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. 组学时代的化学生态学:传统交叉学科的现代使命
李静静, 刘杨, 王桂荣, 闫凤鸣
昆虫学报    2022, 65 (3): 257-260.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2022.03.001
摘要426)      PDF(pc) (984KB)(183)    PDF(mobile) (984KB)(52)    收藏

作为传统的交叉学科,化学生态学在解决农林生产和人类健康的问题中逐步成为内涵越来越丰富的学科领域;同时,技术进步极大推动着化学生态学的发展,使得我们对于生物之间化学通讯规律的认识更加深入和全面。本“昆虫化学生态学”专辑论文全面反映了我国昆虫化学生态学研究的特色,即以农林生产应用为导向,传统和现代技术并用,研究水平逐步和国际同步。在组学的技术背景下,坚持交叉学科特色,加强合作,化学生态学研究在粮食安全、生态保护、应对全球气候变化等方面会发挥更大作用。

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2. 豌豆蚜触角转录组化学感受蛋白的鉴定、 表达和结合特性分析
刘靖涛, 王倩, 赵瑞, 王欢欢, 高洁, 董辉, 张永军, 丛斌, 谷少华
昆虫学报    2022, 65 (3): 261-270.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2022.03.002
摘要363)      PDF(pc) (7475KB)(182)    PDF(mobile) (7475KB)(41)    收藏

【目的】本研究旨在鉴定豌豆蚜Acyrthosiphon pisum触角转录组中化学感受蛋白(chemosensory protein, CSP)基因,明确触角中高表达的豌豆蚜CSP蛋白与蚜虫报警信息素、性信息素以及植物挥发物的分子结合特性。【方法】通过对豌豆蚜成蚜触角进行转录组测序,鉴定触角中候选CSP基因;采用RPKM值和半定量RT-PCR分别明确这些CSP基因在豌豆蚜成蚜触角以及不同组织(触角、口针、去除触角和口针的头、胸、腹、足和翅)中的表达谱;通过荧光竞争结合实验测定这些触角CSPs与蚜虫报警信息素和性信息素以及植物挥发物的结合特性。【结果】在豌豆蚜成蚜触角转录组中鉴定得到10个CSP基因。RPKM值和半定量RT-PCR分析结果表明ApisCSP2, ApisCSP4和ApisCSP5在豌豆蚜成蚜触角中表达量最高。荧光竞争结合实验表明ApisCSP4与报警信息素主要组分(E)-β-法尼烯[(E)-β-farnesene, EβF]和微量组分(-)-α-蒎烯结合力强,Ki值分别为2.2±0.8和4.9±0.7 μmol/L; ApisCSP5与两种性信息素组分(+)-(4aS,7S,7aR)-荆芥内酯和(-)-(1R,4aS,7S,7aR)荆芥醇结合力强,Ki值分别为4.8±0.9和2.6±0.6 μmol/L。【结论】豌豆蚜成蚜触角转录组中鉴定到10个CSP基因,其中ApisCSP4和ApisCSP5可能分别参与了蚜虫报警信息素和性信息素的转运。

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3. 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
昆虫学报    2022, 65 (8): 927-936.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2022.08.001
摘要315)      PDF(pc) (4785KB)(228)    收藏
【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。
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4. 褐飞虱 Nl 15基因的克隆及功能分析
王福鑫, 王渭霞, 魏琪, 何佳春, 赖凤香, 傅强, 万品俊
昆虫学报    2022, 65 (5): 558-567.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2022.05.003
摘要298)      PDF(pc) (1898KB)(107)    PDF(mobile) (1898KB)(112)    收藏
 【目的】植食性刺吸式口器昆虫的唾液蛋白参与调控植物抗虫防御反应,影响其对寄主植物的适应性。本研究旨在通过克隆褐飞虱 Nilaparvata lugens重要唾液蛋白基因 Nl15,调查其时空表达模式,明确其在褐飞虱致害性中的作用。【方法】基于褐飞虱IR56种群转录组数据,用RT-PCR克隆褐飞虱基因 Nl15 cDNA序列,并进行生物信息学分析。利用qPCR检测其在褐飞虱TN1和IR56种群不同发育阶段(卵、1-5龄若虫和雌雄成虫)和雌成虫不同组织(头、胸、腹和足)中的表达模式。通过显微注射dsRNA对褐飞虱TN1和IR56种群的4龄若虫进行 Nl15的RNAi,利用qPCR检测 Nl15 RNAi后褐飞虱若虫中Nl15的相对表达量以及 Nl15 RNAi后褐飞虱若虫取食3 d时水稻植株中防御相关基因( OsLecRK4, OsMPK10, OsWRKY24, OsLox, OsNPR1和 OsGns5)的相对表达量,并生物测定 Nl15 RNAi后褐飞虱的存活率以及成虫蜜露量和体质量增量。【结果】克隆了褐飞虱 Nl15 cDNA序列(GenBank登录号:OK181113),其开放阅读框长1 008 bp;预测编码335个氨基酸,理论等电点为7.54,分子量为38.7 kD,含有23个氨基酸的信号肽序列和一个糖基化修饰位点,不存在跨膜结构域和其他已知的功能域; Nl15与灰飞虱 Laodelphax striatellus同源蛋白氨基酸序列一致性为45%。发育表达谱结果表明, Nl15在褐飞虱各个发育阶段均表达,在3-4龄若虫中的表达量最高;组织表达谱结果表明, Nl15在褐飞虱雌成虫头部中的表达量最高,且在IR56种群头部中的表达量高于在TN1种群头部中的。RNAi实验结果表明,与注射ds GFP的对照组相比,注射ds Nl15的处理组中 Nl15的表达量显著降低了89.5%,褐飞虱的存活率以及成虫蜜露量和体质量增量均显著降低,上述6个水稻防御相关基因的表达量显著上调。【结论】褐飞虱IR56种群中的Nl15参与褐飞虱与水稻的防御与反防御分子互作。本研究为进一步阐述褐飞虱克服抗虫基因的机制及揭示昆虫与植物互作的分子网络提供了思路。
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5. 昆虫气味受体的研究方法与进展
白鹏华, 王冰, 张仙红, 王桂荣
昆虫学报    2022, 65 (3): 364-385.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2022.03.012
摘要289)      PDF(pc) (2283KB)(132)    PDF(mobile) (2283KB)(51)    收藏

昆虫气味受体(odorant receptors, ORs)在外周嗅觉系统识别气味信号过程中起着关键作用,参与昆虫取食、交配和产卵等重要生命活动过程。随着测序技术飞速发展以及生物信息学研究的深入,昆虫气味受体基因实现了大规模鉴定。本文详述了昆虫气味受体基因的研究方法及其原理和优缺点,归纳总结了自2015年以来已发表文章中采用不同分析方法进行ORs鉴定和功能研究的数量和比例,列举了重要害虫气味受体的研究进展。2015-2019年利用基因组和转录组测序技术分别鉴定了2 543和5 111个OR基因。基因表达和蛋白定位研究有助于分析OR基因在不同组织以及不同发育阶段的表达特异性,荧光原位杂交和免疫组织化学方法常用于分析细胞和组织定位;半定量反转录PCR(semi-quantitative reverse transcription PCR, RT-PCR)技术和实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR, qRT-PCR)技术常用于研究OR基因的时空表达模式。利用冷冻电镜技术解析昆虫OR蛋白的超微晶体结构,以明确OR关键氨基酸残基与配体化合物互作规律。ORs功能研究手段不断丰富,体外异源表达系统在2015-2019年间的占比为75.76%,以爪蟾卵母细胞Xenopus oocytes系统结合双电极电压钳技术(two-electrode voltage clamp, TEVC)为主(占比43.94%),辅以转基因果蝇异源表达系统结合单感器记录技术以及细胞系异源表达ORs结合钙离子成像技术;体内功能研究方法包括RNA干扰(RNAi)技术和CRISPR/Cas9基因编辑技术,后者在ORs功能研究中取得了突破性进展并具有广泛的应用前景。最后本文对今后的研究方向提出了以下建议:(1)开展更多重大害虫及天敌昆虫嗅觉识别机制研究;(2)阐明昆虫性信息素和寄主植物挥发物协同作用的内在机理;(3)解析气味受体蛋白超微晶体结构并揭示ORs与气味分子特异性识别机制;(4)基于RNAi技术开发新型昆虫行为调节剂。

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6. 桃小食心虫发育过程中蜕皮激素 滴度动态 及甲氧虫酰肼干扰滞育的作用
李永丽, 闫作炳, 尹新明, 雷振山, 周洲
昆虫学报    2022, 65 (7): 791-798.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2022.07.001
摘要253)      PDF(pc) (1726KB)(138)    PDF(mobile) (1726KB)(35)    收藏
【目的】 经历了长光照和短光照条件,桃小食心虫 Carposina sasakii脱果老熟幼虫分别进行非滞育和滞育发育。本研究旨在通过使用蜕皮激素类似物甲氧虫酰肼对桃小食心虫滞育进行干扰,以期达到干扰桃小食心虫滞育的目的,为开发桃小食心虫防治新方法奠定基础。【方法】 利用ELISA法测定了桃小食心虫幼虫滞育和非滞育过程中的20E滴度动态;以清水为对照,测定了不同浓度(0.05, 0.1, 1, 2, 5, 7.5和10 mg/mL)甲氧虫酰肼以及0.5和1 mg/mL 20E喷沙处理对桃小食心虫结茧的影响;测定了5 mg/mL甲氧虫酰肼和1 mg/mL 20E喷沙处理中桃小食心虫20E滴度,并跟踪调查了0.1和5 mg/mL甲氧虫酰肼喷沙处理对桃小食心虫滞育的干扰效果。【结果】两种光周期(15L∶9D和12L∶12D)下桃小食心虫滞育和非滞育幼虫生长过程中20E滴度没有差异,均是从幼龄到老龄逐渐降低,脱果时达到最低;但脱果时,长光照非滞育发育幼虫体内20E滴度(0.473 ng/g)显著高于短光照注定滞育幼虫体内的(0.254 ng/g)。非滞育发育幼虫脱果后进入长茧化蛹,虫体20E的滴度显著升高,在蛹期保持较高滴度区间(0.652~1.217 ng/g)。滞育发育幼虫脱果后进入圆茧滞育,20E滴度缓慢上升,第4天达到第一个峰值(0.656 ng/g),随后降低,在第8天达到第2个峰值(0.790 ng/g);随着进入滞育稳定期,20E滴度逐渐降低;70 d后达到滞育解除状态,20E滴度持续保持在低滴度水平;第90天达到滞育期间最低滴度(0.424 ng/g),随后20E滴度开始上升。0.05 mg/mL甲氧虫酰肼点滴短光照桃小食心虫脱果幼虫,即可干扰部分滞育圆茧的形成,对桃小食心虫脱果幼虫的LD 50为7.039 μg/头。0.05 mg/mL以上浓度甲氧虫酰肼和20E喷沙处理均可有效干扰滞育圆茧的形成,1 mg/mL相同浓度的20E比甲氧虫酰肼表现出的干扰活性更高,两者均能使注定滞育的幼虫出现结长茧、畸形茧以及无法结茧的表型;在结畸形茧和无法结茧幼虫中20E滴度显著升高,5 
mg/mL甲氧虫酰肼和1 mg/mL 20E喷沙处理不能结圆茧的比例分别为70.0%和66.7%,其中结畸形茧的幼虫体内20E滴度分别显著升高16.3%和143.0%,异常不能结茧的幼虫体内20E滴度分别显著升高149.3%和278.6%。部分幼虫接触甲氧虫酰肼后虽能够结圆茧,但能够完成滞育成功羽化的比例减少,甲氧虫酰肼0.1 mg/mL喷沙处理组羽化率仅为20.8%。【结论】 桃小食心虫幼虫在滞育过程中20E保持较低滴度,在生殖发育阶段需要较高滴度。外源甲氧虫酰肼和20E均能够干扰其结圆茧滞育,虫体结茧表型与20E滴度增加幅度具有相关性,相同浓度的20E比甲氧虫酰肼表现出更高的干扰活性;甲氧虫酰肼处理减少了桃小食心虫幼虫成功完成滞育的比例。
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7. 西伯利亚蝗卵发育过程的比较转 录组分析 及滞育关联基因筛选
赵娜, 吕雪峰, 扈鸿霞, 宋余, 蒋思涵, 季荣, 叶小芳
昆虫学报    2022, 65 (9): 1075-1089.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2022.09.001
摘要251)      PDF(pc) (14904KB)(462)    收藏
【目的】通过筛选西伯利亚蝗 Gomphocerus sibiricus卵滞育基因及代谢通路,初步明确西伯利亚蝗卵滞育分子机理。【方法】利用Illumina NovaSeq 6000测序平台对西伯利亚蝗早期发育(ES)、滞育(DS)和滞育后发育阶段(PS)的卵进行转录组测序;采用GO和KEGG富集分析并结合文献,预测滞育相关通路并聚类热图分析,筛选蝗卵滞育关联基因,并选取其中6个重要基因进行qRT-PCR验证。【结果】DS   vs ES和PS vs DS两比较组分别富集到12 419和4 789个差异表达基因,且多上调表达;两比较组共表达差异基因为2 206个,主要与糖代谢、环境胁迫和生长发育相关。DS vs ES组富集最显著的GO条目为蛋白结合,PS vs DS组GO条目主要包含酶活性、细胞骨架构建及蛋白结合等过程。滞育关联基因主要集中在Wnt信号通路、胰岛素信号通路、细胞周期通路以及昆虫激素生物合成等通路。6个重要的滞育关联基因的表达量变化趋势与转录组数据结果基本一致。【结论】本研究初步明确了西伯利亚蝗卵滞育调控的重要代谢途径,并筛选出20个滞育关联基因,为后续深入研究该物种的适应机理奠定了基础。
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8. 劳氏粘虫的发生危害和防治研究进展
段云, 陈琦, 郭培, 苗进, 夏鹏亮, 巩中军, 蒋月丽, 李彤, 武予清
昆虫学报    2022, 65 (4): 522-532.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2022.04.012
摘要245)      PDF(pc) (1666KB)(140)    PDF(mobile) (1666KB)(20)    收藏
 劳氏粘虫 Mythimna loreyi是粘虫 Mythimna seperata的近缘种,两者在形态上相近,为害特征基本相同,但在不同地区的发生危害规律可能存在一定差异。近些年来,劳氏粘虫在许多国家和地区频繁暴发危害,已成为一种普遍发生的农业害虫。为今后深入研究劳氏粘虫的暴发成灾规律和综合防控技术,本文在分析国内外研究资料的基础上,对劳氏粘虫的研究进展进行了综述。目前,劳氏粘虫已分布于亚洲、欧洲、非洲、大洋洲和北美洲的近80个国家和地区。以幼虫取食危害玉米、水稻和小麦等多种禾本科作物和杂草;3龄前幼虫食量小,5-6龄幼虫食量增大,进入暴食期。幼虫具有聚集性、杂食性和暴食性,成虫具有迁飞性,发生危害时具有隐蔽性、偶发性和暴发性。劳氏粘虫的发生和为害规律常因地区、年份和季节的不同而存在差异。气候条件、食物和天敌是影响劳氏粘虫发生危害的主要因素,而气候因素、人类活动和害虫的生物学特征是导致近些年来劳氏粘虫发生范围扩大,危害程度加重的重要原因。性诱剂、天敌和生物农药是近些年来劳氏粘虫生物防治研究的主要方向。根据目前劳氏粘虫在我国的发生情况及研究现状,我们建议今后从以下3个方面开展工作:(1)借鉴粘虫的防控策略和防治经验,从空中和地面两个方面加强预测预报工作,建立和完善预测预报系统;(2)从农业防治、物理防治、生物防治和化学防治等方面开展综合防治工作;(3)将生物技术和现代农业信息技术等现代化的技术和方法应用于暴发成灾规律和综合防治研究中,并建立综合防控技术系统。
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9. 白星花金龟对寄主植物挥发物的电生理反应
王光宇, 张萌萌, 陈立
昆虫学报    2022, 65 (3): 322-332.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2022.03.008
摘要243)      PDF(pc) (3284KB)(104)    PDF(mobile) (3284KB)(40)    收藏

 【目的】白星花金龟Protaetia brevitarsis是我国经济上重要的农业害虫。本研究拟鉴定苹果、葡萄和玉米3种果实在两种状态(健康与受白星花金龟成虫为害)下的挥发物中能引起白星花金龟雌成虫触角电生理反应的挥发物成分。【方法】采用动态顶空吸附法收集苹果、葡萄和玉米3种果实的挥发物,用气相色谱-触角电位联用技术(gas chromatography-electroantennogram detection, GC-EAD)筛选果实挥发物中的活性成分,用气相色谱-质谱联用技术(gas chromatography-mass spectrometry, GC-MS)对活性成分进行鉴定,然后用内标法对EAD活性成分进行定量,最后根据主成分分析和聚类分析对3种果实受白星花金龟为害前后的挥发物活性成分进行评价。【结果】在苹果、葡萄和玉米中分别鉴定出23, 23和25种挥发物可引起白星花金龟雌成虫明显的触角电位反应。根据主成分分析和基于主成分1和2的聚类分析将6个处理的挥发物分成5组,分别为来自健康苹果、受害苹果、健康葡萄+受害葡萄、健康玉米和受害玉米,3种果实之间主要挥发物成分差异较大。受害前后释放量显著减少的酯有7种(2-甲基丁基乙酸酯、2-甲基丁酸丙酯、乙酸戊酯、己酸甲酯、丁酸丁酯、乙酸己酯和异戊酸己酯),显著增加的醇有3种(2-甲基丙醇、2-甲基丁醇和顺-3-己烯醇)。【结论】3种果实中能够引起白星花金龟成虫触角电位反应的挥发物成分以醇和酯类为主,受白星花金龟为害后大部分醇类化合物的含量有所增加,酯类化合物的含量减少。本研究鉴定出58种能够引起电生理反应的挥发物成分,可通过后续的室内与田间行为试验测试这些物质的引诱作用。

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10. 吸血昆虫生殖调控的分子机制
王雪丽, 李珊, 吕向阳, 邹振
昆虫学报    2022, 65 (4): 512-521.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2022.04.011
摘要241)      PDF(pc) (1715KB)(132)    PDF(mobile) (1715KB)(16)    收藏
 吸血昆虫是可以传播病原微生物的一类节肢动物,包括蚊虫、白蛉、蠓、猎蝽、跳蚤等。由于其特殊的吸血习性,它们成为了疟疾、登革热、丝虫病、锥虫病等急性传染性疾病的媒介载体。虫媒疾病具有传播速度快、扩散面积广和危害重等特点,不仅严重危害人类健康,还容易造成巨大的经济损失。由于针对虫媒传染病的药物匮乏以及虫媒病原对化学药物抗性的不断增加,阻断吸血昆虫的生殖成为控制虫媒疾病传播的有效措施。保幼激素(juvenile hormone, JH)和20-羟基蜕皮激素(20-hydroxyecdysone, 20E)在昆虫生殖过程中扮演着重要的角色。JH与胞内受体复合物Met/Tai结合后调控JH/Met靶基因表达,进而促进卵黄发生过程,为昆虫之后的吸血及产卵提供了必要条件;20E胞内受体为EcR/USP组成的异源二聚体,两者结合后激活下游基因表达,诱导卵黄原蛋白(vitellogenin, Vg)合成,为发育的卵巢提供营养。营养信号通路(胰岛素信号通路以及氨基酸介导的雷帕霉素靶蛋白信号通路)同样可以激活Vg合成,促进昆虫生殖;此外,营养信号通路与JH和20E之间可以相互作用共同调控吸血昆虫发育和繁殖。碳水化合物代谢以及脂代谢等能量代谢过程是昆虫生殖过程中主要能量来源,可以满足吸血昆虫生殖发育不同阶段极高的能量需求。研究表明,JH和20E信号通路在能量代谢过程中起着重要的调控作用;微小RNA在蚊虫这一类吸血昆虫中被证明与肠道微生物稳态、血液消化以及脂代谢等生理学过程密切相关,进一步影响了蚊虫卵巢发育。近年来,随着分子生物学及测序技术的革新,吸血昆虫生殖调控机制的研究不断取得新的进展。本文主要阐述了吸血昆虫生殖调控的分子机制研究进展,以期为通过调控吸血昆虫生殖的方法以阻断病原传播提供重要线索。
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11. 药用昆虫喙尾琵琶甲肠道抗菌活 放线菌的筛选及鉴定
王明明, 殷鹏凯, 李铭晖, 杨自忠, 杨大松, 杨银河
昆虫学报    2022, 65 (9): 1106-1114.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2022.09.004
摘要226)      PDF(pc) (18899KB)(58)    收藏
【目的】探究药用昆虫喙尾琵琶甲 Blaps rynchopetera肠道具有抗菌活性的放线菌,为抗菌药物开发提供新的放线菌资源。【方法】结合稀释涂布法和选择培养法从喙尾琵琶甲成虫肠道分离放线菌。以耐甲氧西林金黄色葡萄球菌(methieillin-resistant Staphylococus aureus)、金黄色葡萄球菌、大肠杆菌 Escherichia coli、粪肠球菌 Enterococcus faecalis、鼠伤寒沙门氏菌 Salmonella typhimurium
和铜绿假单胞菌 Pseudomonas aeruginosa 6株致病细菌以及黑曲霉 Aspergillus niger、青霉菌 Penicillium expansum和白色念珠菌 Canidia albicans 3株致病真菌为指示菌,通过牛津杯琼脂扩散法测试放线菌次生代谢产物的抗菌活性。随后,采用分子生物学方法进行16S rRNA序列分析鉴定活性显著的18株放线菌并构建系统发育树。【结果】从喙尾琵琶甲成虫肠道中分离到176株共生放线菌,初步活性筛选结果显示其中46株放线菌表现出不同程度的抗菌活性。多株放线菌对致病菌具有广谱的抑菌作用且抑菌圈直径超过阳性对照药。选择抑菌圈直径大于15 mm的18株放线菌进行分子鉴定,结果显示均为链霉属Streptomyces。【结论】喙尾琵琶甲肠道含有丰富的抗菌活性放线菌资源。
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12. 昆虫平衡棒的发育及功能
董玮, 武文君, 张徐波
昆虫学报    2022, 65 (8): 1068-1074.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2022.08.015
摘要216)      PDF(pc) (1394KB)(371)    收藏
 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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13. 黄地老虎幼虫取食诱导的棉花植株挥发物驱避雌蛾产卵
李梦宇, 张涛, 夏施珂, 肖海军, 陆宴辉
昆虫学报    2022, 65 (3): 304-311.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2022.03.006
摘要205)      PDF(pc) (1400KB)(106)    PDF(mobile) (1400KB)(16)    收藏

【目的】评价黄地老虎Agrotis segetum幼虫取食危害诱导棉花植株产生的虫害诱导植物挥发物(herbivore-induced plant volatiles, HIPVs)对雌蛾产卵选择的影响,并鉴定HIPVs的主要组分及其功能,以筛选对雌蛾产卵有吸引或驱避作用的活性成分。【方法】利用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)筛选出棉花植株被黄地老虎幼虫取食危害诱导产生的HIPVs,然后利用触角电位仪(EAG)和产卵笼分别测试黄地老虎雌蛾对HIPVs主要组分的电生理反应和产卵选择。【结果】黄地老虎雌蛾显著偏好在健康棉株上产卵,产卵量为在受幼虫危害棉株上的6.59倍。黄地老虎幼虫取食棉花植株诱导产生的HIPVs主要包括苯甲醛、芳樟醇、β-石竹烯、葎草烯、十四烷、十六烷等,其中黄地老虎雌蛾对苯甲醛和芳樟醇的触角反应较明显,并且随苯甲醛和芳樟醇浓度增加而逐步增大。在产卵笼试验中,芳樟醇可显著驱避黄地老虎雌蛾产卵,而苯甲醛则吸引其产卵。【结论】黄地老虎幼虫危害棉花植株产生的HIPVs对雌蛾产卵具有明显驱避作用,其中芳樟醇有望作为一种产卵驱避剂。

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14. 番茄潜叶蛾卵黄原蛋白受体基因 TaVgR 在生殖发育调控中的作用
闫欣, 杨洪, 宋佳慧, 李仁贵, 张毅波, 杨文佳
昆虫学报    2022, 65 (6): 675-683.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2022.06.003
摘要205)      PDF(pc) (2271KB)(99)    收藏
 【目的】本研究旨在明确卵黄原蛋白受体(vitellogenin receptor, VgR)在番茄潜叶蛾 Tuta  absoluta生殖发育过程中的功能,为潜叶类害虫的绿色防控提供候选靶标。【方法】基于番茄潜叶蛾转录组数据,采用RT-PCR扩增 TaVgR基因cDNA全序列,并进行生物信息分析;通过RT-qPCR分析 TaVgR在番茄潜叶蛾不同发育阶段(1-4龄幼虫、1-7日龄雌蛹和雌成虫)和雌成虫不同组织(头、体壁、前肠、中肠、后肠、卵巢、脂肪体和马氏管)中的表达模式;进一步利用RNAi抑制番茄潜叶蛾雌蛹体内 TaVgR的表达,并观测沉默 TaVgR基因后番茄潜叶蛾卵巢发育及繁殖力的变化。【结果】克隆获得番茄潜叶蛾 TaVgR cDNA(GenBank登录号: MZ682118)序列,其开放阅读框序列长5 496 bp,编码1 831个氨基酸,推测的蛋白分子量约为206 kD,等电点为5.17,信号肽包含N-端前18个氨基酸残基,并具有典型LDLR家族蛋白保守功能域。RT-qPCR结果显示, TaVgR转录水平随着番茄潜叶蛾龄期的增加逐渐上升,雌成虫羽化后达到最高水平; TaVgR在番茄潜叶蛾雌成虫的卵巢中表达量最高。 TaVgR RNAi对初期雌蛹中 TaVgR的表达抑制率为62.04%~72.55%,导致卵黄蛋白在卵巢中的沉积受阻,卵巢管和卵粒长度缩短,成虫10日单雌总产卵量及后代卵孵化率降低,最终引起番茄潜叶蛾繁殖力下降。【结论】 TaVgR基因在番茄潜叶蛾雌成虫和卵巢中高表达,且沉默该基因严重阻碍其卵巢发育和降低繁殖力。本研究为开发以 VgR基因作为靶标的鳞翅目害虫防治新技术奠定了理论基础。
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15. 稻纵卷叶螟对性信息素和花香的嗅觉行为反应及在其种群监测中的应用
郭前爽, 卓富彦, 朱景全, 林宇丰, 张政兵, 黄德超, 张素丽, 杜永均
昆虫学报    2022, 65 (3): 289-303.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2022.03.005
摘要200)      PDF(pc) (2068KB)(85)    PDF(mobile) (2068KB)(15)    收藏

 【目的】 明确稻纵卷叶螟Cnaphalocrocis medinalis生理状态对性信息素和花香气味的嗅觉行为反应的影响,以及在田间性信息素和花香气味诱蛾量的动态。【方法】于2020年在广西、湖南、浙江、四川5个试验点,通过田间网捕、花香气味和性信息素诱捕稻纵卷叶螟成虫,结合解剖卵巢和精巢,比较性信息素和花香诱捕的基本迁入型(强迁飞型)、本地繁殖型(居留型和扩散型)、大部迁出型(强迁飞型)稻纵卷叶螟蛾在嗅觉行为上的差异。按测报行业标准调查田间各龄虫量及其动态,分析田间性信息素诱和花香诱蛾量的动态与田间调查各龄幼虫种群数量和发生时间之间的关系,调查网捕和花香诱雌蛾成熟卵巢比例随不同生理状态和季节的变化。【结果】基本迁入型稻纵卷叶螟在迁飞过程中可能已经交配,在着陆后有一段交配间隔的行为静止期,之后先对性信息素有反应,产卵的后期对花香气味有反应,其时间差基本上就是产卵前期。本地繁殖型稻纵卷叶螟对性信息素反应强,性信息素诱效果好,但花香诱捕效果差。大部迁出型雄蛾对性信息素的诱捕反应低,其雌雄蛾对花香气味诱捕反应也很低。基本迁入型花香诱雌蛾卵巢级别比较高,特别是卵巢Ⅴ级、已产卵的比例远高于网捕雌蛾。本地繁殖型种群,花香诱捕到的雌蛾交配次数显著高于田间网捕的, 如湖南攸县,花香诱Ⅴ级卵巢雌蛾的交配次数为3.5±1.0,最高5次,而网捕的Ⅴ级卵巢雌蛾的交配次数为2.6±0.4,最高3次。雄蛾精巢体积大小是田间网捕>性信息素诱>花香诱。性信息素诱雄蛾的死亡率显著低于花香诱雄蛾的。花香诱捕的时间发生在整个晚上,黑暗后出现第一个高峰,而性信息素诱发生在凌晨1∶00时后至天亮结束。从诱捕动态来分析,性信息素诱的基本迁入型蛾峰早于花香诱。同一时期,通过调查广西田阳、湖南攸县水稻田间,发现各龄幼虫的发育进程和数量变化与性信息素诱蛾量之间存在相关性。【结论】初步建立起性信息素诱和花香诱稻纵卷叶螟蛾量与田间各龄幼虫种群数量和发生时间之间的关系,为田间稻纵卷叶螟的精准施药提供了技术依据。

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16. 高桥仁蚧线粒体全基因组测序与分析
邓鋆, 王刚, 卢聪聪, 张江涛, 黄晓磊
昆虫学报    2022, 65 (4): 451-459.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2022.04.005
摘要199)      PDF(pc) (3391KB)(128)    PDF(mobile) (3391KB)(20)    收藏
【目的】测定和分析半翅目(Hemiptera)仁蚧科(Aclerdidae)首个线粒体全基因组——高桥仁蚧 Aclerda takahashii线粒体全基因组序列,并探讨与其他蚧虫类群的系统发育关系。【方法】基于Illumina测序技术进行高桥仁蚧线粒体全基因组测序,并进行生物信息学分析;基于已报道的15科31种半翅目昆虫的线粒体全基因组序列运用最大似然法(ML)和贝叶斯推断法(BI)构建半翅目系统发育树。【结果】高桥仁蚧线粒体基因组全长16 599 bp, AT含量高达84.51%。在该线粒体基因组中,缩减tRNA非常普遍, 10个tRNA缺失二氢尿嘧啶(DHU)臂或TΨC臂, tRNAser(S1)和tRNAser(S2)缺失DHU臂和TΨC臂。系统发育树显示, 与仁蚧科亲缘关系最近的是蚧科(Coccidae)。【结论】本研究报道了首个仁蚧科的线粒体基因组, 发现在高桥仁蚧线粒体基因组中存在普遍的tRNA缺臂现象, 为进一步系统地研究蚧虫线粒体基因组提供了数据支持。
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17. 日本刀角瓢虫对不同番茄品种的 产卵选择性 及其影响因素
梅文娟, 林硕, 张前荣, 丁雪玲, 郑宇, 卢学松, 姚凤銮, 何玉仙, 翁启勇
昆虫学报    2022, 65 (6): 757-771.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2022.06.011
摘要196)      PDF(pc) (7237KB)(61)    收藏
【目的】明确日本刀角瓢虫Serangium japonicum对叶毛密度和类型不同的番茄 Lycopersicon  esculentum品种的产卵选择性。【方法】以4个番茄品种(砧木101、闽粉樱1号、砧木301和以色列超级金刚)作为日本刀角瓢虫的寄主植物,观察番茄叶片背面超微结构,统计叶片背面叶毛类型及密度;用叶蝶法和植株法测定日本刀角瓢虫雌成虫在带烟粉虱 Bemisia tabaci卵的4个番茄品种上的产卵量占比;并测定日本刀角瓢虫在这4个番茄品种叶片上的子代及成虫表现(生长发育、繁殖和捕食能力)以及对叶片的附着力,雌成虫对4个番茄品种健康叶片和受烟粉虱为害叶片的气味选择以及4个番茄品种叶碟和植株上日本刀角瓢虫卵被同类捕食的风险。【结果】4个番茄品种叶片背面叶毛类型均具有非腺毛和腺毛,其中,非腺毛有Ⅱ, Ⅲ和Ⅴ型,腺毛有Ⅰ, Ⅳ Ⅵ和Ⅶ型,且均以Ⅴ型非腺毛密度最高。以色列超级金刚叶片背面的叶毛密度显著低于其他3个供试番茄品种。日本刀角瓢虫偏好在以色列超级金刚上产卵,在以色列超级金刚、砧木101和闽粉樱1号上的繁殖力(165~223.92粒/雌)显著高于在砧木301上的(2809粒/雌)。日本刀角瓢虫子代由卵发育至成虫的历期在闽粉樱1号上最短(15.73 d),在砧木101上最长(23.00 d)。日本刀角瓢虫在4个番茄品种上的产卵选择性与子代表现及亲代表现无显著相关性,而与日本刀角瓢虫卵的被捕食风险存在显著正相关关系。日本刀角瓢虫在4个番茄品种上的产卵选择性与日本刀角瓢虫对番茄叶片的附着力及番茄叶片上各类型叶毛密度均无显著相关性。番茄的7种叶毛类型其叶毛密度在4个番茄品种上都存在显著差异,除番茄Ⅰ型腺毛密度与日本刀角瓢虫的繁殖力(30 d内单雌产卵量)存在显著负相关关系外,其他6种类型的叶毛密度与日本刀角瓢虫子代表现及亲代表现均无显著相关性。日本刀角瓢虫雌成虫对4个番茄品种的气味无明显偏好。日本刀角瓢虫卵在4个番茄品种叶蝶和植株上的被捕食比例差异显著。【结论】日本刀角瓢虫雌成虫偏好在叶毛密度低的番茄品种叶片上产卵,番茄腺毛对日本刀角瓢虫成虫生命活动影响显著。
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18. 西方蜜蜂工蜂蛹响应低温胁迫的差异表达基因分析
刘一名, 徐新建, 周姝婧, 姚丹, 李寒, 朱晨煜, 李想, 赫昱畅, 周冰峰, 朱翔杰
昆虫学报    2022, 65 (4): 469-479.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2022.04.007
摘要195)      PDF(pc) (2498KB)(134)    PDF(mobile) (2498KB)(17)    收藏
【目的】本研究旨在从转录组水平筛选和分析西方蜜蜂 Apis mellifera工蜂不同时期蛹对低温胁迫反应的差异表达基因(DEGs)。【方法】将西方蜜蜂工蜂封盖后3 d预蛹以及封盖后6和9 d蛹分别置于低温环境(20℃)和最适发育温度(35℃)中4 h,分别作为处理组和对照组,通过转录组学技术筛选低温处理组与对应的对照组之间的DEGs,并进行GO功能分类和KEGG通路分析。利用RTqPCR分别对封盖后3 d预蛹以及封盖后6和9 d蛹的8, 6和5个DEGs的表达谱进行验证。【结果】与对照组相比,封盖后3 d预蛹以及封盖后6和9 d蛹受低温胁迫后的DEGs分别有220, 50和26个;GO功能分类发现,DEGs富集数最多的条目为代谢进程、细胞进程、催化活性和结合,封盖后3 d预蛹的DEGs在生物学进程调控、细胞部分和细胞器等有较多富集。KEGG通路分析显示,处理组和对照组间西方蜜蜂各日龄DEGs在整体概述图、氨基酸代谢、信号转导、运输和分解代谢有富集。封盖后3 d预蛹以及封盖后6和9 d蛹受低温胁迫后共有的DEG 3-磷酸肌醇依赖性蛋白激酶1基因 PDK1上调表达,同时富集在自噬-动物、mTOR和FoxO信号通路。低温胁迫后,封盖后3 d预蛹的胰岛素受体底物1-B基因 IRS1 -B和Kruppel同源物1基因 Kr-h1上调表达,而核激素受体FTZ-F1基因 Ftz-F1与蜕皮启动激素基因Eth显著下调表达,说明封盖后3 d预蛹响应低温细胞自噬和蜕皮受到抑制程度更大。在低温胁迫后封盖后6 d蛹中与昆虫角质层着色与免疫相关的酪氨酸羟化酶基因 TyHyd下调表达;与对照组相比,在低温胁迫后封盖后9 d蛹中DEGs最少,说明在3个蛹期中,其受低温的影响较小。【结论】本研究测定了西方蜜蜂3个不同发育阶段蛹响应低温的DEGs,结果显示大部分DEGs为阶段特有,说明西方蜜蜂不同发育阶段响应低温的机制不同。一些共有DEGs以及阶段特有DEGs的功能研究和其作用机制是进一步研究蜜蜂对低温响应机制的重点内容,为探究蜜蜂蛹期响应低温胁迫的分子机制提供了基础数据。
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19. 四种农药对小菜蛾体温的影响
田素芬, 李志华, 李元涛, 林硕, 陈艺欣, 田厚军, 胡晓汉, 王曦莹, 黄劲飞, 魏辉, 顾晓军
昆虫学报    2022, 65 (9): 1115-1126.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2022.09.005
摘要191)      PDF(pc) (27407KB)(129)    收藏
【目的】本研究旨在为阐明小菜蛾 Plutella  xylostella体温在其防治中的应用价值提供资料。【方法】在不同人工气候箱内温度(环境温度)下,测定小菜蛾2, 3和4龄幼虫的体温,建立各龄幼虫体温( y)与环境温度( x)的关系方程;同时测定了不同环境温度下不同浓度阿维菌素、毒死蜱、氟虫腈和高效氯氰菊酯分别处理后小菜蛾3龄幼虫在不同处理时间的体温。【结果】小菜蛾2, 3和 4龄幼虫体温(y)与环境温度(x)关系方程分别为 y=0.95 x+1.19( r=0.9463), y=0.95 x+1.18( r=0.9988),以及 y=0.93 x+1.45( r=0.9989),等温点分别为22.16℃, 21.40℃和21.41℃。在气候箱温度设定为15℃或40℃时,4种农药都对小菜蛾3龄幼虫体温无影响;而其他温度条件下,农药处理都可能改变小菜蛾3龄幼虫体温。对于阿维菌素,25℃下 2, 4和8 mg/L处理12 h, 2和4 mg/L处理24 h, 0.5, 2, 4和8 mg/L处理36 h以及0.5, 1, 2和8 mg/L处理48 h时3龄幼虫体温均显著高于对照, 8 mg/L阿维菌素处理24 h时3龄幼虫体温显著低于对照;30℃下0.5 mg/L处理24 h及1 mg/L处理36 h 3龄幼虫体温显著低于对照,1 mg/L处理48 h和各浓度处理60 h时3龄幼虫体温均显著高于对照;35℃下只有1和8 mg/L处理48 h时3龄幼虫体温显著低于对照。对于毒死蜱,20℃下50, 200和800 mg/L处理24 h, 100, 400和800 mg/L处理36 h时3龄幼虫体温都显著低于对照;25℃下100和200 mg/L处理12 h, 800 mg/L处理24 h, 100, 200和800 mg/L处理60 h时3龄幼虫体温均显著低于对照,而50, 100, 200和400 mg/L处理24 h, 100和200 mg/L处理36 h及100和400 mg/L处理48 h时3龄幼虫体温均显著高于对照;30℃下只有800 mg/L处理24 h时3龄幼虫体温显著低于对照,50, 100, 200和800 mg/L处理60 h时3龄幼虫体温显著高于对照。对于氟虫腈,20℃下只有0.5 mg/L处理36 h时3龄幼虫体温显著低于对照;25℃下 4 mg/L处理12 h和各浓度处理60 h时3龄幼虫体温显著低于对照,0.5 mg/L处理24 h以及0.25, 1和2 mg/L处理48 h时3龄幼虫体温均显著高于对照;30℃下 0.25和0.5 mg/L处理12 h, 0.25和2 mg/L处理24 h, 4 mg/L处理48 h以及2 mg/L处理60 h时3龄幼虫体温显著低于对照;35℃下只有0.25和0.5 mg/L处理60 h时3龄幼虫体温显著高于对照。对于高效氯氰菊酯,20℃下2和8 g/L处理36 h, 4和8 g/L处理48 h时3龄幼虫体温显著高于对照;25℃下 2, 4和8 g/L处理12 h时3龄幼虫体温均显著低于对照, 0.5, 4和8 g/L处理24 h, 1, 4和 8 g/L处理36 h以及1, 2和4 g/L处理60 h时3龄幼虫体温均显著高于对照;30℃下
0.5和1 g/L浓度处理12 h, 0.5, 1, 4和8 g/L处理24 h以及1, 2和8 g/L处理60 h时3龄幼虫体温都显著低于对照。【结论】小菜蛾幼虫自律性体温调节能力低;阿维菌素、毒死蜱、氟虫腈或高效氯氰菊酯处理影响小菜蛾3龄幼虫的体温,影响形式随农药种类和浓度,环境温度及处理时间不同而不同。本研究拓宽了农药毒理学及害虫防治研究内容。
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20. 甜菜夜蛾肽聚糖识别蛋白基因 SePGRP-SA 的克隆及功能鉴定
李亚子, 赵丹, 郭晓昌, 吴涵, 刘兆瑞, 郭巍
昆虫学报    2022, 65 (4): 417-426.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2022.04.002
摘要190)      PDF(pc) (5599KB)(127)    PDF(mobile) (5599KB)(30)    收藏
【目的】本研究旨在阐明甜菜夜蛾 Spodoptera exigua幼虫体内肽聚糖识别蛋白(peptidoglycan recognition protein, PGRP)在响应苏云金芽胞杆菌 Bacillus thuringiensis(Bt)感染过程中的功能。【方法】利用PCR方法扩增甜菜夜蛾幼虫肽聚糖识别蛋白基因 SePGRP-SA全长cDNA;采用qRT-PCR分析 SePGRP-SA在甜菜夜蛾不同发育阶段(卵、1-5龄幼虫、预蛹和蛹)及4龄幼虫不同组织(中肠、马氏管、围食膜、脂肪体、血淋巴和表皮)中的表达。通过RNAi技术沉默 SePGRP-SA基因72 h后,qRT-PCR检测 SePGRP-SA沉默效率及甜菜夜蛾4龄幼虫中肠抗菌肽相关基因( Ceropin, AttacinDefensin)和细菌载量的变化。RNAi沉默 SePGRP-SA 24 h后,以苏云金芽胞杆菌菌株Bt-GS57饲喂甜菜夜蛾4龄幼虫0, 24, 48, 72, 96和120 h,计算幼虫校正死亡率;饲喂甜菜夜蛾4龄幼虫Bt-GS57后0, 24, 48和72 h,利用qRT-PCR检测中肠 SePGRP-SA, Ceropin, AttacinDefensin的相对表达量。【结果】克隆获得甜菜夜蛾S ePGRP-SA全长DNA(GenBank登录号:MW265930),开放阅读框长576 bp,编码191个氨基酸,其编码蛋白的预测分子量为21.59 kD。序列分析结果表明,SePGRP-SA具有典型的PGRP和Ami2保守结构域,信号肽为19个氨基酸,为分泌型蛋白;系统进化分析发现,SePGRP-SA与斜纹夜蛾 Spodoptera litura的SlPGRP亲缘关系最近,氨基酸序列一致性达91.1%。发育表达谱结果表明 SePGRP-SA在甜菜夜蛾4和5龄幼虫、预蛹和蛹中高表达;组织表达谱结果表明, SePGRP-SA在4龄幼虫各组织中均表达,其中以血淋巴中表达量最高。与注射ds EGFP(对照)相比,注射ds SePGRP-SA的甜菜夜蛾4龄幼虫在72 h时中肠 SePGRP-SA基因表达量下调了95.26%, Cecropin, AttacinDefensin表达量显著下调,中肠细菌载量显著升高。注射ds EGFP和ds SePGRP-SA的甜菜夜蛾4龄幼虫饲喂Bt-GS57,72 h时幼虫校正死亡率分别为50.00%和73.33%,表明幼虫对Bt-GS57的敏感性明显增加。甜菜夜蛾4龄幼虫取食Bt-GS57后,中肠 SePGRP-SA, Cecropin, AttacinDefensin表达量在48 h均显著增加,72 h时降低。【结论】Bt侵染能够引起甜菜夜蛾SePGRPSA基因激活抗菌肽相关基因 Cecropin, Attacin和Defensin的表达。
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21. 中国东方蜜蜂的形态分化(英文)
朱翔杰, 周姝婧, 徐新建, 于瀛龙, 胡军军, 张中印, 祁文忠, 王彪, 袁春颖, 席芳贵, 周冰峰
昆虫学报    2022, 65 (7): 912-926.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2022.07.013
摘要189)      PDF(pc) (1424KB)(91)    PDF(mobile) (1424KB)(42)    收藏
【目的】遗传分化研究是认识蜜蜂形态多样性和适应性进化的重要环节,是确定蜜蜂资源管理单位和保护单位的前提,有助于保护蜜蜂的遗传资源。本研究通过分析形态分化,研究中国东方蜜蜂 Apis  cerana在中国地理环境下的遗传分化和遗传资源分布。【方法】从我国所有东方蜜蜂分布区102个采样点共采集6 147头东方蜜蜂工蜂,每一采样点10~20群中取60头工蜂进行解剖,测定与翅、个体大小、后足和体色相关的33个形态特征,进行多变量形态统计分析,划分形态类群。同时对分出的不同东方蜜蜂类群的形态特征及分布模式进行分析。【结果】根据判别分析和主成分分析的聚类结果,我国东方蜜蜂分为14个形态类群。有5个类群具有较小的个体大小。海南类群个体最小,其次为滇南类群,台湾类群,南方类群和北方类群。这5个类群之间在吻长、前翅长、前翅第3亚缘室结构、体色和蜡镜长上存在显著差异。长白类群具有最大的肘脉指数、蜡镜和第5背板绒毛带宽。而西藏波密类群具有全国最小的第五背板绒毛带宽。西北类群具有最长的后足。川西高原的5个形态类群具有个体大、体色黑等特点。其中,巴塘类群肘脉指数(3.0169)全国最小,个体大小全国最大。阿坝类群具有仅次于长白类群的肘脉指数,且翅长和第七腹板最大。德荣类群体色最黑。雅江类群具有独特的翅脉角 (A4, N23, E9和J10最小,B4最大)。川滇类群在川西高原个体最小。【结论】本研究在全面收集我国所有东方蜜蜂分布区样本,尤其是西藏波密、台湾省和川西高原的珍贵样本的基础上,进行了东方蜜蜂形态测量学分析。在我国共发现东方蜜蜂14个形态类群:海南类群、滇南类群、长白类群、台湾类群、波密类群、阿坝类群、巴塘类群、德荣类群、雅江类群、川滇类群、川贵类群、西北类群、南方类群以及北方类群。研究结果为中国东方蜜蜂遗传资源的保护和遗传资源的开发利用提供理论基础。
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22. 过表达和敲减ame-miR-13b对意大利蜜蜂幼虫 肠道内基因表达的影响
祝智威, 王杰, 隆琦, 许雅静, 冯睿蓉, 刘佳美, 赵浩东, 朱乐冉, 侯海青, 陈大福, 郭睿
昆虫学报    2022, 65 (4): 460-468.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2022.04.006
摘要187)      PDF(pc) (3671KB)(65)    PDF(mobile) (3671KB)(14)    收藏
【目的】微小RNA(microRNAs, miRNAs)在昆虫的繁殖、发育和免疫等重要生命活动的调控过程中扮演关键角色。本研究旨在探究在意大利蜜蜂 Apis mellifera ligustica幼虫个体水平过表达与敲减ame-miR-13b对其靶基因表达的影响,为深入探究ame-miR-13b调控意大利蜜蜂幼虫肠道发育的分子机理提供理论和实验依据。【方法】根据ame-miR-13b的核苷酸序列设计合成相应的模拟物mimic-ame-miR-13b和抑制物inhibitor-ame-miR-13b及其对照mimic-NC和inhibitor-NC,混入饲料后饲喂意大利蜜蜂3日龄幼虫,每12 h更换一次饲料,连续饲喂6次,以分别过表达和敲减ame-miR-13b;通过RT-qPCR检测过表达和敲减ame-miR-13b后意大利蜜蜂幼虫肠道中ame-miR-13b及其靶基因 Ecr, EgfrP450 18a1的表达量。【结果】与mimic-NC饲喂组相比, mimic-ame-miR-13b饲喂组中ame-miR-13b在意大利蜜蜂4和6日龄幼虫肠道中均显著上调表达;与饲喂inhibitor-NC组相比,inhibitor-ame-miR-13b饲喂组中ame-miR-13b在4日龄幼虫肠道中下调表达,在5和6日龄幼虫肠道中显著下调表达。与mimic-NC饲喂组相比,过表达ame-miR-13b组中意大利蜜蜂6日龄幼虫肠道中Egfr的表达量显著降低,而 EcrP450 18a1的表达量均显著升高。与inhibitor-NC饲喂组相比,敲减ame-miR-13b组中意大利蜜蜂6日龄幼虫肠道中 Egfr上调表达但不显著, Ecr显著上调表达,而 P450 18a1显著下调表达。【结论】通过饲喂法在意大利蜜蜂幼虫个体中成功实现了miRNA的过表达和敲减;ame-miR-13b与 Egfr之间存在潜在的负调控关系。
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23. 施药后不同时间玉米田中常用农 药残留 对玉米螟赤眼蜂的影响
王瑜, 代晓彦, 王瑞娟, 刘艳, 陈浩, 郑礼, 董小林, 翟一凡
昆虫学报    2022, 65 (7): 852-865.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2022.07.007
摘要187)      PDF(pc) (3087KB)(70)    PDF(mobile) (3087KB)(13)    收藏
【目的】为明确玉米田中常用杀菌剂和杀虫剂对玉米螟赤眼蜂 Trichogramma ostriniae的安全性。【方法】室内用田间推荐剂量在玉米叶片上施用4种杀菌剂(甲基硫菌灵、戊唑醇、叶枯唑和吡唑醚菌酯)以及4种杀虫剂(阿维菌素、氯虫苯甲酰胺、高效氯氰菊酯和吡虫啉),施药后1, 3, 5和7 d调查玉米螟赤眼蜂成虫接触玉米叶片24 h时的死亡率、寄生能力(寄生的麦蛾 Sitotroga cerealella卵量)及子代羽化率。【结果】施药后不同时间,不同杀菌剂和杀虫剂对玉米螟赤眼蜂成虫的死亡率、寄生能力和羽化率产生显著影响。4种杀菌剂中,叶枯唑和吡唑醚菌酯对玉米螟赤眼蜂寄生能力持续影响时间长,在施药7 d后,玉米螟赤眼蜂成虫接触含叶枯唑和吡唑醚菌酯残留的玉米叶片24 h时其寄生的麦蛾卵量分别为20.25和20.80粒;戊唑醇对玉米螟赤眼蜂的影响最大,施药7 d后玉米螟赤眼蜂成虫接触含戊唑醇残留的
玉米叶片24 h时子代羽化率为18.48%,施药3 d后接触时死亡率高达37.03%。4种杀虫剂中,阿维菌素和吡虫啉对玉米螟赤眼蜂寄生能力持续影响时间长并且毒性较大,在施药7 d后,玉米螟赤眼蜂成虫接触含阿维菌素和吡虫啉残留的玉米叶片24 h时的寄生的麦蛾卵量为3.43和9.19粒,施药后1-3 d时死亡率分别高达96.21%和74.00%;高效氯氰菊酯对玉米螟赤眼蜂子代羽化的持续伤害时间长,施药7 d后玉米螟赤眼蜂成虫接触含高效氯氰菊酯残留的玉米叶片24 h时的子代羽化率为27.92%。总体来说,4种杀虫剂对玉米螟赤眼蜂的影响较4种杀菌剂大。【结论】田间释放玉米螟赤眼蜂防治玉米螟 Ostrinia nubilalis前7 d不建议喷施戊唑醇、叶枯唑和吡唑醚菌酯3种杀菌剂以及阿维菌素和吡虫啉两种杀虫剂,前5 d不建议喷施甲基硫菌灵和高效氯氰菊酯,氯虫苯甲酰胺使用时应该根据该药的田间推荐浓度合理喷施。
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24. 家蚕生存素基因在BmN4细胞有丝分裂中 的功能分析
张冰, 王艺, 李娜, 李丹丹, 阚云超
昆虫学报    2022, 65 (5): 541-547.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2022.05.001
摘要186)      PDF(pc) (5961KB)(83)    PDF(mobile) (5961KB)(38)    收藏
【目的】阐明生存素基因在家蚕 Bombyx mori BmN4细胞有丝分裂中的功能。【方法】qRTPCR分析家蚕生存素基因 BmSurvivin在家蚕5龄第3天幼虫不同组织(丝腺、中肠、马氏管、精巢、卵巢、脂肪体、皮细胞层和表皮)中的表达量;构建pIZT/V5-His- BmSurvivin-GFP (BG)融合载体并转染BmN4细胞,以免疫荧光标记检测BmSurvivin和第10位丝氨酸(Ser10)磷酸化的组蛋白H3(H3Ser10ph)在BmN4细胞有丝分裂分裂不同时期的定位。【结果】 BmSurvivin在家蚕5龄第3天幼虫马氏管中表达量最高,其次是在丝腺和中肠中。成功构建pIZT/V5-His- BmSurvivin-GFP载体。免疫荧光结果显示,在BmN4细胞间期核中可以看到明显的GFP信号,涵盖了细胞核和细胞质区域,指示BmSurvivin的定位;随着细胞进入分裂期,GFP信号指示BmSurvivin与染色质共定位,待细胞形成明显的双取向时在纺锤体区域也可以看到GFP信号;后期随着姐妹染色单体分开,GFP信号指示BmSurvivin定位在染色质及胞质分裂区;末期随着两个新的子细胞形成GFP信号指示BmSurvivin仅定位在胞质分裂区。H3Ser10ph定位在BmN4细胞前中期染色质凝缩处,至中期信号最强,与整条染色体重合,后期信号消失。【结论】BmSurvivin与有丝分裂周期中染色质和纺锤体的动态变化相关。
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25. CO2麻醉对中华蜜蜂处女蜂王卵 巢发育的影响
周建阳, 宋华莉, 邓萍, 陶坤伶, 唐相友, 燕乐乐, 张小燕, 石鹏, 许金山
昆虫学报    2022, 65 (5): 577-586.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2022.05.005
摘要184)      PDF(pc) (19278KB)(122)    PDF(mobile) (19278KB)(13)    收藏
 【目的】明确中华蜜蜂 Apis cerana cerana蜂王羽化后生殖系统的动态变化,探索CO 2麻醉对中华蜜蜂处女蜂王卵巢发育的影响。【方法】通过人工育王技术和蜂王的储存获取不同日龄的中华蜜蜂处女蜂王,观察蜂王羽化后生殖系统的形态,测定生殖系统各项形态学指标(体重、卵巢重、受精囊直径和卵巢管数目)。中华蜜蜂处女蜂王连续2 d(分别于5和6日龄时)接受不同浓度(50%, 75%与90%)CO 2麻醉8 min, 以及不同日龄处女蜂王接受75% CO 2麻醉1~3次(每次8 min),待蜂王发育至10日龄时,利用石蜡切片技术与HE染色法观察蜂王卵巢形态、测定蜂王卵巢重和蜂王卵巢最大卵母细胞长度,通过实时荧光定量PCR(RT-qPCR)测定10日龄蜂王头部卵黄原蛋白基因( Vg)的相对表达量。【结果】中华蜜蜂蜂王的卵巢管数目与受精囊直径不会随着日龄发生明显的波动,但蜂王卵巢重在6-12日龄明显增加,之后将趋于稳定。与对照组(未接受CO 2麻醉处理)相比,50%, 75%与90% CO 2麻醉后中华蜜蜂蜂王卵巢重与最大卵母细胞长度均增加,并且头部Vg基因的相对表达量上调。其中CO 2浓度为75%,麻醉次数2次显著促进了中华蜜蜂蜂王的卵巢发育。【结论】中华蜜蜂蜂王羽化后卵巢会发生明显的发育变化,而CO2麻醉能加速卵巢的发育。
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26. 圆唇散白蚁工蚁生殖可塑性相关 性腺发育和基因表达
叶晨旭, 宋转转, 张文秀, 吴涛宇, 刘鹤, 邢连喜, 苏晓红
昆虫学报    2022, 65 (6): 657-667.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2022.06.001
摘要184)      PDF(pc) (9365KB)(110)    收藏
【目的】为了探讨圆唇散白蚁 Reticulitermes labralis雌性工蚁向补充生殖蚁转化过程中的卵巢发育特征以及卵母细胞从滞育到恢复生长发育的起点。【方法】观察圆唇散白蚁雌性工蚁从3龄-6龄-转化成补充生殖蚁发育过程中的卵巢和卵母细胞动态变化;在若蚁向原始生殖蚁和补充生殖蚁转化的转录组中筛选出与卵母细胞生长期相关的基因表达,利用qRT-PCR方法检测这些基因在工蚁向生殖蚁转化发育过程中的表达水平。【结果】圆唇散白蚁工蚁从低龄向老龄发育过程中卵巢逐渐增大;前补充生殖蚁卵巢长度和宽度分别是工蚁的约2和3倍,而前补充生殖蚁转化为补充生殖蚁之后,卵巢没有显著增大。工蚁转化为前补充生殖蚁之后,卵母细胞大小(长径)和滤泡细胞层厚度仍然没有显著改变;前补充生殖蚁转化成补充生殖蚁之后,卵母细胞大小和滤泡细胞层厚度显著增加。调控卵母细胞生长期发育的6个基因 cyclin-dependent kinase 1, cell division cycle protein 20, G2/mitotic-specific cyclin -B3, G2/mitotic-specific cyclin-A, aurora kinase A和serine/threonine-protein kinase  polo在补充生殖蚁中的表达水平极显著增加,分别是前补充生殖蚁的约34, 62, 91, 36, 57和106倍。工蚁转化为前补充生殖蚁之后,仅 G2/mitotic-specific cyclin-B3, G2/mitotic-specific cyclin-Aaurora kinase A表达水平显著增高,分别是工蚁的约3, 3和2倍。【结论】圆唇散白蚁工蚁卵巢发育的停滞发生在老龄期,卵母细胞发育的恢复和减数分裂启动从工蚁转化为补充生殖蚁之后开始。
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27. 全基因组重测序揭示青藏高原东 缘及东南缘 东方蜜蜂遗传多样性与适应性进化
唐相友, 宋华莉, 石鹏, 张小燕, 唐紫寒, 王文峰, 扎罗, 陈新兰, 周泽扬, 许金山
昆虫学报    2022, 65 (5): 638-647.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2022.05.012
摘要183)      PDF(pc) (3213KB)(66)    PDF(mobile) (3213KB)(13)    收藏
【目的】对青藏高原东缘和东南缘及邻近地区东方蜜蜂 Apis cerana样本进行群体遗传多样性与适应性进化研究,为进一步解析青藏高原东方蜜蜂的遗传资源多样性、种群扩散规律以及适应高原生境的分子进化机制提供参考。【方法】对青藏高原东缘和东南缘及邻近地区77群东方蜜蜂样本进行全基因组重测序;运用群体遗传学方法,基于群体结构、主成分分析、系统进化树、遗传分化指数、线粒体基因组单倍型以及选择信号分析对东方蜜蜂这77群及GenBank数据库下载的90群的全基因组重测序原始数据进行分析。【结果】这167群东方蜜蜂区分出来自川西高原、藏南高原、滇北高原和川北高原的4个高原型群,分属于两个进化支,平均遗传分化指数( Fst=0.1178)高于非高原型群的( Fst=0.0411)。基于种群间最小遗传距离分析,东南缘的藏南高原群、滇北高原群与滇南群具有更近的遗传关系;东缘的川西高原群、川北高原群分别与川西山地和秦巴群具有更近的遗传关系。结合线粒体基因组单倍型分析,初步推断出青藏高原东缘及东南缘高原型群体祖先单倍型及来源。选择性分析鉴定到了潜在的参与脂肪酸代谢、光转导、温度适应、卵巢发育等信号通路相关的潜在受选基因。在藏南高原和滇北高原群体中发现两个共同受选择基因 ISL-1和 FOXO,主要参与胰岛素分泌以应对细胞压力,暗示它们在东方蜜蜂适应青藏高原东南缘生境中发挥着重要作用。【结论】青藏高原东方蜜蜂遗传多样性丰富,东南缘的藏南高原和滇北高原群体以及东缘的川西高原和川北高原群体在遗传分化上明显区分,这4个高原群是由邻近地区非高原群扩散后的地理隔离形成了种群分化;初步筛选获得东方蜜蜂高原环境适应性潜在基因。本研究为进一步探析青藏高原东方蜜蜂适应高原生境下的分子进化机制奠定了基础。
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28. 茶树诱导抗虫性的研究进展
张瑾, 邢玉娴, 韩涛, 于广威, 孙晓玲
昆虫学报    2022, 65 (3): 399-408.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2022.03.014
摘要183)      PDF(pc) (1315KB)(126)    PDF(mobile) (1315KB)(20)    收藏
为了抵御植食性昆虫的为害,植物在进化过程中形成了包括组成抗性和诱导抗性在内的复杂防御体系。在通过受体识别茶树害虫为害后,茶树会启动早期信号事件,继而激活茉莉酸、水杨酸、乙烯和赤霉素等植物激素信号通路,从而引起次生代谢物的积累,最终对害虫产生直接和间接抗性。基于近年来茶树害虫为害诱导的茶树防御反应及其相关调控机理的研究进展,本文归纳了主要茶树害虫为害诱导茶树释放的挥发物种类、生态功能及其在害虫绿色防控中的应用,概述了参与调控茶树诱导抗虫性的重要防御信号网络,重点阐述了茶树茉莉酸信号转导通路的研究进展,并指出了未来的研究方向。已明确,茶尺蠖 Ectropis obliqua、小贯松村叶蝉 Matsumurasca onukii和茶丽纹象甲 Myllocerinus aurolineatus为害可诱导茶树释放17种相同的挥发物,但3种害虫分别能特异地诱导茶树释放8种、3种和2种挥发物。在上述挥发物中,已发现5种、1种和6种挥发物分别对以上3种害虫具有引诱活性,2种和1种挥发物分别对前两种害虫具有驱避效果,进而筛选出这3种害虫的引诱剂和小贯松村叶蝉的驱避剂。研究已表明JA通路和SA通路参与了茶树对多种害虫的防御应答,其中JA通路发挥核心作用,同时植物生长素、脱落酸和赤霉素等多种植物激素也参与了茶树诱导防御反应。迄今为止,很多茉莉酸生物合成和调控相关基因得到了克隆和鉴定,在明确其在茶树抗虫防御反应中发挥重要作用的基础上,我们揭示了茉莉酸通路正调控茶树对害虫的直接与间接抗性。今后除进一步深入解析茶树害虫诱导的茶树防御反应分子机理之外,还可从茶树诱导抗虫性的利用等方面展开深入研究。本文将为深入研究茶树诱导抗虫性的分子机理和进一步利用茶树诱导抗虫性开发害虫绿色防控技术提供参考。
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29. miR-252-5p通过靶向调控保幼 激素酸甲基转移酶 基因 JHAMT 的表达而影响果蝇变态发育
张泽麟, 嵇杰, 徐文雨, 刘卓, 范晓春, 邓昌鑫, 何倩毓
昆虫学报    2022, 65 (7): 799-806.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2022.07.002
摘要183)      PDF(pc) (3459KB)(87)    PDF(mobile) (3459KB)(27)    收藏
【目的】保幼激素酸甲基转移酶(juvenile hormone acid methyl transferase, JHAMT)是保幼激素(juvenile hormone, JH)合成通路中的关键限速酶。本研究旨在筛选并验证靶向调控黑腹果蝇 Drosophila melanogaster JHAM T转录表达的miRNA,揭示miRNA在JH生物合成中的作用机理。【方法】 首先通过miRanda, TargetScan和microT-CDS在线网站对靶向黑腹果蝇 JHAMT的miRNA进行预测,取3个网站均能预测到的miRNA作为候选靶向 JHAMT的miRNA;利用双荧光素酶系统对候选miRNA与 JHAMT的靶向关系进行验证;qRT-PCR检测候选miRNA与JHAMT在黑腹果蝇生长发育中的表达模式;利用qRT-PCR和果蝇GAL4-UAS系统分别检测黑腹果蝇咽侧体中超表达miRNA对 JHAMT的表达以及对黑腹果蝇变态发育的影响。【结果】 miRanda, TargetScan和microT-CDS分别预测到5, 18和16个靶向 JHAMT的miRNA,共同预测到4个miRNA,分别是miR-252-5p, miR-277-3p, miR-1002-5p和miR-987-5p。双荧光素酶检测结果表明,miR-252-5p mimics可显著降低野生型JHAMT 3′UTR荧光素酶报告基因载体所表达的荧光素酶活性,而JHAMT 3′UTR区中miR-252-5p结合位点突变后,该抑制作用被解除。qRT-PCR检测结果表明,miR-252-5p与 JHAMT在黑腹果蝇卵、幼虫及预蛹期的转录表达模式相反。咽侧体中超表达miR -252后,可显著降低 JHAMT和JH初级反应基因 Kr-h1的表达水平;且表现出类似JH缺失的表型,如化蛹时间推迟、体重变轻以及蛹期死亡增加。【结论】miR-252-5p可通过靶向作用于 JHAMT参与JH生物合成调控,从而影响果蝇变态发育。
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30. 草地贪夜蛾烟碱型乙酰胆碱受体 α6和α7亚基 基因克隆及其对乙基多杀菌素胁迫的响应
高祖鹏, 静大鹏, 黄晓丹, 王振营
昆虫学报    2022, 65 (9): 1098-1105.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2022.09.003
摘要183)      PDF(pc) (6443KB)(112)    收藏
【目的】烟碱型乙酰胆碱受体(nicotinic acetylcholine receptors,nAchRs)作为昆虫中枢神经系统中重要的神经递质受体,是乙基多杀菌素的重要靶标。本研究旨在克隆草地贪夜蛾 Spodoptera  frugiperda nAchR基因,并探析其对乙基多杀菌素胁迫的响应。【方法】基于前期草地贪夜蛾转录组数据,采用RT-PCR和RACE分别克隆草地贪夜蛾nAchR α6和α7亚基基因;乙基多杀菌素(0.400 mg/L)处理草地贪夜蛾3龄幼虫48 h后,采用RT-qPCR技术检测nAchR α6和α7亚基基因的表达量的变化。【结果】nAchR α6亚基基因(GenBank登录号: MT951400)开放阅读框长1 506 bp,编码502个氨基酸,并具有跨膜区与信号肽;nAchRs α7亚基基因(GenBank登录号: MW557608)开放阅读框长1 524 bp,编码508个氨基酸,并具有跨膜区与信号肽。根据氨基酸多序列比对分析,草地贪夜蛾nAchR亚基α6和α7具有烟碱性乙酰胆碱受体α家族典型特征。0.400 mg/L乙基多杀菌素胁迫48 h后,草地贪夜蛾3龄幼虫nAchR α6亚基基因表达量显著增加,而nAchR α7亚基基因表达量无显著性变化。【结论】乙基多杀菌素可能作用于草地贪夜蛾的nAchR α6亚基。本研究为深入研究草地贪夜蛾对乙基多杀菌素的靶标抗性机制奠定了初步基础。
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31. 植物次生代谢物质对蓟马的行为 调控作用 及其在蓟马防控中的应用
李晓维, 程江辉, 韩海斌, 吕要斌
昆虫学报    2022, 65 (9): 1222-1246.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2022.09.015
摘要182)      PDF(pc) (2409KB)(144)    收藏
 蓟马是多种农作物和园艺作物上的重要害虫,通过直接取食和间接传播病毒给作物造成巨大的经济损失。植物次生代谢物质在植物-昆虫互作中起到重要的作用,通过植物次生代谢物质调控害虫行为从而达到控制害虫的目的是一种害虫绿色防控的重要措施。本文综述了对蓟马类害虫具有引诱、驱避、抑制产卵、拒食、熏蒸毒性和毒杀作用的植物、植物提取物、植物精油和化合物,并讨论了植物次生代谢物质在蓟马防控中的应用潜能。对蓟马具有引诱作用的主要包括27科54种植物的挥发物或精油、29种苯环类、17种吡啶类和13萜烯类化合物,可开发为诱集植物和引诱剂;具有驱避作用的主要包括16科40种植物的挥发物或精油、20种萜烯类和6种苯环类化合物,可开发为驱避植物和驱避剂;具有抑制产卵、拒食、熏蒸毒性和毒杀作用的主要有20科42种植物的提取物或精油、6种生物碱类、15种萜烯类和5种苯环类化合物,可开发为植物源农药和熏蒸剂。本文最后讨论了应用植物次生代谢物质防控蓟马存在的作用效果不稳定、田间应用技术缺乏、作用机制不明确等问题,并展望了未来的研究方向,对基于植物次生代谢物质的蓟马绿色防控具有重要意义。
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32. 利用植物提取物绿色合成纳米银粒子 及其对台湾乳白蚁的毒性
谢晓俊, 羊桂英, 于保庭, 胡寅, 莫建初
昆虫学报    2022, 65 (4): 480-489.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2022.04.008
摘要181)      PDF(pc) (11219KB)(57)    PDF(mobile) (11219KB)(7)    收藏
【目的】利用多种药用植物水提液绿 色合成纳米银粒子,测定分析其对台湾乳白蚁 Coptotermes formosanus的毒杀活性和作用机理,探索绿色合成的(silver nanoparticles, AgNPs)在白蚁防治方面的潜力,拓宽AgNPs在农业领域的应用前景。【方法】分别利用药用植物大黄 Rheum palmatum根茎、白毛夏枯草 Ajuga nipponensis全株、苦参 Sophora flavescens根和鱼腥草 Houttuy niacordata全株的水提取液绿色合成纳米银粒子,采用紫外可见分光光度计(UV-vis)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线能谱分析(EDS)和纳米粒度分析仪验证AgNPs的生成并表征其粒子大小、形状和聚集程度等;在实验室条件下测定AgNPs对台湾乳白蚁工蚁的毒杀效果。通过测定800 mg/L AgNPs处理7 d的台湾乳白蚁工蚁体内可溶性蛋白质含量、乙酰胆碱酯酶(AchE)活性和滤纸酶活性(filter paper activity, FPA)水平,来探析AgNPs对白蚁的毒杀作用机理。【结果】4种药用植物水提取液合成的AgNPs颗粒均呈球形,粒径在69~180 nm之间;7 d内AgNPs对台湾乳白蚁工蚁的LC 50值分别为150, 340, 342和309 mg/L;800 mg/L AgNPs处理7 d后台湾乳白蚁工蚁的可溶性蛋白质含量以及AchE活性和FPA与对照相比均显著降低。【结论】4种植物提取物合成的AgNPs对台湾乳白蚁工蚁均有较好的毒杀效果,它们可通过降低白蚁体内的可溶性蛋白质含量、AchE活性和FPA来影响其存活,说明绿色合成的AgNPs在防治台湾乳白蚁方面具有较大的潜力。
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33. 褐飞虱自噬相关基因 NlATG 13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
昆虫学报    2022, 65 (8): 967-976.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2022.08.005
摘要180)      PDF(pc) (6250KB)(134)    收藏
【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ds NlATG13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ds GFP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。
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34. 甘肃白银地区潜叶蝇及其寄生蜂的组成和发生调查
贺静, 杜素洁, 程鑫斐, 王绮静, 郭建洋, 王作慰, 王福莲, 刘万学
昆虫学报    2022, 65 (4): 533-540.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2022.04.013
摘要178)      PDF(pc) (1349KB)(83)    PDF(mobile) (1349KB)(9)    收藏
 【目的】明确严重危害甘肃省白银地区作物的潜叶蝇及天敌寄生蜂的多样性和种群组成。【方法】采用五点取样法田间调查潜叶蝇危害的蔬菜、花卉、杂草并采样,室内对潜叶蝇及其寄生蜂进行形态鉴定和分子鉴定。【结果】在2016-2020年在甘肃白银地区采集的样本中发现6种常见潜叶蝇,包括本地种豌豆彩潜蝇 Chromatomyia horticola和葱斑潜蝇 Liriomyza chinensis,入侵种南美斑潜蝇 L. huidobrensis、三叶草斑潜蝇 L. trifolii、番茄斑潜蝇 L. bryoniae和美洲斑潜蝇 L. sativae。其中,豌豆彩潜蝇为优势种,可危害多科寄主植物;葱斑潜蝇仅在大葱上发现危害;南美斑潜蝇在温室内的蔬菜上发生严重;三叶草斑潜蝇首次在白银市发现;番茄斑潜蝇与美洲斑潜蝇的危害相对较轻。此外,调查的潜叶蝇寄生蜂包括3科12属24种,优势种包括豌豆潜蝇姬小蜂 Diglyphus isaea、芙新姬小蜂 Neochrysocharis formosa、万氏潜蝇姬小蜂 D. wani和西伯利亚离颚茧蜂 Dacnusa sibirica。【结论】一方面白银市应加强监测和预警入侵性潜叶蝇的发生,另一方面白银市潜叶蝇的天敌寄生蜂种类丰富,对田间主要危害的潜叶蝇可能发挥着重要的自然防控作用,建议保护利用本地寄生蜂天敌。
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35. 角倍蚜越冬若蚜的生物学特性
许鑫, 魏洪媛, 丰国蕊, 邵淑霞, 杨子祥
昆虫学报    2022, 65 (6): 730-736.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2022.06.008
摘要175)      PDF(pc) (3986KB)(74)    收藏
【目的】角倍蚜 Schlechtendalia chinensis是五倍子蚜的主要生产种,深入了解角倍蚜越冬若蚜的生物学习性,揭示田间无土植藓条件下越冬若蚜的种群动态,可以为进一步降低若蚜越冬的死亡率,提高五倍子产量提供依据。【方法】在田间以无纺布为基质种植侧枝匐灯藓 Plagiomnium maximoviczii培育越冬若蚜,定期采集带不同龄期角倍蚜的藓块带回实验室,利用数码显微系统连续观测和记录越冬期间若蚜的行为习性、形态特征、种群动态和龄期分布等,并连续测量越冬期间侧枝匐灯藓的藓层厚度和覆盖率。【结果】角倍蚜秋迁蚜以卵胎生方式产生若蚜,若蚜在侧枝匐灯藓的拟叶基部分泌蜡丝包裹自身并形成蜡球,在蜡球内取食和越冬。每个蜡球内通常有1头若蚜。越冬若蚜从1-4龄,体色由淡黄色逐渐加深至深褐色,体长和体宽随龄期的增加而增加,分别从1龄若蚜552.92±16.95和94.70±11.52 μm增加到4龄若蚜的1 205.25±10.75和593.15±7.66 μm。越冬期间若蚜的平均种群密度从10月中旬的13.10×10 4头/m 2降至翌年3月的1.05×10 4头/m 2,总死亡率高达91.98%。越冬若蚜个体间的发育进度很不整齐,并与当地的气温变化密切相关。若蚜越冬期间侧枝匐灯藓的厚度和覆盖率逐步增加。【结论】越冬若蚜体长和体宽可作为角倍蚜龄期鉴别的主要指标。田间越冬期间角倍蚜若蚜的总死亡率很高,其中越冬初期和中期若蚜转移寄生期的死亡率较其他阶段高。
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36. 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
昆虫学报    2022, 65 (8): 986-998.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2022.08.007
摘要175)      PDF(pc) (5614KB)(169)    收藏
【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。
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37. 沃尔巴克氏菌调控小茶尺蠖和灰 茶尺蠖杂交卵孵化
王志博, 刘永健, 白家赫, 张欣欣, 肖强
昆虫学报    2022, 65 (8): 999-1009.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2022.08.008
摘要173)      PDF(pc) (7696KB)(50)    收藏
【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。
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38. 草地贪夜蛾三个SfruPBPs对本种及同域种劳氏粘虫性信息素及腺体组分的亲和力
郑树壕, 司玉晓, 闫祺, 郭慧芳, 董双林
昆虫学报    2022, 65 (3): 271-279.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2022.03.003
摘要172)      PDF(pc) (1912KB)(76)    PDF(mobile) (1912KB)(27)    收藏

【目的】测定草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda 3个信息素结合蛋白(pheromone binding protein, PBP)(SfruPBP)对草地贪夜蛾及同域近缘种劳氏粘虫Leucania loreyi性信息素及腺体组分的结合特性,探究草地贪夜蛾这3个SfruPBPs在两种昆虫不同性信息素组分识别中的作用。【方法】以pET-30a(+)为载体分别构建草地贪夜蛾3个SfruPBPs的原核表达质粒,导入大肠杆菌Escherichia coli并培养至OD600=0.6~0.8后,加入IPTG进行这3个SfruPBPs的诱导表达,采用Ni-NTA琼脂糖磁珠进行蛋白纯化;利用荧光竞争结合实验测定这3个SfruPBPs与草地贪夜蛾和劳氏粘虫的共14种性信息素和腺体组分的结合特性。【结果】原核表达获得SfruPBP1-3重组蛋白,进一步纯化后电泳检测得到单一且预期大小的目的蛋白。荧光竞争结合实验测定发现,在草地贪夜蛾和劳氏粘虫已报道的总计14种性信息素和腺体组分中,SfruPBP1对这两种害虫的性信息素主组分Z9-14∶Ac特异性强结合,Ki=0.80 μmol/L;SfruPBP2结合谱较广,除对性信息素次要组分Z7-12∶Ac及腺体组分12∶Ac, E7-12∶Ac和Z10-14∶Ac强结合(Ki<1.00 μmol/L)外,还对性信息素主组分Z9-14∶Ac及腺体组分Z9-12∶Ac和11-12∶Ac具中等结合能力(1.00 μmol/L Z912∶Ac具中等结合能力(Ki=1.36 μmol/L)。在上述与SfruPBP具有强或中等结合能力的组分中, Z9-14∶Ac, Z7-12∶Ac及12∶Ac也是劳氏粘虫的性信息素或腺体组分,但3个SfruPBPs对劳氏粘虫的特有腺体组分 Z7-14∶Ac均无明显结合能力。【结论】草地贪夜蛾3个SfruPBPs均在其性信息素感受中发挥作用,但不同SfruPBPs具有明显的组分选择性;这3个SfruPBPs对劳氏粘虫的腺体特有组分 Z7-14∶Ac均无明显结合能力。

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39. 庭疾灶螽中肠及马氏管结构
张力丹, 龚旭平, 彭薪霏, 石福明, 常岩林
昆虫学报    2022, 65 (6): 695-707.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2022.06.005
摘要171)      PDF(pc) (35850KB)(61)    收藏
【目的】本研究旨在以庭疾灶螽 Tachycines asynamorus为例探索驼螽消化系统和排泄系统在结构上与其生活环境的适应关系。【方法】运用解剖学方法、石蜡切片技术、冰冻切片技术及超薄切片技术对庭疾灶螽中肠及马氏管的结构进行研究。【结果】庭疾灶螽中肠向前延伸出3个胃盲囊包围着前胃。中肠上皮由再生细胞、柱状上皮细胞和内分泌细胞构成,具有典型的再生细胞龛;闭合型内分泌细胞紧贴在再生细胞龛的外围,基底区聚集大量的分泌颗粒。柱状上皮细胞内聚集有2类大的分泌颗粒:线团状颗粒和电子密度很高的球状颗粒;中肠管腔内有明显的围食膜结构,中肠基底部由基膜和肌肉层组成。马氏管着生在中后肠的交界处,从横切面看马氏管管壁具有3~5个细胞,细胞近管腔端部具有大量长微绒毛,细胞质内分布着电子致密的同心圆球晶体,基底膜内折形成膜迷路。【结论】庭疾灶螽中肠柱状上皮细胞的线团状颗粒由微丝包裹;内分泌细胞由再生细胞龛中的细胞分化而来,产生内分泌颗粒并将其排到血腔;中肠基膜发达,包含微丝与复合糖成分,基膜通过对中肠上皮细胞的支撑作用为肠道蠕动提供保障。庭疾灶螽马氏管细胞中可见大量颗粒和大量同心圆球晶体,推测可能是一种储存排泄。
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40. 褐飞虱过氧化物酶基因 NlPOD 1的 克隆、 鉴定及功能分析
李慕雨, 王彦丹, 王正亮, 俞晓平
昆虫学报    2022, 65 (8): 958-966.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2022.08.004
摘要168)      PDF(pc) (2070KB)(134)    收藏
【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)(1×10 7/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(LT 50)。【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LT 50(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LT 50(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。
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