.06.014
摘要157)      PDF(pc) (18098KB)(201)    收藏
 昆虫社会身份识别是指昆虫通过感知各种信息来辨别其他个体的身份,进而建立一定社会关系的生物学现象。社会身份识别对社会性昆虫的信息交流、天敌防御、社会分工、个体及群体生存和繁衍尤为重要。本文以蚂蚁、白蚁和蜜蜂等社会性昆虫为例,详细阐述了社会性昆虫的社会身份识别机制:社会性昆虫以信息素为关键线索,利用嗅觉实现社会身份的识别;社会性昆虫也通过其视觉观察同伴或天敌等个体的行为,实现社会身份的识别;社会性昆虫还能够识别特殊的声音信号和感知空气中的震波,并作为其社会身份识别的重要依据。此外,研究表明昆虫共生菌也参与调控社会性昆虫的身份识别。针对社会性昆虫身份识别是先天还是后天形成的这一争论,我们从基因、适应学习以及基因和环境互作等方面,阐述了昆虫可能通过先天遗传和后天学习相结合的方式实现社会身份识别的观点。社会性昆虫是研究人类和动物社会行为学的绝佳模式生物。社会身份识别的研究成果不仅可深入解析社会性昆虫的生物学特性,也对人类及其他动物的社会认知进化以及各类社会问题的研究提供重要参考。今后应加强以下两方面的研究:(1)探索社会性昆虫多样的识别方式,解码其更深层次的机制研究;(2)应用现代新型计算机技术,将社会性昆虫身份识别行为可视化分析。
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14. 花蓟马化学感受蛋白FintCSP2与聚集信息素苨肉基(S)-2-甲基丁酸酯的结合特性
李恒, 田厚军, 陈艺欣, 林硕, 魏辉, 陈勇
昆虫学报    2024, 67 (7): 897-908.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2024.07.001
摘要156)      PDF(pc) (4118KB)(400)    PDF(mobile) (4118KB)(18)    收藏
【目的】本研究旨在明确花蓟马 Frankliniella intonsa化学感受蛋白(chemosensory protein, CSP) FintCSP2与聚集信息素苨肉基( S)-2-甲基丁酸酯[neryl( S)-2-methylbutanoate]的结合能力。【方法】利用RT-PCR法扩增花蓟马 FintCSP2的开放阅读框序列,并对其进行生物信息学分析;利用RT-qPCR检测 FintCSP2在花蓟马雌成虫不同组织(触角、去除触角的头、胸、腹和足)中的表达量;利用RNAi通过向花蓟马雌成虫注射dsRNA沉默 FintCSP2, 24 h时通过触角电位(electroantennogram, EAG)实验检测花蓟马对苨肉基( S)-2-甲基丁酸酯的反应,利用Y型嗅觉仪测定花蓟马雌成虫对苨肉基( S)-2-甲基丁酸酯的的选择性;原核表达FintCSP2重组蛋白,利用荧光竞争结合实验检测FintCSP2重组蛋白与苨肉基( S)-2-甲基丁酸酯结合力;采用分子对接模拟技术和蛋白定点突变技术分析FintCSP2与苨肉基( S)-2-甲基丁酸酯结合的关键氨基酸残基。【结果】花蓟马 FintCSP2(GenBank登录号: MT211602.1)开放阅读框长390 bp,编码129个氨基酸,N端有一个包含20个氨基酸的信号肽,含有4个保守的半胱氨酸。氨基酸序列分析结果表明, FintCSP2氨基酸与花蓟马CSP1(GenBank登录号: WBW64307.1)、西花蓟马 F. occidentalis CSPs (GenBank登录号: WBW64306.1, AJL33750.1)和牛角花齿蓟马 Odontothrips loti CSP2 (GenBank登录号: WBU77202.1)的亲缘关系最近,氨基酸序列一致性分别为99.22%, 99.22%, 86.05%和65.85%。RTqPCR结果表明, FintCSP2在雌成虫各组织中均有表达,其中在触角中的表达量最高。与对照组(注射ds EGFP)比,沉默 FintCSP2显著降低花蓟马对苨肉基( S)-2-甲基丁酸酯的EAG反应绝对值和选择率。分子对接预测Tyr24, Phe29, Leu38, Val71, Cys76, Cys79和Gln83这7个氨基酸残基最可能参与FintCSP2结合苨肉基( S)-2-甲基丁酸酯;定点突变和荧光竞争结合实验结果表明,与野生型蛋白相比, FintCSP2-Tyr24Ala和FintCSP2-Gln83Ala突变蛋白与苨肉基( S)-2-甲基丁酸酯结合能力显著下降, FintCSP2-Phe29Ala突变体蛋白失去与苨肉基( S)-2-甲基丁酸酯的结合能力。【结论】花蓟马FintCSP2蛋白在识别苨肉基( S)-2-甲基丁酸酯过程中起关键作用, Tyr24, Phe29和Gln83是FintCSP2结合苨肉基( S)-2-甲基丁酸酯的3个关键氨基酸残基。
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15. 外来入侵昆虫: 研究进展与展望
党英侨, 王小艺, 侯有明
昆虫学报    2024, 67 (12): 1585-1596.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2024.12.001
摘要156)      PDF(pc) (1980KB)(192)    收藏
 外来入侵昆虫作为新传入地的危险性有害生物,具有发现滞后、监测困难、暴发迅速、灭杀不彻底等问题,一直以来都是全世界各国在生物安全领域关注的重点和难点。本文概述了国内外来入侵昆虫的种群暴发成灾机制、监测与早期预警技术及防控技术研究的主要进展,并从种群动态监测研究、昆虫抗药性形成机制研究以及昆虫绿色防控技术研究3个方面归纳介绍了本专辑论文的主要内容。最后,展望了外来入侵昆虫监测和防控的规范化、信息化、智能化和绿色化发展趋势,提出了未来针对外来入侵昆虫防控和治理的主要途径,以期有助于通过科技创新推动更高效、更系统、更持续的防控策略制订。
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16. 外源褪黑素对草地贪夜蛾生长发育和繁殖的影响
张海洋, 郭成, 张廷伟, 张强艳, 刘长仲
昆虫学报    2024, 67 (6): 797-805.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2024.06.007
摘要151)      PDF(pc) (11751KB)(363)    收藏
【目的】褪黑素作为光周期信号变化的重要生理信号物质,在生物体内普遍存在,对生物有机体的代谢活动、免疫活动、抗逆活动及繁殖活动起着重要的调节作用。本研究旨在明确不同浓度外源褪黑素处理对草地贪夜蛾 Spodoptera frugiperda生长发育和繁殖的影响。【方法】在室内采用饲喂法,孵化2 h内的草地贪夜蛾幼虫取食含不同浓度(0, 0.02, 0.2, 2和20 μg/g)外源褪黑素的人工饲料后,观察了草地贪夜蛾的发育历期、体型和体重变化、卵巢发育进度、以及成虫寿命和繁殖力变化。【结果】草地贪夜蛾幼虫取食含0.2, 2和20 μg/g外源褪黑素的人工饲料后, 3-6龄幼虫历期和总幼虫历期较对照(取食正常人工饲料)显著延长,雌蛹历期较对照显著缩短。在20 μg/g外源褪黑素处理下,草地贪夜蛾总幼虫历期最长,比对照延长2.53 d;雌蛹历期最短,较对照缩短1.67 d;而所有浓度外源褪黑素处理对雄蛹历期无显著影响。与对照相比, 2和20 μg/g外源褪黑素处理后, 2-6龄幼虫头壳宽度显著减小,预蛹前幼虫体重明显下降,雌雄蛹重显著减轻;成虫寿命和产卵期显著缩短,单雌平均产卵量和单雌日均产卵量显著下降。在20 μg/g外源褪黑素处理下,草地贪夜蛾雌成虫单雌平均产卵量和单雌日均产卵量均最低,与对照相比分别下降45.12%和31.66%。生殖系统解剖观察表明:随着外源褪黑素浓度的增加,雌蛾卵巢的发育速度明显减缓。【结论】高浓度外源褪黑素对草地贪夜蛾生长发育和繁殖有着明显的抑制作用,导致其发育历期延长、体型减小、体重减轻、生殖力下降。本研究的结果为褪黑素在有害生物防控方面的潜在利用和草地贪夜蛾的综合防控提供了理论依据。

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17. 20E调控家蚕 BmFoxL 2-2的分子机制及斜纹夜蛾 SlFoxL 2-2在精巢中的表达分析
肖妍虹, 裴梦圆, 贺智颖, 刘邓捷, 文靓, 余小强, 胡启豪
昆虫学报    2024, 67 (5): 603-610.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2024.05.002
摘要148)      PDF(pc) (1423KB)(434)    收藏
【目的】本研究旨在阐明蜕皮激素20-羟基蜕皮酮(20-hydroxyecdysone, 20E)调节家蚕 Bombyx mori转录因子基因 BmFoxL2-2表达的分子机制,并分析 FoxL2-2在斜纹夜蛾 Spodoptera litura精巢中的表达模式。【方法】PCR扩增家蚕5龄幼虫精巢基因组中 BmFoxL2-2起始密码子上游约2 500 bp的启动子序列,通过生物信息学分析预测其潜在的顺式作用元件( cis-regulatory elements, CREs);分别将pEGFP-BmBRC-Z1, pEGFP-BmBRC-Z2, pEGFP-BmBRC-Z4转录因子表达质粒和pGL3- BmFoxL2-2质粒共转染家蚕BmN细胞,通过双荧光素酶活性实验检测BmBRC蛋白对 BmFoxL2-2启动子活性的影响;利用1 μmol/L 20E处理BmN细胞4 h时,通过qRT-PCR检测 BmFoxL2-2的表达量,检测 BmBrc-z1和 BmBrc-z4的表达量作为对照;通过qRT-PCR检测 BmBrc-z1和 BmBrc-z4在家蚕不同发育阶段(幼虫、预蛹、蛹和成虫)精巢中及5龄幼虫和3日龄蛹精巢与卵巢中的表达量;通过生物信息学在斜纹夜蛾基因组数据库鉴定了 SlFoxL2-2,利用qRT-PCR检测 SlFoxL2-2在斜纹夜蛾6龄幼虫和成虫的精巢与卵巢、6龄幼虫不同组织(脂肪体、中肠、血淋巴、头、表皮和精巢)、不同发育阶段精巢以及6龄幼虫精巢、精子和精巢膜中的表达量。【结果】获得家蚕 BmFoxL2-2(Gene ID:101735653)起始密码子上游2 500 bp启动子序列,并在序列中预测到13个潜在的BRC蛋白CRE。BmBRC-Z1和BmBRC-Z4可显著上调 BmFoxL2-2启动子活性; 20E处理BmN细胞4 h时,BmN细胞中 BmFoxL2-2, BmBrc-z1和 BmBrc-z4的表达量比对照组的显著上调; BmBrc-z1和 BmBrc-z4在家蚕幼虫、预蛹、蛹和成虫精巢中均有表达,在5龄幼虫及3日龄蛹精巢中的表达量显著高于卵巢中的。斜纹夜蛾 SlFoxL2-2在精巢中有高水平表达,且在精巢和精子中的表达量显著高于在精巢膜中的,可能 SlFoxL2-2与精巢发育和精子发生相关。【结论】20E可通过家蚕转录因子BmBRC-Z1和BmBRC-Z4上调 BmFoxL2-2的表达, FoxL2-2在调节精巢发育和精子发生中的功能在鳞翅目昆虫中可能是保守的。
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18. 褐飞虱和白背飞虱混合饲养中的共生细菌转移
高唯漪, 蔡廷卫, 高园园, 黎成越, 任志杰, 何顺, 李建洪, 万虎
昆虫学报    2024, 67 (5): 643-650.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2024.05.006
摘要147)      PDF(pc) (1588KB)(136)    收藏
【目的】探究褐飞虱 Nilaparvata lugens和白背飞虱 Sogatella furcifera的种间互作是否会导致其共生细菌的变化。【方法】分别对褐飞虱和白背飞虱进行单独饲养或混合饲养,并基于16S rRNA基因测序,分析不同饲养褐飞虱和白背飞虱种群共生细菌的多样性。【结果】混合饲养的与单独饲养的相比,褐飞虱和白背飞虱的共生菌群落结构均发生明显变化且具有趋同现象;混合饲养的褐飞虱共生细菌多样性比单独饲养的显著增加;褐飞虱中的133个扩增子序列变异(amplicon sequence variants, ASVs)和白背飞虱中的143个ASVs被定义为潜在的水平转移物种。【结论】褐飞虱和白背飞虱的种间互作改变了其共生细菌群落,研究结果为深入研究基于共生细菌的稻飞虱种间互作提供了新视角。
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19. 西沙大眼长蝽形态和生物学特性观察
甘杨子, 符悦冠, 韩冬银, 王建赟, 梁昌寿, 孙然锋, 李磊
昆虫学报    2024, 67 (5): 674-682.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2024.05.010
摘要147)      PDF(pc) (43834KB)(224)    收藏
目的】明确西沙大眼长蝽 Geocoris xishaensis的形态和生物学特性,为该虫的分类鉴定和扩繁利用提供科学依据。【方法】在恒温条件[(26±1) ℃]下,以米蛾 Corcyra cephalonica卵为食料饲养西沙大眼长蝽,采用单头饲养方法记录西沙大眼长蝽各发育阶段的主要形态特征、卵到成虫个体发育情况、存活和产卵量等,观察并描述取食、捕食、交配和产卵、羽化及自残等行为。【结果】西沙大眼长蝽的发育经历卵、 1-5龄若虫和成虫;卵乳白色,孵化前呈粉红色,眼点明显; 2-5龄若虫腹部背面有白色刻点, 5龄若虫翅芽显现;体长、眼宽和腹宽随着发育阶段的增加而增加。成虫头横宽,黄褐色;前胸背板淡黄褐色,中域具一黑斑;小盾片具黑色刻点。西沙大眼长蝽将猎物悬空进行刺吸;雌雄成虫交配姿势为尾对尾呈“一”字型;产卵时上半身向上抬起,腹部末端朝下;若虫蜕皮时头颈部先脱离虫蜕,随后足和身体依次脱离;相同或不同发育阶段的西沙大眼长蝽均会表现出自相残杀,但成虫和高龄若虫对低龄若虫的残杀更为常见。西沙大眼长蝽卵历期9.24 d,若虫历期26.63 d,产卵前期4.80 d,代时40.45 d,成虫寿命46.53 d。【结论】本研究明确了西沙大眼长蝽各发育阶段的主要形态特征、历期和繁殖力,初步揭示了捕食、交配、产卵和羽化行为及成虫与若虫的自残行为。若虫腹部背面的白色刻点和翅芽发育作为西沙大眼长蝽若虫龄期主要形态鉴别特征。

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20. 三种植物挥发性化合物对黄胸蓟马和南方小花蝽的吸引作用及诱集效率
林涛, 郭雅清, 陈晓瑜, 杨风花, 杨广, 魏辉
昆虫学报    2024, 67 (8): 1096-1105.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2024.08.006
摘要141)      PDF(pc) (1631KB)(207)    收藏
【目的】评估芳樟醇、茉莉酸甲酯和香叶醇3种植物挥发性化合物对黄胸蓟马 Thrips hawaiiensis和南方小花蝽 Orius strigicollis的吸引作用,为利用植物挥发性化合物田间诱集南方小花蝽防控黄胸蓟马提供依据。【方法】采用Y形嗅觉仪测定980, 10, 0.1和0.001 g/L芳樟醇、茉莉酸甲酯和香叶醇对黄胸蓟马成虫及南方小花蝽5龄若虫和成虫的吸引率,测定980, 10 和0.1 g/L香叶醇对南方小花蝽和黄胸蓟马成虫吸引作用的时间效应以及吸引率;并进一步在田间大棚条件测定10 g/L香叶醇诱集的黄胸蓟马和南方小花蝽的成虫数量。【结果】与对照组(石蜡油)比,测试的各浓度茉莉酸甲酯对黄胸蓟马成虫和南方小花蝽5龄若虫的吸引率差异不显著, 980 g/L芳樟醇对黄胸蓟马成虫吸引率显著提高,但测试的各浓度芳樟醇对南方小花蝽5龄若虫和成虫的吸引率无显著变化; 香叶醇纯品(980 g/L)对黄胸蓟马成虫的吸引率显著提高,高浓度(10和0.1 g/L)香叶醇对南方小花蝽成虫的吸引率均显著提高,但对南方小花蝽若虫的吸引率变化不显著。不同浓度香叶醇诱集的黄胸蓟马和南方小花蝽成虫数量具有显著的时间效应,且980和10 g/L香叶醇在处理后2 h时诱集的南方小花蝽成虫数量显著高于其他浓度香叶醇诱集的,并且无论是否被黄胸蓟马成虫为害, 980和10 g/L香叶醇处理的青椒苗对南方小花蝽成虫的吸引率显著高于清水对照。与对照组(喷洒清水)比,田间大棚喷洒10 g/L香叶醇的处理组在5 h内诱集的黄胸蓟马成虫数量差异不显著,但诱集的南方小花蝽成虫数量显著提高。【结论】芳樟醇、茉莉酸甲酯和香叶醇3种植物挥发性化合物对黄胸蓟马和南方小花蝽的吸引率存在差异, 10 g/L香叶醇能够在5 h内有效诱集南方小花蝽成虫,但不显著吸引黄胸蓟马,这些结果为利用香叶醇诱集南方小花蝽防控黄胸蓟马提供了理论依据和技术支撑。
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21. 益蝽成虫肠道微生物群落结构及其碳源代谢功能
李金梦, 孙智荣, 田旭, 汪汉成, 周凤, 史彩华, 李文红
昆虫学报    2024, 67 (8): 1063-1074.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2024.08.003
摘要140)      PDF(pc) (2566KB)(186)    收藏
【目的】肠道微生物对宿主昆虫的代谢、生长发育及免疫等功能发挥着重要作用。本研究旨在探究益蝽 Picromerus lewisi成虫肠道微生物群落结构及其碳源代谢能力。【方法】利用体外培养分离纯化益蝽成虫肠道微生物并进行分子生物学鉴定,利用Illumina高通量测序技术进行细菌16S rDNA和真菌ITS基因测序,解析益蝽成虫肠道细菌和真菌群落结构和多样性;利用PICRUSt和FUNGuild对细菌和真菌及其基因功能进行预测;利用Biolog ECO技术解析益蝽成虫肠道细菌和真菌的碳源代谢功能。【结果】共分离益蝽成虫肠道可培养优势细菌肠球菌属 Enterococcus 菌株10株,优势细菌为粪肠球菌E. faecalis。高通量测序结果表明,在门水平上,益蝽成虫肠道优势细菌为变形菌门(Proteobacteria)(相对丰度58.51%)和厚壁菌门(Firmicutes)(相对丰度38.92%);主要优势真菌为子囊菌门(Ascomycota)(相对丰度56.53%),其次是担子菌门(Basidiomycota)(相对丰度11.34%)。在属水平上,肠球菌属 Enterococcus (相对丰度25.05%)为主要优势细菌属,其次是乳球菌属Lactococcus(相对丰度12.23%)、沙雷氏菌属 Serratia(相对丰度11.48%)和普罗威登斯菌属Providencia(相对丰度2.38%);优势真菌属主要为 Biappendiculispora (相对丰度18.30%),其次是枝孢菌属 Cladosporium (相对丰度11.83%)、 Vishniacozyma (相对丰度517%) 和鬼笔属Phallus(相对丰度3.62%)。益蝽成虫肠道细菌和真菌群落结构具有较高的物种丰富度和多样性,以及较强的碳源代谢能力,可高效代谢α环式糊精、L-丝氨酸、腐胺和D-苹果酸等27种碳源。功能预测显示,益蝽成虫肠道细菌主要分布于新陈代谢类群、环境信息处理类群和遗传信息处理类群等,真菌主要分布于未定义类群、植物腐生菌、未定义腐生菌、内生菌植物病原菌、真菌寄生菌-未定义腐生菌、叶子腐生菌和动物病原菌-内生菌-植物病原菌-木质腐生菌类。【结论】益蝽成虫肠道细菌和真菌种类多、多样性高,在属水平,优势细菌为肠球菌属、乳球菌属、沙雷氏菌属和普罗威登斯菌属,优势真菌为 Biappendiculispora、枝孢菌属、 Vishniacozyma和鬼笔属,具有较强的碳源代谢能力。
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22. 团花绢野螟成虫触角转录组及化学感受相关基因分析
董祥, 陶瑜, 苏钟琪, 邓创创, 谢雯其, 陈志云, 温秀军, 林娜, 马涛
昆虫学报    2024, 67 (6): 738-752.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2024.06.002
摘要140)      PDF(pc) (35062KB)(290)    收藏
【目的】本研究旨在通过建立团花绢野螟 Diaphania glauculalis成虫触角转录组数据库,挖掘化学感受相关基因,为团花绢野螟成虫触角的化学感受机制及绿色防控技术提供理论基础。【方法】使用Illumina NovaSeq 6000平台对团花绢野螟成虫触角转录组进行测序,使用Trimmomatic和Trinity对测序所得的原始数据进行剪切、组装得到转录组数据;比对CDD, KOG, COG, NR, NT, PFAM和KEGG等数据库获得基因注释信息,筛选鉴定出化学感受相关基因;使用TPM(transcripts per million)评估化学感受相关基因的表达量;应用最大似然法构建团花绢野螟化学感受相关基因系统发育树。【结果】团花绢野螟雄成虫触角转录组测序获得52 705 124条unigenes,雌成虫触角转录组测序获得55 391 610条unigenes。通过与NR数据库比对注释,团花绢野螟成虫触角转录组注释unigenes共24 192条,其中与亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis的同源序列最多,有10 679条。有14 313条unigenes被注释到204 289条GO功能条目,其中113 387条unigenes注释到生物学进程,70 115条unigenes注释到细胞组分,20 787条unigenes注释到分子功能。有10 721条unigenes注释到KOG数据库25个分类的11 968功能条目。有12 892条unigenes被注释到KEGG数据库5类代谢通路,归属于33个通路,其中注释到信号转导通路的unigenes最多,有1 500条unigenes,进而筛选鉴定到136 个化学感受相关基因,包括31个气味结合蛋白(odorant-binding protein, OBP)基因、 24个化学感受蛋白(chemosensory protein, CSP)基因、 50个气味受体(odorant receptor, OR)基因、 20个离子型受体(ionotropic receptor, IR)基因、 9个味觉受体(gustatory receptor, GR)基因和2个感觉神经元膜蛋白(sensory neuron membrane protein, SNMP)基因。【结论】本研究首次构建了团花绢野螟成虫触角转录组数据库,阐述了化学感受相关基因的种类和数量,为团花绢野螟化学感受基因功能分析及化学感受机制奠定分子基础,进而为基于昆虫化学感受反应机制开发新的绿色防控技术提供理论支撑。

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23. 群体饲养生命表:资料分析理论与转化为个体生命表的方法
马敏, 任芳旭, 王怡, 孔维娜, 魏明峰, 齐心, Mehmet Salih ÖZGÖKÇE, 马瑞燕
昆虫学报    2024, 67 (8): 1147-1162.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2024.08.011
摘要131)      PDF(pc) (2421KB)(101)    收藏
本文介绍群体饲养生命表的资料分析基本原理及转换为个体生命表的方法。每日群体饲养生命表的记录实际上即年龄-龄期两性生命表的矩阵N,而每日所有雌虫的总繁殖力记录即为矩阵Ftotal。利用矩阵N与矩阵Ftotal可以计算年龄-龄期存活率矩阵S、繁殖力矩阵F及各种群参数。以桃蚜 Myzus persicae和马铃薯块茎蛾 Phthorimaea operculella为例,阐明群体饲养生命表分析的理论依据,证明群体饲养生命表得到的各项参数可靠,并介绍了一种将群体饲养生命表转化为个体生命表的方法。比较了群体饲养生命表和个体饲养生命表的特点。利用群体饲养研究昆虫生命表可以节省大量人力、时间与经费,群体饲养生命表可用于设计大量饲养生物防治天敌、鱼与鸟的饲料昆虫以及可供人类食用的昆虫。
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24. 橘小实蝇对高效氯氰菊酯、敌百虫和阿维菌素的交互抗性
李豆豆, 姚其, 齐易香, 陆永跃
昆虫学报    2024, 67 (8): 1075-1085.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2024.08.004
摘要128)      PDF(pc) (1718KB)(147)    收藏
 【目的】目前化学防治是果树重大害虫橘小实蝇 Bactrocera dorsalis的主要防治措施。本研究旨在明确橘小实蝇高效氯氰菊酯、敌百虫和阿维菌素抗性品系成虫对高效氯氰菊酯、敌百虫和阿维菌素3种杀虫剂的抗性,分别对其他2种杀虫剂的交互抗性及其抗性遗传规律,为果园轮换用药开展防治和抗性治理等工作提供理论支持。【方法】从野外采集橘小实蝇幼虫,在实验室内饲养52代以上,应用药膜法测定成虫对杀虫剂的敏感度;采用群体筛选法逐代抗性汰选至52代,建立橘小实蝇抗药性品系;采用药膜法测定橘小实蝇高效氯氰菊酯抗性品系、敌百虫抗性品系和阿维菌素抗性品系成虫分别对另外2种杀虫剂的交互抗性水平;将高效氯氰菊酯抗性品系、敌百虫抗性品系和阿维菌素抗性品系成虫进行正反两两杂交,通过对各杂交处理F1代成虫进行生物测定以判定抗性遗传规律。【结果】研究发现橘小实蝇高效氯氰菊酯、抗敌百虫和阿维菌素抗性品系成虫分别对另外两种杀虫剂均存在一定程度的交互抗性。其中,高效氯氰菊酯抗性品系成虫对敌百虫存在中等水平的交互抗性,抗性倍数(resistance multiple, R m)为15.61;对阿维菌素则为低水平交互抗性, R m为6.67; 敌百虫和阿维菌素对高效氯氰菊酯抗性品系成虫的致死中浓度(median lethal concentration, LC 50)值分别为54.58和25.30 mg/L。敌百虫抗性品系成虫对高效氯氰菊酯和阿维菌素均存在低水平交互抗性, R m分别为9.15和6.18;高效氯氰菊酯和阿维菌素对敌百虫抗性品系成虫的LC 50值分别为43.12和23.35 mg/L。阿维菌素抗性品系成虫对高效氯氰菊酯和敌百虫同样存在低水平交互抗性, R m分别为8.74和3.58;高效氯氰菊酯和敌百虫对阿维菌素抗性品系的LC 50值分别为41.18和12.52 mg/L。橘小实蝇高效氯氰菊酯抗性品系与敌百虫抗性品系进行正反交时其F 1代成虫的抗性衰退率分别为33.52%和56.42%,与阿维菌素抗性品系正反交时其F1代成虫抗性衰退率分别为8.49%和84.25%。敌百虫抗性品系与高效氯氰菊酯抗性品系正反交时其F 1代成虫的抗性衰退率分别为21.41%和81.47%,与阿维菌素抗性品系正反交时F 1代成虫的抗性衰退率则为38.00%和79.00%。阿维菌素抗性品系与高效氯氰菊酯抗性品系、敌百虫抗性品系正交时F 1代成虫的抗性衰退率分别为3.62%和12.77%,与亲本相比变化不大;反交时F1代成虫的抗性衰退率分别为65.45%和62.29%。【结论】橘小实蝇高效氯氰菊酯抗性品系对敌百虫存在中等水平的交互抗性,对阿维菌素则为低水平交互抗性;敌百虫抗性品系对高效氯氰菊酯和阿维菌素均存在低水平交互抗性;阿维菌素抗性品系对高效氯氰菊酯和敌百虫同样存在低水平交互抗性。橘小实蝇对高效氯氰菊酯、敌百虫和阿维菌素的抗性遗传明显偏向母系遗传规律。本研究测定和明确了橘小实蝇高效氯氰菊酯、敌百虫和阿维菌素抗性品系对高效氯氰菊酯、敌百虫和阿维菌素3种杀虫剂的抗性水平、分别对其他2种杀虫剂的交互抗性水平及抗性遗传规律,对延缓该虫抗药性、指导田间杀虫剂使用提供了理论依据,对抗药性治理工作具有实践指导意义。
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25. GABAB受体介导草地贪夜蛾幼虫对甜味和苦味物质的取食选择
刘永冲, 孙龙龙, 霍昳陶, 牛林, 王豪杰, 张元臣, 闫凤鸣, 刘龙, 马英, 汤清波
昆虫学报    2024, 67 (11): 1451-1460.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2024.11.002
摘要127)      PDF(pc) (1502KB)(130)    PDF(mobile) (1502KB)(9)    收藏
【目的】本研究旨在探究昆虫重要的抑制性神经递质γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid, GABA) B型受体(GABA B receptor)在介导草地贪夜蛾 Spodoptera frugiperda幼虫对甜味物质和苦味物质的取食选择中的作用。【方法】利用RT-qPCR测定GABAB受体基因在不同龄期(1-6龄)第2天草地贪夜蛾幼虫以及在5龄第2天幼虫不同组织(头、表皮、中肠、脂肪体和血淋巴)中的表达量;饲喂草地贪夜蛾5龄幼虫dsGABA B R沉默GABA B受体基因,向5龄幼虫注射GABA B受体拮抗剂,利用叶碟法分别测定ds GABAB R和GABA B受体拮抗剂处理后5龄幼虫对甜味物质蔗糖和苦味物质黑芥子苷的取食选择指数以及对玉米叶片的摄食面积。【结果】 GABA B受体基因在草地贪夜蛾1龄幼虫中的表达量显著高于其他龄期幼虫,在5龄幼虫脂肪体中的表达量显著高于其他组织中的。5龄幼虫饲喂ds GABA B R后对玉米叶片的摄食面积显著低于对照幼虫,且不再显著趋向取食蔗糖,但是对苦味物质黑芥子苷依然表现为拒食反应。5龄幼虫血淋巴中注射GABA B受体拮抗剂后对玉米叶片的摄食面积也显著低于对照幼虫;不同于对照幼虫显著趋向取食蔗糖的行为,注射GABA B受体拮抗剂的5龄幼虫对蔗糖表现为显著拒食行为;但是,5龄幼虫对苦味物质黑芥子苷的拒食趋势没有显著改变。【结论】GABA B受体能够显著影响草地贪夜蛾幼虫的摄食量,以及改变幼虫对甜味物质的趋向取食,但是对幼虫拒食黑芥子苷的趋势没有显著影响。本研究结果有助于我们理解昆虫取食行为的调控机制。
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26. 基于PacBio Iso-Seq构建低温胁迫后中华蜜蜂工蜂全长转录组
姚丹, 周文才, 詹洪平, 于瀛龙, 贺兴江, 万炜, 韦小平
昆虫学报    2024, 67 (5): 611-621.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2024.05.003
摘要126)      PDF(pc) (4062KB)(352)    收藏
【目的】中华蜜蜂 Apis cerana cerana是东方蜜蜂 Apis cerana在中国地区分布最广泛的亚种,在地理适应和生态多样性方面有显著优势。中华蜜蜂的低温适应性优于西方蜜蜂 A. mellifera,可用于高海拔高山地区和冬季蜜源的采集,该性能在生产方面有重要作用,探究中华蜜蜂低温耐受性可有助于优良品系的筛选,为农业经济创造更大价值。【方法】收集分别在常温(25.0±0.2) ℃(对照)和低温(4.0±0.2) ℃下处理6 h时的中华蜜蜂3, 10和21日龄工蜂6组样本,进行转录组二代测序(Illumina RNA-Seq)和全长转录组三代测序(PacBio Iso-Seq),利用二代测序数据对三代测序数据进行校正,基于高质量的测序数据对比NR, NT, Pfam, KOG/COG, Swiss-Prot, KEGG和GO数据库,对新转录本和新基因进行功能注释。【结果】中华蜜蜂工蜂6组样本全长转录组测序分别获得71.17, 42.76, 58.82, 53.45, 40.33和42.79 Gb读段,平均N 50达到205 895 bp,质控后得到164 194条一致性序列;通过比对到东方蜜蜂参考基因组可获得21 519条新转录本,与中华蜜蜂物质代谢、神经系统和信号转导等密切相关,且不同日龄中华蜜蜂受低温胁迫后,物质代谢、细胞发育、寿命及神经发育等受到影响,同时还鉴定到28 647条长链非编码RNA(long noncoding RNA, LncRNA),其中lincRNA和sense_intronic两种类型LncRNA的占比最多,分别为35%和45%。【结论】本研究利用矫正后的中华蜜蜂工蜂PacBio Iso-Seq转录组数据鉴定到大量未注释的新基因和新转录本,并对其进行了功能注释,分析了LncRNA的数量和类型,研究结果完善了东方蜜蜂参考基因组,为中华蜜蜂抗寒机制的探究提供了良好的数据背景。
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27. 亚致死低温对烟草甲后代种群两性生命表参数的影响
李静, 刘晓光, 时向东, 汤清波, 罗诚, 薛芳, 蔡文, 李东亮, 丁松爽
昆虫学报    2024, 67 (6): 788-796.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2024.06.006
摘要126)      PDF(pc) (1864KB)(244)    收藏
【目的】 低温处理是我国主要储烟害虫烟草甲 Lasioderma serricorne的有效控制手段之一,但是在低温条件下烟草甲的种群动态及适应机制鲜有报道。昆虫的亚致死低温效应是我们了解昆虫适应低温的有效途径。本研究通过分析亚致死低温对烟草甲后代生命表参数的影响,以揭示烟草甲的低温适应能力和种群发展潜力。【方法】 将烟草甲末龄幼虫暴露于-20 ℃下若干时长,构建时间-死亡率曲线,分别计算其死亡率为10%和50%的致死时间(即LT 10和LT 50); 然后分别构建烟草甲末龄幼虫经-20 ℃低温处理LT 10和LT 50时长后存活F 1代种群的年龄-龄期两性生命表。【结果】 -20 ℃低温对烟草甲末龄幼虫的亚致死时间LT 10和LT 50值分别为5.32和12.84 min。在-20 ℃下暴露LT 10和LT 50时长后获得的F 1代种群, 90%以上的个体存活并能完成整个生活史,其卵-成虫总寿命、雌成虫寿命及净繁殖率( R 0)、内禀增长率( r m)和周限增长率( λ)均与28 ℃下饲养的对照种群无显著差异。但是,与对照相比,  -20 ℃低温处理烟草甲末龄幼虫LT 10和LT 50时长显著降低了F 1代卵和1龄幼虫的起始生命期望值、F 1代1龄幼虫历期以及幼虫阶段的繁殖值,且使F 1代种群的雄性比例增大。【结论】-20 ℃低温处理烟草甲末龄幼虫LT 10和LT 50时长能够降低F 1代起始生命期望值和种群繁殖率,但是其种群结构和基本生命表参数正常。结果表明,烟草甲幼虫对低温具有较好的适应性,在经历低温处理后幸存个体能够再次迅速扩繁。
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28. 亚致死浓度呋虫胺处理荻草谷网蚜对异色瓢虫捕食功能及生长发育的影响
费芍丹, 刘永刚, 孙佳聪, 任兴平, 王艺璇, 柳敬龙, 张海英
昆虫学报    2024, 67 (9): 1200-1208.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2024.09.004
摘要124)      PDF(pc) (1863KB)(101)    收藏
【目的】探析亚致死浓度呋虫胺处理蚜虫对异色瓢虫 Harmonia axyridis捕食功能及生长发育的影响,为害虫天敌的保护和利用及小麦蚜虫的有效治理提供理论依据。【方法】采用浸叶法以亚致死浓度(LC 20和LC 30)呋虫胺处理荻草谷网蚜 Sitobion miscanthi 3龄若蚜后,饲喂异色瓢虫各龄期幼虫,观察统计异色瓢虫捕食量Na、 瞬时攻击率a、 处理时间 T h、 日最大捕食量 N a-max、捕食效能 a/T h以及各发育阶段历期。【结果】异色瓢虫幼虫对荻草谷网蚜3龄若蚜的捕食拟合Holling氏圆盘方程。与对照组(异色瓢虫幼虫捕食未接触呋虫胺的荻草谷网蚜3龄若蚜)相比,饲喂LC 20和LC 30浓度呋虫胺处理的荻草谷网蚜3龄若蚜,异色瓢虫幼虫对荻草谷网蚜的处理时间 T h延长,瞬时攻击率 a、日最大捕食量 N a-max和捕食效能 a/T h均降低。其中捕食效能 a/T h受LC 20和LC 30浓度呋虫胺影响最显著的是异色瓢虫1龄幼虫,比对照组分别降低了24.03%和50.48%;其搜寻效应呈现不同程度的下降,且异色瓢虫各龄幼虫历期延长。随着呋虫胺浓度的增加,药蚜对异色瓢虫捕食功能和生长发育的抑制作用也增大。【结论】取食亚致死浓度呋虫胺处理的荻草谷网蚜3龄若蚜,异色瓢虫的捕食功能和生长发育受到抑制。在进行农药喷施作业时,应尽可能选择在捕食效能最高且受农药影响较小的异色瓢虫4龄幼虫盛发期,可以在有效防控蚜虫的同时最大限度减少农药的影响,从而更好地保护和利用天敌。
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29. 基于性别操控的昆虫不育技术研究进展
彭威, 欧阳湘琴, 文雯, 赵语佳, 刘星雨, 杨芾, 袁正鹏
昆虫学报    2024, 67 (9): 1262-1274.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2024.09.010
摘要123)      PDF(pc) (2090KB)(147)    收藏
 昆虫不育技术(sterile insect technique, SIT)是一种通过释放经辐射不育的雄性至野外与野生雌性交配从而产生不能孵化后代的害虫防治技术。随着分子生物学技术如基因编辑技术CRISPR/Cas9的不断发展,基于性别操控的昆虫不育技术如精确引导昆虫不育技术(precision-guided SIT, pgSIT)、昆虫不相容技术和昆虫不育技术相结合(incompatible insect technique and sterile insect technique, IIT-SIT)以及昆虫性比扭转(sex ratio distortion, SRD)已成功应用于多种农业害虫和媒介昆虫的防控。本文综述了pgSIT, IIT-SIT和SRD的研究现状,并对这些基于性别操控的昆虫不育技术的优缺点进行了讨论。介绍了细菌和病毒介导的杀雄分子机制及其在害虫防治中的应用潜力,以期为靶向昆虫性别的害虫不育防治技术提供理论支持。
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30. 番茄潜叶蛾对乙基多杀菌素的抗性监测及抗性风险评估
渠成, 黄建雷, 车午男, 谢振良, 方勇, 邓群英, 王然
昆虫学报    2024, 67 (12): 1634-1642.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2024.12.006
摘要123)      PDF(pc) (1397KB)(72)    PDF(mobile) (1397KB)(1)    收藏
【目的】本研究旨在明确番茄潜叶蛾 Tuta absoluta对乙基多杀菌素的田间抗性水平及潜在抗性风险,以期为合理使用乙基多杀菌素防治番茄潜叶蛾及延缓番茄潜叶蛾对其抗性的产生提供理论依据。【方法】采用浸叶法测定了我国北方5省(直辖市、自治区) 18个地区番茄潜叶蛾田间种群对乙基多杀菌素的抗性水平,利用浸叶法对番茄潜叶蛾室内敏感品系用乙基多杀菌素进行连续10代抗性筛选来评估抗性风险,并通过Tabashnik域性状分析法计算抗性现实遗传力(realized heritability, h 2)和基于选择数据预测不同选择压下的抗性发展速率。【结果】本研究测定的18个番茄潜叶蛾田间种群中,来自北京密云、北京怀柔和内蒙古包头的3个种群对乙基多杀菌素产生低水平抗性,抗性倍数分别为6.7, 6.0和7.1倍;其余15个种群对乙基多杀菌素均仍处于敏感水平。经过连续10代抗性筛选,番茄潜叶蛾对乙基多杀菌素的抗性倍数为8.9倍,抗性现实遗传力 h 2为0.1973,预测不同选择压下(死亡率为50%, 60%, 70%, 80%和90%),抗性上升至10倍所需要的代数分别为11.56, 9.50, 7.92, 6.60和5.23代,抗性上升至100倍所需要的代数分别为23.12, 18.99, 15.83, 13.19和10.47代。【结论】番茄潜叶蛾对乙基多杀菌素存在一定的抗性风险,田间应加强用药管理,注意与其他类型杀虫剂轮用,以延长该药剂的使用周期。
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31. 黑水虻成虫的触角感器超微结构及其对气味物质的嗅觉反应
王鑫桐, 周琼, 田苏, 周凯灵, 杨自强
昆虫学报    2024, 67 (6): 806-815.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2024.06.008
摘要121)      PDF(pc) (4774KB)(356)    PDF(mobile) (4774KB)(2)    收藏
【目的】明确黑水虻 Hermetia illucens成虫触角感器的超微结构,探究其雌雄成虫对气味物质的嗅觉反应。【方法】利用透射电子显微镜观察黑水虻成虫触角感器的超微结构,再分别采用触角电位测量系统和Y型嗅觉仪测试雌雄成虫对异戊酸、乳酸、乙酸乙酯和壬醛4种气味物质的触角电位(electroantennogram, EAG)反应和行为响应。【结果】黑水虻成虫触角上的毛形感器表皮壁厚,壁上无孔,内部感器淋巴液中有神经树突;腔锥形感器腔内有多分支的锥形突起,锥形突起的表皮壁薄,壁上有微孔,内部感器淋巴液中有神经树突。EAG测试结果表明,所测试的4种气味物质在各浓度下都能引起雌雄黑水虻成虫明显的EAG反应,不同气味物质引起的反应随浓度变化呈现不同趋势。其中,雌雄成虫对异戊酸的EAG反应均最大,二者的EAG反应相对值均随浓度升高而升高;雌成虫对乳酸的EAG反应随浓度升高先升高后降低,雄成虫对乳酸的EAG反应趋势则相反;对于乙酸乙酯和壬醛两种气味物质的EAG反应,随着测试浓度的升高,黑水虻雌成虫的EAG反应呈现出先降低后升高的趋势,而雄成虫的EAG反应则各不相同且无规律。行为选择测试结果表明, 0.001-0.1 μg/μL乳酸对黑水虻雌成虫有显著的吸引作用, 0.1 μg/μL异戊酸对雄成虫有显著的吸引作用。【结论】黑水虻成虫触角鞭节上的毛形感器可能为温湿度感器,腔锥形感器可能为嗅觉感器。黑水虻雌雄成虫的触角均对高浓度的异戊酸比较敏感;低浓度的乳酸、异戊酸对黑水虻成虫具有一定的引诱作用,有作为引诱剂成分的潜力。
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32. 基于环境因子的中国土栖性白蚁地理分布区划分析
任书欣, 蔡勤学, 李国勇, 孔云峰, 刘银占, 雷宏军, 宋宏权
昆虫学报    2024, 67 (6): 816-826.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2024.06.009
摘要118)      PDF(pc) (5566KB)(386)    PDF(mobile) (5566KB)(4)    收藏
【目的】对中国土栖性白蚁地理分布进行准确区划将对我国土栖性白蚁危害的精准防治具有重要指导价值。本研究旨在通过利用数学模型,结合影响土栖性白蚁分布的环境因子,探析中国土栖性白蚁地理分布区划。【方法】遴选影响白蚁分布的温度、降水量、湿度、土壤pH值等环境因子,利用迭代局部搜索算法(iterative local search, ILS)创建中国土栖性白蚁区划模型。【结果】ILS区划模型分区结果与实际的土栖性白蚁分布较为符合,将我国土栖性白蚁密度依次从南至北分为高密度区(D3)、中密度区(D2)和低密度区(D1)。D3最北分界线,东起江苏南京,经安徽芜湖、湖北麻城和沙市、贵州凤岗、四川宜宾,西至云南香格里拉。其北界线基本上沿长江中下游。D2最北分界线,东起江苏盐城,经安徽阜阳、河南驻马店、陕西商州、甘肃成县,西至四川廉定。其北界线东部大致沿淮河形成最后端凸起的曲线。D1最北分界线,东起山东东营,经河北邯郸、山西长治、甘肃华亭和合作、青海玉树,西至西藏日喀则,其北界线基本上沿黄河下游北上,形成一条中间凸起的曲线。【结论】我国土栖性白蚁地理分布已跨过黄河,总体密度呈南多北少和东多西少的特点,从南到北大体以长江、淮河、黄河等自然地理分界划分为高、中、低3个密度区。
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33. 朱砂叶螨β-N-乙酰己糖胺酶基因TecHEX3的克隆及在蜕皮发育中的作用
刘铭, 格茸楚姆, 卜春亚
昆虫学报    2024, 67 (5): 634-642.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2024.05.005
摘要118)      PDF(pc) (7123KB)(351)    PDF(mobile) (7123KB)(14)    收藏
【目的】本研究旨在探明朱砂叶螨 Tetranychus cinnabarinus几丁质降解通路中的关键酶β-N-乙酰己糖胺酶基因( TecHEX3)在螨蜕皮发育中的功能,为开发新型安全的防治害螨生物农药奠定基础。【方法】利用PCR克隆朱砂叶螨 TecHEX3,并进行生物信息学分析。利用RT-qPCR检测TecHEX3在朱砂叶螨不同发育阶段(卵、幼螨、若螨和成螨)以及饲喂蜕皮激素20-羟基蜕皮酮(20-hydroxyecdysone, 20E)的若螨中的表达量。通过饲喂法进行朱砂叶螨雌成螨和若螨 TecHEX3的RNAi,分析沉默效率,统计并观察朱砂叶螨若螨的死亡率和致死表型。【结果】成功克隆了朱砂叶螨 TecHEX3(GenBank登录号: OR413561),其编码蛋白具有典型的20糖苷水解酶家族结构特征;系统发育树表明TecHEX3与二斑叶螨 T. urticae TuHEX3的亲缘性最高且均属于β-N-乙酰己糖胺酶Ⅳ型。 TecHEX3在朱砂叶螨不同发育阶段都有表达,在成螨期表达量最高;饲喂500 ng/μL的20E对 TecHEX3的表达有最好的诱导效果。RNAi结果表明饲喂ds TecHEX3时朱砂叶螨若螨 TecHEX3表达量较对照组(饲喂dsEGFP)显著下调81%;沉默 TecHEX3导致朱砂叶螨蜕皮困难或蜕皮后形态异常,致死率达40.58%。【结论】TecHEX3参与朱砂叶螨几丁质降解过程,并在朱砂叶螨的蜕皮发育过程中发挥重要作用。
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34. 不同土地利用类型对云南苍山东坡姬蜂科昆虫群落结构和物种多样性的影响
阳霞, 李金库, 谭坤, 李延鹏, 黄志旁, Alexey RESHCHIKOV, 肖文
昆虫学报    2024, 67 (5): 692-699.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2024.05.012
摘要117)      PDF(pc) (1533KB)(258)    收藏
【目的】为了解不同土地利用类型对姬蜂科(Ichneumonidae)昆虫个体数、优势类群和动态变化的影响。【方法】于2018年10月至2019年9月,在云南大理白族自治州苍山东坡海拔2 300 m 区域利用马来氏网法收集天然林和茶园姬蜂科昆虫,分析两种生境中姬蜂科昆虫生物量、亚科数、群落结构和亚科多样性差异。【结果】2018年10月至2019年9月从云南大理苍山东坡天然林和茶园中共收集到姬蜂科昆虫2 259头,分属23个亚科,其中天然林中1 551头,分属22个亚科;茶园中708头,分属21个亚科。天然林中每月姬蜂科昆虫个体数高于茶园中的,两种生境中每月姬蜂科昆虫亚科数无显著差异;天然林中姬蜂科昆虫月亚科数波动趋势分别在6月和12月呈较高的双峰型,茶园中姬蜂科昆虫月亚科数波动无峰值;两种生境中姬蜂科昆虫群落组成有显著差异,天然林中独有优势亚科为肿跗姬蜂亚科(Anomaloninae),茶园中独有优势亚科为粗角姬蜂亚科(Phygadeuoninae),两种生境中共有优势亚科为缝姬蜂亚科(Campopleginae) 和拱脸姬蜂亚科(Orthocentrinae),但出现高峰不同;天然林和茶园中每月姬蜂科昆虫亚科多样性指数和丰富度无显著差异。【结论】苍山东坡低海拔区域茶园与天然林相比,姬蜂科昆虫个体总数降低,姬蜂科昆虫群落结构、优势类群和全年个体数动态发生变化。为保护好姬蜂科昆虫这类生物防治昆虫,建议保护好原始的植被和土地利用类型。
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35. 一种伪装昆虫图像的前背景自动分割算法——ZDNet
范炬臣, 李小林, 任昊杰, 王荣, 张飞萍, 黄世国
昆虫学报    2024, 67 (8): 1127-1136.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2024.08.009
摘要117)      PDF(pc) (14236KB)(65)    收藏
【目的】昆虫常在色彩、纹理或形态上和背景相似,具有伪装性,识别难度大。本研究旨在探索基于深度学习的伪装昆虫前背景自动分割方法。【方法】将显著目标检测算法(salient object detection algorithm)、大模型图像分割算法(large-scale model-based image segmentation algorithm)以及伪装目标检测算法(camouflaged object detection algorithm)应用于伪装昆虫数据集,该数据集包括10类昆虫共1 900张图片;并进一步针对现有伪装目标检测算法的不足,提出了一种基于DGNet(deep-gradient network)的网络模型改进方法,即ZDNet(zoom-deep gradient network)。在构建该模型时,充分运用图像特征增强、交错图像金字塔、梯度诱导和跳跃式特征融合等技术。利用伪装目标检测公开数据集COD10K与CAMO构建了包含螽斯、蜘蛛等10个目昆虫的图像数据集,结合迁移学习进行网络训练,将经过训练的模型用于分割伪装昆虫。【结果】现有的伪装目标检测模型用于伪装昆虫前背景分割时,其分割性能明显优于显著目标检测模型和大模型分割图像。同时,ZDNet在性能上也明显优于现有的伪装目标检测算法,获得的S度量值、最大F度量值、平均F度量值、最大E度量值、平均E度量值和平均绝对误差(mean absolute error, MAE)分别为0.890, 0.865, 0.824, 0.966, 0.951和0.020。【结论】研究结果证明了ZDNet网络模型能够获得很好的伪装昆虫前背景分割结果,有利于提高昆虫识别的性能,也进一步拓宽了伪装目标检测方法的应用范围。
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36. 水稻切叶野螟和稻纵卷叶螟成虫触角感器的超微形态
李永杰, 赵红, 杜喜翠
昆虫学报    2024, 67 (7): 976-986.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2024.07.008
摘要116)      PDF(pc) (5434KB)(363)    PDF(mobile) (5434KB)(13)    收藏
【目的】明确和比较重要害虫水稻切叶野螟 Herpetogramma licarsisalis和稻纵卷叶螟 Cnaphalocrocis medinalis成虫触角上的感器类型、形态、分布和数量。【方法】利用扫描电子显微镜对采自国内不同地区的水稻切叶野螟和稻纵卷叶螟雌、雄成虫的触角感器进行观察。【结果】水稻切叶野螟和稻纵卷叶螟成虫触角上均具8类感器,分别是Bhm氏鬃毛、毛形感器、刺形感器、锥形感器、耳形感器、鳞形感器、腔锥形感器和栓锥形感器。毛形感器在两种螟蛾触角上的分布最广、数量最多,锥形感器的数量仅次于毛形感器;柄节上Bhm氏鬃毛的数量比梗节多;刺形感器的长度向鞭节末端逐渐变长,鞭节末端的最长且数量最多;栓锥形感器Ⅰ型在鞭节的每亚节均为1个,仅分布在鞭节末端的栓锥形感器Ⅱ型在两种螟蛾中的数量不同且稳定。水稻切叶野螟成虫的触角感器亚型多于稻纵卷叶螟成虫的;耳形感器Ⅳ型仅在水稻切叶野螟成虫触角上发现。触角感器的分布部位、数量、密度和一些特征值在两种螟蛾中有一定差别。【结论】水稻切叶野螟和稻纵卷叶螟成虫触角感器类型相同,但亚型有一定差异;雄成虫触角上的毛形感器数量均显著多于雌成虫触角上的;栓锥形感器Ⅱ型的数量可用于区分这两种螟蛾成虫。触角感器超微形态为螟蛾总科(Pyraloidea)昆虫的分类和系统发育研究提供了新的特征依据,为进一步研究触角感器功能和探索触角嗅觉感受机制提供了形态学依据。
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37. 越冬初期和中期西方蜜蜂四个亚种的miRNA 及其靶mRNA的比较分析
蒋海宾, 杜亚丽, 冀全枝, 何金明, 孙智禹, 吴鹰, 王志, 兰凤明, 牛庆生, 刘玉玲, 徐凯
昆虫学报    2024, 67 (5): 622-633.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2024.05.004
摘要116)      PDF(pc) (4813KB)(468)    收藏
 【目的】明确西方蜜蜂 Apis mellifera微小RNA(microRNA, miRNA)在越冬期间的表达量变化,揭示miRNA及其靶mRNA与抗寒性的潜在关系,在miRNA组学层面进一步揭示西方蜜蜂抗寒性的分子机理。【方法】利用sRNA-seq技术鉴定西方蜜蜂4个亚种意大利蜜蜂 A.m. ligustica、欧洲黑蜂 A. m. mellifera、高加索蜂 A. m. caucasica和卡尼鄂拉蜂 A. m. carnica在越冬期初期和越冬中期的miRNA;根据 P≤0.05且|log 2fold change|≥1标准筛选4个亚种在越冬不同时期的差异表达miRNA(differentially expressed miRNAs, DEmiRNAs)。利用相关生物信息学软件对筛选出的miRNA的靶mRNA进行预测,并对靶mRNA进行GO及KEGG数据库注释。根据靶向结合关系构建DEmiRNA和靶mRNA的调控网络,并利用Cytoscape进行可视化。随机选取ame-miR-263a-5p, ame-miR-184-3p, ame-miR-263b-5p, ame-miR-190-5p, ame-miR-6052-5p, ame-miR-9a-5p, ame-miR-100-5p和ame-miR-306-5p等8个DEmiRNA进行RT-qPCR验证。【结果】鉴定获得越冬期西方蜜蜂4个亚种210个miRNA,包括178个保守的miRNA和32个新的miRNA,长度介于18~30 nt,分布数量最多的长度为22和23 nt,首位碱基为U的miRNA数量最多。西方蜜蜂4个亚种在越冬初期和越冬中期表达量最高的DEmiRNAs为ame-miR-1-3p, ame-miR-276-3p和ame-miR-184-3p。意大利蜜蜂越冬初期vs越冬中期共筛选出22个DEmiRNA,可靶向调控394条mRNA,这些mRNA分别注释到161个GO功能条目和16条KEGG通路上;欧洲黑蜂越冬初期vs越冬中期共筛选出28个DEmiRNA,可靶向调控415条mRNA,这些mRNA分别注释到147个GO功能条目和15条KEGG通路上;高加索蜂越冬初期vs越冬中期共筛选67个DEmiRNA,可靶向调控1 021条mRNA,这些mRNA分别注释到171个GO功能条目和21条KEGG通路上;卡尼鄂拉蜂越冬初期vs越冬中期共筛选18个DEmiRNA,可靶向调控330条mRNA,这些mRNA分别注释到147个GO功能条目和13条KEGG通路上。西方蜜蜂4个亚种DEmiRNA与靶mRNA之间形成较为复杂的调控网络。RT-qPCR结果显示8个DEmiRNA的表达趋势与测序数据一致,证实了本研究中测序数据的可靠性。【结论】本研究明确西方蜜蜂4个亚种越冬不同时期的miRNA表达量变化,筛选出多个潜在调控西方蜜蜂越冬期抗寒性的分子候选靶标miRNA,其中ame-miR-14-3p和ame-miR-3786-5p在欧洲黑蜂、高加索蜂和卡尼鄂拉蜂中负调控多个mRNA的表达,在意大利蜜蜂中并没有参与;miRNA通过调控靶基因的表达参与甘油磷酸脂代谢、MAPK信号通路和mTOR等关键信号通路参与西方蜜蜂的抗寒性。
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38. E8, E10-12∶OH对梨小食心虫性诱剂的增效作用及其与信息素结合蛋白和普通气味结合蛋白的结合机制
李春沁, 刘彦飞, 胡梓寒, 陈秀琳, 李伯辽, 罗坤, 李广伟
昆虫学报    2024, 67 (7): 909-922.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2024.07.002
摘要115)      PDF(pc) (3596KB)(383)    PDF(mobile) (3596KB)(15)    收藏
【目的】(反,反)-8, 10-十二碳二烯-1-醇[(8 E, 10 E)-dodecadien-1-ol, E8, E10-12∶OH]是苹果蠹蛾 Cydia pomonella的主要性信息素成分,对梨小食心虫 Grapholita molesta性诱剂具有引诱增效作用。本研究旨在测定 E8, E10-12∶OH对梨小食心虫性诱剂的增效能力,确定主要结合 E8, E10-12∶OH的信息素结合蛋白(pheromone binding proteins, PBPs)和普通气味结合蛋白(general odorant binding proteins, GOBPs)。【方法】利用触角电位(electroantennogram, EAG)仪测定梨小食心虫雄成虫对0.002, 0.02, 0.2, 2, 20, 200和2 000 μg E8, E10-12∶OH激发的EAG反应;利用田间诱集试验测定 E8, E10-12∶OH对梨小食心虫性诱剂的增效能力;利用荧光竞争结合实验测定梨小食心虫信息素结合蛋白GmolPBP1, GmolPBP2和GmolPBP3及普通气味结合蛋白GmolGOBP1, GmolGOBP2和GmolGOBP3与 E8, E10-12∶OH的抑制常数Ki;利用分子动力学模拟的方法预测GmolGOBP2结合 E8, E10-12∶OH的关键氨基酸;利用定点突变和荧光竞争结合实验验证GmolGOBP2结合 E8, E10-12∶OH的关键氨基酸残基及弱相互作用力。【结果】梨小食心虫雄成虫对 E8, E10-12∶OH表现出EAG反应,雄成虫对2 000 μg E8, E10-12∶OH的EAG反应值最高[(0.57±0.14) mV]。在梨小食心虫性诱剂中添加200 μg E8, E10-12∶OH时,增效效果最佳,增效倍数达2.46倍。GmolGOBP2结合 E8, E10-12∶OH的能力最强[Ki=(1.92±0.05) μmol/L],是结合 E8, E10-12∶OH的主要OBP。分子动力学模拟表明GmolGOBP2的Phe18, Ile100, Glu104, Val117和Phe124结合E8, E1012∶OH的自由能最低,分别为-1.18, -1.33, -3.34, -1.19和-1.58 kj/kg,预测是GmolGOBP2结合 E8, E10-12∶OH的重要位点,将以上5个残基定点突变为丙氨酸Ala后,突变体蛋白E104A和F124A失去了结合 E8, E10-12∶OH的能力,表明Glu104和Phe124是GmolGOBP2结合 E8, E10-12∶OH的关键氨基酸。【结论】 E8, E10-12∶OH是开发梨小食心虫高效性诱剂的理想增效剂, GmolGOBP2在梨小食心虫识别种间性信息素 E8, E10-12∶OH的过程中发挥着重要作用, Glu104和Phe124是GmolGOBP2结合 E8, E10-12∶OH的关键氨基酸残基。
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39. 茶小绿叶蝉成虫体表纳米网粒体防护层的破坏与修复
屈政, 杨广, 杨小红, 林美珍
昆虫学报    2024, 67 (6): 766-777.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2024.06.004
摘要113)      PDF(pc) (5834KB)(297)    PDF(mobile) (5834KB)(7)    收藏
【目的】茶小绿叶蝉 Empoasca onukii体表覆盖的纳米网粒体颗粒具有防蜜露粘黏、抗杀虫剂渗透等屏障作用。本研究尝试探索造成叶蝉体表网粒体防护层破坏的方法,跟踪分析茶小绿叶蝉成虫网粒体防护层破坏后的分泌节律及修复行为,并观察网粒体涂抹器的微观形态,以期阐明茶小绿叶蝉成虫涂抹修复纳米网粒体防护层的具体特征。【方法】用清水喷雾、喷粉和高湿处理以及用添加不同表面活性剂[0.2%洗洁精、 0.5%吐温80和0.05%有机硅助剂丝润(Silwet 618)]的杀虫剂喷雾(0.05 mg/L联苯菊酯)处理茶小绿叶蝉成虫,用指示剂药斑法及扫描电子显微镜(scanning electron microscope, SEM)观察这些处理对成虫翅面网粒体的破坏效果;以有机硅助剂丝润分别喷雾以及单翅涂抹成虫两种方式进行破坏处理,并以不做任何处理的成虫为对照组,通过可拍照显微镜记录成虫翅面出现网粒体白斑次数,并通过网粒体白斑次数分析不同处理组成虫网粒体分泌节律变化;通过Vegas软件分析茶小绿叶蝉网粒体涂抹动作,利用器官破坏法确定网粒体涂抹器所在部位,并通过SEM观察其微观结构。【结果】清水喷雾、粉尘和高湿环境不会对茶小绿叶蝉成虫体表网粒体防护层造成破坏,加有机硅助剂丝润的杀虫剂喷雾可在成虫翅面产生明显药斑, SEM图片显示网粒体与残留有机硅助剂团聚结块并掉落;有机硅助剂丝润喷雾处理组成虫网粒体的分泌间隔时长为(22.3±1.8) h,比对照组缩短了约8.0 h, 5 d内有机硅助剂丝润喷雾处理组成虫网粒体分泌频次为(8±1)次,比对照组高出约3次;成虫往体表涂抹修饰网粒体时前后足的振动频率可达(16.7±2.4) Hz;器官破坏法处理后足胫节微毛列造成叶蝉无法正常涂抹网粒体,这可能是由涂抹器微毛顶端反向弯曲造成的。【结论】有机硅助剂丝润可破坏茶小绿叶蝉成虫体表网粒体防护层,有机硅助剂处理后茶小绿叶蝉通过缩短网粒体的分泌间隔时长来修复网粒体防护层;前后足振动频率以及胫节微毛末端的正常弯钩是茶小绿叶蝉成虫完成纳米网粒体颗粒涂抹的关键。

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40. 硅藻土介导的截形叶螨成螨爪哇虫草菌敏感性提升和表皮特征变化
赵冬晓, 张志春, 牛洪涛, 郭慧芳
昆虫学报    2024, 67 (5): 651-658.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2024.05.007
摘要113)      PDF(pc) (5734KB)(314)    收藏
【目的】截形叶螨 Tetranychus truncatus抗药性演化快,防治难度不断加大,研发微生物杀螨剂迫在眉睫。杀虫真菌爪哇虫草菌 Cordyceps javanica JS001菌株已开发为防烟粉虱 Bemisi tabaci等害虫的生防药剂。本研究旨在探索爪哇虫草菌对截形叶螨的致病力以及其理想助剂材料,以挖掘爪哇虫草菌对截形叶螨的生防潜力。【方法】采用喷雾法测定爪哇虫草菌JS001菌株1.0×10 6孢子/mL孢子悬浮液侵染后截形叶螨卵、若螨以及成螨的累计死亡率;分别用硅藻土(0.025 g/L)溶液以及添加了硅藻土的爪哇虫草菌JS001菌株孢子悬浮液(1.0×10 6孢子/mL)喷施截形叶螨2日龄成螨,观察记录成螨的感染死亡情况;以硅藻土溶液(0.025 g/L)喷施截形叶螨2日龄成螨,扫描电子显微镜下观察并计算截形叶螨2日龄成螨表皮褶皱间距和单位距离(10 μm)内褶皱数。【结果】爪哇虫草菌JS001菌株对截形叶螨的卵未表现出致病力,造成成螨的死亡率为81.75%,显著高于若螨的死亡率(40.91%)。硅藻土能加速爪哇虫草菌JS001菌株对成螨的致死作用,平均存活时间缩短0.6 d。扫描电子显微镜观察结果表明,与对照比较,硅藻土处理能疏松成螨表皮的微阵列结构,相邻褶皱之间的平均距离显著变大,且单位距离(10 μm)内的平均褶皱数目显著下降。【结论】爪哇虫草菌JS001菌株对截形叶螨成螨具有较高致病力,硅藻土能改变成螨表皮物理结构并提升爪哇虫草菌JS001菌株的杀螨活性。
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