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. 纯水培养对重金属污染地区红裸须摇蚊幼虫 肠道细菌群落多样性及潜在功能的影响
马微微, 徐海轩, 曹威, 闫春财, 孙泽阳
昆虫学报    2023, 66 (10): 1374-1384.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2023.10.011
摘要63)      PDF(pc) (3402KB)(2178)    PDF(mobile) (3402KB)(4)    收藏
【目的】通过对在重金属污染的天津市渤海湾淡水区域鉴定出的摇蚊耐污种红裸须摇蚊 Propsilocerus akamusi进行肠道细菌群落多样性和潜在功能研究,了解生境的变化对摇蚊幼虫肠道细菌群落的影响。【方法】将在受重金属污染的天津市渤海湾淡水区域鉴定到的红裸须摇蚊4龄幼虫用实验室蒸馏水饲养7 d作为实验室培养组,并提取实验室培养组和野外采集组的红裸须摇蚊4龄幼虫肠道细菌基因组DNA,对16S rRNA基因V3-V4区进行高通量测序,将测序结果进行数据质控、序列对比和过滤,分析肠道细菌群落物种组成变化并预测肠道细菌潜在功能。【结果】基于红裸须摇蚊4龄幼虫肠道细菌16S rRNA测序结果共注释到11个门、13个纲、33个目、54个科、71个属、90个种以及105个可操作分类单元(operational taxonomic units, OTUs)。实验室培养组红裸须摇蚊4龄幼虫肠道内细菌群落多样性和丰度较野外采集组下降,两组优势菌门相似,均包含厚壁菌门(Firmicutes)、变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidota)及脱硫弧菌门(Desulfobacterota),野外采集组4龄幼虫肠道内变形菌门丰度显著高于实验室培养组的;实验室培养组4龄幼虫肠道内气单胞菌属 Aeromonas、希瓦氏菌属 Shewanella、沙雷氏菌属 Serratia、假单胞菌属 Pseudomonas以及耶尔森氏菌属 Yersinia的平均丰度较野外采集组显著降低。线性判别分析结果揭示,野外采集组和实验室培养组的红裸须摇蚊4龄幼虫肠道内存在丰度差异显著的细菌物种。KEGG分析结果显示,红裸须摇蚊4龄幼虫肠道内细菌基因组中有关新陈代谢的基因相对丰度极高,实验室培养组红裸须摇蚊4龄幼虫肠道内细菌基因组中有关环境信息处理和细胞进程的基因相对丰度较野外采集组的显著下降。【结论】本研究结果表明,野外不良环境中生存的红裸须摇蚊幼虫与实验室纯水环境培养幼虫肠道细菌群落多样性以及基因功能存在显著差异,这有助于从环境角度切入研究摇蚊个体抗性机制,为进一步探索摇蚊幼虫肠道内共生微生物抵抗环境胁迫发挥必要作用的研究提供新思路,也为昆虫在不良环境中的耐受机制与其肠道菌群稳态调控机理的研究奠定了基础。
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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391)      PDF(pc) (1528KB)(565)    PDF(mobile) (1528KB)(87)    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. 林草湿地与城市绿地红火蚁发生特点 与监测防控研究进展
杜澄举, 王磊, 陆永跃, 贾彩娟, 林绪平, 许少嫦, 温秀军, 王偲
昆虫学报    2023, 66 (8): 1128-1138.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2023.08.013
摘要96)      PDF(pc) (1546KB)(436)    收藏
 红火蚁 Solenopsis invicta是我国重大有害入侵生物,目前我国对于红火蚁的科学研究、防治策略、政策法规多集中于农业领域。虽然红火蚁在林草湿地与城市绿地中也有着广泛分布与巨大危害,但在这些领域的发生特点和防控策略被大大忽视。在林业中,红火蚁的发生与砍伐、火烧和翻土等人为扰动,以及生物多样性、林分郁闭度和土壤裸露程度等自然因素高度相关。人工林中的生物多样性与林分郁闭度较低,人为扰动多,因此人工林内部与周边地区均有较高的红火蚁入侵风险;而在天然林中,红火蚁的巢穴多分布于林缘、林窗及火烧迹地等阳光可以直接照射的区域。此外,苗圃和城市绿地有大量的裸露土壤和人类活动,红火蚁发生风险较高。在人类活动较多的人工林、苗圃和城市绿地,红火蚁主要危害人体健康和基础设施,并直接或间接危害林木。此外,红火蚁的入侵降低了生境中节肢动物的丰度和多样性,并威胁自然保护区和湿地中的野生动物。尽管有研究表明,在某些条件下红火蚁有利于促进种子传播和土壤营养物质循环,但其危害性远远大于可能带来的益处。在林业上,预防红火蚁入侵主要有检疫、监测和防治3个环节。在检疫方面,木材、带土苗木和草皮是可能携带红火蚁需要重点检疫的对象,熏蒸可有效杀灭红火蚁。在监测方面,诱饵法和陷阱法是主要的监测手段,近年来快速发展的遥感和雷达技术也有望在天然草地和城市绿地的红火蚁监测中发挥作用。尽管化学防治是目前最主要的红火蚁防治手段,使用高毒、广谱、难降解的杀虫剂可能危害自然保护区与湿地等生境中的生物多样性,因此有必要研发更加绿色环保的红火蚁防治药剂和方法。
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4. 昆虫的气味景观:从气味扩散到害虫防控
焦龙, 谭荣荣, 陈勋, 王红娟, 黄丹娟, 毛迎新
昆虫学报    2023, 66 (7): 978-991.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2023.07.012
摘要248)      PDF(pc) (2423KB)(431)    收藏
昆虫所接收的气味集合即昆虫的气味景观。昆虫依赖于对气味景观的感受和分辨,完成目标定位、取食、交配、产卵等生命活动。通过气味景观管理可操控昆虫的行为,达到防控害虫的目的。本文从昆虫气味景观的组成和扩散,气味景观对昆虫行为的影响,影响气味景观的因素,昆虫对气味景观的感知和分辨,以及气味景观管理在害虫防控上的应用等方面对昆虫气味景观的研究进展进行了综述,并对今后昆虫气味景观管理的发展方向和研究重点进行了分析和展望。对昆虫而言,目标物释放的气味被气流击散成羽状,并与空气中携带的背景气味混合,共同构成了气味景观。昆虫沿目标物气味进行目标物的搜寻和定位,目标物气味的形状、组成、浓度等可影响昆虫的行为;背景气味则起到补充、警示等辅助作用,不同背景气味对昆虫的目标定位有协同或干扰作用。环境中温湿度、光照、重金属元素以及植物病虫害等是影响昆虫气味景观的主要因素。研究表明,昆虫通过嗅觉受体捕获气味景观,并将气味信号沿嗅觉神经输送至触角叶等嗅觉中枢。而后,气味景观在昆虫嗅觉中枢中以基本编码或构型编码的模式被解析。背景气味对昆虫目标定位的影响可能是不同气味分子在嗅觉感知和编码过程中的相互加成、竞争性结合及信号串扰的结果。目前,基于对气味景观的管理衍生出了昆虫行为调节剂、外源激发子、选育可释放抗性挥发物的作物品种、“推-拉”技术、天敌支持型植物系统等多种害虫绿色防控技术。今后需进一步深入解析昆虫分辨气味景观的行为学、电生理学和神经学机制,并对气味景观管理相关的绿色防控技术进行优化和集成化,以期构建科学、高效的气味景观用于害虫防控。
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5. 七种新烟碱类杀虫剂制剂对七星瓢虫的 毒性及风险评估
游泳, 赵建伟, 汤保华, 曾兆华, 骆凤球, 陈艺欣, 杨风花, 谢苗, 刘新刚, 魏辉
昆虫学报    2023, 66 (6): 759-769.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2023.06.004
摘要350)      PDF(pc) (1558KB)(428)    PDF(mobile) (1558KB)(17)    收藏
【目的】评估7种新烟碱类杀虫剂制剂对七星瓢虫 Coccinella septempunctata的毒性和生态风险,为科学使用新烟碱类杀虫剂和保护七星瓢虫提供参考。【方法】采用试管药膜法,在室内测定了10%吡虫啉可湿性粉剂(WP)、40%啶虫脒可溶粉剂(SP)、50%呋虫胺可湿性粉剂(WP)、50%噻虫胺水分散粒剂(WG)、40%氯噻啉水分散粒剂(WG)、17%氟吡呋喃酮可溶液剂(SL)和25%噻虫嗪水分散粒剂(WG)7种新烟碱杀虫剂制剂对七星瓢虫2龄幼虫的急性毒性,并进行了生态风险评估。将7种杀虫剂分别用生产田间最大推荐用量配制成溶液,在温室内采用盆栽法实施喷雾,调查七星瓢虫幼虫的存活率。【结果】室内实验结果表明,7种新烟碱类杀虫剂对七星瓢虫2龄幼虫的急性毒性由高到低依次为: 40%啶虫脒SP>40%氯噻啉WG>10%吡虫啉WP>50%呋虫胺WP>50%噻虫胺WG>25%噻虫嗪WG>17%氟吡呋喃酮SL。盆栽试验表明,在田间最大推荐用量下,施药后7 d时的七星瓢虫幼虫存活率为10.00%~77.50%,其中施用25%噻虫嗪WG的处理中幼虫存活率最高,施用40%氯噻啉WG的处理中幼虫存活率最低。风险评估结果表明,在单次用药下,除40%啶虫脒SP的农田内危害熵值(hazard quotient in field, HQ in)大于5,风险不可接受,其他药剂的 HQ in均小于5,风险均可接受;7种杀虫剂对七星瓢虫的农田外农作物或蔬菜田场景危害熵值(hazard quotient off crop or vegetable, HQ off crop or vegetable)和农田外果园场景危害熵值(hazard quotient off fruit tree, HQ off fruit tree)均大于5,风险均可接受。间隔7 d再次用药后,40%啶虫脒SP和50%呋虫胺WP的 HQ in大于5,风险不可接受,其他5种药剂的 HQ in均小于5,风险可接受;而除了40%啶虫脒SP外,其他药剂对七星瓢虫的 HQ off crop or vegetable和HQoff fruit tree均小于5,风险均可接受。【结论】为避免对七星瓢虫造成危害,建议在生产上啶虫脒和呋虫胺不要连续使用两次,应轮换使用药剂。
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6. 番茄潜叶蛾性信息素的研究和应用进展
梁永轩, 王绮静, 郭建洋, 王玉生, 张毅波, 杨念婉, 张桂芬, 周琼, 刘万学
昆虫学报    2023, 66 (6): 849-858.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2023.06.013
摘要232)      PDF(pc) (1545KB)(400)    PDF(mobile) (1545KB)(29)    收藏
番茄潜叶蛾 Tuta absoluta原产于南美,是一种世界检疫性害虫,严重发生时可导致主要寄主作物番茄减产80%~100%。十几年的时间,该虫已从原产地入侵扩散至几乎整个亚非欧大陆,成为世界番茄产业的重大威胁因子。该虫于2017年在我国新疆伊梨首次发现,现已传入并扩散至云南、甘肃等地区,极大地威胁我国番茄产业及其他相关产业的健康发展。在国际上,基于性信息素监测、大量诱捕和交配干扰(迷向)防治已成为防治番茄潜叶蛾切实可行的措施。为了研究高效、环保的番茄潜叶蛾种群动态监测和防治技术,本文综述了番茄潜叶蛾性信息素在其监测、早期预警和防控的研究和应用现状。番茄潜叶蛾雌虫主要在清晨释放性信息素吸引雄虫交配,成虫交配在上午7:00达到高峰。1995和1996年先后报道番茄潜叶蛾释放的性信息素的主要和次要成分及它们的合成方法;该虫性信息素的主要和次要成分分别为(3 E, 8 Z, 11 Z)-十四碳三烯乙酸酯(TDTA)和(3 E, 8 Z)-十四碳烯醇乙酸酯(TDDA),约以90∶10的比例组成性信息素。生物测定发现,TDTA对雄虫具有很强的引诱作用,与TDDA混合使用时可使引诱作用进一步增强。近年来,研究发了更高效、简便的性信息素成分合成方法,为其规模化生产与应用提供了良好条件。目前番茄潜叶蛾性信息素在国际上已被广泛应用于该虫的防控,并取得良好成效。报道的常用于监测、大量诱捕该虫的性信息素诱捕器中,以水盆式诱捕器和三角形诱捕器的效果较优;商业化诱芯所含性信息素的常见剂量为0.5, 0.8和3.0 mg。田间应用时需根据作物的生境和生长阶段、危害程度、当地的自然条件等实际情况,选用相应的诱捕器类型与性信息素剂量等。此外,性信息素迷向法在番茄潜叶蛾的防治中也较为常见,其成功应用要求封闭性较高的环境。由于性信息素在番茄潜叶蛾的监测和防治中具有高效、安全、环保等优点,其相关研究成果可为我国该害虫的可持续防治策略及措施提供重要的参考。
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7. LC20呋虫胺长期暴露对麦长管蚜 生长发育的影响
石海春, 冀钦陇, 马建雄, 梁玉婷, 李广阔, 张海英, 刘永刚
昆虫学报    2023, 66 (5): 685-693.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2023.05.009
摘要160)      PDF(pc) (1577KB)(391)    PDF(mobile) (1577KB)(29)    收藏
【目的】研究亚致死浓度(LC 20)呋虫胺长期暴露对麦长管蚜 Sitobion avenae生长发育的影响,为科学利用呋虫胺防治麦长管蚜及延缓对其抗性发展和延长药剂使用寿命提供理论依据。【方法】采用带虫浸叶法测定呋虫胺对麦长管蚜3龄若蚜的LC 20,并利用LC 20浓度呋虫胺对麦长管蚜进行15代长期暴露;采用试管幼苗饲养,测定麦长管蚜对呋虫胺的抗性倍数,记录连续2代麦长管蚜的发育历期、繁殖和存活率,并测定F 0代成蚜体长、体宽和体重;运用特定种群生命表及DPS软件分析各世代低抗品系与敏感品系之间体长、体宽、体重、存活率、成蚜寿命和产蚜量的差异。【结果】利用LC 20浓度呋虫胺长期处理麦长管蚜15代后,其对呋虫胺达到低水平抗性(6.54倍); 与敏感品系比较,F 0代低抗品系2, 3和4龄若蚜发育历期显著延长,成蚜体长、体宽和体重显著增加,但每成蚜产蚜量、成蚜寿命都显著减少或缩短,其子代(F 1代)成蚜存活率和每成蚜产蚜量明显降低,成蚜寿命也显著缩短,2龄若蚜历期及若蚜历期显著缩短;种群生命表参数中F0及F1代净增殖率( R 0)、内禀增长率( R m)和周限增长率( λ)显著降低,而种群加倍时间( DT)及F 1代平均世代历期( T)显著延长。【结论】LC 20浓度呋虫胺长期暴露能增加麦长管蚜的抗药性,刺激F 0代成蚜个体体型变大,同时对F 0及F 1代麦长管蚜的寿命及繁殖均具有一定的抑制作用。
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8. 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173)      PDF(pc) (1522KB)(387)    PDF(mobile) (1522KB)(26)    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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9. 湖南莽山国家级自然保护区不同海拔梯度 隐翅虫物种多样性分布格局
周亚楠, 陈德胜, 陈军, 黄诗怡, 石天琪, 王星, 杨海东, 白明, 黄国华
昆虫学报    2023, 66 (6): 770-778.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2023.06.005
摘要100)      PDF(pc) (2343KB)(385)    PDF(mobile) (2343KB)(8)    收藏
【目的】海拔梯度对昆虫物种的分布和维持具有重要的影响。本研究通过探索保护区不同海拔梯度隐翅虫物种多样性的变化规律及其分布特征,为研究海拔梯度对昆虫分布的影响提供理论基础。【方法】于2020年5月-2021年4月,在湖南莽山国家级自然保护区采用飞行阻隔器、马氏网和诱罐3种被动式采集装置调查了在500-800 m (Ⅰ), 800-1 100 m(Ⅱ), 1 100-1 400 m (Ⅲ)和1 400-1 700 m (Ⅳ) 4个海拔梯度的隐翅虫物种。采用Excel 2016及past 3分析了不同海拔梯度隐翅虫物种多样性、群落结构相似性以及物种多度。【结果】于2020年5月-2021年4月,在湖南莽山国家级自然保护区共采集记录隐翅虫2 135头,隶属9亚科45属111种,其中隐翅虫亚科(Staphylininae)物种最多(25属63种),突眼隐翅虫亚科(Steninae)和异形隐翅虫亚科(Oxytelinae)物种最少(均1属1种)。隐翅虫物种Shannon-Wiener多样性指数、Margalef丰富度指数、Berger-Parker优势度指数、Pielou均匀度指数分别为3.8280, 2.3920, 0.1217和0.4140。不同海拔梯度隐翅虫物种多样性指数存在差异,海拔梯度Ⅲ的物种数、个体数、Shannon-Wiener多样性指数和Margalef丰富度指数显著高于海拔梯度Ⅰ的。海拔梯度Ⅰ的隐翅虫物种贫乏,优势种突出,其群落结构相对稳定;海拔梯度Ⅱ为低海拔向中海拔的过渡梯度;海拔梯度Ⅲ的隐翅虫物种丰富,群落结构复杂,优势种较为突出且分布集中,群落结构相对较不稳定;海拔梯度Ⅳ相对于海拔梯度Ⅲ而言,隐翅虫物种相对贫乏。海拔梯度Ⅲ与梯度Ⅳ的隐翅虫物种相似性系数最高,为中等相似,其他海拔梯度间均为中等不相似。【结论】本研究结果说明,在不同海拔梯度间隐翅虫分布特征差异较大,总体隐翅虫物种丰富程度呈现单峰模式。低海拔地区隐翅虫物种贫乏,群落结构单一;中海拔地区物种丰富,群落结构复杂,优势种突出;高海拔相对于中海拔地区隐翅虫物种相对贫乏;中高海拔与高海拔地区隐翅虫物种相似性系数最高。
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10. 番茄潜叶蛾行为调控技术研究进展
李晓维, 易松望, 陈利民, 程江辉, 周书行, 吕要斌
昆虫学报    2023, 66 (6): 835-848.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2023.06.012
摘要170)      PDF(pc) (2107KB)(383)    PDF(mobile) (2107KB)(28)    收藏
 番茄潜叶蛾 Tuta absoluta是对番茄具有毁灭性危害的世界性害虫,2017年入侵我国,并呈扩散蔓延趋势,严重威胁我国的番茄产业。用于防治这一害虫的杀虫剂的不合理使用导致番茄潜叶蛾抗药性不断增加,防效下降,开发新型绿色防治技术迫在眉睫。物理诱控技术和嗅觉行为调控技术是有害生物综合防控体系中的重要组成部分。本文综述了物理诱控(灯光和颜色诱杀)及嗅觉行为调控(性信息素、植物挥发物)技术在番茄潜叶蛾防治中的研究进展。颜色显著影响信息素诱捕器和粘虫板对番茄潜叶蛾的诱杀效果,白色、黑色和蓝色诱捕器田间诱捕的成虫较多。黑色诱虫灯和波长为470 nm的LED灯对番茄潜叶蛾的诱杀效果最佳,且对性诱芯具有增效作用。番茄潜叶蛾性信息素包括主要成分(3 E, 8 Z, 11 Z)-十四碳三烯乙酸酯和次要成分(3 E, 8 Z)-十四碳烯醇乙酸酯,两者含量比约为9∶1,主要组分和次要组分95∶5混合时对番茄潜叶蛾的诱捕效果最佳。相比于其他诱捕器类型,含性信息素诱芯的三角形诱捕器的诱捕效果最佳。番茄潜叶蛾性信息素可广泛用于早期监测预警、大量诱杀和交配干扰。植物挥发物和传统食诱剂挥发物组分影响番茄潜叶蛾的寄主选择和产卵行为,乙酸辛酯、苯乙醛与冰醋酸混合物、冰醋酸与3-甲基-1-丁醇混合物,以及番茄挥发物组分柠檬烯、β罗勒烯、α-松油烯、δ-榄香烯和( E)-β-石竹烯混合物对番茄潜叶蛾具有引诱作用;苯醌、2-蒈烯、δ-姜黄烯和邻二乙苯是番茄潜叶蛾的产卵刺激剂;而1-氟十二烷、石竹烯、姜黄烯、榄香烯、蛇麻烯、姜烯、2-十三烷酮、2-十一酮、( Z)-丙酸-3-己烯酯、水杨酸甲酯等物质则对番茄潜叶蛾的寄主选择、产卵或生长发育具有不利影响。最后讨论了番茄潜叶蛾行为调控技术存在作用机制不明确、防控效果不稳定、与其他绿色防控技术协同应用技术缺乏等问题,展望了未来可能的研究方向,以期为基于昆虫行为调控的番茄潜叶蛾绿色防治技术研发提供参考。
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11. 豌豆蚜实时荧光定量PCR内参基因的评估
高雨晴, 马子淇, 李真祥, 陈珍珍, 刘芳华, 康志伟, 许永玉
昆虫学报    2023, 66 (5): 663-675.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2023.05.007
摘要135)      PDF(pc) (2322KB)(374)    PDF(mobile) (2322KB)(10)    收藏
【目的】本研究旨在通过对豌豆蚜 Acyrthosiphon pisum内参基因在不同实验条件下的表达稳定性进行评估,为豌豆蚜基因表达分析奠定基础。【方法】利用qPCR测定昆虫常用14种候选内参基因( EF1α, Tubulin, NADH, RPL12, SDHB, 18S rRNA, 28S rRNA, 16S rRNA, ATPase, Actin, TATA, RPL32, GAPDHRPL7)在豌豆蚜不同发育阶段(1-4龄若蚜和成蚜)、有翅和无翅孤雌成蚜、孤雌无翅成蚜不同组织(头、胸和腹)、不同地理种群(美国种群、甘肃种群、云南种群和德令哈种群)的孤雌无翅成蚜、不同寄主植物(苜蓿、三叶草和蚕豆)饲养的孤雌无翅成蚜、不同光周期(24L∶0D, 0L∶24D和16L∶8D)下饲养的孤雌无翅成蚜、不同温度(4, 18和35 ℃)下饲养的孤雌无翅成蚜和吡虫啉(200 g/L)处理下孤雌无翅成蚜中的表达量;利用RefFinder, ΔCt法, GeNorm, NormFinder和BestKeeper对上述14种内参基因表达稳定性进行分析;以 CYP6CY3为靶标基因,探究不同内参基因对其在吡虫啉(200 g/L)处理下孤雌无翅成蚜中表达量分析的影响。【结果】依据qPCR检测结果,通过RefFinder对ΔCt法, GeNorm, NormFinder和BestKeeper结果的综合分析显示,在不同生物条件下(发育阶段、翅型、组织、地理种群和寄主植物),18S rRNA和 GAPDH是表达最稳定的内参基因,而16S rRNA和 Actin的表达稳定性最差。在非生物条件下(光周期、温度和杀虫剂),18S rRNA和 EF1α的表达最稳定,而 TubulinTATA的表达稳定性最差。基于GeNorm最佳内参基因数分析和不同内参基因对靶标基因 CYP6CY3表达影响的分析,推荐使用2个表达最稳定内参基因18S rRNA和 EF1α用于豌豆蚜的进一步研究。【结论】在豌豆蚜qPCR分析中,推荐同时使用18S rRNA和 EF1α作为内参基因。
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12. 赭翅臀花金龟线粒体全基因组测序及分析
胡莉, 杨琳, 田天, 陈斌
昆虫学报    2023, 66 (6): 825-834.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2023.06.011
摘要112)      PDF(pc) (3019KB)(373)    PDF(mobile) (3019KB)(8)    收藏
【目的】测定和分析赭翅臀花金龟 Campsiura mirabilis线粒体全基因组,并基于线粒体基因组序列探讨金龟科(Scarabaeidae)的系统发育关系。【方法】采用Illumina Hiseq X Ten测序平台,首次测定了赭翅臀花金龟的线粒体全基因组序列,并对其基因结构特点和碱基组成进行分析。结合GenBank中已公布的金龟科54个种的线粒体基因组序列,对该科共55个种线粒体蛋白质编码基因(protein-coding genes, PCGs)的选择压力进行了分析;并基于PCGs和rRNA基因序列,选取锹甲科(Lucanidae)的美国深山锹 Lucanus mazama作为外群分别使用最大似然法(maximum likelihood method, ML)和贝叶斯法(Bayesian inference, BI)构建金龟科的系统发育树。【结果】赭翅臀花金龟的线粒体基因组(GenBank登录号:MT548771)全长16 123 bp,包括13个PCGs、22个tRNA基因、 2个rRNA基因和一个D-loop区(控制区),没有发现基因重排现象; 22个tRNA基因中除 trnS1缺失DHU臂,其余均可形成典型的三叶草式二级结构。赭翅臀花金龟线粒体基因组的碱基组成具有AT偏好性,全基因组的AT-skew大于0,GC-skew小于0。金龟科线粒体基因组的PCGs的 K a/ K s值都低于1,表明这13个PCGs都经历了纯化选择。基于线粒体基因组13个PCGs和2个rRNA基因序列的金龟科的系统发育关系为((蜉金龟亚科(Aphodiinae)+金龟亚科(Scarabaeinae))+(鳃金龟亚科(Melolonthinae)+(花金龟亚科(Cetoniinae)+(丽金龟亚科(Rutelinae)+犀金龟亚科(Dynastinae)))))。【结论】本研究测定和分析了赭翅臀花金龟的线粒体基因组,并分析了金龟科的系统发育关系,结果显示金龟亚科、花金龟亚科、丽金龟亚科、犀金龟亚科和鳃金龟亚科均为单系群。
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13. 脂动激素对桔小实蝇幼虫生长发育的调控作用
侯秋莉, 张函桥, 蒋红波, 王进军
昆虫学报    2023, 66 (5): 628-635.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2023.05.003
摘要188)      PDF(pc) (2625KB)(369)    PDF(mobile) (2625KB)(21)    收藏
【目的】 脂动激素(adipokinetic hormone, AKH)是一种对昆虫正常生命活动发挥重要调控作用的神经肽,通过解析脂动激素对桔小实蝇 Bactrocera dorsalis幼虫生长发育的调控作用,有助于加深对昆虫神经肽保守性及功能多样性的认识,同时也为评估AKH信号系统作为新型控制剂靶标潜力提供基础依据。【方法】克隆桔小实蝇AKH基因 BdAKH的cDNA全长序列,利用生物信息学方法分析其序列特征;采用qPCR技术检测 BdAKH在桔小实蝇不同发育阶段(卵、1-3龄幼虫、蛹以及未交配雌成虫和雄成虫)和桔小实蝇3龄末期幼虫不同组织(中枢神经系统、心侧体/咽侧体(corpora cardiaca/corpus allatum, CC/CA)、脂肪体、马氏管、中肠、后肠、表皮、卵巢、精巢以及血淋巴)中的表达量;运用免疫组化技术定位桔小实蝇3龄幼虫中表达BdAKH的神经元;通过RNAi结合生物学观察分析 BdAKH对桔小实蝇幼虫生长发育的调控作用。【结果】克隆获得桔小实蝇 BdAKH(GenBank登录号: KY073319) cDNA全长序列,长572 bp,开放阅读框长252 bp,编码83个氨基酸残基。桔小实蝇BdAKH结构相对保守,包含一个成熟肽序列QLTFSPDWamide;BdAKH基因在桔小实蝇成虫中表达量较高,并且主要在3龄末期幼虫CC/CA表达;敲低3龄幼虫 BdAKH后导致桔小实蝇化蛹时间和化蛹率较对照组(ds GFP)分别延迟和降低,但蛹重及蛹型较对照组之间无明显差异。【结论】AKH对桔小实蝇幼虫生长发育过程具有重要调控作用,表明其具备作为害虫控制剂靶标的潜力。
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14. 响应甲酸乙酯和异硫氰酸甲酯熏蒸的 菜豆象转录组分析
江兆春, 杨璐, 张越, 杨洪, 戴仁怀
昆虫学报    2023, 66 (7): 909-917.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2023.07.005
摘要121)      PDF(pc) (3593KB)(367)    收藏
【目的】通过对甲酸乙酯(ethyl formate, EF)和异硫氰酸甲酯(methyl isothiocyanate, MITC)单剂和混剂(EF+MITC)熏蒸处理的菜豆象 Acanthoscelides obtectus转录组数据分析,初步探究EF和MITC对菜豆象的联合作用机制。【方法】采用广口瓶熏蒸法对菜豆象成虫进行EF(22.398 μL/L)和MITC(0.854 μL/L)单剂和混剂[(EF+MITC)(14.764 μL/L)]熏蒸处理,对照组(CK)不做熏蒸处理;利用Illumina Hi Seq TM 4000测序平台对EF和MITC单剂和混剂(EF+MITC)熏蒸处理的菜豆象成虫进行转录组测序;对差异表达基因(differentially expressed genes, DEGs)进行GO分类和KEGG通路富集分析;选取6个DEGs进行RTqPCR验证。【结果】CK vs EF与CK vs MITC比较组分别有171和293个DEGs,上调基因居多;而CK vs EF+MITC比较组的DEGs数量为1 745个,下调基因居多。DEGs的GO分类表明,CK vs EF与CK vs MITC比较组的DEGs富集数最多的条目均为细胞解剖学实体、结合和催化活性,CK vs EF+MITC比较组的DEGs则主要富集在细胞解剖学实体、结合和细胞过程等。DEGs的KEGG通路富集分析表明,CK vs EF比较组的DEGs主要富集在蛋白质消化与吸收、溶酶体和内质网蛋白加工通路上,CK vs MITC比较组的DEGs主要富集在粘着斑、细胞外基质受体相互作用和昆虫激素生物合成等通路上,CK vs EF+MITC比较组的DEGs主要富集中在RNA转运、DNA复制和错配修复等通路上。此外,EF和MITC单剂熏蒸处理后,菜豆象成虫体内分别有2和3个解毒酶基因表达量较CK显著下调,而EF+MITC混剂熏蒸处理后,菜豆象体内5个解毒酶基因表达量较CK显著下调。筛选的6个DEGs的表达趋势与转录组数据基本一致。【结论】本研究结果表明,EF与MITC混用具有协同增效作用,能够诱导菜豆象发生细胞基因毒性损伤,抑制菜豆象解毒酶基因的表达可能是其增效的主要原因,初步明确了EF与MITC混用最优配方对菜豆象的熏蒸杀虫分子机制,为进一步研究EF与MITC对菜豆象的联合作用机制提供重要参考。
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15. 菜粉蝶成虫触角转录组及嗅觉相关基因分析
薛增昇, 闫喜中, 赵劲宇, 宋程飞, 刘丹, 王韩, 郝赤, 马力
昆虫学报    2023, 66 (5): 642-652.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2023.05.005
摘要171)      PDF(pc) (2074KB)(360)    PDF(mobile) (2074KB)(26)    收藏
【目的】建立菜粉蝶 Pieris rapae成虫触角转录组数据库,利用生物信息学和分子生物学手段深入挖掘菜粉蝶基因数据信息。【方法】采用高通量测序平台(Illumina NovaSeq 6000)对菜粉蝶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,对 PrapOR1, PrapOR2, PrapOR5, PrapOBP1, PrapOBP4, PrapOBP5, PrapSNMP1, PrapSNMP2和 PrapSNMP3 9个差异表达的嗅觉相关基因进行qRT-PCR验证。【结果】菜粉蝶成虫触角转录组共获得17.65 GB测序数据(NCBI登录号: PRJNA869896),经过滤和序列拼接共得到116 317条转录本,随后进行Corset层次聚类获得43 390条unigene,经BUSCO评估,拼接质量完整度好,准确性高。注释到的unigene数目从大到小排列的数据库依次为NT, NR, Pfam, GO, Swiss-Prot, KEGG和KOG/COG;进一步进行基因功能注释分析,筛选得到176个嗅觉相关基因,其中19个基因差异表达,包括在雌成虫触角中高表达的15个基因和在雄成虫触角中高表达的4个基因。qRT-PCR验证结果表明, PrapOR1和 PrapOR2在雄成虫触角中高表达, PrapOR5, PrapOBP1, PrapOBP4, PrapOBP5, PrapSNMP1, PrapSNMP2和 PrapSNMP3在雌成虫触角中高表达,与转录组测序结果相符。【结论】本研究建立了菜粉蝶成虫触角转录组数据库,筛选得到了嗅觉相关基因,并对嗅觉相关基因进行了差异表达分析,研究结果为进一步研究菜粉蝶的基因功能及嗅觉分子机制奠定了理论基础。
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16. 古建筑、壁画及土遗址中常见害虫防治研究的 现状与展望
胡瑜兰, 秦玥, 张秉坚
昆虫学报    2023, 66 (8): 1117-1127.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2023.08.012
摘要97)      PDF(pc) (3575KB)(354)    收藏
 不可移动文物是反映过去社会生产力发展和社会生活状况的重要实物资料,具有极高的历史、艺术及科学价值,是文物研究的重要对象。长期处于室外环境使不可移动文物遭受各种劣化,由虫害引起的生物劣化是文物损坏的重要原因之一。其中,古建筑、壁画及土遗址3类不可移动文物受虫害影响尤为严重。本文根据文物种类划分阐述了古建筑、壁画及土遗址中主要虫害类型及机理,对当前的文物虫害防治方法进行归纳总结。传统的文物虫害防治以物理、化学治理方法为主。化学方法是较为快速有效的除虫方法,但化学药剂给生态环境带来了较大的污染,且文物自身的脆弱性使化学杀虫剂应用受到限制。当前,多种具有长效性和环境友好性的绿色杀虫剂对传统化学方法进行了极大的改进。此外,利用生物天敌或寄生生物控制害虫的生物防治法不仅对生态系统影响较小,且具有较长持效性,是新型害虫防治研究的热点,但用于防治的生物种类是否会对文物造成危害还有待进一步的研究。文物虫害防治作为一个交叉研究领域,建筑、农业等领域的虫害防治方法对其有较大启发意义和参考价值。最后,本文针对不可移动文物常见害虫的防治研究现状进行讨论和展望,期望为文物害虫防治研究提供参考。
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17. 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132)      PDF(pc) (1783KB)(340)    PDF(mobile) (1783KB)(17)    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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18. 真社会性昆虫级型结构及寿命分化行为的 表观遗传学研究进展
马强, 党晓群, 马振刚, 周泽扬
昆虫学报    2023, 66 (7): 969-977.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2023.07.011
摘要107)      PDF(pc) (972KB)(331)    收藏
 真社会性昆虫,如膜翅目(Hymenoptera)的蜜蜂、蚂蚁和黄蜂,以及蜚蠊目(Blattodea)的白蚁,尽管在一个群体中遗传背景和遗传基础一致,但它们在形态、行为及生活史上具有显著的多样性。大多数真社会性昆虫表现出不同的级型结构和寿命分化,在这些结构中王后往往比职虫的寿命更长,且繁殖能力仅由一个或几个王后拥有,而其他群体成员只能充当职虫。然而,在某些物种中,级型结构具有一定的可塑性,个体可以根据特定的环境线索从一个级型或行为表型切换到另一个级型或行为表型。由于不同的级型之间通常有共同的遗传背景,因此真社会性昆虫群体内的多样性很大程度上是由个体之间的基因转录差异造成的。这就意味着以修饰基因表达而不改变基因序列本身为特征的表观遗传机制可能在真社会性昆虫中发挥着重要作用。已有的证据表明,DNA/RNA甲基化、组蛋白翻译后修饰和非编码RNA等表观遗传调控机制在级型结构、寿命分化和衰老等多个方面影响真社会性昆虫。本文对这些表观遗传调控机制及其在昆虫中不同作用的研究进展进行了综述,以加深对真社会性昆虫起源及其行为演化的理解和认识。未来表观遗传调控机制可在抗衰老药物的研发、衰老相关疾病的治疗、减缓生物体的衰老进程等方面有潜在的应用价值。
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19. BMP信号影响黑腹果蝇浆细胞的吞噬功能
张文豪, 金丽华
昆虫学报    2023, 66 (5): 636-641.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2023.05.004
摘要118)      PDF(pc) (1093KB)(326)    PDF(mobile) (1093KB)(7)    收藏
【目的】探究骨形态发生蛋白(bone morphogenetic protein, BMP)信号对黑腹果蝇Drosophila melanogaster浆细胞吞噬功能的影响。【方法】利用黑腹果蝇 UAS-Gal4系统,特异性地在浆细胞中敲低BMP信号基因 Dpp, Gbb, Tkv, Put, Med, Wit, Sax, Mad, Dad, Sal, BrkOmb;向黑腹果蝇3龄幼虫和成虫中注射荧光标记的无致病性的微球(FluoSphere Microspheres)以及pHrodo标记的的革兰氏阴性细菌大肠杆菌 Escherichia coli (pHrodo- Escherichia coli)和革兰氏阳性细菌金黄色葡萄球菌 Staphylococcus aureus (pHrodo- Staphylococcus aureus)后计算吞噬指数,分析浆细胞的吞噬能力。【结果】与对照组 Cg> w1118相比,在黑腹果蝇3龄幼虫浆细胞中敲低 Dpp, Gbb, Tkv, Wit, Dad, BrkOmb后,浆细胞对FluoSphere Microspheres的吞噬指数显著下降;敲低 Dpp, Gbb, Tkv, Wit, DadBrk后破坏了浆细胞吞噬pHrodo- Escherichia coli的能力,敲低 Gbb后,浆细胞吞噬pHrodo- Staphylococcus aureus的能力明显下降;此外还发现,在成虫中敲低 GbbDad后,总的浆细胞吞噬能力明显下降,敲低 Put后,总的浆细胞吞噬能力上升。【结论】在黑腹果蝇幼虫中, Dpp, Gbb, Tkv, Wit, Dad, BrkOmb正调控浆细胞吞噬功能,其中 Dpp, Gbb, Tkv, Wit, DadBrk促进浆细胞吞噬革兰氏阴性细菌, Gbb促进浆细胞吞噬革兰氏阳性细菌。在黑腹果蝇成虫中, GbbDad有助于总浆细胞的吞噬功能, Put负调控浆细胞的吞噬功能。
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20. 荔枝蒂蛀虫交配对卵巢发育及繁殖力的影响
李文景, 董易之, 姚琼, 全林发, 池艳艳, 陈炳旭
昆虫学报    2023, 66 (7): 925-933.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2023.07.007
摘要118)      PDF(pc) (3337KB)(326)    收藏
【目的】观察荔枝蒂蛀虫 Conopomorpha sinensis卵巢的发育进度,制定该虫卵巢发育级别的划分标准,明确交配对其卵巢发育进度和繁殖力的影响。【方法】初羽化荔枝蒂蛀虫雌雄成虫按1∶1配对饲养后,逐日解剖雌虫卵巢,根据交配囊特征判断雌虫是否交配,记录正常交配及未交配雌成虫的脂肪体特征、卵巢管长度、卵室总数以及成熟卵子数,依照这些指标对卵巢发育进度进行分级。将蒂蛀虫初羽化雌雄成虫1∶1配对饲养和雌成虫单独饲养分别作为交配和非交配组,统计其产卵前期、产卵期、单雌产卵量和雌成虫寿命。【结果】荔枝蒂蛀虫成虫卵巢发育进度可划分为5级,分别为卵黄沉积前期(Ⅰ级)、卵黄沉积期(Ⅱ级)、成熟待产期(Ⅲ级)、产卵盛期(Ⅳ级)和产卵末期(Ⅴ级)。仅有交配后雌虫卵巢可正常发育,未交配的雌成虫卵巢仅能发育至卵黄沉积期(Ⅱ级)。交配组雌成虫产卵前期3.82 d,产卵期11.23 d,单雌产卵量176.42粒,雌成虫寿命16.35 d;未交配组雌成虫终生不能产卵,雌成虫寿命20.48 d。【结论】荔枝蒂蛀虫成虫卵巢的发育进度可划分为5级,但交配是雌成虫完成卵巢发育的必备条件,未交配的雌成虫卵巢发育至Ⅱ级后终止发育;交配后雌成虫繁殖力显著高于未交配雌虫,未交配雌成虫终生不能产卵。
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21. 褐飞虱E3泛素连接酶基因NlHECTD2的 克隆和功能分析
罗怡, 郭莹莹, 熊振泽, 宋阳, 刘一鹏, 俞晓平, 申屠旭萍
昆虫学报    2023, 66 (7): 992-998.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2023.07.013
摘要125)      PDF(pc) (2459KB)(325)    收藏
【目的】探明褐飞虱 Nilaparvata lugens E3泛素连接酶基因 NlHECTD2的分子特性、表达模式及生物学功能。【方法】基于褐飞虱转录组数据,PCR克隆 NlHECTD2全长cDNA序列并进行生物信息学分析;利用qRT-PCR检测 NlHECTD2在卵、1-5龄若虫、初羽化24 h内雌成虫和1-5日龄雌成虫中及3日龄雌成虫头、胸、腹、肠道和卵巢中的表达量;初羽化褐飞虱雌成虫单头注射0.05 μL ds NlHECTD2 (5 000 ng/μL),利用qRT-PCR检测RNAi后24, 48和72 h时 NlHECTD2的表达量,并检测褐飞虱血淋巴中类酵母共生菌(yeast-like symbiont, YLS)的数量、褐飞虱雌成虫存活率、单雌产卵量和卵孵化率。【结果】克隆获得了褐飞虱 NlHECTD2基因全长cDNA序列(GenBank登录号: XM_039427060.1),其开放阅读框长2 850 bp;NlHECTD2编码950个氨基酸,无信号肽,包含1个具有泛素连接酶(E3)亚类的C端催化结构域。系统发育分析表明,NlHECTD2与半翅目其他昆虫HECTD2s聚为一支,与烟粉虱 Bemisia tabaci HECTD2亲缘关系最为接近。qRT-PCR结果显示,NlHECTD2具有明显的时空表达特异性,在褐飞虱3日龄雌成虫腹中的表达量最高。RNAi结果显示,与注射ds GFP对照比较,注射ds NlHECTD2能够显著抑制 NlHECTD2的表达量,使褐飞虱血淋巴中的YLS数量极显著下降,导致褐飞虱雌成虫存活率、单雌产卵量及卵孵化率极显著下降。【结论】 NlHECTD2与褐飞虱体内YLS释放到血淋巴这一过程紧密相关,并在褐飞虱的生长发育及繁殖过程中发挥重要作用,可作为褐飞虱防控的潜在靶标。
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22. 镉和氯虫苯甲酰胺对亚洲玉米螟生长发育 和解毒酶活性的影响
徐凡舒, 郭欣, 柴钲淏, 叶丽文, 程丹芽, 魏洪义, 陈丽慧
昆虫学报    2023, 66 (8): 1086-1094.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2023.08.009
摘要89)      PDF(pc) (1520KB)(317)    收藏
【目的】 明确亚洲玉米螟 Ostrinia furnacalis对镉和氯虫苯甲酰胺的防御机制,评价重金属和农药污染对昆虫的累积效应。【方法】 将亚洲玉米螟初孵幼虫接入含5 mg/kg镉、0.003 mg/kg氯虫苯甲酰胺以及5 mg/kg镉+0.003 mg/kg氯虫苯甲酰胺的人工饲料中饲养,以正常饲料饲养作为对照。记录发育历期、体重、成虫羽化率和畸形蛹率,测定不同发育阶段(3龄幼虫、雌雄蛹和雌雄成虫)中解毒酶[谷胱甘肽S转移酶(glutathione-S-transferase, GST)、羧酸酯酶(carboxylesterase, CarE)和乙酰胆碱酯酶(acetylcholinesterase, AChE)]活性。【结果】 5 mg/kg镉、0.003 mg/kg氯虫苯甲酰胺及其复合处理(5 mg/kg镉+0.003 mg/kg氯虫苯甲酰胺)对亚洲玉米螟的生长发育均产生影响,氯虫苯甲酰胺处理组亚洲玉米螟幼虫历期最长,较对照组显著延长7.1 d;其蛹重、成虫重和成虫羽化率最低, 较对照组分别显著降低9.1 mg, 2.4 mg和25.5%。镉+氯虫苯甲酰胺处理组亚洲玉米螟幼虫历期比氯虫苯甲酰胺处理组缩短4.9 d,其畸形蛹率最高,较对照组显著上升19.4%;成虫历期最短,较对照组显著降低1.6 d。镉、氯虫苯甲酰胺及镉+氯虫苯甲酰胺对亚洲玉米螟的解毒酶活性也有影响,与对照相比,镉、氯虫苯甲酰胺及镉+氯虫苯甲酰胺对亚洲玉米螟3龄幼虫、雌雄蛹和雄成虫中GST活性均表现为诱导作用,且镉+氯虫苯甲酰胺处理组不同发育阶段亚洲玉米螟的GST活性均显著高于其他处理组和对照组。与对照相比,镉、氯虫苯甲酰胺及镉+氯虫苯甲酰胺对不同发育阶段亚洲玉米螟的CarE活性表现为抑制作用,且镉+氯虫苯甲酰胺处理对各发育阶段亚洲玉米螟CarE活性的抑制作用最强。与对照相比,镉、氯虫苯甲酰胺及镉+氯虫苯甲酰胺对亚洲玉米螟3龄幼虫AChE活性表现为诱导作用,而对蛹和成虫中AChE活性的作用不一。【结论】 5 mg/kg镉、0.003 mg/kg氯虫苯甲酰胺及其复合处理均能够影响亚洲玉米螟的生长发育,对其解毒酶活性有不同程度的影响。
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23. 光照强度对梨小食心虫产卵选择性的影响
杨小凡, 焦洄锬, 李旭昭, 路子云, 冉红凡, 马爱红, 魏国树, 李建成
昆虫学报    2023, 66 (7): 918-924.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2023.07.006
摘要184)      PDF(pc) (2596KB)(307)    收藏
【目的】梨小食心虫 Grapholita molesta是一种重要的果树常发性害虫。本研究旨在探明光照强度在梨小食心虫产卵选择中的作用,进一步揭示梨小食心虫的微光视觉能力。【方法】在春、夏和秋季分别调查梨小食心虫在桃树树冠向阳面和背阴面等部位的产卵量,测定日落时向阳面和背阴面的光照强度差异;室内利用光暗双向选择行为试验测定梨小食心虫成虫对光照强度的产卵选择行为反应。【结果】春、夏和秋季梨小食心虫成虫均偏好在光照强度显著较高的桃树树冠向阳面叶片上产卵,总产卵量分别为背阴面的4.24, 9.30和5.82倍。在光暗双向选择中,10 000, 100, 1和0.01 lx及自然光照条件下,梨小食心虫成虫对光照的产卵选择性均显著高于对黑暗,产卵选择率分别为87.48%, 83.68%, 82.92%, 80.08%和84.84%。通过比较梨小食心虫对强光和弱光的产卵选择性发现,光照对比度(强光/弱光)为10和2时,10 000, 100, 1和0.01 lx及自然光照条件下,雌成虫均对强光照表现出显著的产卵选择性,且随光照强度降低产卵选择性无明显减弱,产卵选择率均高达75%以上。【结论】光照强度可以影响梨小食心虫成虫的产卵选择性,雌成虫对强光照表现出明显的产卵偏好性,即使在微光条件下依然可以准确辨别出光照强度差异,展现出良好的微光视觉能力,为开发基于视觉行为调控的新型物理诱捕技术提供依据。
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24. 新疆同域亚洲玉米螟和欧洲玉米螟 对温度的适应性差异
丁新华, 贾尊尊, 王小武, 付开赟, 汪洋洲, 阿尔孜姑丽·肉孜, 吐尔逊·阿合买提, 刘小侠, 郭文超
昆虫学报    2023, 66 (5): 694-703.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2023.05.010
摘要139)      PDF(pc) (1443KB)(303)    PDF(mobile) (1443KB)(13)    收藏
【目的】通过明确当前世界唯一一处亚洲玉米螟 Ostrinia furnacalis和欧洲玉米螟 O. nubilalis同域混生区内伴有激烈种间竞争关系的两个近缘种玉米螟主要生物学特性对温度的适应性差异水平,揭示新疆混生区欧洲玉米螟种群被亚洲玉米螟快速取代的生物学驱动机制。【方法】在15, 20, 25, 30和35 ℃下测定比较了新疆同域环境下分离获得的两个近缘种亚洲玉米螟和欧洲玉米螟种群的卵历期、卵块孵化率、单块卵粒孵化率和卵块死亡率及20, 25, 30和35 ℃下成虫寿命、产卵前期、产卵期、单雌产卵量、幼虫和蛹历期、幼虫重和蛹重等参数。【结果】欧洲玉米螟在15, 20, 25和35 ℃下的卵块死亡率均显著高于亚洲玉米螟的,在20, 25, 30和35 ℃下的平均单块卵粒孵化率则显著低于亚洲玉米螟的;随温度的升高,欧洲玉米螟卵块孵化能力显著降低,至35 ℃时,卵块死亡率最大(73.42%±2.28%),平均单块卵粒孵化率最低(48.46%±2.64%),而亚洲玉米螟卵块死亡率和平均单块卵粒孵化率分别为41.88%±4.33%和67.99%±2.52%。在20, 25, 30和35 ℃下同域亚洲玉米螟和欧洲玉米螟间的产卵前期、雌成虫寿命、雄成虫寿命和产卵期均无显著差异,但欧洲玉米螟的单雌产卵块数、单雌所产单个卵块平均卵粒数以及平均单雌产卵量等主要繁殖力指标均显著低于亚洲玉米螟的。较低温度(20和25 ℃)下,欧洲玉米螟相比于亚洲玉米螟具有较大的1-4龄幼虫重,但随着温度的升高,至30和35 ℃时欧洲玉米螟2和3龄幼虫重显著小于亚洲玉米螟的,20, 25和35 ℃下欧洲玉米螟各幼虫历期和蛹历期与亚洲玉米螟的无显著差异。【结论】亚洲玉米螟较欧洲玉米螟具有更好的温度适应能力,尤其是高温(30和35 ℃)下,亚洲玉米螟卵块存活率更高,孵化能力更好,繁殖力和体重相比更大,竞争力相对更强。
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25. 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127)      PDF(pc) (1061KB)(297)    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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26. 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250)      PDF(pc) (28116KB)(296)    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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27. 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153)      PDF(pc) (1849KB)(294)    PDF(mobile) (1849KB)(20)    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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28. 麦红吸浆虫热激蛋白基因SmHsp60的 分子特征及功能研究
马倩, 董金慧, 李方向, 朱克岩, 成卫宁
昆虫学报    2023, 66 (7): 859-869.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2023.07.001
摘要241)      PDF(pc) (4468KB)(290)    收藏
【目的】麦红吸浆虫 Sitodiplosis mosellana是重要的农业害虫,滞育使其度过夏季和冬季的极端环境。本研究旨在探析麦红吸浆虫滞育进程中热激蛋白60(heat shock protein 60, Hsp60)基因表达与滞育发育及温度耐受性之间的关系。【方法】采用RACE和RT-PCR技术克隆麦红吸浆虫 SmHsp60 cDNA全长序列并进行生物信息学分析;采用qPCR技术检测 SmHsp60在麦红吸浆虫滞育前至滞育后发育不同阶段(滞育前、滞育、滞育后静息和滞育后发育)幼虫及越夏幼虫在极端高温[35, 40, 45和50 ℃水浴中处理1 h以及35 ℃水浴中0(对照), 15, 30, 60和120 min]和越冬幼虫在极端低温[0, -5, -10和-15 ℃处理1 h以及-5 ℃处理0(对照), 15, 30, 60和120 min]胁迫下的表达量;通过原核表达和亲和柱层析技术获得SmHsp60重组蛋白,采用比色法和SDSPAGE法测定重组蛋白SmHsp60抑制苹果酸脱氢酶(malate dehydrogenase, MDH)43 ℃下热聚集的能力。【结果】获得麦红吸浆虫 SmHsp60 (GenBank登录号: KR733065) cDNA全长序列,长2 270 bp,开放阅读框长1 722 bp,编码573个氨基酸,编码蛋白的相对分子量为60.7 kD。氨基酸序列分析表明,SmHsp60具有线粒体Hsp60典型的标签序列,与同为瘿蚊科(Cecidomyidae)的甘蓝瘿蚊 Contarinia nasturtii Hsp60序列一致性最高、亲缘关系最近。qPCR检测结果表明,麦红吸浆虫SmHsp60在滞育阶段表达量没有显著变化,但在滞育后静息阶段逐渐升高,在滞育后静息阶段早中期即12月和翌年1月达到最高,显著高于在其他发育阶段的。与未处理的对照相比,35和40 ℃下1 h以及35 ℃下30~60 min时可显著诱导越夏幼虫 SmHsp60上调表达;-5 ℃下1 h可显著诱导越冬幼虫SmHsp60上调表达,但高于45 ℃和低于-10 ℃的表达量没有显著变化。获得了高纯度的SmHsp60重组蛋白,可有效保护MDH免遭热聚沉,具有显著的分子伴侣功能。【结论】SmHsp60参与麦红吸浆虫滞育调控,可能与滞育终止及滞育期间的耐热和耐寒性相关。
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29. 基于几何营养模型的昆虫蛋白质 和碳水化合物调节的研究进展
孙少磊, 靖湘峰
昆虫学报    2023, 66 (5): 713-722.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2023.05.012
摘要139)      PDF(pc) (1704KB)(284)    PDF(mobile) (1704KB)(20)    收藏
蛋白质和碳水化合物是昆虫食物中的两种基本营养物质。蛋白质是昆虫生长所需的氨基酸来源,而碳水化合物则是活动的能量来源,故两者对昆虫生长发育和繁殖均起重要作用。在自然界中,所有昆虫都会面临营养多变的环境,即作为其食物的植物和猎物会因种类、组织以及发育阶段的不同而产生蛋白质和碳水化合物等营养成分含量的变化。因此,一般情况下昆虫面对复杂的营养环境时,需要具有搜寻并获得合适的营养物质的策略,以使自身的生长发育达到一个最优的状态。几何营养模型(geometric framework model)是调查昆虫营养生理调控机制的有力工具,该模型主要考察昆虫如何协调食物中的不同营养以实现生长、发育、生殖等生命过程的平衡。在植食性昆虫中表明碳氮比和环境因子协同影响昆虫的生长发育,同时可以影响其免疫反应;在捕食性昆虫和社会性昆虫中表明昆虫可以根据自身需求严格调控碳氮营养的摄入;在模式昆虫中表明碳氮比可能在昆虫寿命与生殖方面有一定的平衡作用。本文重点介绍了几何营养模型的工作原理并系统总结了其在各类昆虫中的应用,旨在为昆虫营养生理生态学方面的研究提供新思路。
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30. 基于YOLO V7及TSM模型的橘小实蝇 梳理行为检测与识别
刘虎, 詹炜, 何章章, 汤建涛, 姜振宇, 孙泳
昆虫学报    2023, 66 (6): 787-796.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2023.06.007
摘要194)      PDF(pc) (10012KB)(273)    PDF(mobile) (10012KB)(17)    收藏
【目的】昆虫梳理行为的统计分析和研究对害虫控制和人类健康非常重要,针对传统的人工记录梳理行为的方法费时费力且易出错,提出了一种基于计算机视觉和深度学习的橘小实蝇 Bactrocera dorsalis梳理行为检测和识别方法。【方法】首先将橘小实蝇视频数据进行图像处理得到帧图像,筛选其中3 000张图像作为训练数据集;建立YOLO V7目标检测算法来检测视频数据中的橘小实蝇目标个体,框选中目标后通过视频处理算法进行裁剪;最后通过迁移学习方法将预训练权重迁移到训练模型中,利用基于非局部注意力改进的时间转换模块(temporal shift module, TSM)深度学习模型识别橘小实蝇的7种梳理行为(前足梳理、头部梳理、前中足梳理、中后足梳理、后足梳理、翅梳理以及静止)。【结果】橘小实蝇原始视频数据集通过YOLO V7目标检测算法训练的准确率为99.2%,召回率为99.1%。本研究算法处理后的视频数据集通过基于非局部注意力模块改进的TSM模型识别和统计梳理行为,最终平均准确率达到了97%以上,标准偏差低于3%。与其他4种深度学习模型(I3D, R2+1D, SlowFast和Timesformer)对比,本研究方法的准确率最高提升了9.76%,保证了橘小实蝇梳理行为检测和识别的准确率和正确性。【结论】本研究提出的方法大大减少了人工观察的时间,同时保证了橘小实蝇梳理行为识别的准确性,为研究昆虫行为提供了新的思路和方法,为智慧农业的现代化发展添砖加瓦。
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31. 核受体基因SfUSP调控白背飞虱蜕皮发育
周操, 龚明富, 杨熙彬, 杨洪, 龙贵云, 贾泽艳, 曾庆会, 金道超
昆虫学报    2023, 66 (5): 609-618.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2023.05.001
摘要206)      PDF(pc) (6066KB)(268)    PDF(mobile) (6066KB)(45)    收藏
【目的】为探究核受体超气门蛋白(ultraspiracle protein, USP)在白背飞虱 Sogatella furcifera若虫蜕皮发育过程中的功能及其与几丁质合成和降解之间的调控关系。【方法】基于白背飞虱基因组数据,结合RTPCR克隆 SfUSP全长cDNA序列;利用RT-qPCR测定白背飞虱不同发育阶段(1-5龄若虫、5龄若虫蜕皮前、5龄若虫蜕皮中和雌成虫)、5龄若虫组织(头、体壁、脂肪体、肠道和足)、雌成虫组织(体壁、翅、脂肪体、足和卵巢)以及100 ng/头20E处理后5龄第1天若虫中SfUSP的表达量;通过显微注射dsRNA靶向沉默5龄第1天若虫的 SfUSP后,计算若虫存活率,观察若虫致死表型,利用RT-qPCR测定几丁质合成和降解通路关键基因的表达量。【结果】克隆获得了白背飞虱 SfUSP(GenBank登录号: ON209396)的全长cDNA序列,其开放阅读框长1 263 bp,编码420个氨基酸,SfUSP蛋白预测分子量为47.27 kD,理论等电点为7.18。序列分析结果表明,SfUSP含有核受体家族所具备的5个保守结构域,并且DNA结合域(DNA-binding domain, DBD)和配体结合域(ligand-binding domain, LBD)高度保守。发育阶段表达谱表明, SfUSP在1龄若虫、5龄若虫蜕皮前以及雌成虫中高表达;组织表达谱显示, SfUSP在5龄若虫头、体壁、脂肪体和肠道中的表达量较高;在雌成虫翅、足和体壁中的表达量较高。显微注射100 ng/头20E后12 h时,5龄若虫中SfUSP的表达量显著高于对照组的。靶向沉默SfUSP表达后,与注射dsGFP的对照组相比,显著降低了白背飞虱的若虫存活率,显微注射dsRNA 6 d时若虫存活率仅为对照组的18.01%,其中不能成功蜕皮个体占51.46%;显著抑制了几丁质合成通路关键基因 SfCHS1, SfCHS1a, SfUAP, SfGFAT和几丁质降解通路关键基因 SfCht7, SfNAG1, SfNAG2, SfCDA1, SfCDA2和 SfCDA4的表达量,但是显著提高了 SfG6PISfCht10的表达量。【结论】 SfUSP是白背飞虱生长发育过程中的关键基因,能够影响几丁质的合成与降解,进而调控白背飞虱的蜕皮发育。
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32. 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129)      PDF(pc) (2487KB)(268)    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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33. 梨小食心虫GmolNPC2的基因克隆、 表达谱及配体结合特征
李春沁, 张钰析, 徐世才, 李伯辽, 陈秀琳, 罗坤, 李广伟
昆虫学报    2023, 66 (7): 870-884.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2023.07.002
摘要176)      PDF(pc) (8087KB)(261)    收藏
【目的】本研究旨在为深入研究梨小食心虫 Grapholita molesta尼曼-匹克C2型蛋白(Niemann-Pick type C2 protein, NPC2)GmolNPC2的嗅觉感受功能提供理论参考。【方法】基于梨小食心虫触角转录组数据,利用RT-PCR扩增 GmolNPC2的cDNA全长序列,进行系统进化分析和3D结构模型预测;利用RT-qPCR检测 GmolNPC2在梨小食心虫不同发育阶段(卵、1-5龄幼虫、蛹和雌雄成虫)、3日龄雌雄成虫不同组织(触角、去除触角的头、胸、腹、足和翅)中的相对表达量;利用荧光竞争结合实验测定重组GmolNPC2蛋白对包括6种性信息素和38种寄主植物挥发化合物在内的44种气味配体的抑制常数Ki值,分析结合能力;通过分子对接模拟实验计算GmolNPC2与不同气味配体的结合能,预测蛋白和配体相互作用的关键氨基酸残基。【结果】获得梨小食心虫 GmolNPC2(GenBanK登录号: OQ054801)的cDNA全长序列,开放阅读框(ORF)长438 bp,编码145个氨基酸;多序列比对发现GmolNPC2具有昆虫NPC2典型的结构特征;系统进化分析表明已知鳞翅目(Lepidoptera)昆虫的NPC2s聚类至2个分枝,GmolNPC2与大豆食心虫 Leguminivora glycinivorella、红铃虫 Pectinophora gossypiella和烟草天蛾 Manduca sexta等的NPC2氨基酸序列一致性较高并聚类至同一分枝。RT-qPCR检测结果表明, GmolNPC2在梨小食心虫雄成虫和卵中的表达量显著高于其他发育阶段的; GmolNPC2在3日龄雌雄成虫翅中的表达量最高,在触角中的次之,在胸、腹和足中的最低。重组蛋白GmolNPC2的结合谱较窄,仅能够结合44种气味配体中的17种,对其中的乙酸-顺-8-十二碳烯酯、苯甲醇和乙酸-顺-3-己烯酯表现出强烈的结合能力,K i值分别为(4.117±0.046), (4.845±0.079)和(3.979±0.167) μmol/L。分子对接模拟结果显示,GmolNPC2与不同气味配体之间的结合能存在差异,与上述荧光结合实验的结果较一致。疏水性氨基酸残基和氢键在GmolNPC2结合不同气味配体中发挥着重要作用。【结论】GmolNPC2具有昆虫NPC2家族的保守结构,在卵和成虫以及成虫翅和触角中的表达量较高,推测其参与梨小食心虫的多种生理过程。重组蛋白GmolNPC2能够选择性地结合性信息素和寄主植物挥发化合物,表明GmolNPC2参与对挥发性信息物质的识别和运输。
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34. 中华按蚊中基于卵巢导向肽和Gal4-UAS 结合特性的外源DNA投递系统构建
杨小林, 凌瑕, 孙全, 陈洁, 向凯, 邱品品, 洪俊峰, 闫振天, 王蓉, 陈斌, 乔梁
昆虫学报    2023, 66 (6): 723-735.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2023.06.001
摘要301)      PDF(pc) (8069KB)(259)    PDF(mobile) (8069KB)(70)    收藏
 【目的】利用P2C可以定向进入卵巢以及Gal4蛋白可与UAS序列稳定结合的特点,在中华按蚊 Anopheles sinensis中建立高效的非胚胎期外源DNA投递技术系统。【方法】注射P2C-Gal4-DsRed重组蛋白至吸血后20 h时的中华按蚊雌成蚊腹部,通过冰冻切片荧光观察和Western blot检测分析重组蛋白P2CGal4-DsRed在卵巢中的投递效率;制备P2C-Gal4 DNA BINDING重组蛋白,构建包含12× UAS重复基序的转基因质粒和辅助质粒,通过电泳迁移实验分析重组蛋白P2C-Gal4 DNA BINDING和12× UAS重复基序间的体外结合;分别将体外孵育的P2C-Gal4 DNA BINDING+辅助质粒ITF36 -12× UAS和P2C-Gal4 DNA BINDING+转基因质粒 ITF2-12× UAS afm复合物注射入吸血后20 h时的中华按蚊雌成蚊腹部,于血餐后40 h时提取其卵巢组织DNA,并通过特异性引物PCR扩增和测序分析外源DNA在活体中的投递情况。【结果】100%注射P2C-Gal4-DsRed的中华按蚊雌成蚊卵巢在绿色滤光片下呈现明显的红色荧光,表明P2C-Gal4-DsRed重组蛋白能够被高效地导入雌成蚊卵巢中;P2C-Gal4 DNA BINDING重组蛋白能够与12× UAS重复基序以及含有该重复基序片段的质粒稳定结合;分别有91%和93%的注射了P2C-Gal4 DNA BINDING+ ITF36-12× UAS和P2C-Gal4 DNA BINDING+ ITF2-12× UAS afm的雌成蚊卵巢组织中能够检测到外源DNA片段。【结论】在中华按蚊中成功建立了基于P2C卵巢导向肽和Gal4-12 ×UAS重复基序结合特性的外源DNA投递技术体系;通过此技术平台能够便捷、快速和高效地实现质粒等DNA分子在中华按蚊卵巢中的投递,这为进一步简化转基因、过表达及基因敲入等遗传操作奠定了基础。
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35. 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234)      PDF(pc) (1904KB)(259)    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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36. 低温贮藏7日龄蛹对台湾甲腹茧蜂生物学特性的影响
王录超, 林珠凤, 贾静静, 吉训聪
昆虫学报    2023, 66 (6): 797-804.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2023.06.008
摘要90)      PDF(pc) (1679KB)(258)    PDF(mobile) (1679KB)(7)    收藏
【目的】台湾甲腹茧蜂 Chelonus formosanus是多种鳞翅目(Lepidoptera)害虫的重要寄生性天敌。本研究旨在探明和筛选出台湾甲腹茧蜂合适的低温贮藏条件,以延长其货架期。【方法】将台湾甲腹茧蜂7日龄蛹在5, 9和13 ℃分别贮藏5, 10, 15, 20和25 d,观察和比较其成虫羽化率、成虫寿命雌成虫24 h内产卵量和成虫寄生率及子代成虫羽化率、雌性比和成虫寿命。【结果】台湾甲腹茧蜂7日龄蛹经不同低温贮藏后,其成虫羽化率和成虫寿命随着贮藏时间的延长呈下降趋势;相同贮藏时间除5 d外,成虫羽化率随温度升高呈上升趋势,13 ℃贮藏时成虫羽化率显著高于5和9 ℃下贮藏的;在9和13 ℃贮藏条件下,雌成虫24 h内产卵量随贮藏时间延长呈下降趋势;9 ℃贮藏10和15 d时成虫寄生率显著低于对照组(24 ℃下贮藏的),而其他低温贮藏处理与对照组间成虫的寄生率差异不显著;5 ℃贮藏5 d的子代雌性比最低,仅为35.27%,而经13 ℃贮藏的子代雌性比与对照无显著差异;7日龄蛹经不同低温贮藏后其子代的成虫羽化率和成虫寿命与对照间不存在显著差异。【结论】建议在13 ℃条件下贮藏台湾甲腹茧蜂7日龄蛹不超过15 d。
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37. 66卷第11期中英文目录
昆虫学报    2023, 66 (11): 1543-1543.  
摘要37)      PDF(pc) (359KB)(249)    收藏
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38. 紫外线辐照被寄生的黑腹果蝇蛹对果蝇 锤角细蜂生长发育的影响
刘旭祥, 杨永棒, 凡庆文, 张沁园, 季清娥
昆虫学报    2023, 66 (11): 1518-1526.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2023.11.011
摘要82)      PDF(pc) (1512KB)(242)    PDF(mobile) (1512KB)(9)    收藏
【目的】明确紫外线辐照被寄生的寄主蛹对寄生蜂果蝇锤角细蜂Trichopria drosophilae生长发育的影响,以期为改进大量繁殖果蝇锤角细蜂的技术提供参考。【方法】在暗箱中,分别使用UVA, UVB和UVC 3种紫外灯辐照处理被寄生的黑腹果蝇Drosophila melanogaster蛹,辐照时长分别为3, 6和9 h,观测辐照后果蝇锤角细蜂的死蛹率、卵-成蜂历期、成蜂羽化率和性比(雌雄性比)及寿命等指标。【结果】与对照相比,UVA辐照对果蝇锤角细蜂的成蜂羽化率、死蛹率和雌雄性比均无显著影响;UVB辐照3, 6和9 h以及UVC辐照3和9 h时,果蝇锤角细蜂的成蜂羽化率显著降低,死蛹率显著升高;UVB辐照3, 6和9 h时,寄生蜂雌雄性比均大于2.00。UVA辐照3和6 h以及UVC辐照3, 6和9 h时,果蝇锤角细蜂卵-雌成蜂历期显著低于对照。UVC辐照3, 6和9 h时,果蝇锤角细蜂卵-雄成蜂历期显著低于对照。随UVA辐照时间的增加雌成蜂寿命增加,但UVA辐照组雌成蜂寿命与对照组均无显著差异,UVB辐照6 h时雌成蜂寿命显著高于对照;经过紫外线辐照处理后雄成蜂寿命均高于对照, UVA辐照3 h、UVB辐照6 h和UVC辐照9 h时雄成蜂寿命与对照差异显著。【结论】紫外线辐照被寄生的黑腹果蝇蛹可以显著影响果蝇锤角细蜂的卵-成蜂历期和成蜂寿命。本研究结果为改进果蝇害虫生物防治天敌资源的大量扩繁技术提供参考。
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39. 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121)      PDF(pc) (2253KB)(239)    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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40. 棉蚜热诱导型热激蛋白90基因响应棉酚 与氟吡呋喃酮胁迫以及与转录因子HSF 的相互影响(英文)
梁平卓, 李仁, 程沈航, 李大鹏, 张雷, 甄丛爱
昆虫学报    2023, 66 (11): 1490-1499.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2023.11.008
摘要70)      PDF(pc) (1168KB)(223)    PDF(mobile) (1168KB)(5)    收藏
【目的】本研究旨在鉴定棉蚜 Aphis gossypii中热激蛋白(heat shock protein, Hsp)基因 AgHsp90并明确 AgHsp90对温度及植物次生物质和杀虫剂胁迫的响应。【方法】RT-PCR结合RACE克隆棉蚜 AgHsp90并进行生物信息学分析;qRT-PCR检测 AgHsp90 在棉蚜不同发育阶段(1-4龄若虫和成虫)、不同温度(-5, 0, 5, 10, 15, 20, 30, 35, 38和42 ℃)处理1 h时成虫中以及植物次生物质(20 mg/L单宁酸、50 mg/L的棉酚、50 mg/L 2-十三烷酮和50 mg/L槲皮素)和杀虫剂氟吡呋喃酮[LC 25(2.410 mg/L)]胁迫24 h时成虫中的表达量。通过饲喂法对棉蚜成虫 AgHsp90和热激因子(heat shock factor, HSF)基因 AgHSF进行RNAi,24 h时用饲喂法及浸叶法分别测定50 mg/L棉酚和LC 40(4.649 mg/L)氟吡呋喃酮处理24和48 h时棉蚜成虫死亡率,探究 AgHsp90对棉蚜对棉酚和氟吡呋喃酮敏感性的影响,初步证明 AgHsp90AgHSF的相互调控。【结果】获得1个棉蚜Hsp90基因 AgHsp90(GenBank登录号: UOF38310),ORF长2 181 bp; AgHsp90在棉蚜不同发育阶段间的表达量相对稳定,其中只有3龄若虫与成虫间的表达量存在显著差异。温度胁迫实验结果表明, AgHsp90可以被高温明显诱导,但低温使其表达量降低。分别与对照0。5 mol/L蔗糖和Triton X-100比较,棉蚜成虫中 AgHsp90 的表达量不被3种植物次生物质(棉酚、单宁酸和槲皮素)显著诱导,可以分别被2-十三烷酮和LC 25氟吡呋喃酮显著诱导。与对照(饲喂ds GFP)比较, AgHsp90 RNAi可明显增加棉酚和氟吡呋喃酮导致的棉蚜成虫死亡率;利用RNAi, AgHsp90与其转录因子 AgHSF可相互影响彼此的表达量。【结论】棉蚜的热激蛋白基因 AgHsp90 能够被高温及氟吡呋喃酮显著诱导。 AgHsp90很可能与棉蚜对棉酚及氟吡呋喃酮的敏感性相关。上述结果暗示AgHsp90 在棉蚜应对高温及杀虫剂氟吡呋喃酮胁迫时发挥重要作用。
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