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. 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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2. 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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3. 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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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. 长额负蝗和黄星蝗线粒体全基因组测定及蝗总科系统发生分析
常会会, 刘玄增, 严可欣, 谢朝晖
昆虫学报    2024, 67 (5): 700-711.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2024.05.013
摘要111)      PDF(pc) (10845KB)(420)    收藏
【目的】对长额负蝗 Atractomorpha lata和黄星蝗 Aularches miliaris的线粒体全基因组进行测定和分析,从线粒体基因组水平探讨蝗总科(Acridoidea)内部尤其是锥头蝗科(Pyrgomorphidae)和瘤锥蝗科(Chrotogonidae)之间的系统发生关系。【方法】基于Illumina HiSeq 2500测序平台测定长额负蝗和黄星蝗线粒体基因组序列,对线粒体基因组结构、碱基组成、蛋白质编码基因(protein-coding genes, PCGs)密码子使用频率(relative synonymous codon usage, RSCU)、tRNA二级结构等进行分析。以已知的蝗总科34个物种的线粒体基因组为内群,以蜢总科(Eumastacoidea)2个物种的线粒体基因组为外群,构建13 PCGs+2 rRNA基因序列联合数据集,并分别采用最大似然法(maximum likelihood, ML)和贝叶斯推断法(Bayesian inference, BI)构建蝗总科系统发生关系。【结果】长额负蝗和黄星蝗线粒体基因组全长分别为15 561和15 798 bp,均为闭合环状分子(GenBank登录号分别为OR544953和OR253923),均包含37个基因(13个PCGs、 22个tRNA基因、 2个rRNA基因)及1个控制区,且均存在 KD基因重排现象(即 trnK-trnD发生重排形成 trnD-trnK), A+T含量分别为74.4%和75.8%,存在明显的AT偏好性,基因排序、碱基组成、氨基酸组成和RSCU均与锥头蝗科和瘤锥蝗科其他物种相似。22个tRNA基因中有21个均能形成三叶草结构,只有 trn S AGN缺少DHU臂。ML和BI法构建的系统发生树具有相同的拓扑结构,癞蝗科(Pamphagidae)、斑腿蝗科(Catantopidae)、斑翅蝗科(Oedipodidae)、网翅蝗科(Arcypteridae)、槌角蝗科(Gomphoceridae)及剑角蝗科(Acrididae)聚为一支,且支持癞蝗科、斑翅蝗科和槌角蝗科的单系性;锥头蝗科和瘤锥蝗科物种聚为一支,并与蝗总科其他物种形成姐妹群关系;锥头蝗科负蝗亚科(Atractomorphinae)具有单系性,瘤锥蝗科因锥头蝗科物种的加入而不具有单系性。【结论】本研究首次对长额负蝗和黄星蝗线粒体全基因组进行了测定和分析,并从线粒体基因组水平构建了蝗总科系统发生树,结果支持锥头蝗科、癞蝗科、斑翅蝗科和槌角蝗科单系性。锥头蝗科和瘤锥蝗科具有较近的亲缘关系,两个科的物种相互嵌套形成一个分支,支持将中国蝗总科分类系统中的锥头蝗科和瘤锥蝗科合并为一个科的观点。
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6. 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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7. 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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8. 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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9. 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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10. 中国食虫虻科(双翅目:短角亚目)分类研究进展
李虎, 王怡帆
昆虫学报    2024, 67 (7): 997-1005.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2024.07.010
摘要110)      PDF(pc) (2085KB)(383)    PDF(mobile) (2085KB)(15)    收藏
 食虫虻科(Asilidae)隶属于昆虫纲(Insecta)双翅目(Diptera)短角亚目(Brachycera)食虫虻总科(Asiloidea),其体色体型多样,复眼大,口器发达呈圆锥形,通常具爪垫,飞行速度快,个体发育为完全变态类型,经历卵、幼虫、蛹和成虫4个阶段。食虫虻幼虫和成虫以捕获其他昆虫甚至蜘蛛等节肢动物为食,成虫食性较杂,能捕食黄蜂、蝴蝶、蝗虫等多个类群昆虫,其中以捕食膜翅目(Hymenoptera)昆虫最多,捕捉猎物时注入神经毒素和蛋白水解酶的唾液,以麻醉并分解猎物的肌肉组织;幼虫生活在土壤内和腐烂的植物中,通常以其他昆虫的卵和幼虫为食,在生态系统中起着维持昆虫种群平衡的重要作用。食虫虻科呈世界性分布,全世界已知14亚科560属7 552种,分类学研究以Linnaeus 1758年最早建立虫虻属Asilus为研究起点,此后历经265年发展,研究手段从形态学到分子生物学逐渐深入,物种数量大幅增加(1758年研究初始仅记录11种),分类体系逐渐完善(1981年4亚科至2004年14亚科)。中国目前记录10亚科62属236种,远低于世界已知种的10%,研究工作主要为种类调查和新种描述。食虫虻科系统发育,其科级阶元的单系性基本没有争议,但科内各亚科的单系性还有待进一步讨论,虫虻亚科(Asilinae)、毛虫虻亚科(Laphriinae)、细腹虫虻亚科(Leptogastrinae)、细芒虫虻亚科(Ommatiinae)、的单系性得到了较好的支持,但钩胫虫虻亚科(Dasypogoninae)、整额虫虻亚科(Tillobromatinae)、瘦芒虫虻亚科(Stenopogoninae)、室闭虫虻亚科(Willistonininae)、追虫虻亚科(Dioctriinae)、短喙虫虻亚科(Trigonomiminae)、窄额虫虻亚科(Stichopogoninae)和翅芽虫虻亚科(Brachyrhopalinae)亚科单系性亟待研究。世界食虫虻科分类研究取得丰硕成果,但尚存一些问题:缺乏高质量的系统性分类修订工作;主要类群间系统发育关系尚不明确;研究方法单一。今后应加强利用线粒体DNA、转录组、低覆盖等分子技术结合形态学重新构建系统发关系。中国地大物博、地貌多元,昆虫多样性十分丰富,但食虫虻研究工作起步晚,其本底资源和分布格局不清,亟待对中国食虫虻进行系统化整理和分类修订,结合分子技术对属及以上阶元探究系统发育关系,结合ArcGIS探究我国食虫虻地理分布格局,进一步探究该类群在生态系统中的作用和价值,提高我国食虫虻研究水平,为生产实践提供参考资料。
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11. 花胸姬蜂线粒体全基因组测序及姬蜂总科系统发育关系分析
高成龙, 扈丽丽, 黄华毅, 陈刘生, 黄咏槐, 崔高峰, 赵丹阳
昆虫学报    2024, 67 (7): 987-996.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2024.07.009
摘要109)      PDF(pc) (4111KB)(365)    PDF(mobile) (4111KB)(12)    收藏
【目的】测定花胸姬蜂 Gotra octocinctus线粒体全基因组序列,分析并探讨其基因组结构及姬蜂总科(Ichneumonoidea)的系统发育关系。【方法】采用Illumina NovaSeq测序平台,首次对花胸姬蜂线粒体全基因组进行测序,分析其基因组结构特点和碱基组成。基于13个蛋白编码基因序列,结合GenBank已有的姬蜂总科47个种的完整线粒体基因组序列,选取小蜂总科(Chalcidoidea)2个物种线粒体基因组序列作为外群,分别使用贝叶斯法(Bayesian inference, BI)和最大似然法(maximum likelihood method, ML)构建姬蜂总科系统发育树。【结果】花胸姬蜂线粒体基因组全长16 003 bp(GenBank登录号:OP850580.1),由22个tRNA基因、 13个蛋白编码基因、 2个rRNA基因和1个控制区(control region, CR)组成。线粒体基因组碱基组成呈现明显的AT偏向性, AT偏斜和GC偏斜均小于0。花胸姬蜂线粒体基因组存在4处基因重排,基因组中有13处基因重叠区,共85 bp,以及17处基因间隔区,共1 072 bp。基于13个PCG序列构建的系统发育树显示,优姬蜂亚科(Eucerotinae)为自然单系群,蚜茧蜂亚科(Aphidiinae)与茧蜂科(Braconidae)的“圆口类”构成姐妹群。【结论】本研究测定并分析了花胸姬蜂线粒体全基因组序列,发现姬蜂科(Ichneumonidae)昆虫线粒体基因组普遍存在 trnI-trnQ-trnM区域的基因重排现象,为进一步系统的研究姬蜂总科线粒体基因组提供数据支持。
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12. 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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13. 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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14. 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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15. 4-(4-乙酰氧基苯基)-2-丁酮在实蝇防控中的研究与应用进展
刘旭祥, 季清娥
昆虫学报    2024, 67 (6): 850-871.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2024.06.012
摘要98)      PDF(pc) (2094KB)(353)    收藏
 实蝇分布范围广泛,寄主种类多样,危害十分严重,经济损失巨大,对其防治的时间紧迫性与经济重要性与日俱增。检验检疫及农业、物理、化学和生物防治都是常见的实蝇害虫防治方法。能够刺激实蝇行为反应的引诱剂作为一种高效环保的害虫防治策略在实蝇防治体系中占有重要地位。按照不同分类标准,实蝇引诱剂既可以分为性诱剂、食诱剂和植物源诱剂;又可以分为雄性实蝇引诱剂和雌(双)性实蝇引诱剂。其中,雄性实蝇引诱剂特异性强、效果显著。1960年首次报道雄性实蝇引诱剂4-(4-乙酰氧基苯基)-2-丁酮(诱蝇酮)对实蝇的显著吸引效果以来,它一直被用于监测和诱捕靶标实蝇。应用于调查监测时,诱蝇酮可以与多种类型的诱芯与诱捕器一起使用,实现效能最大化。诱蝇酮不仅可以单独使用引诱实蝇,而且可以与其他诱剂与菌液等混配使用。而且,诱蝇酮在发挥其基础引诱功能的同时,还会影响靶标实蝇的行为和生理以及非靶标昆虫的生存。因此,本文重点从调查监测、引诱灭杀、吸引取食、对非靶标昆虫影响等方面对诱蝇酮在实蝇害虫防治中的研究和应用进展进行综述,并对实蝇害虫诱饵站引诱防治与害虫自动测报的发展,诱捕的影响因素与引诱剂在害虫综合防治中的作用等做出合理展望,以期为实蝇害虫引诱技术的研究提供理论基础。
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16. 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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17. 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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18. 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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19. 基于纹理特征和改进VGG的家蚕蛹雌雄识别方法
孙卫红, 陈颖, 邵铁锋, 梁曼
昆虫学报    2024, 67 (6): 839-849.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2024.06.011
摘要84)      PDF(pc) (8314KB)(331)    收藏
 【目的】针对蚕种培育中人工分蛹效率低且易受到主观因素影响的问题,提出一种基于纹理特征和改进VGG的家蚕 Bombyx mori蛹雌雄识别方法。【方法】利用透射变换矫正蚕蛹方向,截取家蚕蛹头尾图,以B通道图作为轮廓提取的基础,通过道格拉斯普克(Douglas-Peucker,DP)算法,分析轮廓复杂性从而识别并获取家蚕蛹尾部图;采取掩膜消除背景干扰,通过多通道的特征融合图加强纹理信息;对Inception模块进行改进,将残差网络与改进后的Inception模块加入VGG模型中;利用数据增强技术扩充数据集;以精确率(precision)、召回率(recall)、精确率和召回率的调和平均F1分值以及准确率(accuracy)作为评价指标,分别对3种输入图片以及4种识别模型进行评估对比。【结果】结果表明,特征融合图在改进VGG模型上的家蚕雌蛹的精确率、召回率和F1分值分别为98.017%, 94.794%和96.375%,雄蛹的精确率、召回率和F1分值分别为95.342%, 98.231%和96.762%,识别家蚕雌雄蛹的准确率为96.580%。特征融合图识别家蚕雌雄蛹的准确率比原始灰度图的提升了18.093%,改进VGG识别家蚕雌雄蛹的准确率比原始VGG的提升了2.257%。【结论】基于纹理特征和改进VGG的家蚕蛹雌雄识别方法能降低人工劳动时间,为实现家蚕蛹雌雄自动分拣提供基础。
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20. 昆虫和线虫胰岛素/胰岛素样生长因子的生理功能研究进展
钱秀娟, 刘长仲, 杨亚贤, 马丽娟, 陈红, 李茜童, Edwin E. LEWIS
昆虫学报    2024, 67 (7): 1006-1018.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2024.07.011
摘要104)      PDF(pc) (1866KB)(331)    PDF(mobile) (1866KB)(4)    收藏
胰岛素是由胰岛素细胞分泌的一种分子量较小的蛋白质激素,通过细胞信号转导通路控制调节糖、脂肪和蛋白质代谢,进而对生命有机体产生影响。昆虫和线虫体内均存在胰岛素信号通路,调控其代谢、生长发育和寿命,且均与脊椎动物高度同源。模式生物黑腹果蝇 Drosophila melanogaster和秀丽隐杆线虫 Caenorhabditis elegans的胰岛素信号通路研究,作为一根探针,为人类胰岛素相关疾病研究提供试验模型,对生命科学的研究具有重要意义,因此有关线虫和昆虫的胰岛素研究较为深入。昆虫病原线虫(entomopathogenic nematode, EPN)作为一种重要的生物防治因子,其生命周期既包括在寄主昆虫内的寄生阶段,又包括在自然界当中的自由生活阶段。在寄生阶段,线虫体内携带的共生细菌主要通过对寄主昆虫的血液循环系统起作用,从而造成寄主昆虫的死亡,因此,EPN与寄主昆虫的血液系统有着密切的关系。综上,探讨胰岛素对EPN的影响,必须同时关注胰岛素对线虫和寄主昆虫的影响。为了能科学系统地展开胰岛素对EPN的影响并进行深入探讨,本文就昆虫和线虫胰岛素/胰岛素样生长因子的生理功能展开综述,以期为研究胰岛素对EPN影响及EPN的应用中胰岛素的干预应用提供思路及理论基础。
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21. 昆虫病原线虫人工培养技术研究与应用进展
田成丽, 张金花, 朱峰, 韩日畴, 李茂海
昆虫学报    2024, 67 (6): 872-884.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2024.06.013
摘要102)      PDF(pc) (4997KB)(316)    收藏
 昆虫病原线虫是昆虫的专化性寄生天敌,可自主搜寻寄主、杀虫速度快、对环境友好安全,是一类重要的害虫生物防治因子,在害虫可持续治理中具有应用潜力。目前,昆虫病原线虫作为商品化的新型生物杀虫制剂在全球生产销售。然而,昆虫病原线虫的商品化需要高效的人工培养技术。由于昆虫病原线虫的专化性较强,一种成熟的商业化昆虫病原线虫人工培养技术需要根据线虫种类优化。除了优化现有技术,还需研发新的人工培养技术。本文综述了国内外昆虫病原线虫人工培养技术研究和应用的历史和现状,详细介绍了活体培养技术和离体培养技术,讨论了影响昆虫病原线虫产量的主要因素,强调了优化人工培养技术并降低培养成本的必要性。未来,随着人工培养技术的不断优化,在丰富了昆虫病原线虫商品化种类的同时,还可降低农业生产的经济损失,改良土壤环境,具有重要的经济和社会价值。
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22. 热浪胁迫对松墨天牛繁殖特性的影响
谭玉珊, 李慧, 杨华磊, 赵培渊, 李长燕, 许丹雯仪, 郝德君
昆虫学报    2024, 67 (7): 954-963.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2024.07.006
摘要99)      PDF(pc) (1965KB)(316)    PDF(mobile) (1965KB)(6)    收藏
 【目的】松墨天牛 Monochamus alternatus是我国南方松林重要蛀干害虫,也是松材线虫 Bursaphelenchus xylophilus病的主要媒介昆虫。探究热浪(heat wave)事件对松墨天牛繁殖特性的影响,可为全球气候变暖背景下其种群动态和松材线虫病流行规律的预测预报提供理论依据。【方法】对松墨天牛16日龄成虫进行模拟热浪处理(40 ℃持续72 h),随后将其置于室温(25 ℃)交配产卵,每周为1个观测周期,统计成虫的单雌日均产卵量、卵长、卵历期和孵化率等生殖参数及子代幼虫体重的变化规律。【结果】热浪处理组单雌日均产卵量与对照组无显著差异。热浪处理组卵长在第1个观测周期内比对照组短0.09 mm,第2个观测周期以后反超并一直长于对照组。热浪处理组卵历期在第1个观测周期内比对照组长1.16 d,第2个观测周期内即与对照组相同,并在此后短于对照组。热浪处理组卵孵化率由9183%下降至63.04%,直至第4个观测周期才恢复至与对照组水平。从子代幼虫体重来看,无论初孵幼虫体重如何变化,饲养28 d后热浪处理组与对照组子代幼虫体重均会达到同一水平。【结论】实验室内模拟单次热浪事件短期会对松墨天牛的生殖参数产生负面影响,但随着热浪胁迫解除松墨天牛成虫的繁殖能力能在较短时间内恢复,通常在7 d后即可恢复至正常水平,甚至得到一定的促进,对热浪胁迫表现出“毒物兴奋”响应。推测在气候变暖条件下,松墨天牛仍能在原分布区保持较高的种群密度。
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23. 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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24. 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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25. 灰飞虱卵表面分泌液中蛋白质组分鉴定及分析
李静, 李晶, 俞姗, 付健美, 赵志畅, 方继朝, 纪锐
昆虫学报    2024, 67 (7): 1029-1038.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2024.07.013
摘要104)      PDF(pc) (2855KB)(299)    收藏
【目的】鉴定和分析灰飞虱 Laodelphax striatellus卵表面分泌液中的蛋白质组分,为后续灰飞虱效应子筛选和功能研究提供基础。【方法】在显微镜下从水稻叶鞘中收集灰飞虱完整卵,用磷酸缓冲液洗脱并收集完整卵表面的分泌液;利用液相色谱-串联质谱(liquid chromatographytandem mass spectrometry, LC-MS/MS)联用仪测定卵表面分泌液蛋白质组,将其中的35个蛋白与10种节肢动物唾液蛋白质进行比较分析,推测这35种蛋白的功能保守性和特异性;采用qPCR检测10个基因( LsHSP70, LsPDIA3, LsHSP90, LsPPIase, LsADPRF1, LsHSP68, LsEF1α, LsATPS, LsG3PDRZF49036)在灰飞虱不同发育阶段(卵、 1-5龄若虫和成虫)和雌成虫组织(输卵管、唾液腺、肠道和脂肪体)中的表达量。【结果】在灰飞虱卵表面分泌液中鉴定到149个蛋白,其中有35种蛋白检测到2个及以上的唯一肽段。在这35个蛋白中,发现6个蛋白在至少5种节肢动物的唾液蛋白质组中也普遍存在,推测它们在取食和产卵中具有相似功能;另有9个蛋白未在节肢动物唾液蛋白质组中发现,这些蛋白可能特异性地参与了飞虱的产卵过程。qPCR检测结果显示, LsHSP90和 LsEF1α在雌成虫中高表达,且 LsEF1α在雄成虫中不表达; LsPDIA3和 LsHSP90在输卵管中高表达;其余基因在灰飞虱各个发育阶段和组织中均有不同程度的表达。【结论】在灰飞虱卵表面分泌液中鉴定到149个蛋白,其中一些蛋白与节肢动物唾液蛋白相比既有普遍性也有特异性,不同编码基因在不同发育阶段和组织中的表达模式也存在不同程度的差异。
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26. 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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27. 食物氮含量改变对飞蝗取食、营养利用及生长速率的影响
马桂平, 季荣, 何岚, 张永军, 郭雅婷, 林峻, 董化楠, 陈妍
昆虫学报    2024, 67 (5): 659-665.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2024.05.008
摘要108)      PDF(pc) (1108KB)(294)    收藏
【目的】食物氮含量改变对昆虫的影响是预测害虫种群变化趋势的重要内容。本研究旨在探究食物氮含量改变对飞蝗 Locusta migratoria取食、营养利用及生长速率的影响。【方法】以氮含量为1.0%, 2.5%, 4.0%, 5.5%和7.0%的食物分别饲喂飞蝗3龄雌、雄蝗蝻,每日收集剩余粪便和食物残渣并烘干后称重,计算取食量、生长速率及营养利用指标。【结果】1.0%氮含量食物组飞蝗3龄蝗蝻取食量最大,雌、雄虫取食量分别为0.2559和0.2326 g;7.0%氮含量食物组取食量最小,雌、雄3龄蝗蝻取食量分别为0.0944和0.0766 g。随着食物氮含量增加,飞蝗雌、雄蝗蝻取食量显著下降,但是近似消化率、食物利用率和食物转化率显著增加。雌蝗蝻生长速率在2.5%氮含量食物组最高。【结论】飞蝗蝗蝻取食低氮食物时可以通过增加取食量补偿氮。
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28. 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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29. 扶桑绵粉蚧共生细菌Delftia的多样性与侵染动态
郑奕然, 倪美虹, 杨欣怡, 李紫成, 蒋明星
昆虫学报    2024, 67 (7): 932-942.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2024.07.004
摘要109)      PDF(pc) (2700KB)(287)    PDF(mobile) (2700KB)(4)    收藏
【目的】本研究旨在明确昆虫共生细菌伯克氏菌目(Burkholderiales)丛毛单胞菌科(Comamonadaceae) Delftia在扶桑绵粉蚧 Phenacoccus solenopsis中的多样性、丰度动态和感染部位。【方法】克隆并测序扶桑绵粉蚧5个不同地理种群[浙江兰溪(寄主:木芙蓉 Hibiscus mutabilis)、浙江东阳(寄主:辣椒 Capsicum annuum)、浙江杭州西湖区(寄主:大花马齿苋 Portulaca grandiflora)、浙江杭州临平区(寄主:大花马齿苋)和广西防城港(寄主:朱槿 Hibiscus rosa-sinensis)] 3龄若虫肠道中细菌的16S rRNA基因片段,对 Delftia株系进行鉴定和系统发育分析;采用qPCR定量分别取食棉花和番茄的扶桑绵粉蚧不同发育阶段(1-3龄若虫、初羽化成虫及2, 4和6日龄成虫以及开始产蚧后2和4 d的成虫)整虫和其中取食番茄的上述各发育阶段成虫肠道和2, 4和6日龄成虫卵巢中 Delftia 16S rRNA基因的拷贝数;借助荧光原位杂交技术(fluorescence in situ hybridization, FISH)检测扶桑绵粉蚧初羽化成虫肠道和马氏管中 Delftia的侵染动态;分析扶桑绵粉蚧从寄主植物获得 Delftia的可能性。【结果】扶桑绵粉蚧各地理种群3龄若虫所感染细菌 Delftia的16S rRNA基因片段序列极为相似(相似度>99%),为同一个种 Delftia sp.的不同菌株,且与部分其他昆虫、植物中及根际的 Delftia系统发育关系十分接近。在若虫期,取食棉花和番茄扶桑绵粉蚧 Delftia丰度均随龄期增大逐渐上升,但成虫期 Delftia丰度变化因寄主植物而异,取食棉花扶桑绵粉蚧2日龄成虫内 Delftia丰度较高6日龄成虫内 Delftia丰度明显下降,开始产蚧后4 d成虫内 Delftia丰度也有下降趋势;取食番茄扶桑绵粉蚧2日龄成虫内Delftia丰度显著下降, 6日龄成虫内 Delftia丰度明显上升,开始产蚧后4 d成虫内 Delftia丰度也上升。初羽化成虫肠道和卵巢中 Delftia丰度与扶桑绵粉蚧发育期关系密切,其中肠道中丰度随成虫发育推进呈缓慢下降趋势,卵巢中则自羽化至6日龄有一逐渐上升过程。成虫中肠和马氏管中均存在 Delftia,但以马氏管中相对较多;扶桑绵粉蚧及其寄主番茄和棉花中存在极为相似的 Delftia株系。【结论】扶桑绵粉蚧中Delftia菌的多样性很低,在宿主肠道、卵巢和马氏管中均有分布,其丰度受扶桑绵粉蚧生长发育阶段和寄主植物种类影响,在来源上存在从寄主植物获得 Delftia的可能性。
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30. 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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31. 薄荷醇对果蝇产卵驱避作用及毒杀效果
李迅, 刘彤霄, 李隆琦, 李一璇, 姜雅琦, 陈利荣, 刘威
昆虫学报    2024, 67 (7): 964-975.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2024.07.007
摘要107)      PDF(pc) (3710KB)(270)    PDF(mobile) (3710KB)(20)    收藏
【目的】研究薄荷醇对常见几种果蝇 Drosophila产卵的驱避作用,并通过后代存活率和发育历期及成虫死亡率以评价薄荷醇毒杀作用。【方法】应用产卵双向选择装置,在0.05%,0.1%和0.2%薄荷醇作用下检测果蝇的产卵选择性;利用双染料食物偏好实验检测薄荷醇对果蝇的摄食行为影响;利用产卵装置,检测薄荷醇对黑腹果蝇 D. melanogaster的位置的影响;利用黑暗条件、摘除触角和前腿以及 Orco 2突变体测定薄荷醇对黑腹果蝇产卵选择性的影响;并测定薄荷醇对黑腹果蝇后代存活率与发育历期的影响;测定薄荷醇对黑腹果蝇成虫寿命、奔跑速度和攀爬速度的影响;利用二氢乙锭(dihydroethidium, DHE)荧光染色技术,评估喂食1%薄荷醇3 d后黑腹果蝇成虫肠道内活性氧(reactive oxygen species, ROS)水平。【结果】薄荷醇对果蝇雌成虫产卵有驱避性,在0.05%,0.1%和0.2%薄荷醇作用下黑腹果蝇雌成虫的产卵指数分别为-0.42, -0.58和-0.98;铃木氏果蝇 D. suzukii、雅库巴果蝇 D. yakuba和拟暗果蝇D . pseudoobscura雌成虫对薄荷醇的产卵避性反应与黑腹果蝇雌成虫相同。在摄食过程中,黑腹果蝇及铃木氏果蝇成虫均对薄荷醇培养基产生明显排斥反应。薄荷醇培养基对黑腹果蝇成虫有明显的位置驱避性, 0.05%, 0.1%和0.2%薄荷醇处理下位置指数分别为-0.32, -0.44和-0.84。各个浓度的薄荷醇对黑暗环境和摘除前足的黑腹果蝇雌成虫仍然表现出显著的产卵驱避性,但在摘除黑腹果蝇成虫触角的条件下,薄荷醇对它们的产卵驱避性显著降低, 0.05%, 0.1%和0.2%薄荷醇作用下产卵指数分别为-0.04,-0.06和-0.26,薄荷醇对 Orco 2突变体仍旧有产卵驱避性。与对照组相比, 1%薄荷醇处理组黑腹果蝇成蛹和成虫羽化时间明显延长,分别延长了0.74和0.73 d,存活率明显下降,分别下降了63.2%和91.3%。随着薄荷醇浓度的增加黑腹果蝇成虫存活率呈现下降的趋势,且明显降低其奔跑和攀爬速度,即薄荷醇降低了亲代黑腹果蝇的适合度。1%薄荷醇处理3 d显著提升了黑腹果蝇成虫肠道内的ROS水平。【结论】薄荷醇通过嗅觉介导了果蝇的产卵避性反应,且薄荷醇降低了后代和亲代的适合度和存活率。
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32. 红绶曲霉ACB1042与四种酰胺类杀虫剂的相容性及其对亚洲玉米螟的室内联合毒力
袁梓涵, 王小武, 丁新华, 付开赟, 贾尊尊, 郭文超
昆虫学报    2024, 67 (7): 943-953.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2024.07.005
摘要88)      PDF(pc) (3505KB)(267)    PDF(mobile) (3505KB)(6)    收藏
【目的】明确红绶曲霉 Aspergillus nomius ACB1042与4种酰胺类杀虫剂的相容性及混配后对亚洲玉米螟 Ostrinia furnacalis的毒力。【方法】以4种酰胺类杀虫剂20%氯虫苯甲酰胺SC(悬浮剂)、 10%溴氰虫酰胺OF(油悬剂)、 10%四氯虫酰胺SC和20%四唑虫酰胺SC的田间推荐浓度为初始浓度,采用血球计数法和十字交叉法分别测定这4种杀虫剂对红绶曲霉ACB1042孢子萌发抑制率、菌丝生长抑制率和产孢抑制率的影响;通过喷雾法测定红绶曲霉ACB1042和20%四唑虫酰胺SC对亚洲玉米螟3龄幼虫的致死中浓度(median lethal concentration, LC 50)值以及LC50的红绶曲霉ACB1042与LC 50的20%四唑虫酰胺SC以体积比9∶1, 4∶1, 1∶1, 1∶4, 1∶9混配处理对亚洲玉米螟3龄幼虫的室内联合毒力,测定LC50的20%四唑虫酰胺SC与LC 50的红绶曲霉ACB1042以体积比4∶1混剂处理玉米螟3龄幼虫后于24, 48, 72, 96和120 h体内过氧化物酶(peroxidase, POD)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)、过氧化氢酶(catalase, CAT)以及多酚氧化酶(polyphenol oxidase, PPO)、羧酸酯酶(carboxylesterase, CarE)和谷胱甘肽 S-转移酶(glutathione S-transferase, GST)活性。【结果】 4种杀虫剂在田间推荐浓度下对红绶曲霉ACB1042的孢子萌发率、菌丝生长速率和产孢量均有一定的抑制作用,随着杀虫剂稀释倍数增加,抑制作用减弱,其中20%四唑虫酰胺SC 10倍稀释浓度(0.1 RC)与红绶曲霉ACB1042具有较好的相容性:红绶曲霉ACB1042孢子萌发抑制率、产孢抑制率和9 d菌丝生长抑制率依次为0, 2.15%和0.78%。红绶曲霉ACB1042与20%四唑虫酰胺SC以不同体积比混配后的共毒系数(co-toxicity coefficient, CTC)均大于120,其中20%四唑虫酰胺SC与红绶曲霉ACB1042以体积比4∶1混用后协同增效作用最好,对亚洲玉米螟3龄幼虫的LC50值为2.359 mg/L,CTC高达365;红绶曲霉ACB1042与20%四唑虫酰胺SC混剂处理后亚洲玉米螟3龄幼虫体内POD, SOD, CAT, PPO, CarE和GST活性随着处理时间推移均呈先上升后下降的趋势。【结论】在田间防治亚洲玉米螟时,可利用红绶曲霉ACB1042与低浓度的20%四唑虫酰胺SC混配,从而达到增效作用。
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33. 基于职能分工的地熊蜂飞行能力的差异分析
赵荣华, 曲焱焱, 王甦, 苏晓玲, 王玉玉, 王欢
昆虫学报    2024, 67 (8): 1115-1126.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2024.08.008
摘要102)      PDF(pc) (1785KB)(259)    收藏
【目的】熊蜂是一种社会性昆虫,不同级型以及同一级型不同生理阶段具有不同的职能分工。其中,飞行能力是影响不同生理阶段熊蜂传粉和交配等职能的一个重要因素。本研究旨在探究职能分工和体重对地熊蜂 Bombus terrestris飞行能力的影响,为地熊蜂的高效生产和利用提供理论依据。【方法】利用飞行磨对地熊蜂蜂王、工蜂和雄蜂3种级型以及不同生理阶段的蜂王(处女王、滞育王和产卵王)在24 h内的飞行距离、飞行速度和飞行时间等飞行能力进行测定,分析飞行能力与职能、体重、飞行后体重下降量之间的相关性。【结果】在24 h吊飞试验中,地熊蜂雄蜂的累计飞行距离、累计飞行时间、最大飞行距离和最长飞行时间均显著高于工蜂和蜂王的,雄蜂和蜂王的平均飞行速度和最大飞行速度也显著高于工蜂的,即相同条件下工蜂飞行能力最差。不同生理阶段的蜂王的飞行能力存在显著差异,处女王的累计飞行距离、累计飞行时间、最大飞行距离、最长飞行时间、平均飞行速度和最大飞行速度均显著高于滞育王和产卵王的,后二者在飞行距离和飞行速度方面无显著差异。三型蜂中,蜂王和工蜂的累计飞行距离和累计飞行时间均与体重呈显著正相关,但平均飞行速度与体重无显著相关性;雄蜂飞行能力与体重无显著相关性,但累计飞行距离和累计飞行时间与飞行后体重下降量呈显著正相关;在蜂王的不同生理阶段,处女王的累计飞行距离和累计飞行时间与体重呈显著正相关,滞育王和产卵王累计飞行距离和累计飞行时间与飞行后体重下降量呈正相关。【结论】地熊蜂飞行能力的差异与阶段性的职能改变密切相关,且不同级型和生理阶段的地熊蜂的飞行能力分别与体重和飞行后体重下降量有一定的相关性。研究结果为地熊蜂在生产中的优选优育和应用提供了一定的理论基础。
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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. 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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36. 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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37. 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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38. 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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39. 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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40. 跨界小RNA调控昆虫与寄主植物及病原微生物互作的研究进展
李贞, 陈皓玮, 方海波, 刘小侠, 张松斗
昆虫学报    2024, 67 (7): 1019-1028.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2024.07.012
摘要113)      PDF(pc) (1160KB)(208)    PDF(mobile) (1160KB)(28)    收藏
小 RNA (small RNA, sRNA)是一类序列短于300 bp的非编码 RNA,它在生物体的细胞生长、分裂、分化、增殖和凋亡过程中发挥着重要的调控作用。近年来的多项研究表明,sRNA还可以作为信号分子在物种之间传递,以跨界方式发挥调控作用。除了视觉和化学信息,生物个体之间还可以利用多种分子信号传递和实现信息交流,其中,sRNA分子不仅可以在生物个体内移动和调控基因表达,还可以作为1种分子信号跨越物种发挥动物、植物和微生物互作关系的信息纽带作用。作为地球上物种数量最多、生态位最丰富的类群,昆虫体内存在多种外源sRNA分子。本文分析了sRNA介导跨界调控的分子基础,综述了近年来关于外源sRNA通过生物互作进入昆虫体内,跨界调控昆虫基因表达,影响昆虫与寄主植物及病原微生物之间互作关系的研究进展,并分析了sRNA介导的跨界 RNAi对昆虫生态适应性的影响以及在害虫防控中的应用前景。昆虫和植物之间sRNA分子的跨界转移可以调控植物抗虫性和社会性昆虫的品级分化,微生物的sRNA进入昆虫体内可以辅助病原微生物的侵染或影响寄生蜂的发育。利用基因工程改造或人工表达外源sRNA进行跨界调控是研发害虫高效生防产品的新途径。
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