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. 害虫遗传控制技术的研究与应用
孙浩, 高聪芬, 吴顺凡
昆虫学报    2024, 67 (3): 404-421.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2024.03.011
摘要498)      PDF(pc) (2737KB)(256)    收藏
 媒介昆虫可传播寄生虫和病毒,如疟原虫、寨卡病毒和登革热病毒等,每年在全球范围内造成重大的经济损失与人员伤亡。农业害虫则每年造成农作物产量的重大损失,严重威胁着全球粮食安全。然而,目前基于化学防治等手段已不足以完全控制害虫的发生与危害。同时,使用化学农药会导致抗性产生,造成环境污染和农药残留等。因此,生产上亟需开发新型害虫控制策略。近年来,随着基因组测序技术和基因编辑技术的发展,针对目标害虫种群及其特定靶标基因的遗传控制技术迅速发展。相比传统的有害生物防控手段如化学防治等,害虫遗传控制策略具有物种特异性、环境友好和防控高效等优势。本文主要综述了研究较为广泛的几种害虫遗传控制技术,包括昆虫不育技术(sterile insect technique, SIT)、昆虫显性致死释放(release of insects carrying a dominant lethal, RIDL)技术以及基因驱动(gene drive, GD)技术等的研究现状与应用案例。最后,我们对害虫遗传控制技术研究及其在农业害虫防治中的应用做出了几点展望:(1)建立稳定高效的遗传操作体系;(2)鉴定生殖细胞或其他组织中高效的启动子,以提高基因编辑或基因转化的效率;(3)解析害虫性别决定通路和挖掘参与害虫生殖发育的关键基因。
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2. 昆虫共生微生物:研究进展与展望
栾军波, 王四宝
昆虫学报    2023, 66 (10): 1271-1281.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2023.10.001
摘要476)      PDF(pc) (1528KB)(756)    PDF(mobile) (1528KB)(91)    收藏
 昆虫共生微生物是指与昆虫宿主建立持久互作关系的微生物,这些微生物分布于昆虫的体表、肠道、血腔或者细胞内,参与调节宿主昆虫的多种生理功能。昆虫-共生微生物互作研究涉及多个学科领域的交叉。深入研究昆虫共生微生物的功能及其与宿主的互作关系不仅有助于阐明重要的生命科学机理,还将为害虫治理和虫传病害的防控以及益虫的有效利用提供新的思路和方法。近年来,我国学者在昆虫微生物组研究领域取得显著进展,在多个研究方向取得重要成果。本文概述了国内外昆虫共生微生物研究的最新进展,介绍了本专辑论文的主要研究内容,并提出了值得关注的3个研究方向:(1)昆虫细胞内共生微生物的功能;(2)昆虫调控共生微生物丰度和传播的机制;(3)昆虫共生微生物的遗传改造和应用。
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3. 昆虫脂肪体结构功能及其在人类疾病模型应用中的研究进展
马振刚, 何雨泊, 马强, 王静琳, 周泽扬
昆虫学报    2023, 66 (9): 1246-1257.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2023.09.011
摘要264)      PDF(pc) (3559KB)(156)    PDF(mobile) (3559KB)(19)    收藏
昆虫脂肪体大量分布在昆虫的体内,其是一个动态疏松的组织,包括外周脂肪体和围脏脂肪体两种类型。昆虫脂肪体的结构与功能是息息相关的,其结构会随着昆虫不同生命阶段的变化而变化,其功能也随之发生改变。昆虫脂肪体最基本的功能是作为昆虫生命代谢的核心组织进行物质的合成与储存。此外,脂肪体还有许多重要的功能,是多种激素作用的靶器官,与昆虫的先天免疫、寿命和生长发育等都有关。因此,研究昆虫脂肪体对于解析昆虫重要生命现象是十分重要的。近年来已经有大量研究将昆虫脂肪体作为人类疾病和药物开发等方面的研究模型,将其应用于人类免疫学、人类疾病发病机制探究、新型药物研发等诸多领域。本文对昆虫脂肪体的形态结构、形成与变态、生物学功能及在人类疾病模型研究中的应用与展望进行了综述,以系统地加深对昆虫脂肪体结构与功能的理解与认识。昆虫脂肪体将在人类主要疾病模型的构建、疾病发病机理的探究等方面具有较大的应用潜力。
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4. 东亚飞蝗WntA在胚胎发育阶段的时空表达
宋佳, 马钰洁, 蒲雪, 季荣, Iliya Kabak, 袁亮
昆虫学报    2023, 66 (9): 1139-1149.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2023.09.001
摘要259)      PDF(pc) (28116KB)(303)    PDF(mobile) (28116KB)(68)    收藏
【目的】探讨东亚飞蝗 Locusta migratoria manilensis Wnt基因家族中WntA编码蛋白序列特征及其在胚胎发育阶段的时空表达谱,为进一步开展 LmmWntA的功能研究及挖掘东亚飞蝗其他Wnt基因家族成员奠定基础。【方法】PCR克隆并利用邻接法(neighbor-joining,NJ)鉴定东亚飞蝗Wnt基因家族基因 LmmWntA;通过同源序列多重比对分析LmmWntA氨基酸序列特征;利用整胚原位杂交技术对LmmWntA在东亚飞蝗产卵后(after egg laying, AEL)发育至12, 24, 35, 46, 56和65 h以及3, 3.5, 4, 4.5, 5, 5.5, 6.5, 8, 8.5, 9.5和11 d共17个连续胚胎发育阶段进行转录信号筛查。【结果】克隆获得东亚飞蝗 LmmWntA(GenBank登录号: MW052768), CDS全长1 101 bp,编码336个氨基酸;LmmWtnA与头索动物、昆虫、有爪动物及环节动物WntA蛋白共同聚为WntA亚家族单系群;LmmWntA中段和C端与比对物种WntA蛋白序列保持了较高同源性,仅在N端信号肽区域出现差异,LmmWntA与膜翅目(Hymenoptera)西方蜜蜂 Apis mellifera AmWntA蛋白聚为姊妹群,氨基酸序列一致性为59.05%。 LmmWntA最先表达在东亚飞蝗35 h AEL胚胎期末端生长区并在该区域持续表达至4 d AEL胚胎期,同时在新生体节每节腹部形成条纹状表达;在46 h AEL胚胎期视叶后半区持续表达至8.5 d AEL胚胎期,该区域未来发育成复眼;在56 h AEL胚胎期脑持续表达至5.5 d AEL胚胎期;在65 h AEL胚胎期每节腹部的条纹状表达信号逐渐转移至腹中线两侧,在触角基部有明显的表达信号;在5.5 d AEL胚胎期表达信号进一步转移至腹神经;从3 d AEL胚胎期开始在腹侧体节远轴端表达,后期转移至上颚、足关节及末端;伴随4.5 d AEL胚胎末端开始内陷形成肛道, LmmWntA在内陷肛道的腹面及前端表达,最多内陷至腹部第7体节;至9.5 d AEL胚胎期时 LmmWntA在翅芽盘处表达。【结论】 LmmWntA在东亚飞蝗胚胎发育阶段动态表达,推测LmmWntA参与东亚飞蝗胚胎后端体节生长、神经系统(脑和腹神经)、复眼、触角、消化系统后端(肛道)、颚、胸部附肢(足和翅)等重要组织和器官的发生和形成。本研究结果为进一步开展LmmWntA功能缺失研究奠定发育生物学基础。
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5. 蠋蝽热激蛋白基因AcHsp83aAcHsp83b的克隆、 表达谱及对高低温和UV-B胁迫的响应
孟建玉, 金鑫, 何龙春, 张雪霞, 杨昌利, 张长禹
昆虫学报    2023, 66 (11): 1425-1434.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2023.11.001
摘要247)      PDF(pc) (1904KB)(269)    PDF(mobile) (1904KB)(71)    收藏
【目的】 探索天敌昆虫蠋蝽A rma chinensis响应高低温和UV-B胁迫的分子机制。【方法】 利用RT-PCR克隆蠋蝽热激蛋白基因 Hsp83aHsp83b,并利用生物信息学分析其序列特征;利用RT-qPCR检测 Hsp83aHsp83b在蠋蝽不同发育阶段(卵、1-5龄若虫、雌成虫和雄成虫)、成虫不同组织(头、胸、腹、翅、触角、脂肪体、足、马氏管、口器、中肠、卵巢和精巢)及38 ℃高温、4 ℃低温0(CK), 6和24 h时和UV-B胁迫0(CK), 6和12 h时雌成虫和雄成虫中的表达量。【结果】 克隆获得蠋蝽2个Hsp90基因,分别命名为 AcHsp83a(GenBank登录号: OP791883)和 AcHsp83b(GenBank登录号: OP791884),开放阅读框(ORF)分别长2 172和2 163 bp,分别编码723和720个氨基酸,编码蛋白相对分子量分别为83.12和82.90 kD,等电点(pI)分别为4.94和4.97,C末端序列都含保守基序EEVD,均为胞质型热激蛋白。AcHsp83a和AcHsp83b高度保守。 AcHsp83a在卵中表达量最高,AcHsp83b在成虫中表达量最高; AcHsp83a在雄成虫精巢中表达量最高,AcHsp83b在雌成虫中肠中表达量最高。对于雌成虫,随着38 ℃, 4 ℃和UV-B处理时间的延长, AcHsp83aAcHsp83b的表达量均先上升后下降,在6 h时达到最高。对于雄成虫,随着38 ℃和UV-B处理时间的延长,AcHsp83a的表达量均先上升后下降,在6 h时达到最高;随着4 ℃处理时间的延长, AcHsp83a的表达量在雄成虫中先下降后上升,在24 h时达到最高;在3种胁迫条件下,雄成虫体内 AcHsp83b的表达量均较对照显著降低。【结论】 蠋蝽 AcHsp83aAcHsp83b的差异表达说明其在蠋蝽的生长发育及适应极端温度和UV-B胁迫过程中发挥重要作用。
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6. 携带松材线虫对松墨天牛成虫肠道 和气管细菌的影响
顾宇彤, 朱浩诚, 常悦, 周娇, 樊建庭, 赵莉蔺
昆虫学报    2023, 66 (10): 1319-1328.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2023.10.006
摘要236)      PDF(pc) (1762KB)(198)    PDF(mobile) (1762KB)(10)    收藏
【目的】探究被松墨天牛 Monochamus alternatus携带的松材线虫 Bursaphelenchus xylophilus对松墨天牛肠道和气管细菌的影响。【方法】野外采集携带松材线虫的松墨天牛成虫后,取出完整肠道和气管进行细菌总DNA抽提后进行16S rDNA基因测序并拼接,并利用生物信息学方法分析松墨天牛成虫肠道和气管细菌组成、结构、丰度和多样性。【结果】携带松材线虫的松墨天牛成虫肠道和气管细菌菌群共检测到15门26纲66目110科201属296种,可操作分类单元(operational taxonomic unit, OTU)数目为444。携带松材线虫的松墨天牛成虫比未携带松材线虫的松墨天牛成虫肠道优势细菌菌群变化不显著,均为变形菌门(Proteobacteria)肠杆菌目(Enterobacterales);携带松材线虫的松墨天牛成虫气管优势细菌菌群为变形菌门肠杆菌目,未携带松材线虫的松墨天牛成虫气管优势细菌菌群为厚壁菌门(Firmicutes)乳杆菌目(Lactobacillales)。携带松材线虫的松墨天牛成虫较未携带松材线虫的松墨天牛成虫气管细菌多样性和丰度升高,细菌群落结构显著不同;携带松材线虫的松墨天牛成虫肠道和气管中沙雷氏菌属 Serratia和肠杆菌属 Enterobacter富集。【结论】携带松材线虫后对松墨天牛成虫气管细菌菌群组成、结构、丰度和多样性都有显著影响,携带松材线虫的松墨天牛成虫气管中的沙雷氏菌属和肠杆菌属可能与松材线虫松墨天牛复合体有紧密的联系。在携带松材线虫后,松墨天牛成虫气管中沙雷氏菌属增加,可能与松墨天牛气管免疫受抑制有关。本研究为解析松墨天牛肠道和气管细菌多样性提供了理论基础,为防控松材线虫提供了新的方向。
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7. 昆虫肠道微生物及其功能研究方法进展
马玲, 曹靖瑜, 白建洋, 徐喆, 李璐, 张月, 闵梦茹
昆虫学报    2023, 66 (10): 1415-1424.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2023.10.014
摘要233)      PDF(pc) (1522KB)(432)    PDF(mobile) (1522KB)(30)    收藏
昆虫是世界上种类最为丰富、分布最为广泛的动物类群,其肠道内栖息着复杂且多样的微生物。不同昆虫因肠道结构、肠道内环境、食性、龄期、外界环境不同,肠道内微生物组成与丰度也存在差异。肠道微生物主要通过垂直方向与水平方向在种群与个体间传播,对昆虫宿主营养代谢、生理行为、防御、解毒等诸多方面有重要影响;通过体外培养的方法可从培养基对昆虫肠道微生物进行分离,用基质辅助激光解析电离飞行时间质谱(matrix-assisted laser desorption ionization-time of flight mass spectrometry, MALDI-TOF MS)及16S rRNA基因测序技术等可迅速鉴定微生物;宏基因组学、蛋白质组学、代谢组学等多种组学技术联合运用,使得肠道微生物鉴定与功能推测更为高效;体外试验、微生物补充、菌群移植、沉默微生物成员相关基因等试验方法使微生物功能验证更为准确;利用高温处理、溶菌酶处理、无菌饲养处理及抗生素处理等方式能清除肠道内的微生物群落,获得无菌昆虫用于功能验证试验,但当前使用最广的抗生素法在实际应用中仍存在一定局限;利用肠道微生物特性,通过共生菌基因工程防治有害生物与虫媒传染病。目前,昆虫肠道微生物在生态、经济、能源、环保等领域发挥着重要作用,随着新兴技术的发展融合,更多昆虫微生物互作机制将会被揭示,通过昆虫肠道微生物控制有害生物控制手段也将更为多样、环保和高效。
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8. 松墨天牛成虫内生殖系统的形态与发育
陈瑾, 李慧, 胡天义, 杨华磊, 危嘉航, 金林, 郝德君
昆虫学报    2023, 66 (9): 1210-1220.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2023.09.008
摘要222)      PDF(pc) (86405KB)(169)    PDF(mobile) (86405KB)(28)    收藏
: 【目的】明确松墨天牛 Monochamus alternatus内生殖系统的结构及发育过程,为松墨天牛生殖机理研究及种群动态监测提供理论依据。【方法】选择不同日龄的松墨天牛雌雄成虫,采用组织解剖学方法结合光学显微镜对内生殖系统进行观察,明确其结构特征;通过发育级别划分,确定雌雄成虫内生殖系统的发育过程。【结果】松墨天牛雌成虫内生殖系统由1对卵巢、1对侧输卵管、中输卵管、交配囊、受精囊管、受精囊、受精囊腺、产卵器和生殖腔组成。根据雌成虫卵巢管和受精囊腺的形态和颜色将雌成虫性成熟发育过程划分为:乳白透明期(Ⅰ级)、卵黄沉积初期(Ⅱ级)、卵黄沉积盛期(Ⅲ级)和卵成熟待产期(Ⅳ级)。卵巢管在卵巢发育过程中不断增长,颜色由乳白透明转为黄色,受精囊腺的形态和颜色从扁平、半透明到饱满、黄色。雄成虫内生殖系统由1对精巢、2对附腺、1对输精管、1对贮精囊、1对射精管、环状器和阳茎组成。根据雄成虫精巢叶、贮精囊和附腺的形态和颜色将雄虫性成熟发育过程划分为:乳白透明期(Ⅰ级)、精子形成初期(Ⅱ级)、精子形成盛期(Ⅲ级)和成熟期(Ⅳ级)。精巢叶长径变化较小,精巢管、贮精囊和环状器颜色由乳白半透明到白色,附腺形态和颜色由细小半透明到膨大透明。松墨天牛雌、雄成虫的内生殖系统发育主要集中在Ⅱ~Ⅲ级,就内生殖系统的发育进程而言,雄成虫发育速度更快,12日龄时内生殖系统已经发育成熟,而雌成虫在15日龄时内生殖系统发育成熟。【结论】明确了松墨天牛雌、雄成虫内生殖系统基本结构及其发育进程,不仅为进一步研究松墨天牛生殖机理提供了理论依据,还为生产实践中松墨天牛产卵高峰期的预测预报提供参考。
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9. 沟眶象味觉受体基因EscrGR8对 雌成虫繁殖力的影响
郭晓丽, 文超, 温俊宝, 温晓健
昆虫学报    2024, 67 (3): 307-317.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2024.03.001
摘要222)      PDF(pc) (1773KB)(261)    收藏
【目的】分析和阐明沟眶象 Eucryptorrhynchus scrobiculatus味觉受体基因 EscrGR8的分子特性和功能,揭示其调节雌成虫繁殖力的作用。【方法】基于沟眶象触角转录组数据库,采用RACE克隆 EscrGR8的cDNA全长序列;利用qRT-PCR检测 EscrGR8在沟眶象不同发育阶段(卵、 1-6龄幼虫、蛹、雌成虫和雄成虫)和雌雄成虫组织(去除触角和喙的头、触角、口器、中肠、前足、睾丸、卵巢、雄虫交配器和雌虫产卵器)中的表达量。显微注射雌成虫dsRNA后0, 6, 12, 24, 36, 48和72 h时利用qRT-PCR检测RNAi后 EscrGR8的表达量。检测显微注射dsEscrGR8后1-5 d和6-11 d时沟眶象雌成虫在不同土壤含水量(0~10%, 11%~20%, 21%~40%, 41%~60%, 61%~80%和81%~100%)条件下的产卵选择率、总产卵数量和所产卵的孵化率,研究抑制 EscrGR8表达对雌成虫产卵选择性和繁殖力的影响。【结果】成功克隆了沟眶象 EscrGR8 (GenBank登录号: OR836580)的cDNA全长序列,开放阅读框(ORF)长1 251 bp,编码了416个氨基酸,具有6个跨膜结构域。多序列比对和系统发育进化分析结果表明, EscrGR8与其他昆虫的GR的氨基酸序列同源性普遍较低,其中与棉铃象甲 Anthonomus grandis的AgraGR64f氨基酸序列一致性为3096%。qRT-PCR检测结果表明, EscrGR8在沟眶象不同发育阶段和成虫组织中的表达量具有显著差异, EscrGR8在雌成虫中的表达量最高,在卵中的表达量最低; EscrGR8在雌成虫卵巢中特异性高表达。显微注射ds EscrGR8不仅在一定时间内显著降低 EscrGR8的表达量,并且对雌成虫的产卵选择性具有显著影响。显微注射ds EscrGR8后1-5 d时沟眶象雌成虫在含水量21%~40%土壤条件下的产卵选择率和所产卵的孵化率与显微注射ds GFP的对照组相比分别显著降低了2466%和1583%;在含水量81%~100%土壤条件下的产卵选择率与显微注射ds GFP的对照组相比显著增加了28.39%,雌成虫所产卵几乎不孵化。【结论】本研究证实了味觉受体基因 EscrGR8对沟眶象雌成虫产卵选择和繁殖力的影响,有助于理解昆虫味觉受体基因的多样性和功能特异性。
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10. 嗜卷书虱Cu/Zn-SOD1, Cu/Zn-SOD2和Fe/Mn-SOD的克隆及对高低温胁迫的响应
王潇, 徐德均, 朱斌健, 徐俊延, 敖国红, 张长禹, 韩开宇
昆虫学报    2024, 67 (1): 1-8.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2024.01.001
摘要214)      PDF(pc) (1664KB)(319)    PDF(mobile) (1664KB)(35)    收藏

【目的】揭示嗜卷书虱Liposcelis bostrychophila超氧化物歧化酶基因在响应高低温胁迫中的作用。【方法】通过RT-PCR克隆嗜卷书虱3个超氧化物歧化酶基因 Cu/Zn-SOD1, Cu/Zn-SOD2Fe/Mn-SOD,利用生物信息学方法分析其序列特征;采用RT-qPCR技术检测Cu/Zn-SOD1, Cu/Zn-SOD2Fe/Mn-SOD在高温(42 ℃)和低温(4 ℃)胁迫下0, 1和2 h时成虫中的相对表达量。【结果】克隆获得嗜卷书虱LbCu/Zn-SOD1, LbCu/Zn-SOD2LbFe/Mn-SOD cDNA(GenBank登录号分别为 OQ938782, OQ938783和OQ938784),开放阅读框(ORF)分别长465, 630和636 bp,分别编码154, 209和211个氨基酸,编码蛋白质相对分子量分别为15.85, 22.33和23.72 kD,等电点分别为6.17, 7.68和6.79;LbCu/Zn-SOD1和LbCu/Zn-SOD2分别具有1个和2个Cu/Zn超氧化物歧化酶特征,LbFe/Mn-SOD具有1个Fe/Mn超氧化物歧化酶特征。系统进化分析结果表明,昆虫Cu/Zn-SOD1, Cu/Zn-SOD2和Fe/Mn-SOD高度保守。高温42℃胁迫诱导嗜卷书虱成虫中LbCu/Zn-SOD1, LbCu/Zn-SOD2LbFe/Mn-SOD的表达,其中LbCu/Zn-SOD1LbCu/Zn-SOD2表达量在1和2 h时均显著高于对照;LbFe/Mn-SOD表达量在1 h时显著低于对照,而在2 h时显著高于对照。低温4℃胁迫下,与对照相比,嗜卷书虱成虫中LbCu/Zn-SOD1LbCu/Zn-SOD2表达量在1 h时无显著差异,而LbFe/Mn-SOD的表达量显著降低,LbCu/Zn-SOD1, LbCu/Zn-SOD2LbFe/Mn-SOD的表达量在2 h时均显著升高。【结论】超氧化物歧化酶基因 LbCu/Zn-SOD1, LbCu/Zn-SOD2LbFe/Mn-SOD参与了嗜卷书虱对极端温度胁迫的耐受性。

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11. 草地贪夜蛾雌性先熟现象的稳定性及影响因素分析
毕思佳, 胡本进, 胡飞, 徐婷婷, 徐丽娜
昆虫学报    2023, 66 (9): 1201-1209.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2023.09.007
摘要203)      PDF(pc) (8224KB)(169)    PDF(mobile) (8224KB)(27)    收藏
 【目的】在性二型昆虫发育历期的研究中雄性先熟更为常见,雌性先熟报道较少。草地贪夜蛾 Spodoptera frugiperda是玉米上的重大迁飞性害虫,在发育历期上存在雌性先熟现象。本研究旨在明确该现象的稳定性并探索其影响因素,为草地贪夜蛾的准确监测和早期预警提供理论依据。【方法】分析草地贪夜蛾在16L∶8D, 14L∶10D和8L∶16D 3种光周期及玉米叶、花生叶和人工饲料3种食物条件下的生长发育情况,并对不同光周期和食物条件下饲养的草地贪夜蛾卵巢进行解剖;同时选择夜蛾科(Noctuidae)粘虫 Mythimna separata和斜纹夜蛾 S. litura与草地贪夜蛾的生长发育情况进行比较,评价雌性先熟现象是否为具有迁飞习性的夜蛾科昆虫的共性。【结果】3种夜蛾科迁飞性昆虫中仅有草地贪夜蛾雌成虫显著早于雄成虫羽化,提前1.28 d,且该羽化现象在不同光周期和不同食物条件下稳定存在,仅在草地贪夜蛾取食花生叶时呈现弱化趋势。解剖发现,不同光周期和不同食物条件下,初羽化的草地贪夜蛾成虫卵巢始终处于未成熟期,不随外在条件的变化而改变。草地贪夜蛾雌蛹发育显著快于雄蛹是造成草地贪夜蛾两性羽化时间差异的主要原因,且该差异与两性蛹重正相关:与雌蛹重相比,草地贪夜蛾雄蛹重显著增加9.88%。【结论】草地贪夜蛾雌性先熟现象较为稳定,光周期和食物不会改变该现象但会影响两性羽化时间的差异程度,雌性先熟现象并非具有迁飞习性的夜蛾科昆虫的共性。
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12. 中华蜜蜂种群遗传分化与环境适应机制研究进展
陈兵, 骆家宇
昆虫学报    2023, 66 (9): 1258-1270.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2023.09.012
摘要197)      PDF(pc) (1849KB)(395)    PDF(mobile) (1849KB)(21)    收藏
 中华蜜蜂 Apis cerana cerana是我国十分关键和重要的传粉媒介昆虫,在不同栖息地中广泛分布,表现出飞行敏捷、采蜜期长和适应性强等优点。但近些年中华蜜蜂正面临前所未有的种群多样性下降,为保护这些特定的中华蜜蜂种群的遗传资源,研究人员基于几何形态学、分子生物学和基因组学等技术手段对中华蜜蜂遗传分化和环境适应机制进行了研究,而在我国这些多样化的中华蜜蜂种群为揭示其种群适应性进化规律提供了绝佳材料。本文从中华蜜蜂种群遗传分化与环境变化的相关性、形态变异与环境适应、环境适应性生理和行为改变及这些表型变化的遗传机制4个方面综述了相关研究进展。研究发现,物理屏障和生态环境的变化,特别是海拔和纬度相关环境变化是造成中华蜜蜂种群分化的主要原因。气候因子中,温度、氧气、辐射和湿度等对中华蜜蜂环境适应性的形态发育和生理生态特征产生重要影响。形态特征的变化主要体现在体型大小和体色上,代谢生理和行为改变是其环境适应的重要策略。基于现代基因组学和分子生物学技术的种群遗传学和种群基因组学研究发现,与社会分工行为、学习感知行为、信息感知、生长发育、温度适应和代谢等相关的基因或通路受到自然选择作用,这为中华蜜蜂适应不同栖息地以及蜂种演化提供了分子证据,但应对不同环境因子的分子进化机制有待进一步研究和明确。本文对中华蜜蜂遗传分化和环境适应机制的研究综述,加深了我们对古老蜂种进化历史和遗传多样性的理解,同时为后续深入研究社会性昆虫对不同环境的适应性机制和制定有效的保护策略奠定基础。
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13. 野生中华按蚊共生微生物群落与杀虫剂抗性关系
仇鑫, 孟晨, 王明斌, 陈斌, 张玉娟
昆虫学报    2023, 66 (9): 1183-1191.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2023.09.005
摘要187)      PDF(pc) (4457KB)(194)    PDF(mobile) (4457KB)(20)    收藏
【目的】探讨野生环境下不同地区中华按蚊 Anopheles sinensis共生微生物群落与杀虫剂抗性的关系。【方法】采集分别来自中国重庆、云南和安徽野生中华按蚊雌成虫,采用WHO标准体外生物测定法和0.05%拟除虫菊酯类试验纸,对中华按蚊雌成虫进行拟除虫菊酯类药敏试验,获得杀虫剂敏感(FS)和杀虫剂抗性(FR)的中华按蚊雌成虫并通过Illumina Hiseq 2000平台进行全基因组高通量测序,比对16S rRNA和18S rRNA基因序列鉴定杀虫剂敏感和杀虫剂抗性中华按蚊共生微生物,并进行α多样性分析、β多样性分析、聚类分析、主坐标分析(principal coordinates analysis, PCoA)和共生微生物群落差异分析。【结果】从来自重庆、云南和安徽FS和FR野生中华按蚊雌成虫中鉴定到共生微生物3 284种,分属14门52属。安徽FR野生中华按蚊雌成虫共生微生物多样性差异及群落丰富度最高,重庆FS野生中华按蚊雌成虫的最低。野生中华按蚊雌成虫共生微生物群落首先按地区聚类,其中重庆和云南野生中华按蚊共生微生物群落多样性更相似。FR野生中华按蚊雌成虫共生微生物中10株细菌丰富度更高,包括2株蓝细菌属Cyanobacteria细菌、3株盐杆菌目(Halobacteria)细菌、1株赭黄嗜盐囊菌属 Haliangium细菌、3株瘤胃菌科(Ruminococcaceae)细菌和1株链球菌属 Streptococcus细菌。【结论】野生中华按蚊共生微生物群落具有地区差异性和抗性差异性,鉴定到的共生微生物对于中华按蚊杀虫剂抗性可能起到积极作用,研究结果为揭示中华按蚊杀虫剂抗性提供思路。
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14. 烟粉虱卵黄原蛋白通过影响自噬反应调控 共生细菌Rickettsia的丰度
孙想, 刘炳奇, 陈展博, 李欢, 李楚翘, 洪继生, 栾军波
昆虫学报    2023, 66 (10): 1302-1310.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2023.10.004
摘要179)      PDF(pc) (6393KB)(138)    PDF(mobile) (6393KB)(12)    收藏
【目的】探明烟粉虱 Bemisia tabaci卵黄原蛋白(vitellogenin, BtVg)调控共生细菌 Rickettsia丰度的分子机制。【方法】通过显微注射烟粉虱MEAM1隐种雌成虫dsRNA对 BtVg进行RNAi,采用qRT-PCR检测烟粉虱MEAM1隐种雌成虫BtVg和自噬基因BtAtg8的表达量,统计雌成虫死亡率,采用qPCR检测雌成虫中Rickettsia的丰度,采用免疫荧光标记显微镜技术检测 BtVgBtAtg8在雌成虫卵巢管中的定位和表达以及 Rickettsia在卵巢管和中肠中的丰度。饲喂烟粉虱MEAM1隐种雌成虫含雷帕霉素(10 μmol/L)的人工饲料诱导自噬后,采用免疫荧光标记显微镜技术检测 BtAtg8在卵巢管中的表达和定位,采用qPCR检测卵巢中 Rickettsia丰度。【结果】与显微注射ds GFP的对照相比,显微注射ds BtVg后3 d时烟粉虱MEAM1隐种雌成虫 BtVg的表达量显著降低, BtAtg8的表达量显著升高,死亡率显著升高, Rickettsia丰度显著降低,卵巢管中 BtVg表达量明显降低, BtAtg8表达量明显升高, Rickettsia在卵巢管和中肠中的丰度明显减少。与饲喂含DMSO的人工饲料的对照相比,饲喂含雷帕霉素(10 μmol/L)的人工饲料后5 d时烟粉虱MEAM1隐种雌成虫卵巢管中 BtAtg8表达量显著升高;饲喂含雷帕霉素(10 μmol/L)的人工饲料后3和5 d时,烟粉虱MEAM1隐种雌成虫卵巢中Rickettsia的丰度显著降低。【结论】结果提示, BtVg能够保护 Rickettsia免受自噬的降解,明确了 BtVg能够调控 Rickettsia在烟粉虱体内的丰度。
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15. 黑翅土白蚁肠道放线菌菌株BYC-18及其 抗菌代谢产物的分离鉴定
尹彩萍, 白雪妍, Naeem ABBAS, 孙璐璐, 殷欣冉, 张应烙
昆虫学报    2023, 66 (10): 1282-1288.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2023.10.002
摘要178)      PDF(pc) (4048KB)(148)    PDF(mobile) (4048KB)(28)    收藏

【目的】测定黑翅土白蚁肠道放线菌发酵产物的抗菌活性,并对其抗菌活性成分进行分析, 以发现新颖的抗菌先导化合物。【方法】采用涂布平板法对黑翅土白蚁肠道放线菌进行分离;通过牛津杯法测试菌株发酵液提取物对4种致病菌(金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus、大肠杆菌Escherichia coli、枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis和白色念珠菌Candida albicans)的抗菌活性,筛选出活性菌株BYC-18;通过形态学特征和16S rRNA序列分析确定BYC-18的分类学地位;采用滤纸片法测定BYC-18发酵液在不同极性溶剂萃取物的抗菌活性;运用多种色谱方法从乙酸乙酯粗提物中分离纯化抗菌活性化合物,利用质谱和核磁共振谱鉴定其化学结构;采用滤纸片法和最低抑制浓度法测定分离的化合物的抗菌活性。【结果】BYC-18被鉴定为链霉菌属Streptomyces sp.菌株,该菌发酵液对4种致病菌均有抗菌活性且其乙酸乙酯萃取物对金黄色葡萄球菌的抑制作用明显,抑菌圈直径达11.1 mm。从乙酸乙酯萃取物中分离得到1个单体化合物BYC-18-1,经鉴定为β-玉红霉素(β-rubromycin);抗菌活性测试表明,在供试浓度为30 μg/6 mm滤纸片时,β-玉红霉素对金黄色葡萄球菌具有较强的抑制作用,抑菌圈直径为13.2 mm,与阳性对照硫酸庆大霉素的抑菌活性(抑菌圈直径: 16.6 mm)接近。【结论】链霉菌菌株BYC-18具有开发为新型微生物源杀菌剂的潜力。

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16. 芽孢杆菌的引入对褐飞虱微生物群和 生长发育的影响
王渭霞, 朱廷恒, 赖凤香, 魏琪, 万品俊, 何佳春, 傅强
昆虫学报    2023, 66 (10): 1289-1301.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2023.10.003
摘要171)      PDF(pc) (33033KB)(247)    PDF(mobile) (33033KB)(41)    收藏
【目的】明确褐飞虱 Nilaparvata lugens体内可培养共生细菌的种类,探索其中芽孢杆菌类共生菌对褐飞虱微生物群和生长发育的影响。【方法】通过离体培养的方法,从褐飞虱两种不同致害性种群(TN1敏感种群和IR56高致害种群)中分离可培养共生细菌。通过16S rDNA测序对获得的可培养共生菌进行鉴定,在此基础上利用原位杂交研究了共生细菌在褐飞虱体内的分布。利用人工饲料添加抗生素和回补共生细菌的方式,研究了减菌和回补芽孢杆菌的处理对褐飞虱生长发育以及共生菌丰度的影响。比较了通过饲喂和显微注射对芽孢杆菌引入的影响,考察了芽孢杆菌的定殖与褐飞虱TN1种群致害性之间的相关性。【结果】利用离体培养法从褐飞虱中获得了15株不同的共生细菌,其中包括2株源于IR56高致害种群的芽孢杆菌类共生细菌BPH-S36和BPH-S33。原位杂交结果表明共生细菌在褐飞虱成虫唾液腺、肠道、脂肪体和雌虫内生殖器中均有分布,而在雄虫内生殖器中鲜有分布。体内共生细菌对褐飞虱的生长发育至关重要,共生细菌的减少导致褐飞虱存活率在第3和6天时显著下降,而回补共生芽孢杆菌BPH-S36或BPH-S33可使其存活率在第6天时显著上升。褐飞虱通过取食添加共生芽孢杆菌的人工饲料可使芽孢杆菌的相对丰度增加23.2~24.5倍,而通过若虫显微注射并不能够提高芽孢杆菌的相对丰度。随着共生芽孢杆菌的增加,类酵母共生菌(yeast-like symbiont, YLS)的相对丰度也显著增加5~12倍。芽孢杆菌BPH-S36的引入使褐飞虱敏感种群TN1在抗性水稻IR56上的存活率由52.1%±1.5%显著提高至64.2%±3.0%。【结论】共生细菌在褐飞虱唾液腺、肠道和卵巢中广泛分布。抗生素处理能够有效降低其体内共生细菌的丰度,从而导致存活率下降。人工饲喂法可以使外源共生细菌在褐飞虱体内成功定殖。源于致害性强的褐飞虱种群中的芽孢杆菌BPH-S36可提高该种群对抗性水稻品种IR56的致害性。
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17. 华北大黑鳃金龟致病球孢白僵菌 JCF的鉴定和致病力测定
曹伟平, 程佳旭, 丰硕, 赵聚莹, 陈丹, 宋健
昆虫学报    2023, 66 (8): 999-1008.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2023.08.001
摘要170)      PDF(pc) (14504KB)(170)    收藏
【目的】华北大黑鳃金龟 Holotrichia oblita是花生等多种农作物、果林及苗圃的重要害虫,长期以来主要以化学防治为主。本研究测定了球孢白僵菌 Beauveria bassiana菌株JCF对华北大黑鳃金龟幼虫和成虫的致病力,为华北大黑鳃金龟的生物防治提供真菌资源。【方法】对罹患病害的华北大黑鳃金龟虫尸上的寄生真菌进行分离及回接试验,分离纯化出致病菌株JCF;利用光学显微镜观察菌株形态学特征,PCR扩增JCF的 rDNA-ITS 序列并测序,构建JCF系统发育树对菌株进行分子鉴定;采用浸渍法和田间模拟试验测定其对华北大黑鳃金龟成虫和幼虫的致病力。【结果】 JCF菌株菌落初期为白色绒状,后期变为黄色或浅黄色絮状,背面无色。产孢细胞呈瓶状簇生于分生孢子梗上,分生孢子梗呈穗状,着生在营养菌丝上;分生孢子单生,透明,近球形,直径(2.0~3.5) μm×(1.5~2.0) μm。rDNA-ITS序列分子鉴定表明菌株JCF为球孢白僵菌。这一球孢白僵菌菌株JCF对华北大黑鳃金龟成虫的致死中浓度(medium lethal concentration, LC 50)值为2.124×10 7孢子/mL,用其2×10 8, 1×10 8 和5×10 7孢子/mL孢悬液处理华北大黑鳃金龟成虫时,致死中时(medium lethal time, LT 50)值分别为6.267, 6.852和7.455 d; 球孢白僵菌JCF菌株对华北大黑鳃金龟1, 2和3龄幼虫的LC 50值分别为5.47×10 6, 1.59×10 8, 2.50×10 8孢子/mL; 1×10 8孢子/mL浓度下,球孢白僵菌JCF菌株对华北大黑鳃金龟1和2龄幼虫的LT 50值分别为8.6和18.6 d; 5×10 8孢子/mL浓度下,球孢白僵菌JCF菌株对华北大黑鳃金龟2和3龄幼虫的LT 50值分别为10.3和13.2 d。田间模拟试验2×10 8孢子/mL球孢白僵菌JCF孢悬液对华北大黑鳃金龟成虫和幼虫同样表现出良好的致病效果。【结论】球孢白僵菌菌株JCF对华北大黑鳃金龟成虫和幼虫均有较高致病力,为开发白僵菌制剂防治金龟科害虫提供了新的菌种资源,对生物防治金龟科害虫具有潜在的应用价值。
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18. Bmttv 在家蚕翅发育过程中的功能分析
梁燕, 李静雯, 陈胤霖, 贾文怡, 夏庆友, 化晓婷
昆虫学报    2023, 66 (11): 1435-1442.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2023.11.002
摘要166)      PDF(pc) (6678KB)(199)    PDF(mobile) (6678KB)(49)    收藏
【目的】探析家蚕 Bombyx mori糖基转移酶基因Bmttv在家蚕翅发育过程中的功能。【方法】通过RACE克隆家蚕 Bmttv的CDS全长序列并进行生物信息学分析;使用qRT-PCR检测 Bmttv在家蚕不同发育阶段(5龄幼虫、游走期幼虫、预蛹、蛹和成虫)和5龄幼虫不同组织(表皮、翅原基、精巢、马氏管、气管、丝腺、头、血淋巴、脂肪体和中肠)中的表达量;构建过表达载体,瞬时转染BmE细胞,通过免疫荧光对BmTTV进行亚细胞定位,利用qRT-PCR检测家蚕翅发育关键基因 BmHippo, Bmwg, BmDpp, BmsotvBmHh的表达量。【结果】成功克隆到家蚕 Bmttv的CDS全长序列,长2 228 bp; BmTTV蛋白具有两个特殊结构域,均与硫酸肝素聚糖(heparan sulfate proteoglycans, HSPGs)的合成相关,与黑腹果蝇D rosophila melanogaster和智人 Homo sapiens TTV的氨基酸序列一致性达45%左右,与鳞翅目昆虫TTV的亲缘关系更近。 Bmttv主要在家蚕蛹期开始高量表达,在5龄幼虫中肠、精巢和翅原基中高量表达。BmTTV主要定位在BmE细胞质中,过表达 Bmttv后与翅发育相关的 BmHippo显著下调表达。【结论】BmTTV可能通过参与Hippo信号通路在家蚕翅发育过程中发挥着重要作用,研究结果为后续的深入研究奠定了基础。
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19. 不同湿度下番茄潜叶蛾的年龄-龄期两性生命表
张博晨, 许双叶, 吴梓情, 张蕊, 郑卫峰, 李娅, 郝赤, 庾琴
昆虫学报    2024, 67 (1): 78-89.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2024.01.009
摘要163)      PDF(pc) (4161KB)(153)    PDF(mobile) (4161KB)(28)    收藏

【目的】明确湿度变化对番茄潜叶蛾Tuta absoluta生长发育和繁殖的影响。【方法】在室内相对湿度15%, 35%, 55%, 75%和95%下测定番茄潜叶蛾发育历期、产卵前期、世代周期、幼虫存活率、成虫存活率和单雌产卵量等,制定其年龄-龄期两性生命表,利用年龄-龄期两性生命表计算其种群存活率、繁殖力、寿命期望值、繁殖值等种群参数。【结果】在相对湿度15%-95%范围内, 相对湿度15%和95%下番茄潜叶蛾卵历期均显著长于相对湿度35%, 55%和75%;4龄幼虫期随相对湿度升高先缩短后延长;雄成虫寿命随相对湿度升高而增加,相对湿度95%时雄成虫历期最长;雌成虫寿命在相对湿度75%时达到最大值; 相对湿度95%下世代周期显著长于其他湿度;单雌产卵量随相对湿度升高而增加。相对湿度影响了雌成虫初产卵时间,相对湿度15%, 35%, 55%, 75%和95%下其初产卵时间分别为31 , 27, 27 , 27和31 d;种群年龄特征净繁殖率和年龄-龄期-特征繁殖值均随相对湿度升高而增加,在95%时达最大值;内禀增长率和周限增长率随相对湿度升高先增后降,净增殖率随相对湿度升高而增加,平均世代周期随相对湿度升高先减后增。根据种群生命表参数预测未来60 d内种群动态结果表明,相对湿度95%条件下有利于番茄潜叶蛾种群数量的增加,相对湿度15%和95%度条件不利于种群世代的增加。通过线性拟合,不同相对湿度对卵和幼虫的存活率影响显著。【结论】实验设置相对湿度范围内,番茄潜叶蛾生长发育最适相对湿度为55%和75%,繁殖最适宜相对湿度为95%。


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20. 褐飞虱G蛋白β亚基基因的功能分析
徐航鹏, 任朋朋, 张传溪, 鲁嘉宝
昆虫学报    2024, 67 (4): 456-467.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2024.04.002
摘要159)      PDF(pc) (34139KB)(212)    收藏
【目的】本研究旨在鉴定褐飞虱 Nilaparvata lugens G蛋白β亚基基因(NlGβ)并分析其功能,以期为基于 RNAi技术防治褐飞虱提供潜在的新靶标基因。【方法】利用PCR克隆并验证褐飞虱 NlGβ的编码序列(coding sequence, CDS)并进行生物信息学分析;基于褐飞虱不同发育阶段(卵、 1-5龄若虫和雌雄成虫)和成虫不同组织(头、足、肠道、表皮、脂肪体、雌性生殖系统和雄性生殖系统)转录组表达谱分析 NlGβ的时空表达模式;通过对2和5龄褐飞虱若虫进行显微注射dsRNA沉默 NlGβ,观测个体和雌性生殖系统表型,统计存活率、单雌产卵量和卵孵化率,利用透射电子显微镜技术观察侧输卵管膨大区。【结果】褐飞虱 NlGβ(GenBank登录号: XP_022200908.1)的CDS长948 bp, NlGβ蛋白包含7个WD40结构域和4个WD_REPEATS_1基序,是一个较为保守的蛋白,除了直翅目昆虫外,来源于其他昆虫目中的NlGβ同源蛋白能很好地聚集在同一簇进化分支上。NlGβ的表达量在1-3龄若虫期呈现周期性变化,在5龄雌若虫和雌成虫中的表达量高于5龄雄若虫和雄成虫中的; NlGβ在成虫不同组织中都表达,但在脂肪体中表达量最高,在雌性生殖系统中的表达量高于雄性生殖系统中的。沉默褐飞虱2龄若虫 NlGβ,出现蜕皮困难的现象,导致存活率较ds GFP对照组显著降低;沉默褐飞虱5龄若虫 NlGβ,雌成虫腹部异常膨大,卵巢发育畸形,单雌产卵量较对照组显著下降,卵无法孵化,侧输卵管膨大区内分泌物增加,上皮细胞发生降解。【结论】 NlGβ与褐飞虱的生长发育和雌虫的繁殖密切相关。
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21. 不同家蚕品种五龄幼虫期与蛹期中肠细菌组成与功能差异分析
李庆荣, 杨琼, 邢东旭, 邹宇晓, 张伟龙, 肖阳
昆虫学报    2023, 66 (8): 1020-1030.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2023.08.003
摘要157)      PDF(pc) (2487KB)(350)    收藏
【目的】分析生命力及茧层率不同的家蚕 Bombyx mori品种间中肠细菌组成的差异及其对生命力与蚕茧量等性状的影响。【方法】基于长期的家蚕资源饲养调查成绩,选取了高生命力家蚕品种932G和高丝量品种2041J作为实验材料,收集5龄幼虫和蛹的中肠,采用高通量测序平台对中肠细菌16S rDNA进行测序分析,比较不同品种及不同发育阶段家蚕中肠细菌组成及其功能的差异。【结果】分别获得932G和2041J 5龄幼虫期中肠细菌399和453个可操作分类单元(operational taxonomic unit, OTU),蛹期OTU数目分别为138和162个。5龄幼虫期中肠优势菌门是变形菌门(Proteobacteria)、厚壁菌门(Firmicutes)及放线菌门(Actinobacteriota),优势属是甲基杆菌属 Methylobacterium,丰度最高,其次为葡萄球菌属 Staphylococcus。有多个菌属的相对丰度在932G和2041J间差异显著,其中德沃斯菌属 Devosia、罗尔斯通菌属 Ralstonia、硝化螺旋菌属 Nitrospira、短杆菌属 Brachybacterium、罗氏菌属 Rothia、葡萄球菌属及劳氏菌属 Lawsonella等在932G 5龄幼虫中肠中的丰度显著高于在2041J 5龄幼虫中肠中的,而假单胞菌属 Pseudomonas、甲基杆菌属、不动杆菌属 Acinetobscter、管道杆菌属 Cloacibacterium、明串珠菌属 Leuconostoc、丙酸杆菌属 Propionibacteriaceae、嗜冷杆菌属 Psychrobacter、鞘氨醇菌属 Sphingobium和拟杆菌属 Bacteroides等在2041J 5龄幼虫中肠中的相对丰度显著高于932G 5龄幼虫中肠中的。932G和2041J 5龄幼虫中肠细菌分别有77%和78%的功能基因富集在KEGG代谢通路上,其次是富集在环境信息处理和遗传信息处理通路的功能基因; 932G的5龄幼虫中肠中硝酸盐还原、氮气呼吸、硝酸盐呼吸、亚硝酸盐呼吸及固氮等功能菌群占比高于2041J 5龄幼虫中肠中的, 2041J 5龄幼虫中肠中化学异养、尿素分解、甲醇氧化等功能菌群占比高于932G 5龄幼虫中肠中的。5龄幼虫中肠细菌组成与蛹的显著不同,蛹中肠变形菌门欧文氏菌属Erwinia为优势属,且蛹期两个品种间欧文氏菌属相对丰度无显著差异; 932G蛹中肠细菌氨基酸转运与代谢、胞外分泌与转运、碳水化合物转运与代谢和无机盐转运与代谢等功能基因相对丰度显著高于5龄幼虫中的。【结论】家蚕5龄幼虫期中肠细菌组成和预测功能在家蚕高生命力品种932G与高丝量品种2041J间差异显著,蛹期中肠细菌组成与功能与5龄期显著不同,且蛹期中肠细菌的相对丰度在两个品种间无显著差异。这些研究结果可以为进一步探讨肠道微生物在家蚕抗逆、耐药、抗病及其蛋白质合成与转化等方面的作用及其家蚕品种选育提供参考。
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22. 光臀八齿小蠹共生微生物群落组成 及其功能基因注释
刘彩霞, 李刚, 梁玲瑜, 韩富忠, 王正, 王慧敏, 吕全
昆虫学报    2023, 66 (10): 1329-1342.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2023.10.007
摘要157)      PDF(pc) (8435KB)(123)    PDF(mobile) (8435KB)(14)    收藏
【目的】揭示光臀八齿小蠹 Ips nitidus共生微生物群落组成和功能特征。【方法】对来自中国西北部青海省麦秀自然保护区的光臀八齿小蠹进行肠道和其他组织共生真菌和细菌宏基因组学和相关性网络分析,比较光臀八齿小蠹肠道和其他组织共生真菌及细菌群落组成,分析微生物群落间的相互关系,并采用非冗余蛋白序列比对方法注释共生微生物功能基因。【结果】共发现光臀八齿小蠹肠道和其他组织共生微生物3 520种,真菌和细菌的物种数最高,分别占全部物种数的23.21%和69.01%,平均相对丰度分别为9.69%和13.79%。其他组织中共生真菌白粉菌目(Erysiphales)相对丰度和物种多样性较肠道中的高,而其他组织中酵母目(Saccharomycetales)相对丰度和物种多样性较肠道中的低;其他组织中长喙壳类真菌(ophiostomatoid fungi)多样性(6属16种)较在肠道中的(5属13种)高,在其他组织和肠道中的平均相对丰度分别为0.016%和0.013%。其他组织中肠杆菌目(Enterobacterales)相对丰度和物种多样性高于肠道中的。肠杆菌属 Enterobacter、白粉菌属 Erysiphe、丛枝菌根属 Rhizophagus和沃尔巴克氏菌属 Wolbachia均为肠道和其他组织的核心菌属。真菌和细菌的某些群落在肠道和其他组织间表现出相反的相互关系,表明光臀八齿小蠹共生菌间可能存在复杂的相互作用。分别鉴定到共生真菌和细菌功能基因7 010和6 483个,细菌中异源性物质生物降解和代谢相关功能基因数量远高于真菌的;mRNA监测通路、丙酸代谢和泛素介导的蛋白质水解等11条通路在肠道中较在其他组织中具有更多的差异基因;对于柠檬烯降解和甾醇合成相关功能基因的注释结果表明,细菌对柠檬烯较真菌具有明显的降解能力,而真菌在甾醇生物合成中较细菌发挥更重要的促进作用;74个长喙壳类真菌功能基因主要参与到氧化磷酸化、代谢通路和氨基酸代谢,且长喙壳类真菌在其他组织中多样性更高,主要分布于 Ophiostoma等。【结论】光臀八齿小蠹肠道和其他组织中共生微生物的群落组成和多样性以及功能上存在一定的差异性,肠杆菌属、白粉菌属、丛枝菌根属和沃尔巴克氏菌属是光臀八齿小蠹共生微生物群落中最重要的核心菌群,可能在群落构建中发挥着重要的作用。
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23. 水稻害虫:研究进展与展望
李有志, 方继朝
昆虫学报    2024, 67 (4): 443-455.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2024.04.001
摘要156)      PDF(pc) (1864KB)(213)    收藏
水稻是我国主要的粮食作物,病虫害的发生直接威胁水稻生产安全。水稻害虫种类多,灾变机制复杂,绿色防控新技术开发难度大。深入研究水稻害虫的监测和早期预警技术、发育与生殖调控机制、化学通信机制和新型防控技术等,不仅有助于阐明水稻害虫发生灾变机制,还将为害虫综合治理提供新的有效的防控靶点和防控技术。近年来,我国学者在水稻害虫研究领域取得显著进展,在多个研究方向取得重要成果,本专辑汇集了一些最新研究进展。本文概述了目前关于水稻害虫研究的最新进展,介绍了本专辑论文的主要研究内容,并提出了如下值得更深入关注的3个研究方向:(1)水稻害虫智能化监测和早期预警;(2)水稻害虫灾变机制及演变规律;(3)水稻害虫绿色防控靶点挖掘及可持续防控体系构建和应用。
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24. 对暗黑鳃金龟幼虫高毒力的球孢白僵菌筛选 及其模拟田间防效评价
朱长建, 马雨梦, 李斌, 梁佳惠, 曹付, 杨洋, 刘苏, 李茂业
昆虫学报    2023, 66 (8): 1009-1019.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2023.08.002
摘要155)      PDF(pc) (24584KB)(180)    收藏
【目的】 筛选对暗黑鳃金龟 Holotrichia parallela幼虫具高毒力的球孢白僵菌 Beauveria bassiana菌株,并评价最高毒力菌株分别与印楝素和辛硫磷联合使用的模拟田间防效。【方法】 采用浸虫法,通过试虫校正死亡率和致死中时(medium lethal time, LT 50)值评价10株球孢白僵菌对暗黑鳃金龟3龄幼虫的毒力,并测定筛选出的Bb14菌株对暗黑鳃金龟1龄和3龄幼虫的致死中浓度(medium lethal concentration, LC 50)值。将Bb14菌株孢子悬浮液(1×10 8孢子/mL)分别与印楝素(3 mg/L)和辛硫磷(200 mg/L)联用,通过温室盆栽实验评价其对烟草幼苗上暗黑鳃金龟3龄幼虫的防治效果。【结果】 在1×10 8孢子/mL处理下,供试10株球孢白僵菌以Bb14菌株对暗黑鳃金龟3龄幼虫毒力最高,其导致的17 d累计校正死亡率为76.67%,LT 50值为11.14 d。该菌株对暗黑鳃金龟1龄和3龄幼虫的LC 50值分别为0.32×10 7和0.68×10 7孢子/mL。盆栽实验中药后25 d时,单独使用Bb14菌株、印楝素和辛硫磷对暗黑鳃金龟3龄幼虫的防效分别为42.86%, 64.29%和82.14%,而当Bb14分别与印楝素和辛硫磷联用后,对暗黑鳃金龟3龄幼虫的防效分别达到78.57%和92.86%。【结论】 供试10株球孢白僵菌中Bb14菌株对暗黑鳃金龟幼虫的毒力最高,该菌株与印楝素或辛硫磷联用能够提高对暗黑鳃金龟幼虫的防效。
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25. 产卵次数和寄主幼虫龄期对草地贪夜蛾寄生蜂 螟蛉盘绒茧蜂生物学特性的影响
何朋阳, 李贤, 刘同先, 张世泽
昆虫学报    2023, 66 (8): 1095-1104.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2023.08.010
摘要155)      PDF(pc) (2253KB)(322)    收藏
【目的】 评价本地寄生性天敌昆虫螟蛉盘绒茧蜂 Cotesia ruficrus对重大入侵农业害虫草地贪夜蛾 Spodoptera frugiperda幼虫的寄生潜能。【方法】 采用选择性试验研究螟蛉盘绒茧蜂羽化后24 h已交配雌成蜂对草地贪夜蛾1-3龄幼虫的寄生偏好性;采用非选择性试验研究螟蛉盘绒茧蜂羽化后24 h已交配雌成蜂寄生草地贪夜蛾1,2或3龄幼虫后子代蜂的发育历期、出茧数、羽化率、性比(雌性占比)、成蜂寿命及个体大小;通过直接观察法确定羽化后24 h已交配螟蛉盘绒茧蜂雌成蜂对草地贪夜蛾2龄幼虫的产卵次数,测定不同产卵次数对螟蛉盘绒茧蜂子代的发育历期、出茧数、羽化率、性比、成蜂寿命和个体大小的影响;采用小叶碟法测定羽化后24 h已交配的螟蛉盘绒茧蜂雌成蜂对草地贪夜蛾2龄幼虫的寄生功能反应。【结果】 羽化后24 h已交配的螟蛉盘绒茧蜂雌成蜂寄生草地贪夜蛾1-3龄幼虫时,寄生率为34%~54%,卵-幼虫历期为8.7~9.9 d,蛹历期为3.9~4.1 d,每头寄主出茧数为19.7~41.2粒,羽化率为84.4%~92.0%,雌性占比为31.5%~38.8%;子代雌成蜂的个体均大于雄成蜂的;寄生草地贪夜蛾1或3龄幼虫时子代雌成蜂的寿命明显长于雄成蜂的。螟蛉盘绒茧蜂羽化后24 h已交配雌成蜂在草地贪夜蛾2龄幼虫上的产卵次数对子代蜂生物学特性影响显著。随产卵次数增加螟蛉盘绒茧蜂子代雄成蜂寿命缩短,个体变小;与羽化后24 h已交配的螟蛉盘绒茧蜂雌成蜂寄生草地贪夜蛾2龄幼虫1次的相比,寄生3次后,螟蛉盘绒茧蜂子代蜂卵-幼虫历期显著延长了0.7 d,蛹历期缩短了0.4 d,每头寄主出茧数显著增加了25粒,雌性占比显著降低了58.8%。螟蛉盘绒茧蜂羽化后24 h已交配雌成蜂对草地贪夜蛾2龄幼虫的寄生功能反应为Holling Ⅱ型,日最大寄生量为17.5头,瞬时攻击率为0.043,平均处理时间为1.368。【结论】 本研究首次评价了螟蛉盘绒茧蜂对草地贪夜蛾幼虫的寄生潜能,表明该寄生蜂是草地贪夜蛾的有效本地天敌,为进一步利用本地天敌控制入侵害虫提供了技术储备和理论依据。
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26. 昆虫肠道微生物稳态的调控机制
宋阳, 范琳琳, 申屠旭萍, 俞晓平
昆虫学报    2023, 66 (10): 1404-1414.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2023.10.013
摘要155)      PDF(pc) (1783KB)(358)    PDF(mobile) (1783KB)(18)    收藏
 稳定的肠道微生物内环境是肠道微生物与肠道免疫反应相互作用的结果。在不断的进食过程中,昆虫肠道微生物种类和数量不断发生变化,肠道微生物与肠道上皮细胞之间形成了复杂的、动态的平衡机制。昆虫肠道上皮细胞可以感知有益和有害条件并利用免疫调控通路来实现微生物种群稳态的动态调节,例如双重氧化酶-活性氧(dual oxidase-reactive oxygen species, Duox-ROS)系统和免疫缺陷(immunodeficiency, Imd)信号通路可以感知肠道微生物数量变化并参与到肠道微生物稳态调节过程。除此之外,肠道微生物群也会通过群体感应(quorum sensing, QS)释放相应的效应因子来调节菌群行为,间接性起到稳态调节的作用。因此,本文综述了昆虫肠道中物理防御、免疫信号通路以及肠道微生物通过QS在昆虫肠道微生物稳态维持中的作用,加深对肠道组织与肠道微生物互作关系的认识。未来将继续对更多种类昆虫体内微生物的稳态调控机制及调控机制间的作用关系进行研究,并基于调控机制设计开发改变肠道微生物稳态的新型农药,为实现有效害虫防治提供新的靶标和思路。
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27. 中华蜜蜂肠粘蛋白AcMucin5AC-1 的鉴定和定位分析
李小青, 郭悦, 张洁, 周泽扬, 党晓群
昆虫学报    2023, 66 (9): 1150-1160.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2023.09.002
摘要153)      PDF(pc) (24465KB)(133)    PDF(mobile) (24465KB)(21)    收藏
 【目的】本研究旨在鉴定中华蜜蜂 Apis cerana cerana肠粘蛋白AcMucin5AC-1的结构、分布及对中肠的影响,为解析蜜蜂中肠的生理功能提供理论依据。【方法】利用生物信息学比较分析中华蜜蜂AcMucin5AC蛋白的序列特征;利用RT-qPCR检测 AcMucin5AC-1在中华蜜蜂4日龄幼虫中肠和表皮以及2日龄幼虫感染中华蜜蜂囊状幼虫病毒(Chinese sacbrood virus, CSBV)后0, 12, 24, 48和72 h时中肠中的表达量。通过原核表达系统对中华蜜蜂AcMucin5AC-1进行表达,亲和层析柱纯化重组蛋白并制备相应多克隆抗体;Western blot检测 AcMucin5AC-1在中华蜜蜂健康3-6日龄幼虫中以及4日龄幼虫中肠、表皮和围食膜中的表达,应用间接免疫荧光试验分析AcMucin5AC-1在中华蜜蜂4日龄幼虫中的定位。通过饲喂法利用RNAi沉默中华蜜蜂2日龄幼虫 AcMucin5AC-1后12, 24, 48和72 h时分析RNAi干扰效率,利用苏木精-伊红(hematoxylin-eosin, HE)染色法探究RNAi干扰2日幼虫 AcMucin5AC-1后24, 48和72 h时对中华蜜蜂幼虫整体组织形态的影响。【结果】中华蜜蜂基因组中有8个AcMucin5AC基因,其氨基酸序列均含有粘蛋白结构域。RT-qPCR检测结果表明 ,AcMucin5AC-1在中华蜜蜂4日龄幼虫中肠中表达量较表皮中的高,且在感染CSBV病毒的12和72 h时的2日龄幼虫中肠中比对照组显著下调。成功获得约50 kD的重组蛋白 AcMucin5AC-1和多克隆抗体,Western blot结果显示在中华蜜蜂3-6日龄幼虫以及4日龄幼虫中肠、表皮和围食膜的总蛋白中均能检测到AcMucin5AC-1。间接免疫荧光试验结果表明AcMucin5AC-1主要定位在4日龄幼虫中肠和围食膜。RNAi效率检测结果表明,2.0 μg/头 ds AcMucin5AC-1干扰24 h时中华蜜蜂AcMucin5AC1较dsEGFP对照组表达量下调92%。HE染色检测结果表明,在 AcMucin5AC-1的RNAi后72 h时中华蜜蜂幼虫整个肠腔的细胞间的致密程度减弱,形态结构紊乱。【结论】中华蜜蜂AcMucin5AC-1是位于幼虫的中肠和围食膜的粘蛋白, AcMucin5AC-1的下调影响中华蜜蜂幼虫中肠的形态,暗示该基因在幼虫中肠发育过程中可能发挥重要作用。
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28. 蜜蜂衰老与寿命调控研究进展
金梦杰, 曾志将
昆虫学报    2023, 66 (11): 1527-1534.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2023.11.012
摘要151)      PDF(pc) (1061KB)(375)    PDF(mobile) (1061KB)(21)    收藏
 蜂王与工蜂具有相同遗传背景,都是由受精卵发育而成,但由于发育过程中营养和空间差异导致蜂王与工蜂在形态、生理和行为上出现显著差异,特别是蜂王寿命比工蜂寿命高数十倍,表现出很强的衰老与寿命可塑性。胰岛素信号通路(insulin signal pathway, IIS)可调节工蜂行为,进而影响工蜂寿命;蜂王长寿与氧化应激增加和应激防御增强有关;卵黄原蛋白(vitellogenin, Vg)与保幼激素(juvenile hormone, JH)之间存在相互作用,高卵黄原蛋白和低保幼激素水平与长寿有关;端粒酶活性和端粒长度受蜜蜂发育及级型影响,蜂王端粒长度、端粒酶活性都明显高于工蜂的,越冬工蜂比夏季工蜂寿命更长,端粒酶活性更高;线粒体损伤是衰老的标志,而老年蜂王线粒体功能维持在旺盛状态;衰老与DNA甲基化密切相关,DNA甲基化和组蛋白修饰在社会性昆虫可塑性调控中发挥重要作用。随着人口老龄化加剧和衰老相关疾病高发,“健康老龄化”引发了社会各界对生命科学和社会科学中一系列重要问题的密切关注。有关蜜蜂衰老与寿命调控的研究结果将对衰老生物学有重要参考价值。
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29. 共生菌Serratia symbiotica对豌豆蚜发育 和繁殖的影响
李月明, 张永栋, 宫厚艳, 吕志强
昆虫学报    2023, 66 (10): 1311-1318.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2023.10.005
摘要150)      PDF(pc) (4868KB)(121)    PDF(mobile) (4868KB)(18)    收藏
【目的】明确抗生素处理对豌豆蚜 Acyrthosiphon pisum专性共生菌的影响,探究共生菌 Serratia symbiotica对豌豆蚜生长发育和繁殖的影响。【方法】诊断PCR检测试验所用绿色豌豆蚜成蚜中的兼性共生菌类型;通过注射和饲喂抗生素去除兼性共生菌,建立不含兼性共生菌的豌豆蚜品系;定量PCR检测含有和不含 S. symbiotica 豌豆蚜成蚜中专性共生菌Buchnera aphidicola的特异性基因片段的拷贝数;记录含有和不含 S. symbiotica的豌豆蚜体重、蜕皮率、死亡率和繁殖力。【结果】试验所用豌豆蚜成蚜中仅含有1种兼性共生菌 S. symbiotica。使用注射抗生素的方法能够去除豌豆蚜成蚜中的兼性共生菌 S. symbiotica,并且对豌豆蚜中专性共生菌B. aphidicola的含量没有影响。与含有兼性共生菌 S. symbiotica的豌豆蚜成蚜相比,不含兼性共生菌的豌豆蚜体重增长缓慢,在出生后9 d时体重不到含有 S. symbiotica的豌豆蚜成蚜体重的1/3;不含兼性共生菌 S. symbiotica的豌豆蚜1龄若蚜历期延长、死亡率升高,且平均每头成蚜所产后代数降低。【结论】实验室绿色豌豆蚜品系携带共生菌 S. symbiotica。去除豌豆蚜体内的S. symbiotica不会影响专性共生菌B. aphidicola的含量,但会对豌豆蚜的生长发育和繁殖造成负面影响。
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30. 星豹蛛两个GST基因克隆、鉴定及其 对溴氰菊酯胁迫的响应表达
焦丽亚琳, 赵萌萌, 王美, 牛越, 王西, 李锐
昆虫学报    2023, 66 (9): 1161-1170.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2023.09.003
摘要149)      PDF(pc) (2357KB)(305)    PDF(mobile) (2357KB)(38)    收藏
 【目的】为明确星豹蛛 Pardosa astrigera体内2个谷胱甘肽S转移酶(glutathione S-transferases,GSTs)基因的时空表达模式,并探究其是否能对溴氰菊酯的胁迫做出响应。【方法】基于星豹蛛转录组数据库, PCR克隆星豹蛛GST基因 PaGSTd1和 PaGSTd2全长cDNA序列并进行生物信息学分析;利用RT-qPCR检测PaGSTd1和PaGSTd2在星豹蛛不同发育阶段(2-6龄若蛛和成蛛)、雌雄成蛛不同组织(头胸部、腹和足)以及通过药膜法利用不同浓度[LC 10(5.151 mg/L), LC 30(8.619 mg/L)和LC 50 (12.311 mg/L)]溴氰菊酯胁迫不同时间(6, 12, 18, 24和48 h)雄成蛛中的表达量。【结果】星豹蛛 PaGSTd1(GenBank登录号: OR096398)全长cDNA序列长708 bp,开放阅读框长645 bp,编码214个氨基酸;星豹蛛 PaGSTd2(GenBank登录号: OR096399)全长cDNA序列长793 bp,开放阅读框长645 bp,编码214个氨基酸。RT-qPCR检测结果表明, PaGSTd1和 PaGSTd2在星豹蛛不同发育阶段和成蛛不同组织都有表达,均在5龄若蛛中的表达量最低; PaGSTd1在4龄若蛛中的表达量最高, PaGSTd2在成蛛中的表达量最高; PaGSTd1和 PaGSTd2在足中的表达量最高,在除腹部外的其他组织中表达量均为雄成蛛的显著高于雌成蛛的。LC 10溴氰菊酯胁迫24 h时星豹蛛雄成蛛中 PaGSTd1被诱导表达,6和18 h时 PaGSTd2被诱导表达;LC 30溴氰菊酯胁迫18, 24和48 h时雄成蛛中 PaGSTd1被诱导表达,18 h时 PaGSTd2被诱导表达;LC 50溴氰菊酯胁迫24 h时雄成蛛中 PaGSTd1和 PaGSTd2被诱导表达。【结论】本研究克隆得到星豹蛛两个GST基因 PaGSTd1和 PaGSTd2,均在星豹蛛足中表达量最高,说明足中这2个GST基因在对外源物质的解毒起到重要作用;这两个GST基因可以被溴氰菊酯诱导表达,说明可能参与星豹蛛对溴氰菊酯的胁迫响应,为后续GSTs的功能研究提供线索。
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31. 草地贪夜蛾寄生蜂螟蛉盘绒茧蜂成蜂 触角感器的扫描电镜观察
王文文, 何朋阳, 刘同先, 靖湘峰, 张世泽
昆虫学报    2023, 66 (8): 1105-1116.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2023.08.011
摘要148)      PDF(pc) (41159KB)(147)    收藏
【目的】 探明农业重大入侵害虫草地贪夜蛾 Spodoptera frugiperda的中国本土寄生性天敌螟蛉盘绒茧蜂 Cotesia ruficrus雌雄成蜂触角感器的种类、形态、数量和分布,为深入探究螟蛉盘绒茧蜂各类感器的功能和嗅觉机制提供理论支持。【方法】 采用扫描电镜技术对螟蛉盘绒茧蜂雌的雄成蜂触角感器进行超微结构观察。【结果】 螟蛉盘绒茧成蜂雄成蜂触角鞭节各亚节呈长念珠状,雌成蜂触角的端部5节呈短念珠状;雄成蜂触角长度显著大于雌成蜂的。雌雄成蜂触角上共发现了分泌孔和11种感器,分别为B öhm氏鬃毛、毛形感器、板形感器、锥形感器、刺形感器、腔锥形感器、钟形感器、鳞形感器、芽孢形感器、腔形感器和柱形感器;其中,毛形感器、板形感器和锥形感器具有2种亚型。毛形感器和板形感器是螟蛉盘绒茧蜂触角上的主要感器,分布广,数量多;腔形感器只在梗节上成对分布;柱形感器仅在雄成蜂鞭节上发现;芽孢形感器为茧蜂科昆虫中首次发现。【结论】 螟蛉盘绒茧蜂雌雄成蜂触角共有11种感器,多于其他已报道茧蜂的触角感器,其中芽孢形感器为茧蜂科昆虫中首次报道,推测它们可能在寄主定位和搜寻配偶过程中发挥重要作用。
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32. 广东省稻水象甲生活史及越冬规律
袁龙宇, 雷浩霖, 李燕芳, 肖汉祥, 魏洪义, 张振飞
昆虫学报    2023, 66 (9): 1192-1200.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2023.09.006
摘要146)      PDF(pc) (15197KB)(111)    PDF(mobile) (15197KB)(24)    收藏
【目的】明确广东省稻水象甲 Lissorhoptrus orvzophitus生活史、越冬生境、发生规律及寄主植物和天敌种类,为这一害虫的科学防治提供指导。【方法】2019年3月-2021年4月通过实地调查、室内笼罩饲养观察和卵巢解剖研究稻水象甲在广东的生活史和越冬生境;通过对稻水象甲成虫中肠内容物进行分子检测探明其越冬过渡寄主植物;利用特征序列扩增区(sequence characterized amplified region, SCAR)标记技术明确稻水象甲的主要天敌种类。【结果】2019年3月-2021年4月稻水象甲在广东双季稻区一年发生2代,具有越冬和越夏习性。广东稻水象甲经历一个完整世代需要(140.86±1.05)d,幼虫历期为20 d左右。广东稻水象甲以成虫越冬,越冬生境模式为稻田-过渡带(草地)沼泽地(水草丰盛),且越冬期稻水象甲成虫卵巢存在滞育现象,发育等级Ⅰ级。稻水象甲成虫中肠内容物分子检测发现,其越冬期主要的过渡寄主植物为再生稻及李氏禾 Leersia hexandra。基于SCAR的PCR结果表明,游猎型蜘蛛沟渠豹蛛 Pardosa laura为稻水象甲的主要天敌。【结论】稻水象甲在广东一年发生2个世代,主要于沼泽地中越冬,李氏禾和再生稻为其越冬期的主要过渡寄主,越冬地的主要天敌为沟渠豹蛛。这些发现对广东地区稻水象甲疫情精准防控具有理论指导意义。
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33.

色素通路相关基因在红背和黑背中华蜜蜂成年工蜂背板中的表达模式分析

王若虹, 杨振慧, 周诗文, 吴雨珈, 李秋方, 梁立强, 石丹丹, 杨尚宁, 苗刘畅, 苏松坤, 聂红毅
昆虫学报    2024, 67 (1): 9-17.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2024.01.002
摘要143)      PDF(pc) (2704KB)(317)    PDF(mobile) (2704KB)(28)    收藏

【目的】分析红背中华蜜蜂Apis cerana cerana色素通路相关基因的表达差异,揭示红背中华蜜蜂色素形成的分子机制。【方法】采用体视显微镜观察刚出房红背中华蜜蜂和黑背中华蜜蜂(正常个体)成年工蜂的体色差异。通过同源比对鉴定中华蜜蜂成年工蜂黑色素代谢通路相关8个基因(PAH, TH, DDC, ebony, tan, aaNAT, yellow-ylaccase 2)、蝶呤通路相关4个基因(GTPCH I, SPR, PTPSGC-1)、眼色素通路相关2个基因(vermilioncinnabar)以及尿酸盐转运相关4个基因(BLOS2, HPS5, OKVarp)的同源基因;运用荧光定量PCR检测上述色素通路相关基因在红背中华蜜蜂和黑背中华蜜蜂成年工蜂胸部背板和腹部体壁中的相对表达量。【结果】红背中华蜜蜂和黑背中华蜜蜂成年工蜂体色差异表现在胸部背板:红背中华蜜蜂胸部背板呈现棕红色,黑背中华蜜蜂胸部背板则为黑色。荧光定量PCR检测结果表明,tan, laccase 2, SPR, vermilion, cinnabar, BLOS2OK以及OK表达量分别在红背中华蜜蜂成年工蜂与黑背中华蜜蜂成年工蜂间的胸部背板和腹部体壁中有显著性差异。【结论】红背中华蜜蜂和黑背中华蜜蜂明显的体色差异位于胸部背板,这种体色分化的现象受到蜜蜂体内黑色素、蝶呤、眼色素通路及尿酸盐转运相关基因共同作用的影响。

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34. 茶小绿叶蝉粘样蛋白EfMLP基因的克隆、 鉴定及功能分析
何雪怡, 雷雨欢, 宋仕月, 夏露霞, 王世宇, 马成文, 魏可欣, 王梦馨, 潘铖, 韩宝瑜
昆虫学报    2024, 67 (2): 151-162.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2024.02.001
摘要142)      PDF(pc) (1872KB)(264)    收藏
【目的】探明茶小绿叶蝉 Empoasca flavescens粘样蛋白EfMLP基因的分子特征、表达模式和生物学功能。【方法】基于茶小绿叶蝉转录组数据,PCR克隆获得4条EfMLP基因的全长cDNA序列并进行生物信息学分析;qRT-PCR检测EfMLP基因在茶小绿叶蝉不同发育阶段(卵、1-5龄若虫和初羽化雌雄成虫)及初羽化成虫不同组织(体壁、脂肪体、唾液腺、肠道、卵巢和精巢)中的表达量;通过饲喂法利用RNAi沉默茶小绿叶蝉5龄若虫 EfMLP2和 EfMLP4,生物测定分析EfMLP基因沉默后茶小绿叶蝉的存活率。【结果】获得4条茶小绿叶蝉EfMLP基因全长cDNA序列,分别命名为 EfMLP1(GenBank 登录号: OR504428), EfMLP2(GenBank 登录号: OR504429), EfMLP3(GenBank 登录号: OR504430)和 EfMLP4(GenBank 登录号: OR504431),这4条EfMLP基因编码蛋白均具有O-联糖基化位点形成粘蛋白结构域(mucin domain, MD)且该结构域包含高度重复的串联重复序列,其中EfMLP3和EfMLP4的氨基酸序列含有保守的2型几丁质结合域(chitin binding domain, CBD)。系统发育分析结果表明,EfMLP被分到两个不同的分支上,属于两种不同的MLP类型,该结果与昆虫的分类地位无相关性,猜测可能与其功能分化相关。 EfMLP1和 EfMLP2在茶小绿叶蝉初羽化雌雄成虫和初羽化成虫唾液腺中均特异性高表达,而 EfMLP3和 EfMLP4的表达在卵、若虫和成虫等不同发育阶段和初羽化成虫脂肪体等多个组织中均可被检测到。与饲喂ds GFP对照组比较,饲喂ds EfMLP2和ds EfMLP4可分别有效抑制茶小绿叶蝉体内 EfMLP2和 EfMLP4的表达量,并可显著降低茶小绿叶蝉的存活率。【结论】EfMLP在茶小绿叶蝉取食中扮演重要的角色,可作为开发基于RNAi的叶蝉防治技术的潜在靶标。
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35. 番茄潜叶蛾成虫运动、求偶和交配行为的昼夜节律
施乾芮, 董义霞, 聂珍, 谷兴凤, 刘振东, 郭前爽, 杜永均
昆虫学报    2024, 67 (3): 393-403.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2024.03.010
摘要142)      PDF(pc) (9931KB)(179)    收藏
【目的】为了更好地利用性信息素进行番茄潜叶蛾 Tuta absoluta的测报和防控,深入研究其运动、求偶和交配行为的昼夜节律。【方法】针对番茄潜叶蛾成虫,采用视频记录和二维轨迹分析其运动;固相微萃取(solid-phase microextraction, SPME)吸附提取和气相色谱-质谱联用(gas chromatography-mass spectrometry, GC-MS)分析雌成虫性信息素滴度;2022年8-9月在四川省西昌市番茄大棚开展番茄潜叶蛾田间诱捕试验,根据诱捕结果分析番茄潜叶蛾成虫性信息素滴度与日龄和昼夜节律的关系,室内养虫笼内观察交配行为,并抽样解剖观察分析番茄潜叶蛾雄成虫的生殖系统发育与日龄关系。【结果】结果表明,在室内环境下,雌雄成虫的运动发生在暗期第5小时开始至光期第2小时结束,但进入暗期第5-7小时为高峰期,其运动时间和距离在雌雄及所测日龄(1-7日龄)之间均没有显著差异。番茄潜叶蛾的性信息素在1-11日龄成虫中都能检测到,日龄之间性信息素滴度没有显著差异。雌成虫性信息素在整个24 h内都可检测到,且不同时段之间信息素滴度差异不显著。交配没有显著影响雌成虫性信息素滴度。田间雄成虫被诱捕到的时间段在暗期第7小时至光期第2小时。番茄潜叶蛾成虫羽化当天就可以交配,交配率在3日龄为最高,之后则下降,交配持续时间在日龄之间没有显著差异。交配的高峰期则发生在暗期第7和10小时,进入光期之后则无新增的交配。雄成虫精巢体积随着日龄的增加而减少,依据性诱雄成虫的体积大小推算其日龄在3-7日龄。【结论】番茄潜叶蛾成虫的求偶和交配时间发生在暗期的末段,雌成虫性信息素滴度在不同日龄和昼夜节律保持持续的高水平,交配也不影响性信息素滴度。性诱雄成虫的年龄偏大,其精巢体积与7日龄的一致,多数可能已经交配。研究结果为不仅深入了解了番茄潜叶蛾成虫的求偶和交配行为,而且为开发基于性信息素的防控技术提供依据。
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36.

西 方 蜜 蜂 AmAGOl 蛋 白 的 分 子 特 性、时 空 表 达 谱 及 抗 体 制 备 

叶亚萍, 刘治滩, 李琪明, 臧贺, 冯佩林, 王宁, 王杰, 黄枳腱, 陈大福, 郭睿
昆虫学报    2024, 67 (1): 18-28.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2024.01.003
摘要141)      PDF(pc) (7393KB)(150)    PDF(mobile) (7393KB)(10)    收藏

【目的】Argonaute (AGO)家族是一类在进化上高度保守的蛋白家族,其在真核生物中主要参与形成RNA诱导沉默复合体(RNA-induced silencing complex, RISC),进而通过沉默基因表达参与诸多生物学过程。蜜蜂AGO蛋白的相关研究迄今仍然缺失。本研究拟通过预测西方蜜蜂Apis mellifera 的AGO1(AmAGO1)理化性质和分子特性,解析AmAGO1在西方蜜蜂中的时空表达谱,并制备AmAGO1的多克隆抗体,为深入开展AmAGO1的功能与机制研究提供参考和基础。【方法】PCR扩增西方蜜蜂AmAGO1的编码序列(coding sequence, CDS);通过生物信息学预测AmAGO1蛋白的理化性质和分子特性;利用RT-qPCR检测AmAGO1在西方蜜蜂工蜂卵、3日龄幼虫、7日龄预蛹、8日龄预蛹、12日龄蛹以及1, 2, 6, 12, 15和18日龄成虫以及工蜂成虫触角、咽下腺、脑、表皮、中肠、脂肪体和毒腺中的表达量;构建原核表达质粒后诱导表达AmAGO1融合蛋白,并鉴定其表达形式;制备AmAGO1多克隆抗体,利用ELISA, Western blot和免疫沉淀(immunoprecipitation, IP)分别检测抗体效价、灵敏度和特异性。【结果】成功克隆到西方蜜蜂AmAGO1的CDS;AmAGO1含928个氨基酸,分子式为C4624H733  2N1316O1325S51,分子量约为104.2 kD,等电点为9.31,平均亲水系数为–0.2965,含86个磷酸化位点及典型的PAZ结构域和PIWI结构域,但不存在典型的信号肽;AGO1在智人Homo sapiens、斑马鱼Danio rerio、黑腹果蝇Drosophila melanogaster、家蚕Bombyx mori、西方蜜蜂、东方蜜蜂A. cerana和欧洲熊蜂Bombus terrestris中具有较高的氨基酸序列一致性;西方蜜蜂和东方蜜蜂的AGO1聚为一支,同源性最高。AmAGO1在西方蜜蜂工蜂卵、幼虫、预蛹、蛹和成虫中均有表达但表达量存在差异,3日龄幼虫和7日龄预蛹中AmAGO1的表达量显著低于卵中的表达量,而8日龄预蛹和12日龄蛹中AmAGO1的表达量显著高于卵中的表达量;AmAGO1在1, 2, 6, 12, 15和18日龄工蜂体内均有表达但表达量也存在差异,其中1日龄成虫体内AmAGO1的表达量显著高于其他日龄成虫体内的表达量;AmAGO1在工蜂成虫触角、毒腺、脑、中肠、咽下腺、脂肪体和表皮中均有表达但表达量存在差异,触角中AmAGO1的表达量与咽下腺中的相差无几,但二者均显著高于毒腺、脑、中肠、脂肪体和表皮中AmAGO1的表达量; AmAGO1融合蛋白的表达形式为包涵体;制备的AmAGO1多克隆抗体具有较高的效价、灵敏度和特异性。【结论】AmAGO1可能是亲水性胞内蛋白,含有典型的PAZ结构域和PIWI结构域;AmAGO1在西方蜜蜂工蜂不同组织和不同发育阶段发挥潜在的重要功能;成功制备出高效价、高灵敏度和强特异性的AGO1多克隆抗体。

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37. 中华按蚊CCE家族基因的表达模式分析
辜昕尧, 司风玲, 陈斌
昆虫学报    2024, 67 (3): 318-326.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2024.03.002
摘要138)      PDF(pc) (6318KB)(156)    收藏
【目的】羧酸酯酶(carboxylesterases, CCEs)是一类重要的水解酶超家族,参与昆虫体内各种外源物质的代谢过程。本研究利用不同发育阶段、不同组织和吸血前后中华按蚊 Anopheles sinensis的转录组数据分析CCE基因表达模式,为进一步研究CCEs在不同生理过程中的潜在功能奠定基础。【方法】以前期从中华按蚊实验室品系转录组数据库中筛选出的50个CCE基因,利用生物信息学分析其在中华按蚊不同发育阶段(卵、1-4龄幼虫、雄蛹、雌蛹、雄成蚊和雌成蚊)、成蚊不同组织(触角、唾液腺、中肠、马氏管、精巢、卵巢、表皮和脂肪体)中以及雌成蚊吸血前和吸血后不同时间(1, 3, 6, 12, 24和48 h)的表达模式。【结果】CCE基因主要在幼虫或成蚊阶段高表达或特异性表达; AsAe12, AsAe4和 AsBe4在所有发育阶段均高表达。CCE基因的表达具有组织特异性,主要集中在成蚊触角、表皮和精巢中表达;此外,5个CCE基因( AsAe13, AsAe12, AsAe6, AsAe4和 AsBe4)在成蚊中肠、马氏管和脂肪体中均高表达,可能与这些解毒器官代谢异生物有关。在雌成蚊吸血后,大多数CCE基因的表达量发生了变化,它们的表达模式也存在差异,这表明血液消化是一个复杂的过程。【结论】本研究结果丰富了中华按蚊CCE基因的知识,为深入探究CCE家族基因在中华按蚊生长发育中的的潜在功能提供有价值的参考。
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38. 元宝枫籽象的重要天敌昆虫——元宝枫刺胫广肩 小蜂线粒体全基因组的测定与分析
刘慧慧, 李恩杰, 曹亮明, 包青春, 王小林, 辛学兵, 杨忠岐
昆虫学报    2023, 66 (9): 1233-1245.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2023.09.010
摘要137)      PDF(pc) (4491KB)(133)    PDF(mobile) (4491KB)(17)    收藏
 【目的】元宝枫刺胫广肩小蜂 Eurytoma acutibialis Yang, Liu et Cao是我国元宝枫种实 Acer truncatum的主要害虫元宝枫籽象 Bradybatus sp.的寄生蜂,是调查元宝枫籽象时发现的一个新种,在控制元宝枫籽象上可发挥重要作用。为进一步了解该新寄生蜂,测定和分析元宝枫刺胫广肩小蜂的线粒体全基因组序列,从而为膜翅目(Hymenoptera)小蜂总科(Chalcidoidea)广肩小蜂科(Eurytomidae)昆虫系统分类和发育系统关系等研究提供分子生物学证据。【方法】采用 Illumina HiSeqTM4000测序平台测定元宝枫刺胫广肩小蜂线粒体全基因组序列,并进行拼接、注释和分析。基于膜翅目小蜂总科40种昆虫线粒体的13个蛋白质编码基因(protein-coding genes, PCGs)的核苷酸序列,应用贝叶斯法(Bayesian inference, BI)和最大似然法(maximum likelihood, ML)构建系统发育树,分析元宝枫刺胫广肩小蜂与小蜂总科其他昆虫的系统发育关系。【结果】元宝枫刺胫广肩小蜂线粒体基因组全长15 849 bp,A+T含量为8200%,由37个基因组成,包括13个PCGs、2个 rRNA基因、22个tRNA基因和1个非编码控制区(control region, CR)。13个PCGs中,使用频率由高到低的氨基酸依次为Leu,Ile, Met,Phe和Asn;13个PCGs均以标准的ATN(ATT, ATG和ATA)为起始密码子,并以传统的TAA/TAG为终止密码子。22个tRNA基因中 ,trnI缺受体臂, trnF缺TΨC臂, trnS1缺 DHU臂, trnS2的 DHU臂仅形成一个简单的环,其他均为典型的三叶草结构。基因发生显著重排,其中基因簇 nad2-nad1-cytb-nad6-nad4L-nad4-nad5发生倒置,16个tRNA基因出现重排。系统发育分析的结果高度支持广肩小蜂亚科(Eurytominae)的单系性,并显示元宝枫刺胫广肩小蜂与 Eurytoma sp. ZJUH 2016013亲缘关系最近。【结论】首次获得元宝枫刺胫广肩小蜂线粒体全基因组序列;基于线粒体基因组的系统发育分析结果表明元宝枫刺胫广肩小蜂隶属于膜翅目广肩小蜂科广肩小蜂属 Eurytoma,支持传统形态学分类结果。
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39. 昆虫分泌物介导的昆虫与植物互作研究进展
蔡香云, 王亚如, 姚杨, 王锦达, 侯有明
昆虫学报    2024, 67 (2): 284-306.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2024.02.013
摘要131)      PDF(pc) (24782KB)(186)    收藏
 昆虫和植物是自然界生物类群中重要的组成部分,在长期进化的过程中形成了复杂的相互作用关系,如植物进化出了复杂的防御策略来抵御昆虫为害,同时,昆虫为了获取更多的生存资源也进化出了更多的适生方式。因此,分析和了解昆虫与寄主植物相互适应的研究进展对害虫的有效防治和抗虫植物的培育具有重要作用。在昆虫与寄主植物互作的研究中,植食性昆虫的口腔分泌物(唾液或反刍液)、卵分泌物、肠道合成物及微生物等作为连接昆虫和植物的中间媒介,其有效成分不仅起着诱导或增强植物防御的作用,而且部分还具有抑制或削弱植物防御的功能,因此,按有效成分发挥的作用,植食性昆虫的口腔分泌物主要可分为激发子和效应子。本文从昆虫分泌物的角度介绍了昆虫钙结合蛋白类、酶类和毒液蛋白类等效应子与脂肪酸氨基酸共轭物类、多肽类和酶类等激发子及其介导植物防御的主要方式,明确了植食性昆虫适应寄主植物防御的不同策略,不仅有助于对昆虫和植物两者互作机制的深入解析,而且为绿色有效防治害虫和植物抗性品种的选育提供新的思路。
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40. 瓜实蝇雄性决定因子基因MoY功能 及其上游调控序列活性分析
符竣凯, 温健, 曹凤勤, 颜日辉, 林先武
昆虫学报    2024, 67 (3): 339-345.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2024.03.004
摘要129)      PDF(pc) (14407KB)(148)    收藏
【目的】本研究旨在鉴定瓜实蝇 Zeugodacus cucurbitae雄性决定因子基因MoY上游调控序列,并探索该序列在胚胎早期驱动 MoY表达对瓜实蝇性别决定的影响,为后续的瓜实蝇转基因品系的构建提供参考依据以及可用元件。【方法】使用基因组步移法扩增瓜实蝇Y染色体连锁的 MoY上游序列并测序,将获得的上游序列连接 MoY的CDS区构建其驱动 MoY表达的质粒;将 MoY表达质粒注射进瓜实蝇新鲜的胚胎中,待胚胎孵化后观察成虫的表型以及性比并提取基因组DNA,通过使用基因组DNA扩增 MoY以判断获得的 MoY上游调控序列是否具有驱动 MoY表达的功能,同时分析 MoY在胚胎中的表达对性别决定的影响。【结果】克隆并获得瓜实蝇 MoY上游1 660 bp序列,构建该序列驱动 MoY表达的质粒p1660。由注射胚胎发育而来的瓜实蝇雄成虫18头和雌成虫13头及另外发现3头成虫的生殖器发育异常且 MoY的扩增结果为阴性,确认为间性个体。【结论】本研究通过对MoY进行基因组步移扩增发现所获得的瓜实蝇 MoY上游调控序列具有驱动 MoY表达的活性,当 MoY于瓜实蝇胚胎早期表达可使原本发育为雌性的个体出现性别逆转的现象。
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