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161)      PDF(pc) (3402KB)(6011)    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607)      PDF(pc) (1528KB)(1065)    PDF(mobile) (1528KB)(100)    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. 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427)      PDF(pc) (1545KB)(808)    PDF(mobile) (1545KB)(34)    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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4. 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288)      PDF(pc) (2107KB)(783)    PDF(mobile) (2107KB)(30)    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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5. 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165)      PDF(pc) (2343KB)(759)    PDF(mobile) (2343KB)(12)    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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6. 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431)      PDF(pc) (1558KB)(686)    PDF(mobile) (1558KB)(18)    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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7. 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160)      PDF(pc) (3575KB)(647)    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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8. 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181)      PDF(pc) (1546KB)(643)    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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9. 角短翅泥蜂的形态特征和筑巢行为
胡俊杰, 方全博, 王翔, 孙凯丽, 刘潇宇, 贺春玲
昆虫学报    2023, 66 (6): 805-815.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2023.06.009
摘要300)      PDF(pc) (14139KB)(630)    PDF(mobile) (14139KB)(9)    收藏
【目的】作为捕食蜘蛛的肉食性昆虫,短翅泥蜂属 Trypoxylon不同种具有明显不同的筑巢策略。本研究旨在明确角短翅泥蜂 Trypoxylon melanocorne的形态特征和筑巢行为,以揭示短翅泥蜂属物种的筑巢和生存策略。【方法】2019-2020年,在河南省济源市的愚公林场和南山林场中,选择不同的生境设置人工巢箱并定期采集筑巢的角短翅泥蜂巢管。通过室内解剖巢管,测量巢管内部结构数据,并在室内饲养观察子代发育,收集其寄生性天敌。【结果】2019-2020年,在河南省济源市的愚公林场和南山林场中共采集到角短翅泥蜂筑巢的巢管111根,解剖有育幼巢室511个。雌蜂在单根巢管内平均产卵(4.60±2.39)枚,子代大部分为雌性(雌雄性比为2∶1)。管内筑巢长度平均为(123.38±46.45) mm,育幼巢室长度为(16.01±5.57) mm,间室和前庭数量分别占总巢室数的5.04%和6.09%。巢管筑巢长度显著影响育幼巢室的数量,且雌性的巢室长度显著大于雄性的。发现该蜂的2种寄生性天敌,分别为青蜂科(Chrysididae)的清澈三齿青蜂 Trichrysis pellucida和麻蝇科(Sarcophagidae)的长突摩蜂麻蝇 Amobia quatei,寄生率分别为1.96%和1.57%。【结论】本研究结果表明,分布在河南省南太行山两个林场的角短翅泥蜂种群数量较小,雌性后代数量多于雄性;成蜂羽化率低和性比不平衡可能是导致种群数量偏低的原因之一。
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10. 狄斯瓦螨VdesNPC2b蛋白的基因克隆、原核表达 及其与寄主幼虫信息素结合机制研究
刘深云, 王佳丽, 袁星光, 王彩蝶, 涂婉钧, 周雯润, 李红亮, 吴帆
昆虫学报    2023, 66 (11): 1459-1466.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2023.11.005
摘要191)      PDF(pc) (1806KB)(620)    PDF(mobile) (1806KB)(16)    收藏
【目的】研究狄斯瓦螨 Varroa destructor尼曼匹克C2型蛋白(Niemann-Pick type C2 protein, NPC2)VdesNPC2b与狄斯瓦螨寄主蜜蜂幼虫信息素油酸甲酯和β-罗勒烯的结合特性和机制,阐明VdesNPC2b在狄斯瓦螨寄主识别中的功能,为狄斯瓦螨生物防治提供理论依据。【方法】扩增狄斯瓦螨 VdesNPC2b开放读码框(ORF)并进行生物信息学分析;基于pET-30a质粒构建原核表达载体,通过原核表达和亲和层析获得VdesNPC2b重组蛋白。利用荧光竞争结合实验检测VdesNPC2b与蜜蜂幼虫信息素油酸甲酯和β罗勒烯的结合力,并通过荧光光谱变温实验测定22和32 ℃下VdesNPC2b与油酸甲酯和β-罗勒烯结合力变化来分析结合机制。采用SWISS-MODLE软件对VdesNPC2b进行同源建模,采用MVD软件对VdesNPC2b和β-罗勒烯进行分子对接模拟,初步分析VdesNPC2b与β-罗勒烯结合的关键氨基酸位点。【结果】 VdesNPC2b(GenBank登录号: OR463903)的ORF全长531 bp,编码176个氨基酸,VdesNPC2b N端有一个16个氨基酸残基的信号肽。荧光竞争结合试验结果显示,VdesNPC2b与油酸甲酯和β罗勒烯解离常数K D值分别为2.89和3.49 μmol/L,结合过程为动态猝灭,维持VdesNPC2b与油酸甲酯和β-罗勒烯的相互作用力为疏水作用力。同源建模显示VdesNPC2b的二级结构主要为β-折叠,内部存在1个潜在的配基结合腔,VdesNPC2b与β-罗勒烯结合的关键氨基酸位点是Leu68,Ile103和Phe107等。【结论】狄斯瓦螨通过VdesNPC2b结合寄主蜜蜂幼虫长链酯类信息素油酸甲酯和挥发性的β罗勒烯协同进行宿主定位和识别。
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11. 专食性眼斑沟芫菁幼虫对非喜爱食物的阶段性适应(英文)
伏召辉, 刘昌华, 杜超
昆虫学报    2023, 66 (6): 779-786.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2023.06.006
摘要209)      PDF(pc) (804KB)(579)    PDF(mobile) (804KB)(21)    收藏
【目的】芫菁俗称斑蝥,属鞘翅目(Coleoptera)芫菁科(Meloidae),是一类极具药用价值的资源昆虫,但其幼虫对蝗卵的取食专化性极大地制约了其人工饲养和斑蝥素的利用与开发。斑蝥幼虫的专食性已获普遍认可并被许多研究证明,但我们在多年的饲养过程中发现其取食专化性会随龄期增加而降低。【方法】对眼斑沟芫菁 Hycleus cichorii进行了大规模的饲养实验和生理生态学分析,测定各处理组(分别从1, 2, 3和4龄幼虫期由蝗卵转为人工饲料饲喂, 即分别为1-4龄组)和对照组(全程饲喂蝗卵)幼虫存活率、化蛹率、成虫羽化率、老熟幼虫干重、生长量、生长速率、幼虫历期及蛹历期和单雌产卵量,比较各处理组幼虫生长发育及成虫生殖情况,验证斑蝥幼虫对非喜爱食物的取食适应性并弄清其应对营养胁迫的适应性规律。【结果】由蝗卵转为人工饲料饲喂后,眼斑沟芫菁1龄组的幼虫存活率极显著地低于2, 3和4龄组的和对照组的,化蛹率为0,且1龄组幼虫生长速率和老熟幼虫干重显著低于2, 3和4龄组的和对照组的,幼虫历期也更长。2, 3和4龄组幼虫存活率无显著差异,但化蛹率和成虫羽化率随龄期增加逐渐升高;幼虫生长速率和老熟幼虫干重逐龄升高,幼虫历期逐龄缩短。【结论】本研究结果说明,眼斑沟芫菁1龄幼虫不能适应非喜爱食物,而高龄幼虫表现出随龄期增加逐渐增强的取食适应性。本研究证实了专食性斑蝥幼虫对非喜爱食物引起营养胁迫具有阶段性适应,取食适应性的变化模式为斑蝥幼虫的全人工饲养提供了理论上的可行性,也有助于药用斑蝥的人工饲养和资源利用研究。
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12. 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264)      PDF(pc) (1577KB)(577)    PDF(mobile) (1577KB)(32)    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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13. 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383)      PDF(pc) (2423KB)(574)    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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14. 嗜卷书虱Cu/Zn-SOD1, Cu/Zn-SOD2和Fe/Mn-SOD的克隆及对高低温胁迫的响应
王潇, 徐德均, 朱斌健, 徐俊延, 敖国红, 张长禹, 韩开宇
昆虫学报    2024, 67 (1): 1-8.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2024.01.001
摘要279)      PDF(pc) (1664KB)(567)    PDF(mobile) (1664KB)(36)    收藏

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

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15. 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232)      PDF(pc) (2487KB)(562)    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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16. 共生菌Rickettsia响应宿主烟粉虱成虫日龄的 免疫基因表达调控作用
赵冬晓, 张志春, 牛洪涛, 郭慧芳
昆虫学报    2023, 66 (12): 1552-1559.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2023.12.002
摘要175)      PDF(pc) (1484KB)(557)    PDF(mobile) (1484KB)(31)    收藏
【目的】 共生菌与宿主昆虫先天免疫有效协同是维持其与宿主互惠关系的重要生理基础。 Rickettsia是烟粉虱 Bemisia tabaci体内的优势共生菌,本研究旨在探索 Rickettsia对烟粉虱不同日龄成虫免疫基因表达的调控作用。【方法】 利用qRT-PCR检测和比较100%感染、45.83%感染和不感染共生菌 Rickettsia的烟粉虱品系成虫中免疫关键因子溶菌酶基因 BtLyz1和防御素基因Btdef的表达量;利用qRT-PCR检测100%感染 Rickettsia的初羽化24 h内成虫、3-7日龄以及大于15日龄成虫中BtLyz1和Btdef及细胞凋亡基因 BtCaspaseRickettsia 16S rRNA基因的表达量;分析烟粉虱不同日龄成虫中 Rickettsia 16S rRNA基因表达量与 BtLyz1和 Btdef表达量的相关性。【结果】 与不感染共生菌 Rickettsia的烟粉虱成虫相比,感染 Rickettsia的烟粉虱成虫中 BtLyz1和 Btdef表达量显著提高。感染 Rickettsia的大于15日龄烟粉虱成虫中 BtCaspase表达量最高;在3-7日龄烟粉虱成虫中 Rickettsia 16S rRNA基因、 BtLyz1和 Btdef表达量显著高于初羽化24 h内和大于15日龄成虫中的。烟粉虱初羽化24 h内和3-7日龄成虫中 Rickettsia 16S rRNA基因表达量与 BtLyz1和 Btdef表达量呈显著正相关,而大于15日龄成虫中 Rickettsia 16S rRNA基因表达量与 BtLyz1和 Btdef表达量无相关性。【结论】 共生菌 Rickettsia能够上调宿主烟粉虱免疫相关基因表达量,但宿主机体开始衰老后该调控作用即明显下降。
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17.

色素通路相关基因在红背和黑背中华蜜蜂成年工蜂背板中的表达模式分析

王若虹, 杨振慧, 周诗文, 吴雨珈, 李秋方, 梁立强, 石丹丹, 杨尚宁, 苗刘畅, 苏松坤, 聂红毅
昆虫学报    2024, 67 (1): 9-17.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2024.01.002
摘要185)      PDF(pc) (2704KB)(554)    PDF(mobile) (2704KB)(29)    收藏

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

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18. 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365)      PDF(pc) (1522KB)(548)    PDF(mobile) (1522KB)(41)    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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19. 66卷第11期中英文目录
昆虫学报    2023, 66 (11): 1543-1543.  
摘要90)      PDF(pc) (497KB)(544)    PDF(mobile) (497KB)(0)    收藏
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20.

基于九个微卫星标记的核桃举肢蛾地理种群的遗传多样性分析

王琦琦, 孙艳, 唐光辉
昆虫学报    2024, 67 (1): 90-101.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2024.01.010
摘要144)      PDF(pc) (1792KB)(536)    PDF(mobile) (1792KB)(13)    收藏

【目的】核桃举肢蛾Atrijuglans hetaohei是核桃Juglans regia上的一种重要蛀果性害虫,在我国北京、山东、山西、陕西、四川等核桃种植产业区普遍发生,严重影响核桃的产量和商品价值,造成严重的经济损失。本研究旨在明确核桃举肢蛾地理种群遗传分化和地理分布特点,阐明其不同地理种群间的遗传结构,了解其种群扩散规律,为核桃举肢蛾的防控提供理论指导。【方法】基于核桃举肢蛾转录组测序结果,使用聚丙烯酰胺凝胶电泳和毛细管电泳分型方法,利用筛选的多态性微卫星位点对我国8个省/市(北京、河北、河南、山东、山西、陕西、甘肃和四川)的16个地理种群共319头核桃举肢蛾样本进行种群遗传多样性分析,使用STRUCTURE和BAPS软件分析其种群遗传结构,并对影响其地理分布的因素进行探讨。【结果】核桃举肢蛾9个SSR位点具有较高的多态性,且多数位点未偏离哈迪-温伯格平衡。核桃举肢蛾各地理种群遗传多样性中等偏低(有效等位基因数Ne为1.334~1.824,期望杂合度He为0.203~0.342),种群间遗传分化较小(遗传分化系数FST<0.142),种群间基因流差异较大(Nm为1.518~23.800)。核桃举肢蛾地理种群间遗传分化程度与地理距离间有显著相关性(R2=0.226)。16个核桃举肢蛾地理种群可分为两支,即东部和西部种群。AMOVA分析表明,核桃举肢蛾种群间遗传变异较小,且种群变异主要来源于种群内;种群内的遗传分化系数FCT值在0.03941~0.06449之间,表明地理阻隔和气候差异不是影响核桃举肢种群遗传结构和地理分布格局的主要因素。【结论】核桃举肢蛾地理种群遗传多样性中等偏低,不同地理种群间存在较低水平的遗传分化和差异较大的基因流。鉴于核桃举肢蛾特殊的生活史和独特的生物学特性,结合种群遗传结构分析结果,我们推测河流对核桃举肢蛾地理种群基因流的阻碍作用强于山川,而作为主要经济果树害虫,人类活动可能是干扰核桃举肢蛾种群地理分布的最主要因素。

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21. 水稻害虫:研究进展与展望
李有志, 方继朝
昆虫学报    2024, 67 (4): 443-455.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2024.04.001
摘要264)      PDF(pc) (1864KB)(533)    收藏
水稻是我国主要的粮食作物,病虫害的发生直接威胁水稻生产安全。水稻害虫种类多,灾变机制复杂,绿色防控新技术开发难度大。深入研究水稻害虫的监测和早期预警技术、发育与生殖调控机制、化学通信机制和新型防控技术等,不仅有助于阐明水稻害虫发生灾变机制,还将为害虫综合治理提供新的有效的防控靶点和防控技术。近年来,我国学者在水稻害虫研究领域取得显著进展,在多个研究方向取得重要成果,本专辑汇集了一些最新研究进展。本文概述了目前关于水稻害虫研究的最新进展,介绍了本专辑论文的主要研究内容,并提出了如下值得更深入关注的3个研究方向:(1)水稻害虫智能化监测和早期预警;(2)水稻害虫灾变机制及演变规律;(3)水稻害虫绿色防控靶点挖掘及可持续防控体系构建和应用。
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22. 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282)      PDF(pc) (1849KB)(525)    PDF(mobile) (1849KB)(24)    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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23. 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195)      PDF(pc) (3019KB)(522)    PDF(mobile) (3019KB)(9)    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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24. 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179)      PDF(pc) (3337KB)(520)    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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25. 实蝇雄性引诱剂及其代谢研究进展
刘旭祥, 季清娥
昆虫学报    2023, 66 (12): 1649-1666.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2023.12.011
摘要111)      PDF(pc) (1849KB)(513)    PDF(mobile) (1849KB)(1)    收藏
引诱剂能够对实蝇的行为反应起到一定程度的刺激作用,在实蝇的绿色防控中扮演重要角色。实蝇雄性引诱剂作为其中重要的一类,来源于部分植物挥发物或类信息素,对雄性实蝇的引诱效果显著。雄性实蝇不仅会被雄性引诱剂的气味吸引,而且还会取食引诱剂,被取食后的雄性引诱剂在雄成虫体内会被代谢成不同物质,进而发挥相应的功能。本文结合取食效应的相关研究,对甲基丁香酚、覆盆子酮、姜酮、4-(4-乙酰氧基苯基)-2-丁酮、3-羟基-α-紫罗兰酮和β-石竹烯6种实蝇雄性引诱剂及其代谢相关的研究进展进行综述,内容主要涵盖雄性实蝇的取食行为及其代谢变化、取食效应对实蝇的行为反应影响、取食过引诱剂的雄性实蝇对雌雄实蝇的吸引效果及其交配成功率变化等方面。在对取食效应的探索中,不仅直肠腺是研究信息素隔离和存储的热点,覆盖在昆虫体表由碳氢化合物组成的具有防水功能的蜡质薄膜也是潜在的研究重点。同时,探索触角和下颚须在实蝇感知引诱剂过程中发挥的作用,将有助于更加全面深刻地揭示取食现象背后蕴藏的复杂机制,以期为实蝇引诱剂的开发提供新思路指南,为实蝇的绿色生态防控增添更加多样化的手段与途径。
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26. 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144)      PDF(pc) (1520KB)(512)    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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27. 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232)      PDF(pc) (1061KB)(509)    PDF(mobile) (1061KB)(23)    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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28. 补充营养和微量元素对烟蚜茧蜂寄生能力 及生长发育相关酶的影响
赖荣泉, 韩梦, 顾钢, 周挺, 张榜, 赖宇飞, 杨晨
昆虫学报    2024, 67 (2): 203-212.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2024.02.006
摘要144)      PDF(pc) (1527KB)(506)    收藏
【目的】烟蚜茧蜂 Aphidius gifuensis作为烟蚜 Myzus persicae的一种优势寄生蜂,被广泛用于生产,但在烟蚜茧蜂大规模扩繁的过程中,饲养多代后常常会出现寄生能力下降、体型变小等问题。本研究旨在通过测定分析补充不同浓度营养成分和微量元素对退化烟蚜茧蜂成蜂寄生烟蚜时的寄生率、子代成蜂体型和子代成蜂中生长发育相关酶(酚氧化酶和羧酸酯酶)含量与活性的影响,筛选出复壮效果最好的复壮方式。【方法】室内挑选饲养至10代后出现明显种群退化的烟蚜茧蜂成蜂饲喂不同浓度(5%, 10%和20%)营养成分(蜂蜜、葡萄糖和蔗糖)及不同浓度(0.25, 0.5, 1, 2和4 mg/L)的微量元素(Cu, Fe, Zn, Mn和Co)溶液,测定寄生率、子代成蜂体型及子代成蜂羧酸酯酶和酚氧化酶的含量和活性。【结果】在补充营养试验中,10%蜂蜜溶液对烟蚜茧蜂的复壮效果最好,使寄生率比对照组(纯净水)提高了28.00%,但对烟蚜茧蜂子代成蜂体型的影响不显著;饲喂10%葡萄糖组烟蚜茧蜂子代成蜂羧酸酯酶含量最高,比对照组提高了38.00%;饲喂10%蔗糖组烟蚜茧蜂子代成蜂羧酸酯酶活性最高,是对照组的3倍;饲喂10%蔗糖组烟蚜茧蜂子代成蜂酚氧化酶含量最高,比对照组提高了56.00%;饲喂10%葡萄糖组烟蚜茧蜂子代成蜂酚氧化酶活性最高,是对照组的1.3倍。补充微量元素试验中,补充1 mg/L Fe对烟蚜茧蜂的复壮效果最好,使寄生率比对照组提高了25.33%,但对其子代成蜂体型的影响不显著;烟蚜茧蜂子代成蜂羧酸酯酶含量也最高,比对照组提高了50.00%。各微量元素饲喂组烟蚜茧蜂子代成蜂羧酸酯酶的活性均低于对照组;饲喂1 mg/L Zn组烟蚜茧蜂子代成蜂酚氧化酶含量最高,和对照组相比提高了29.31%;饲喂1 mg/L Mn组子代成蜂酚氧化酶活性最高,是对照组的1.51倍。【结论】生产上可对退化的烟蚜茧蜂种群补充饲喂10%蜂蜜水或补充1 mg/L Fe来提高烟蚜茧蜂对烟蚜的寄生能力,达到复壮烟蚜茧蜂种群的目的。
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29. 低浓度吡虫啉削弱多异瓢虫对棉花植株 挥发物的嗅觉识别功能
色晨晨, 张涛, 戴长春, 张蒙皓, 于洪春, 陆宴辉
昆虫学报    2024, 67 (2): 193-202.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2024.02.005
摘要171)      PDF(pc) (1547KB)(494)    收藏
【目的】明确低浓度吡虫啉对多异瓢虫 Hippodamia variegata成虫嗅觉行为的影响。【方法】采用Y型嗅觉仪测定多异瓢虫成虫在摄入低浓度(LC 20和LC 50)吡虫啉后对健康棉株和棉蚜 Aphis gossypii成蚜为害棉株挥发物的行为反应;并通过固相微萃取收集健康棉株和棉蚜成蚜为害棉株的挥发物,以气相色谱-质谱联用仪分析鉴定挥发物成分;进而测试多异瓢虫成虫对棉株挥发物单一组分的选择行为。【结果】未摄入吡虫啉的多异瓢虫成虫对棉蚜成蚜为害的棉株具有显著的正趋性,但对健康棉株和清洁空气均无显著的趋向性;摄入低浓度吡虫啉的多异瓢虫成虫对棉蚜成蚜为害的棉株、健康棉株以及清洁空气均无显著的趋向性。对比健康棉株,从棉蚜成蚜为害棉株的挥发物中鉴定出8种挥发量显著增加的化合物,分别为月桂烯、柠檬烯、1-癸炔、3-蒈烯、(3 E)-4,8-二甲基-1,3,7-壬三烯[(3 E)-4,8-dimethyl-1,3,7-nonatriene, DMNT]、β-石竹烯、α-葎草烯、(3 E, 7 E)-4,8,12三甲基十三碳-1,3,7,11-四烯[(3 E, 7 E)-4,8,12-trimethyltrideca-1,3,7,11-tetraene,TMTT]。利用Y型嗅觉仪测定多异瓢虫成虫对以上8种物质的嗅觉选择行为发现,未摄入吡虫啉的多异瓢虫成虫对TMTT具有显著的正趋性,对其他7种挥发性化合物无显著趋性,而摄入低浓度吡虫啉的多异瓢虫成虫对8种挥发性化合物均无显著正趋性。在行为选择测试中,低浓度吡虫啉处理后的多异瓢虫成虫对棉株挥发物及单一组分的未选择个体数量均显著多于对照组。【结论】研究结果证实低浓度吡虫啉削弱了多异瓢虫成虫对棉花植株挥发物的嗅觉识别功能,为新疆棉田多异瓢虫的保护利用及棉田农药的合理使用提供科学依据。
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30. 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175)      PDF(pc) (1679KB)(482)    PDF(mobile) (1679KB)(10)    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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31. 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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32. 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188)      PDF(pc) (3593KB)(467)    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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33. 茶尺蠖羧酸酯酶EoCarE592的重组表达及其对农药的降解能力测定
税良勇, 赵忠祎, 冯 印, 谢晓倩, 袁晓琴, 毛新芳, 刘忠渊
昆虫学报    2024, 67 (1): 48-57.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2024.01.006
摘要185)      PDF(pc) (3274KB)(467)    PDF(mobile) (3274KB)(13)    收藏

【目的】原核表达茶尺蠖EoCarE592羧酸酯酶(carboxlesterase, CarE)基因EoCarE592,并探讨重组蛋白对农药的降解能力。【方法】构建原核表达载体 pET-32a-EoCarE592,转化大肠杆菌Escherichia coli BL21异源表达,SDS-PAGE和Western blot鉴定重组蛋白,并对包涵体蛋白变复性;通过固蓝B盐比色法的含量标准曲线测定重组EoCarE592酶活性以及温度、pH和金属离子对酶活性的影响;利用气相色谱检测EoCarE592在30 ℃pH 7.0和0, 4, 8, 12, 16, 2024 h时对200 mg/L的高效氯氟氰菊酯(lambda-cyhalothrin)、甲基对硫磷(methyl-parathion)和异丙威(isoprocarb)降解能力。【结果】通过大肠杆菌异源表达得到重组EoCarE592包涵体蛋白,经尿素变复性后得到酶活性29.8 U的重组EoCarE592,其最适温度 30 左右、最适pH 7.0~8.0左右、Mg2+和K+对酶活有促进作用;重组EoCarE592能在30 ℃, pH 7.0, 24 h内对初始浓度为200 mg/L的高效氯氟氰菊酯、甲基对硫磷和异丙威降解率分别为81.30%, 83.94%和79.83%。【结论】羧酸酯酶EoCarE592能降解高效氯氟氰菊酯、甲基对硫磷和异丙威,可能参与茶尺蠖的解毒过程。本研究为环境和果蔬中农药残留的降解奠定了基础。

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34. 茶小绿叶蝉粘样蛋白EfMLP基因的克隆、 鉴定及功能分析
何雪怡, 雷雨欢, 宋仕月, 夏露霞, 王世宇, 马成文, 魏可欣, 王梦馨, 潘铖, 韩宝瑜
昆虫学报    2024, 67 (2): 151-162.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2024.02.001
摘要219)      PDF(pc) (1872KB)(466)    收藏
【目的】探明茶小绿叶蝉 Empoasca flavescens粘样蛋白EfMLP基因的分子特征、表达模式和生物学功能。【方法】基于茶小绿叶蝉转录组数据,PCR克隆获得4条EfMLP基因的全长cDNA序列并进行生物信息学分析;qRT-PCR检测EfMLP基因在茶小绿叶蝉不同发育阶段(卵、1-5龄若虫和初羽化雌雄成虫)及初羽化成虫不同组织(体壁、脂肪体、唾液腺、肠道、卵巢和精巢)中的表达量;通过饲喂法利用RNAi沉默茶小绿叶蝉5龄若虫 EfMLP2和 EfMLP4,生物测定分析EfMLP基因沉默后茶小绿叶蝉的存活率。【结果】获得4条茶小绿叶蝉EfMLP基因全长cDNA序列,分别命名为 EfMLP1(GenBank 登录号: OR504428), EfMLP2(GenBank 登录号: OR504429), EfMLP3(GenBank 登录号: OR504430)和 EfMLP4(GenBank 登录号: OR504431),这4条EfMLP基因编码蛋白均具有O-联糖基化位点形成粘蛋白结构域(mucin domain, MD)且该结构域包含高度重复的串联重复序列,其中EfMLP3和EfMLP4的氨基酸序列含有保守的2型几丁质结合域(chitin binding domain, CBD)。系统发育分析结果表明,EfMLP被分到两个不同的分支上,属于两种不同的MLP类型,该结果与昆虫的分类地位无相关性,猜测可能与其功能分化相关。 EfMLP1和 EfMLP2在茶小绿叶蝉初羽化雌雄成虫和初羽化成虫唾液腺中均特异性高表达,而 EfMLP3和 EfMLP4的表达在卵、若虫和成虫等不同发育阶段和初羽化成虫脂肪体等多个组织中均可被检测到。与饲喂ds GFP对照组比较,饲喂ds EfMLP2和ds EfMLP4可分别有效抑制茶小绿叶蝉体内 EfMLP2和 EfMLP4的表达量,并可显著降低茶小绿叶蝉的存活率。【结论】EfMLP在茶小绿叶蝉取食中扮演重要的角色,可作为开发基于RNAi的叶蝉防治技术的潜在靶标。
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35. 致死中浓度阿维菌素对中国梨木虱短期内 对阿维菌素的抗性发展的影响
张蕊, 张博晨, 许双叶, 吴梓情, 马瑞燕, 李娅, 张东霞, 庾琴
昆虫学报    2023, 66 (12): 1581-1589.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2023.12.005
摘要150)      PDF(pc) (2931KB)(466)    PDF(mobile) (2931KB)(15)    收藏
【目的】 明确致死中浓度(medium lethal concentration, LC 50) 的阿维菌素对中国梨木虱 Psylla chinensis种群短期内对阿维菌素的抗性发展的影响。【方法】 采用浸叶法测定阿维菌素处理24 h时对中国梨木虱田间种群(F) 3龄若虫的LC 50值;室内条件下,以F种群为基础,建立中国梨木虱对阿维菌素相对敏感品系(SS)、F种群连续6代接触LC50浓度的阿维菌素的田间抗性品系(FR)和6代未接触阿维菌素的田间对照品系(FS),测定中国梨木虱F种群和各品系3龄若虫对阿维菌素的抗性倍数,测定各品系各发育阶段历期和存活率及成虫寿命和单雌产卵量,构建两性生命表。【结果】阿维菌素处理24 h时对中国梨木虱F种群和SS品系3龄若虫的LC50值分别为2.458和0.706 mg/L,F种群、FR品系和FS品系3龄若虫对阿维菌素的抗性倍数分别为3.458, 11.965和1.782倍。与FS品系和SS品系相较,FR品系各发育阶段历期和存活率及成虫寿命和单雌产卵量均发生变化,卵历期和若虫历期均显著长于FS品系和SS品系的;成虫寿命缩短,单雌产卵量分别下降57.000和74.300粒,其内禀增长率( r)、周限增长率( λ)和净增殖率( R 0)也均下降。FR品系相对适合度为0.743,是FS品系的0.807倍。【结论】 LC 50浓度的阿维菌素连续处理6代使中国梨木虱对阿维菌素的抗性水平增加,适合度下降。因而,在梨园中避免连续使用阿维菌素,以延缓中国梨木虱对阿维菌素的抗性增加。
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36. 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191)      PDF(pc) (972KB)(466)    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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37. 溴虫氟苯双酰胺对草地贪夜蛾的适合度 及解毒酶活性的影响
姬雪娇, 崔丽, 王文杰, 杨庆杰, 翟艳慧, 芮昌辉
昆虫学报    2023, 66 (12): 1570-1580.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2023.12.004
摘要176)      PDF(pc) (1977KB)(465)    PDF(mobile) (1977KB)(19)    收藏
【目的】 旨在明确溴虫氟苯双酰胺多代汰选后对草地贪夜蛾 Spodoptera frugiperda种群适合度和解毒酶活性的影响,为科学合理使用该杀虫剂提供理论基础。【方法】 采用饲料表面涂毒法用0.25 mg/L溴虫氟苯双酰胺对草地贪夜蛾初孵幼虫连续汰选10代后,测定溴虫氟苯双酰胺对草地贪夜蛾3龄幼虫的毒力、 3龄幼虫体内解毒酶(细胞色素P450单加氧酶、谷胱甘肽S-转移酶和羧酸酯酶)活性以及种群适合度变化,同时在对草地贪夜蛾3龄幼虫的生测中测定了3种增效剂(PBO,TPP和DEM)对溴虫氟苯双酰胺的增效作用。【结果】 与未汰选种群UNSEL相比,经溴虫氟苯双酰胺汰选10代后的草地贪夜蛾汰选种群BroSEL的抗性倍数为2.71倍。与UNSEL种群相比,汰选种群Bro-SEL的繁殖力和幼虫存活率显著降低,内禀增长率、周限增长率和净增殖率也显著降低,相对适合度为0.35。Bro-SEL种群 3龄幼虫体内羧酸酯酶活性显著升高,以α-NA和β-NA为底物时的活性分别为UNSEL种群的1.62和1.61倍,但细胞色素P450单加氧酶和谷胱甘肽S-转移酶活性无显著变化。对草地贪夜蛾3龄幼虫的生测结果显示PBO和TPP对溴虫氟苯双酰胺均具有显著增效作用,增效比分别为1.31和1.42。【结论】 这些结果表明汰选10代后溴虫氟苯双酰胺对草地贪夜蛾种群的毒力变化很小,说明草地贪夜蛾对溴虫氟苯双酰胺的代谢抗性风险较低。溴虫氟苯双酰胺这一杀虫剂连续汰选对其种群发育和繁殖存在较高的适合度代价。溴虫氟苯双酰胺是一种防治草地贪夜蛾良好的替代药剂。
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38. 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255)      PDF(pc) (1783KB)(459)    PDF(mobile) (1783KB)(25)    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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39. 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394)      PDF(pc) (10012KB)(452)    PDF(mobile) (10012KB)(26)    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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40. 基于基因组规模数据的白蚁系统发育关系
宋南, 王淼淼, 刘小龙, 林兴雨, 席玉强, 尹新明
昆虫学报    2023, 66 (12): 1626-1637.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2023.12.009
摘要160)      PDF(pc) (2836KB)(451)    PDF(mobile) (2836KB)(15)    收藏
【目的】 本研究旨在利用白蚁转录组和低覆盖度全基因组测序(low-coverage whole-genome sequencing)数据重建白蚁领科(Termitoidae)昆虫内高阶元类群(科和亚科)之间的系统发育关系,为研究白蚁系统进化提供系统基因组学分析思路。【方法】 通过下载数据库中67种白蚁及8种近缘蜚蠊目(Blattodea)昆虫的转录组(70个)和低覆盖度全基因组(5个)测序数据,利用BUSCO对这些序列数据进行评估以及单拷贝核基因的筛选。使用软件MAFFT分别对获得的单拷贝核基因的核苷酸和氨基酸序列进行比对,并通过trimAl对比对结果进行修剪。使用Phykit生成不同完整性(分别包含50%和25%的缺失数据)的核苷酸和氨基酸序列数据超级矩阵,据此研究缺失数据对系统发育重建的影响。使用IQTREE构建各个矩阵的最大似然(maximum likelihood, ML)树。利用ASTRAL总结氨基酸数据集faa_all包含的每个标记构建的ML树,得到物种树。使用IQ-TREE中的FcLM分析检测不同树的拓扑结构,进而获得不同数据集对可能的系统发育关系的支持度。【结果】 从白蚁现有的转录组和低覆盖度全基因组测序数据中获得1 325个单拷贝核基因,基于这些单拷贝核基因构建了核苷酸和氨基酸序列数据的基因组规模的超级矩阵,核苷酸序列数据集包含了144 294~1 839 525个位点, 氨基酸数据集包含了48 098~613 175个位点。不同类型的数据矩阵产生了相似的白蚁领科系统发育关系, 3个核苷酸数据矩阵产生了相同的科间系统发育关系。对于氨基酸数据,3个串联基因数据集中的2个产生了与核苷酸序列数据集基本相同的科间系统发育关系。支持白蚁领科为单系群,澳白蚁科(Mastotermitidae)是所有其他白蚁科的姐妹群。在大多数分析中,古白蚁科(Archotermopsidae)与胃白蚁科(Stolotermitidae)互为姐妹群关系,两者共同组成白蚁领科中的第2个分支。木白蚁科(Kalotermitidae)也是白蚁中相对古老的一支,其系统发育位置在古白蚁科与胃白蚁科之后。木白蚁科与新等翅类(Neoisoptera)构成了姐妹群关系。所有分析都强烈支持新等翅类的单系性。在新等翅类中,杆白蚁科(Stylotermitidae)是其余白蚁的姐妹群;齿白蚁科(Serritermitidae)是新等翅类中相对原始的一支。鼻白蚁科(Rhinotermitidae)是一个非单系群。白蚁科(Termitidae)是一个单系群,6个串联基因数据集中的4个以及物种树支持大白蚁亚科(Macrotermitinae)是白蚁科内所有其他亚科的姐妹群。多数分析支持尖白蚁亚科(Apicotermitinae)是白蚁科中的第2个分支。串联基因数据矩阵支持白蚁亚科(Termitinae)为非单系,但是物种树恢复白蚁亚科为单系群。【结论】 本研究显示了转录组和低覆盖度全基因组测序数据在重建白蚁领科系统发育关系中的实用性,构建了与以前研究基本一致的系统发育关系。但是,仍需要进一步扩充数据取样,包括标本和分子标记,来阐明这一昆虫类群亚科之间的系统发育关系。
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