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65)      PDF(pc) (3402KB)(2735)    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. 大豆蚜Kazal型丝氨酸蛋白酶抑制剂基因 AgKaSPI 对蜡蚧刺束梗孢菌侵染的表达响应
陈雅茹, 杨洪佳, 李泽, 车进明, 王泽群, 樊东
昆虫学报    2021, 64 (8): 908-919.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2021.08.003
摘要465)      PDF(pc) (1905KB)(1762)    PDF(mobile) (1905KB)(741)    收藏

 【目的】探究Kazal型丝氨酸蛋白酶抑制剂KaSPI在大豆蚜Aphis glycines的生长发育、消化和免疫防御等过程中的作用。【方法】基于大豆蚜转录组数据PCR克隆大豆蚜Kazal型丝氨酸蛋白酶抑制剂基因cDNA序列;qRT-PCR分别检测AgKaSPI在大豆蚜1-4龄若虫和成虫以及蜡蚧刺束梗孢菌Akanthomyces

lecanii侵染3, 6, 12, 24, 48和72 h时大豆蚜成虫中的表达水平; siRNA干扰AgKaSPI 3, 6, 12, 24和48 h后qRT-PCR检测RNAi干扰效率,并记录RNAi后12, 24, 48和96 h时大豆蚜成虫死亡数和产蚜量;双抗体夹心法检测蜡蚧刺束梗孢菌侵染和RNAi干扰AgKaSPI后大豆蚜成虫体内AgKaSPI蛋白含量以及丝氨酸蛋白酶、胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶活性变化;观察并记录RNAi干扰AgKaSPI后6 h蜡蚧刺束梗孢菌侵染大豆蚜成虫12, 24, 48和96 h时的死亡数。【结果】在大豆蚜体内克隆得到了一条丝氨酸蛋白酶抑制剂基因AgKaSPI的cDNA序列(GenBank登录号: MK440557),序列全长1 019 bp,开放阅读框长324 bp,编码107个氨基酸。AgKaSPI具有Kazal结构域,推测分子量和等电点分别为11.43 kD和9.24。基因表达模式研究发现,AgKaSPI在大豆蚜各个龄期均有表达。大豆蚜成虫经蜡蚧刺束梗孢菌侵染24 h时,AgKaSPI基因表达量显著上调,为对照的4.31倍;相应AgKaSPI蛋白含量也显著上调,为对照的1.69倍;而丝氨酸蛋白酶、胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶活性受到抑制。RNAi干扰AgKaSPI 6 h时,大豆蚜成虫体内AgKaSPI表达量下降了71.05%;KaSPI蛋白含量在干扰12 h时下降了51.11%,丝氨酸蛋白酶和胰凝乳蛋白酶活性显著增强;干扰96 h时每百头大豆蚜产蚜量减少了49头且大豆蚜成虫的死亡率增加了10.12%。【结论】AgKaSPI在大豆蚜各个龄期均有表达,且在蜡蚧刺束梗孢菌侵染24 h后表达量显著上调。AgKaSPI可能通过调节丝氨

酸蛋白酶活性参与了大豆蚜对蜡蚧刺束梗孢菌的免疫反应。

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3. 基因编辑技术在昆虫中的研究与应用
邱雨浩, 贾豫, 倪建泉, 王冰, 王桂荣
昆虫学报    2022, 65 (2): 246-256.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2022.02.013
摘要479)      PDF(pc) (1487KB)(636)    PDF(mobile) (1487KB)(70)    收藏
基因编辑技术的发展对于昆虫生长发育和生殖等生理功能的研究以及行为调控机制的解析具有重要的意义。本文介绍了基因编辑技术的发展历程,阐述了锌指核酸酶(zinc finger nuclease, ZFN)技术、类转录激活因子效应物核酸酶(transcription activator-like effector nuclease, TALEN)技术以及成簇规律间隔短回文重复序列及其关联蛋白9[clustered regularly interspaced short palindromic repeats (CRISPR)/CRISPR-associated (Cas) protein 9, CRISPR/Cas9]介导的基因定点编辑技术的原理。在模式生物果蝇 Drosophila中,三代基因编辑技术不断升级优化,具有编辑效率高、稳定传代和易于筛选等优势,有助于揭示细胞生物学、发育生物学和神经生物学等多个领域关键信号通路的作用机制;在医学媒介昆虫蚊子中,CRISPR/Cas9系统介导的基因编辑技术在降低蚊虫抗药性、控制蚊虫种群数量和蚊媒疾病传播等方面具有重要研究价值;在农业害虫研究中,利用基因编辑技术能够实现多种信号通路中关键分子靶标的体内功能研究,为害虫治理提供新思路;在有益昆虫的研究中,基因编辑技术主要应用于家蚕 Bombyx mori性别调控、抗病毒和提高蚕丝质量等方面。最后本文对基因编辑技术在昆虫研究中的发展做出如下几点展望:(1)优化基因编辑系统以提高编辑效率;(2)开发新型基因调控工具;(3)构建转基因昆虫品系,以期为昆虫基因功能的解析、经济性昆虫的改良、重大害虫的防治等研究提供借鉴与参考。
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4. 蜜蜂脂肪体的形态和功能研究进展
王荣华, 孟丽峰, 魏俏红, 李建科
昆虫学报    2022, 65 (10): 1374-1388.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2022.10.014
摘要586)      PDF(pc) (2671KB)(619)    收藏
脂肪体是昆虫体内的一种多功能器官,近似于脊椎动物的肝脏, 分布于昆虫腹部、胸部甚至头部腔体中,以腹部脂肪体最为发达。蜜蜂脂肪体有外周脂肪体和围脏脂肪体两种类型,由营养细胞、尿酸盐细胞和绛色细胞组成。同其他昆虫中类似,脂肪体在蜜蜂的生命活动中扮演着重要的角色,其形态和功能随发育阶段、季节和劳动分工的变化而变化。脂肪体结构相对简单,但生理功能非常复杂。脂肪体最主要的功能是能量物质的储存和代谢,其不仅是蜜蜂营养物质(即脂质、碳水化合物和蛋白质)的中央储存库,而且是营养代谢的中间站,具有多种能量和物质相互转换的酶系,承担代谢水的供应并合成嘌呤和嘧啶及许多重要的蛋白质。同时,脂肪体是昆虫发育和行为调控过程中各种激素和营养信号的交换中心,脂肪体激素和营养信号参与调控蜜蜂脂肪体发育、营养物质代谢、生殖及劳动分工。脂肪体兼具能量储存和释放、生物合成和分解、营养感知调节、代谢信号整合、内分泌调节、免疫和解毒、磁场感受、提高抗寒能力、保护体腔内器官等多种功能。鉴于脂肪体的重要作用,蜜蜂脂肪体形态和功能的研究成果可以对昆虫营养信号通路的解析、蜂产品高产良种的选育和蜜蜂病害防治的研究提供参考和思路。
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5. 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402)      PDF(pc) (1528KB)(586)    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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6. 西伯利亚蝗卵发育过程的比较转 录组分析 及滞育关联基因筛选
赵娜, 吕雪峰, 扈鸿霞, 宋余, 蒋思涵, 季荣, 叶小芳
昆虫学报    2022, 65 (9): 1075-1089.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2022.09.001
摘要361)      PDF(pc) (14904KB)(569)    收藏
【目的】通过筛选西伯利亚蝗 Gomphocerus sibiricus卵滞育基因及代谢通路,初步明确西伯利亚蝗卵滞育分子机理。【方法】利用Illumina NovaSeq 6000测序平台对西伯利亚蝗早期发育(ES)、滞育(DS)和滞育后发育阶段(PS)的卵进行转录组测序;采用GO和KEGG富集分析并结合文献,预测滞育相关通路并聚类热图分析,筛选蝗卵滞育关联基因,并选取其中6个重要基因进行qRT-PCR验证。【结果】DS   vs ES和PS vs DS两比较组分别富集到12 419和4 789个差异表达基因,且多上调表达;两比较组共表达差异基因为2 206个,主要与糖代谢、环境胁迫和生长发育相关。DS vs ES组富集最显著的GO条目为蛋白结合,PS vs DS组GO条目主要包含酶活性、细胞骨架构建及蛋白结合等过程。滞育关联基因主要集中在Wnt信号通路、胰岛素信号通路、细胞周期通路以及昆虫激素生物合成等通路。6个重要的滞育关联基因的表达量变化趋势与转录组数据结果基本一致。【结论】本研究初步明确了西伯利亚蝗卵滞育调控的重要代谢途径,并筛选出20个滞育关联基因,为后续深入研究该物种的适应机理奠定了基础。
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7. 草地贪夜蛾取食Cry1Ab和Cry1Fa 蛋白后中肠 转录组及ABC基因表达分析
黄晓丹, 静大鹏, 张天涛, 王振营
昆虫学报    2022, 65 (9): 1127-1135.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2022.09.006
摘要315)      PDF(pc) (1935KB)(566)    收藏
【目的】为揭示草地贪夜蛾 Spodoptera furgiperda幼虫取食Bt蛋白后与中肠上相关ATP结合盒转运子(ATP-binding cassette transporter, ABC)蛋白基因的表达量变化的关系。【方法】分别使用含活化晶体蛋白Cry1Ab (LC 70=240.2 μg/g)和Cry1Fa (LC 70=270.0 μg/g)蛋白的人工饲料饲喂草地贪夜蛾4龄幼虫48 h,利用高通量测序对中肠进行转录组测序并进行生物信息学分析,筛选处理后差异表达基因;利用RT-qPCR验证差异表达ABC基因的表达量。【结果】与饲喂正常人工饲料的对照相比,饲喂含240.2 μg/g Cry1Ab和270.0 μg/g Cry1Fa的人工饲料后草地贪夜蛾4龄幼虫中肠转录组中分别检测到1 305和1 202个差异表达基因。Cry1Ab和Cry1Fa处理组与对照组之间分别有994和912个差异表达基因被GO功能注释到生物学过程、分子功能和细胞组分三大类。在最终筛选到的9个差异表达的ABC家族基因中,Cry1Ab处理组与对照组之间有4个差异表达ABC基因,3个上调,1个下调; Cry1Fa处理组与对照组之间有5个差异表达ABC基因,2个上调,3个下调;Cry1Ab和Cry1Fa处理组与对照组之间有2个ABC基因( LOC118267200和 LOC118267201)表达量均显著上调。RT-qPCR验证结果表明,与对照组相比,Cry1Ab处理组有3个ABC基因表达量极显著上调,2个ABC基因表达量下调;Cry1Fa处理组有5个ABC基因表达量上调,1个ABC基因表达量下调。【结论】Cry1Ab和Cry1Fa蛋白的摄入可以影响草地贪夜蛾幼虫中肠一些ABC家族基因的表达量变化,这些基因的表达量变化与昆虫抗性产生有关。经比对后发现,ABCC家族与ABCG8基因表达量变化显著。本研究为下一步明确草地贪夜蛾体内ABC转运蛋白在Bt蛋白杀虫机制中的作用,以及合理使用Bt蛋白防治草地贪夜蛾及延缓抗性提供了理论依据。
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8. 昆虫平衡棒的发育及功能
董玮, 武文君, 张徐波
昆虫学报    2022, 65 (8): 1068-1074.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2022.08.015
摘要657)      PDF(pc) (1394KB)(565)    收藏
 平衡棒(haltere)是双翅目昆虫后翅特化而成的结构,可在飞行中起重要作用。平衡棒基部的感受器可以检测到飞行中的惯性力,向运动神经元提供反馈,迅速地平衡身体并纠正航向。昆虫的平衡棒由成虫盘发育形成,其特化受 HOX基因( Ultrabithorax, Ubx)调控。发育成熟的平衡棒由两层上皮细胞组成,末端球状结构内部充满高度空泡化的细胞,基部具有大量感器。平衡棒的运动由独立的肌肉控制,相对于同侧的翅反向移动,翅与平衡棒的协同运动对于昆虫起飞和维持平衡十分重要。近年来,平衡棒的导航原理越来越多地应用于仿生学研究中,基于果蝇平衡棒的结构和功能,研制出多种飞行器的导航设备。本文结合近年来相关领域的研究成果,就平衡棒的发育、形态结构、功能和仿生应用等方面的研究进展进行综述,为深入理解昆虫平衡棒的发育机制和生物学功能提供参考。
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9. 昆虫气味受体的研究方法与进展
白鹏华, 王冰, 张仙红, 王桂荣
昆虫学报    2022, 65 (3): 364-385.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2022.03.012
摘要589)      PDF(pc) (2283KB)(512)    PDF(mobile) (2283KB)(69)    收藏

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

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10. 茶树诱导抗虫性的研究进展
张瑾, 邢玉娴, 韩涛, 于广威, 孙晓玲
昆虫学报    2022, 65 (3): 399-408.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2022.03.014
摘要322)      PDF(pc) (1315KB)(510)    PDF(mobile) (1315KB)(23)    收藏
为了抵御植食性昆虫的为害,植物在进化过程中形成了包括组成抗性和诱导抗性在内的复杂防御体系。在通过受体识别茶树害虫为害后,茶树会启动早期信号事件,继而激活茉莉酸、水杨酸、乙烯和赤霉素等植物激素信号通路,从而引起次生代谢物的积累,最终对害虫产生直接和间接抗性。基于近年来茶树害虫为害诱导的茶树防御反应及其相关调控机理的研究进展,本文归纳了主要茶树害虫为害诱导茶树释放的挥发物种类、生态功能及其在害虫绿色防控中的应用,概述了参与调控茶树诱导抗虫性的重要防御信号网络,重点阐述了茶树茉莉酸信号转导通路的研究进展,并指出了未来的研究方向。已明确,茶尺蠖 Ectropis obliqua、小贯松村叶蝉 Matsumurasca onukii和茶丽纹象甲 Myllocerinus aurolineatus为害可诱导茶树释放17种相同的挥发物,但3种害虫分别能特异地诱导茶树释放8种、3种和2种挥发物。在上述挥发物中,已发现5种、1种和6种挥发物分别对以上3种害虫具有引诱活性,2种和1种挥发物分别对前两种害虫具有驱避效果,进而筛选出这3种害虫的引诱剂和小贯松村叶蝉的驱避剂。研究已表明JA通路和SA通路参与了茶树对多种害虫的防御应答,其中JA通路发挥核心作用,同时植物生长素、脱落酸和赤霉素等多种植物激素也参与了茶树诱导防御反应。迄今为止,很多茉莉酸生物合成和调控相关基因得到了克隆和鉴定,在明确其在茶树抗虫防御反应中发挥重要作用的基础上,我们揭示了茉莉酸通路正调控茶树对害虫的直接与间接抗性。今后除进一步深入解析茶树害虫诱导的茶树防御反应分子机理之外,还可从茶树诱导抗虫性的利用等方面展开深入研究。本文将为深入研究茶树诱导抗虫性的分子机理和进一步利用茶树诱导抗虫性开发害虫绿色防控技术提供参考。
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11. 微生物对昆虫行为的影响研究进展
程代凤, 李慧静, 陆永跃
昆虫学报    2021, 64 (6): 743-756.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2021.06.010
摘要775)      PDF(pc) (1577KB)(497)    PDF(mobile) (1577KB)(55)    收藏

在漫长的进化过程中,微生物与昆虫形成了多种形式的互作关系。微生物的广泛分布为与昆虫接触并影响昆虫的行为提供了背景条件。为了深入探究微生物影响昆虫行为的现象和机制,本文综述了微生物影响昆虫行为方面的研究进展。微生物通过产生可被昆虫识别的化学信号物质、参与昆虫或寄主植物信息化合物的合成等方式可影响昆虫对其寄主的定位和选择。在对昆虫种内和种间关系的研究中也发现微生物起着非常重要的作用。通过改变昆虫性信息素等方式,微生物还能影响到昆虫的繁殖行为;除此之外,微生物合成或参与合成的信息化合物还可以影响昆虫的社会性和聚集等行为。根据当前对微生物影响昆虫行为方面的研究现状,我们建议可进一步研究:(1)微生物影响昆虫行为的过程中,影响昆虫行为的信息化合物是如何产生的?(2)微生物在影响昆虫行为的过程中是否涉及更多的物种间互作?(3)对于一些在特定时期可影响昆虫行为的共生微生物来说,宿主昆虫是如何获得并维持这些微生物的?

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12. 昆虫发育与免疫:现代昆虫学一个重要方向
王毛, 邹振, 徐卫华
昆虫学报    2022, 65 (12): 1565-1570.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2022.12.001
摘要378)      PDF(pc) (1235KB)(496)    PDF(mobile) (1235KB)(49)    收藏
昆虫发育与免疫作为昆虫学的重要方向,面向国家需求和科学前沿,经过多维度的研究,在解决重大害虫成灾和人类健康等方面取得了重要成就。同时,生物技术的进步极大地推进了昆虫发育与免疫的学科发展,使得我们对昆虫生长发育和免疫防御的认识更加深入和全面。本“昆虫生长发育与免疫”专辑论文较好地反映了我国昆虫发育与免疫的研究现状与研究特色。生长发育方面涵盖了从卵到成虫的所有发育阶段,主要研究信号转导机制;免疫方面则聚焦于生物互作。在大数据背景下,将传统和现代技术并用,加强合作,使本研究方向在害虫防治、昆虫资源利用和粮食安全等方面将发挥更大的作用。
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13. 寄生蜂基于嗅觉信号识别的宿主 定位 及其机制的研究进展
林亚平, 侯有明
昆虫学报    2023, 66 (4): 591-608.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2023.04.015
摘要162)      PDF(pc) (1744KB)(493)    PDF(mobile) (1744KB)(21)    收藏
寄生蜂对宿主的成功定位是其繁衍后代的关键步骤之一,主要受挥发性化合物的调节。首先,雌性寄生蜂可根据寄主植物挥发物尤其是植食性昆虫诱导的植物挥发物(herbivore-induced plant volatiles, HIPVs)对宿主的栖息环境进行远距离定位,它们可根据HIPVs提供的信缩小宿主范围,而HIPVs的混合物极为复杂,其成分和含量受多种因素的调节。尽管如此,萜类是HIPVs中常见的化合物,且被多数行为研究证实在寄生蜂宿主定位中发挥作用。随后,当寄生蜂发现并降落到与宿主相关的植物后,它们可利用宿主衍生的信号近距离定位宿主。宿主的虫体、茧和粪便等释放的挥发性化合物对寄生蜂具有吸引作用,有些宿主粪便的气味可以作为寄生蜂执行宿主定位行为的主信号,而且宿主粪便挥发物的成分因昆虫取食的植物种类的不同而发生变化。此外,来自寄生蜂自身的信息化学物质也有助于同种寄生蜂的其他个体对宿主的定位。寄生蜂对气味分子的感知依赖其主要位于触角上的嗅觉感器,而关于其嗅觉识别的分子机制的研究仍较为薄弱。由于气味结合蛋白(odorant-binding proteins, OBPs)是嗅觉系统中介导气味识别的关键蛋白,所以大多数研究仅限集中于触角OBPs的分析。据现有研究报道,在不同种寄生蜂之间,编码OBPs的基因数量具有较大的差异,且多数研究通过基因沉默、荧光竞争结合检测、分子对接等技术手段证实了OBPs在寄生蜂的宿主定位中发挥着重要作用。寄生蜂宿主定位行为及其嗅觉机制的研究具有重要的生态学意义,同时在农业害虫的综合治理中具有很好的应用前景,在田间施用挥发性化合物或种植能够释放有用挥发物的伴生植物和转基因植物可以增强寄生蜂对宿主的定位,从而达到更好的害虫生物防控效果。
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14. 新疆和云南番茄潜叶蛾种群对六 种杀虫剂的 敏感性及其与解毒酶活性的关系
李晓维, 马琳, 吕要斌
昆虫学报    2022, 65 (8): 1010-1017.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2022.08.009
摘要322)      PDF(pc) (1188KB)(485)    收藏
【目的】番茄潜叶蛾 Tuta absoluta 是新入侵我国的对番茄具有毁灭性危害的入侵害虫,目前入侵我国的番茄潜叶蛾种群对杀虫剂的抗性尚无报道。本研究旨在明确新疆和云南番茄潜叶蛾田间种群对6种常用杀虫剂的敏感性及其与解毒酶活性的关系。【方法】采用浸叶法测定6种常用杀虫剂对番茄潜叶蛾新疆和云南种群2龄幼虫的室内毒力。通过对2龄幼虫的生物测定确定3种增效剂[CYP450抑制剂胡椒基丁醚(PBO)、酯酶抑制剂磷酸三苯酯(TPP)和GST抑制剂丁烯二酸二乙酯(DEM)]对氯虫苯甲酰胺的增效作用。采用酶活性分析测定室内敏感种群和田间抗性种群(新疆种群) 2龄幼虫体内解毒酶[细胞色素P450酶(CYP450)、谷胱甘肽S-转移酶(GST)和羧酸酯酶(CarE)]活性,以确定杀虫剂抗性与解毒酶活性的关系。【结果】番茄潜叶蛾云南种群对6种杀虫剂的敏感性由高到低依次为甲维盐、溴虫腈、多杀菌素、茚虫威、氯虫苯甲酰胺和高效氯氰菊酯。新疆种群对6种杀虫剂的敏感性由高到低依次为甲维盐、溴虫腈、氯虫苯甲酰胺、多杀菌素、茚虫威和高效氯氰菊酯。与室内敏感种群相比,云南和新疆种群对氯虫苯甲酰胺的抗性水平最高,抗性倍数分别为212.7和169.3倍。生物测定结果表明,3种增效剂PBO, TPP和DEM均对氯虫苯甲酰胺无明显增效作用。酶活性测定结果表明,番茄潜叶蛾室内敏感种群和田间抗性种群之间2龄幼虫中CYP450, GST和CarE活性无显著差异。【结论】番茄潜叶蛾新疆和云南种群对测试的6种杀虫剂产生不同程度的抗性,对氯虫苯甲酰胺的抗性最高,番茄潜叶蛾对杀虫剂的抗性与解毒酶活性无关。本研究的结果对番茄潜叶蛾的田间防治和杀虫剂抗性治理具有指导意义。
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15. 中国东方蜜蜂的形态分化(英文)
朱翔杰, 周姝婧, 徐新建, 于瀛龙, 胡军军, 张中印, 祁文忠, 王彪, 袁春颖, 席芳贵, 周冰峰
昆虫学报    2022, 65 (7): 912-926.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2022.07.013
摘要387)      PDF(pc) (1424KB)(481)    PDF(mobile) (1424KB)(65)    收藏
【目的】遗传分化研究是认识蜜蜂形态多样性和适应性进化的重要环节,是确定蜜蜂资源管理单位和保护单位的前提,有助于保护蜜蜂的遗传资源。本研究通过分析形态分化,研究中国东方蜜蜂 Apis  cerana在中国地理环境下的遗传分化和遗传资源分布。【方法】从我国所有东方蜜蜂分布区102个采样点共采集6 147头东方蜜蜂工蜂,每一采样点10~20群中取60头工蜂进行解剖,测定与翅、个体大小、后足和体色相关的33个形态特征,进行多变量形态统计分析,划分形态类群。同时对分出的不同东方蜜蜂类群的形态特征及分布模式进行分析。【结果】根据判别分析和主成分分析的聚类结果,我国东方蜜蜂分为14个形态类群。有5个类群具有较小的个体大小。海南类群个体最小,其次为滇南类群,台湾类群,南方类群和北方类群。这5个类群之间在吻长、前翅长、前翅第3亚缘室结构、体色和蜡镜长上存在显著差异。长白类群具有最大的肘脉指数、蜡镜和第5背板绒毛带宽。而西藏波密类群具有全国最小的第五背板绒毛带宽。西北类群具有最长的后足。川西高原的5个形态类群具有个体大、体色黑等特点。其中,巴塘类群肘脉指数(3.0169)全国最小,个体大小全国最大。阿坝类群具有仅次于长白类群的肘脉指数,且翅长和第七腹板最大。德荣类群体色最黑。雅江类群具有独特的翅脉角 (A4, N23, E9和J10最小,B4最大)。川滇类群在川西高原个体最小。【结论】本研究在全面收集我国所有东方蜜蜂分布区样本,尤其是西藏波密、台湾省和川西高原的珍贵样本的基础上,进行了东方蜜蜂形态测量学分析。在我国共发现东方蜜蜂14个形态类群:海南类群、滇南类群、长白类群、台湾类群、波密类群、阿坝类群、巴塘类群、德荣类群、雅江类群、川滇类群、川贵类群、西北类群、南方类群以及北方类群。研究结果为中国东方蜜蜂遗传资源的保护和遗传资源的开发利用提供理论基础。
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16. 植食性昆虫唾液效应子和激发子的研究进展
董玉妹, 张美倩, 沈慧, 黄兴革, 杨玉霞, 李继芬, 张文丹, 沈丹宇, 景茂峰, 窦道龙, 夏爱
昆虫学报    2021, 64 (8): 982-997.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2021.08.010
摘要1322)      PDF(pc) (2201KB)(476)    PDF(mobile) (2201KB)(75)    收藏

植食性昆虫与寄主植物通过协同进化形成了复杂的防御和反防御机制。本文系统综述了昆虫唾液效应子和激发子在植物与昆虫互作中的作用及机理。昆虫取食中释放的唾液激发子被植物识别而激活植物早期免疫反应,昆虫也能从口腔分泌效应子到植物体内抑制免疫;抗性植物则利用抗性(R)蛋白识别昆虫无毒效应子,启动效应子诱导的免疫反应,而昆虫又进化出多种方式来躲避植物R蛋白的识别。总之,在这场军备竞赛中,昆虫的唾液成分决定着昆虫能否取食成功。取食过程中,咀嚼式口器害虫分泌大量酶类到植物体内,而刺吸式害虫则分泌胶状和水样唾液到植物中,它们都利用激发子和效应子去调控植物的免疫防御反应。分析现已报道的昆虫效应子发现其作用机制各有不同,具体表现为影响植物早期防御信号,调控植物激素通路及其他通路,或靶向小分子RNA通路。本文还综述了昆虫激发子的最新进展,揭示激发子可以通过诱导释放植物次生代谢物以及调控激素水平、Ca2+内流和活性氧爆发增强植物抗性。最后对昆虫效应子的分泌特性、寄主特异性和多功能性作了分析,并对无毒效应子及其对应的植物R基因,以及激发子的模式识别受体的研究进行了展望。

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17. 意大利蝗卵发育过程保幼激素和蜕皮激素含量的 变化及其代谢相关基因的表达谱
赵娜, 叶小芳, 程文玉, 宋余, 蒋思涵, 王晗, 丁国婵, 季荣
昆虫学报    2023, 66 (2): 121-129.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2023.02.001
摘要275)      PDF(pc) (1552KB)(474)    收藏
 【目的】鉴于保幼激素(juvenile hormone, JH)与蜕皮激素(ecdysone, Ecd)在昆虫生长发育中的重要作用,本研究旨在明确这两种激素及其代谢相关基因对意大利蝗 Calliptamus italicus卵发育过程的调控机制。【方法】采用ELISA技术检测意大利蝗卵发育过程中JH与Ecd含量的变化;采用qRTPCR技术检测JH与Ecd代谢通路的重要基因( JHE, JHEH, DIBEcR)在意大利蝗卵发育过程的表达模式。【结果】意大利蝗卵滞育阶段(阶段Ⅳ-Ⅵ)的JH含量显著高于早期发育阶段(阶段Ⅰ-Ⅲ)的,滞育后发育阶段(阶段Ⅶ-Ⅸ) JH含量显著下降;Ecd含量于滞育早期(阶段Ⅳ)显著上升,而后显著下降,滞育后发育阶段再次上升。 JHE的表达量在意大利蝗卵早期发育阶段和滞育后发育阶段均呈先升后降的趋势,滞育阶段JHE的表达量较低; JHEH表达量在意大利蝗卵早期发育阶段也先升后降,滞育阶段变化不显著,滞育后发育阶段显著升高; DIB表达量在意大利蝗卵滞育阶段高于早期发育阶段的,在滞育后发育阶段下降; EcR表达量在意大利蝗卵早期发育阶段及滞育阶段均无显著变化,滞育后发育阶段逐渐升高。【结论】意大利蝗卵的发育过程受JH与Ecd共同调控,且JH为调控意大利蝗卵滞育进入的重要激素,Ecd为意大利蝗卵滞育解除的重要激素;意大利蝗卵的JH分解代谢通路在滞育解除前主要由JHE调控,滞育解除后主要由JHEH调控;DIB与EcR通过调节Ecd含量进而影响意大利蝗卵发育。这些结果为深入揭示蝗卵滞育机制奠定了基础。
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18. 西方蜜蜂几丁质合成酶基因的生 物信息学 分析及功能研究
郭意龙, 赵萧, 张天泽, 宋宇轩, 赵浩东, 范小雪, 任中民, 张婕, 赵红霞, 徐细建, 陈大福, 郭睿
昆虫学报    2023, 66 (4): 469-477.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2023.04.004
摘要186)      PDF(pc) (2120KB)(459)    PDF(mobile) (2120KB)(26)    收藏
【目的】本研究旨在明确西方蜜蜂 Apis mellifera几丁质合成酶(chitin synthase, CHS)基因的分子特性,并揭示CHS在西方蜜蜂工蜂幼虫响应蜜蜂球囊菌 Ascosphaera apis胁迫的免疫应答中的功能。【方法】利用相关生物信息学软件预测和分析西方蜜蜂CHS蛋白的分子特性、保守基序和结构域。使用MEGA X软件对西方蜜蜂和其他昆虫CHSs的氨基酸序列进行系统进化分析。采用体外转录法合成 CHSegfp的dsRNA,饲喂蜜蜂球囊菌胁迫的西方蜜蜂工蜂3日龄幼虫以进行RNAi,并利用RT-qPCR检测西方蜜蜂工蜂5日龄幼虫肠道中 CHS及宿主响应蜜蜂球囊菌侵染的免疫相关基因 abaecin, apidaecin, birc5,  defensin-1和 PGRP-S2的表达量。【结果】西方蜜蜂CHS蛋白含有1 572个氨基酸,属于20种氨基酸,其中正电荷氨基酸与负电荷氨基酸分别为177和169个,分子量约为178.77 kD,等电点为6.65;含纤维素合酶CESA3催化结构域。在西方蜜蜂和东方蜜蜂A. cerana等共13种昆虫的CHSs中均鉴定到3个Motif (Motif 1, Motif 2和Motif 3)和2个结构域(Chitin_synth_2和Glyco_trans_2_3)。系统进化树表明,膜翅目的西方蜜蜂与东方蜜蜂的CHSs的氨基酸序列一致性最高,聚为一支且自举值为100。相较于ds egfp饲喂对照组,ds CHS饲喂组5日龄幼虫肠道中CHS的表达量显著下调,干扰效率为29.40%,abaecin, birc5和
defensin-1的表达量均极显著上调, PGRP-S2的表达量显著上调, apidaecin的表达量极显著下调。【结论】西方蜜蜂 CHS可能是胞内亲水性跨膜蛋白,西方蜜蜂与其他昆虫CHSs的氨基酸序列具有较高的保守性,其中与东方蜜蜂的CHS的氨基酸序列之间保守性最高,CHS影响西方蜜蜂工蜂幼虫响应蜜蜂球囊菌胁迫的免疫应答。
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19. 苹褐带卷蛾成虫对主要寄主植物 挥发物的 触角电位反应和行为反应
李广伟, 陈玉鑫, 闫瑞, 雷怡雪, 陈秀琳, 李伯辽
昆虫学报    2022, 65 (8): 1026-1037.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2022.08.011
摘要312)      PDF(pc) (2264KB)(450)    收藏
【目的】苹褐带卷蛾Adoxophyes orana是危害苹果、桃、梨、枣等果树的一种重要昆虫。近年来在陕西苹果和红枣产区发生面积逐年扩大,危害日趋严重。本研究旨在明确寄主植物挥发物在苹褐带卷蛾成虫嗅觉通讯中的作用,为开发植物源引诱剂提供基础数据。【方法】利用触角电位(electroantennogram, EAG)仪测定苹褐带卷蛾2日龄未交配雌、雄成虫对51种寄主植物挥发性化合物的EAG反应;利用本实验室开发的小型蛾类昆虫嗅觉行为测试装置测定苹褐带卷蛾成虫对15种具有显著EAG反应的挥发性化合物的行为反应。【结果】EAG测试结果表明,苹褐带卷蛾成虫对不同挥发性化合物的EAG反应相对值有显著差异,雌、雄成虫对顺3己烯1醇、反2己烯1醇、1己醇、1庚醇、己醛、反2己烯醛、庚醛、辛醛、壬醛、乙酸丁酯、乙酸异戊酯和乙酸顺3己烯酯的EAG反应较强。此外,雄成虫对3甲基1丁醇、1戊烯3醇、苯甲醛、丁酸丁酯、乙酸乙酯、三甲基巴豆酸乙酯、己酸乙酯、丙酸丁酯、异戊酸顺3己烯酯、苯甲腈和柠檬腈的反应较强。在待测的51种挥发性化合物中,苹褐带卷蛾成虫对29种化合物的EAG反应具有明显性别差异,除雌虫对(-)-α-水芹烯和莰烯的EAG反应显著高于雄虫外,雌虫对其他27种挥发性化合物的EAG反应显著低于雄虫。当测试的挥发性化合物剂量在0.02~20 μg时,随剂量的增大成虫的EAG反应变化不明显;当挥发物剂量在20~200 μg时,成虫的EAG反应随剂量的增大显著升高。嗅觉行为选择试验结果表明,雌成虫对己醛、庚醛、辛醛和乙酸顺3己烯酯有明显的趋性,选择率均高于58%;雄成虫对1己醇、庚醛、乙酸异戊酯和苯甲腈有明显的趋性。【结论】苹褐带卷蛾未交配雄成虫对寄主植物挥发性化合物的EAG反应较未交配雌成虫灵敏,1己醇、己醛、庚醛、辛醛、乙酸顺3己烯酯、乙酸异戊酯和苯甲腈对苹褐带卷蛾雌蛾或雄蛾具有明显的吸引作用,可以用于开发该害虫的植物源引诱剂。
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20. 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98)      PDF(pc) (1546KB)(449)    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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21. 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251)      PDF(pc) (2423KB)(446)    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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22. 组学时代的化学生态学:传统交叉学科的现代使命
李静静, 刘杨, 王桂荣, 闫凤鸣
昆虫学报    2022, 65 (3): 257-260.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2022.03.001
摘要617)      PDF(pc) (984KB)(443)    PDF(mobile) (984KB)(59)    收藏

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

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23. 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352)      PDF(pc) (1558KB)(442)    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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24. 蜂巢小甲虫气味结合蛋白基因 AtOBP 1的 分子特性及功能研究
李良斌, 武丽仙, 许雅静, 刘芳, 陈大福, 刘家莉, 赵红霞
昆虫学报    2023, 66 (1): 19-26.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2023.01.003
摘要213)      PDF(pc) (1614KB)(441)    收藏
【目的】本研究旨在明确蜂巢小甲虫 Aethina tumida气味结合蛋白1(odorant binding protein 1, OBP1)的表达模式,分析 AtOBP1在蜂巢小甲虫嗅觉识别中的作用。【方法】基于蜂巢小甲虫转录组和基因组数据库扩增 AtOBP1的cDNA全长序列,并进行生物信息学分析;利用RT-qPCR检测该基因在蜂巢小甲虫不同发育阶段(卵、幼虫、蛹和雌雄成虫)、羽化后第7天成虫不同组织(头、表皮、翅、足、脂肪体、肠道、马氏管、精巢和卵巢)以及羽化后不同日龄成虫头部的表达量;采用 RNA 干扰技术和 Y 型管行为选择实验,解析 AtOBP1在蜂巢小甲虫嗅觉识别中的生物学功能。【结果】 AtOBP1基因(GenBank登录号: MT211982.1)的cDNA全长序列包含6个外显子,其开放阅读框(ORF)长447 bp,编码148个氨基酸残基,预测分子量和等电点分别为15.9 kD和4.73,具有PBP_GOBP亚家族的保守结构域;AtOBP1蛋白是由6个α螺旋组成的二聚体,且有6个保守的半胱氨酸形成3个二硫键;系统发育进化树显示该蛋白与鞘翅目(Coleoptera)黄粉虫Tenebrio molitor的TmOBP8聚在同一分支。RT-qPCR结果显示AtOBP1在蜂巢小甲虫蛹期及雄成虫期表达量较高,且在成虫头部和精巢中特异性高表达; AtOBP1在成虫头部的表达量随着日龄而逐渐升高,分别在羽化后第5和7天达到2个高峰,羽化后第8天降低。RNAi技术结合Y型管行为选择行为实验结果表明,沉默 AtOBP1后,蜂巢小甲虫成虫对花粉挥发性化合物棕榈酸乙酯和亚麻酸乙酯的选择偏好性显著降低。【结论】蜂巢小甲虫AtOBP1属于Classical OBPs家族, AtOBP1主要在蜂巢小甲虫成虫头部和精巢中高表达而且可能参与蜂巢小甲虫对花粉挥发性化合物棕榈酸乙酯和亚麻酸乙酯的识别过程。
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25. 吸血昆虫生殖调控的分子机制
王雪丽, 李珊, 吕向阳, 邹振
昆虫学报    2022, 65 (4): 512-521.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2022.04.011
摘要403)      PDF(pc) (1715KB)(432)    PDF(mobile) (1715KB)(19)    收藏
 吸血昆虫是可以传播病原微生物的一类节肢动物,包括蚊虫、白蛉、蠓、猎蝽、跳蚤等。由于其特殊的吸血习性,它们成为了疟疾、登革热、丝虫病、锥虫病等急性传染性疾病的媒介载体。虫媒疾病具有传播速度快、扩散面积广和危害重等特点,不仅严重危害人类健康,还容易造成巨大的经济损失。由于针对虫媒传染病的药物匮乏以及虫媒病原对化学药物抗性的不断增加,阻断吸血昆虫的生殖成为控制虫媒疾病传播的有效措施。保幼激素(juvenile hormone, JH)和20-羟基蜕皮激素(20-hydroxyecdysone, 20E)在昆虫生殖过程中扮演着重要的角色。JH与胞内受体复合物Met/Tai结合后调控JH/Met靶基因表达,进而促进卵黄发生过程,为昆虫之后的吸血及产卵提供了必要条件;20E胞内受体为EcR/USP组成的异源二聚体,两者结合后激活下游基因表达,诱导卵黄原蛋白(vitellogenin, Vg)合成,为发育的卵巢提供营养。营养信号通路(胰岛素信号通路以及氨基酸介导的雷帕霉素靶蛋白信号通路)同样可以激活Vg合成,促进昆虫生殖;此外,营养信号通路与JH和20E之间可以相互作用共同调控吸血昆虫发育和繁殖。碳水化合物代谢以及脂代谢等能量代谢过程是昆虫生殖过程中主要能量来源,可以满足吸血昆虫生殖发育不同阶段极高的能量需求。研究表明,JH和20E信号通路在能量代谢过程中起着重要的调控作用;微小RNA在蚊虫这一类吸血昆虫中被证明与肠道微生物稳态、血液消化以及脂代谢等生理学过程密切相关,进一步影响了蚊虫卵巢发育。近年来,随着分子生物学及测序技术的革新,吸血昆虫生殖调控机制的研究不断取得新的进展。本文主要阐述了吸血昆虫生殖调控的分子机制研究进展,以期为通过调控吸血昆虫生殖的方法以阻断病原传播提供重要线索。
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26. 敲除 ebony基因导致二化螟体表黑色素沉积(英文)
孙浩, 黄镜梅, 刘艳, 葛文超, 王帅, 杨凤霞, 高聪芬, 吴顺凡
昆虫学报    2021, 64 (12): 1367-1376.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2021.12.002
摘要744)      PDF(pc) (9438KB)(432)    PDF(mobile) (9438KB)(150)    收藏

 【目的】二化螟Chilo suppressalis是中国和其他亚洲地区为害水稻的重要害虫。由于缺乏遗传学操作工具,对二化螟的功能基因组学研究受到严重限制。本研究的目的是借助一个标记基因ebony,在二化螟体内建立CRISPR/Cas9介导的基因编辑体系。【方法】以家蚕Bombyx mori ebony蛋白作为参考序列,通过TBLASTN程序在二化螟基因组数据库获得二化螟ebony基因的cDNA序列;通过PCR技术克隆二化螟ebony全长序列并进行生物信息学分析;运用qRT-PCR技术分析二化螟ebony基因在不同发育阶段(卵、幼虫、预蛹、蛹和雌雄成虫)和4龄幼虫不同组织(头、表皮、脂肪体、肠道和马氏管)中的表达模式;借助基于CRISPR/Cas9的基因编辑技术,把sgRNA/Cas9蛋白复合物显微注射到二化螟新鲜的卵内(产卵后2 h内),靶向敲除二化螟ebony基因。【结果】克隆得到二化螟Csebony基因(GenBank登录号: MZ846208)的全长cDNA序列,开放阅读框长为2 586 bp,共编码861个氨基酸。Csebony蛋白质的分子质量为9.5 kD,理论等电点为5.10,且在N端没有信号肽。结构域分析显示,Csebony有3个保守的结构域。系统发育树显示,Csebony与玉米螟Ostrinia furnacalis的ebony亲缘关系最近。qPT-PCR结果显示Csebony基因在蛹期和头部高表达。敲除Csebony导致二化螟幼虫、蛹以及成虫黑色素沉积。【结论】本研究结果表明,Csebony参与了二化螟表皮颜色模式的调控;CRISPR/Cas9基因组编辑技术可在二化螟中有效应用。借助标记基因在非模式生物中快速建立CRISRP/Cas9基因编辑体系,可为二化螟的功能基因组学研究提供有价值的遗传学工具。

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27. 橘小实蝇化学通讯机制与引诱剂开发策略
张杰, 张艳, 刘伟, 严善春, 王桂荣
昆虫学报    2023, 66 (1): 108-120.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2023.01.014
摘要294)      PDF(pc) (2173KB)(429)    收藏
 实蝇是全球重大的果蔬虫害,对世界年均造成的经济损失高达20亿美元。橘小实蝇 Bactrocera dorsalis是该类害虫的代表之一,每年对我国柑橘产业造成严重损失。以雄性引诱剂和蛋白饵剂为核心的诱杀技术已用于害虫监测和绿色防控,但是田间防控效果有待进一步提高。随着高通量测序技术成本的降低以及现代分子生物学技术的发展,科学家们提出先解析害虫化学感受的分子机制,鉴定关键的化学感受分子靶标,并以鉴定的新靶标设计和筛选更为稳定和高效引诱剂和食诱剂。为促进以关键化学感受分子为靶标的橘小实蝇行为调控技术的发展,本文综述了调控橘小实蝇行为的重要化学物质及其化学感受识别机制的研究现状。调控橘小实蝇行为的重要挥发物主要包括性信息素、植物挥发物和食物源蛋白气味。前两者中鉴定获得的特异性化合物质与橘小实蝇成虫的行为关系较为明确,例如性信息素中得到吡嗪类物质能够引诱雌虫,植物挥发物中的甲基丁香酚引诱雄虫,γ-辛内酯能够诱发雌虫产卵等;而后者食物源蛋白气味则由于成分复杂,在田间虽有一定效果,但缺乏特定化合物在雌雄虫具体行为中的功能验证。嗅觉感受机制中,外周神经感器与中枢触角叶仅有形态描述,不同类型嗅觉神经元的功能还不明确;目前通过生物信息学分析已鉴定出大量的橘小实蝇化学感觉相关蛋白,包括49种气味结合蛋白(odorant binding proteins, OBPs)、60种气味受体(odorant receptors, ORs)、23种离子型受体(ionotropic receptors, IRs)和17种味觉受体(gustatory receptors, GRs),得到功能解析的嗅觉基因数量较少。综上可知,现虽已鉴定了部分对橘小实蝇具有行为活性的化合物质,且已有大量嗅觉蛋白作为候选分子靶标,但缺乏“化学物质嗅觉分子靶标与神经行为”的对应关系,这极大地限制了嗅觉分子靶标在引诱剂研发中的作用。因此,在此基础上,我们提出了基于嗅觉关键分子靶标的橘小实蝇行为调控技术开发策略,以期为设计和筛选橘小实蝇高效行为调控制剂提供新思路。
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28. 褐飞虱 Nl 15基因的克隆及功能分析
王福鑫, 王渭霞, 魏琪, 何佳春, 赖凤香, 傅强, 万品俊
昆虫学报    2022, 65 (5): 558-567.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2022.05.003
摘要396)      PDF(pc) (1898KB)(415)    PDF(mobile) (1898KB)(116)    收藏
 【目的】植食性刺吸式口器昆虫的唾液蛋白参与调控植物抗虫防御反应,影响其对寄主植物的适应性。本研究旨在通过克隆褐飞虱 Nilaparvata lugens重要唾液蛋白基因 Nl15,调查其时空表达模式,明确其在褐飞虱致害性中的作用。【方法】基于褐飞虱IR56种群转录组数据,用RT-PCR克隆褐飞虱基因 Nl15 cDNA序列,并进行生物信息学分析。利用qPCR检测其在褐飞虱TN1和IR56种群不同发育阶段(卵、1-5龄若虫和雌雄成虫)和雌成虫不同组织(头、胸、腹和足)中的表达模式。通过显微注射dsRNA对褐飞虱TN1和IR56种群的4龄若虫进行 Nl15的RNAi,利用qPCR检测 Nl15 RNAi后褐飞虱若虫中Nl15的相对表达量以及 Nl15 RNAi后褐飞虱若虫取食3 d时水稻植株中防御相关基因( OsLecRK4, OsMPK10, OsWRKY24, OsLox, OsNPR1和 OsGns5)的相对表达量,并生物测定 Nl15 RNAi后褐飞虱的存活率以及成虫蜜露量和体质量增量。【结果】克隆了褐飞虱 Nl15 cDNA序列(GenBank登录号:OK181113),其开放阅读框长1 008 bp;预测编码335个氨基酸,理论等电点为7.54,分子量为38.7 kD,含有23个氨基酸的信号肽序列和一个糖基化修饰位点,不存在跨膜结构域和其他已知的功能域; Nl15与灰飞虱 Laodelphax striatellus同源蛋白氨基酸序列一致性为45%。发育表达谱结果表明, Nl15在褐飞虱各个发育阶段均表达,在3-4龄若虫中的表达量最高;组织表达谱结果表明, Nl15在褐飞虱雌成虫头部中的表达量最高,且在IR56种群头部中的表达量高于在TN1种群头部中的。RNAi实验结果表明,与注射ds GFP的对照组相比,注射ds Nl15的处理组中 Nl15的表达量显著降低了89.5%,褐飞虱的存活率以及成虫蜜露量和体质量增量均显著降低,上述6个水稻防御相关基因的表达量显著上调。【结论】褐飞虱IR56种群中的Nl15参与褐飞虱与水稻的防御与反防御分子互作。本研究为进一步阐述褐飞虱克服抗虫基因的机制及揭示昆虫与植物互作的分子网络提供了思路。
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29. 植物次生代谢物质对蓟马的行为 调控作用 及其在蓟马防控中的应用
李晓维, 程江辉, 韩海斌, 吕要斌
昆虫学报    2022, 65 (9): 1222-1246.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2022.09.015
摘要347)      PDF(pc) (2409KB)(414)    收藏
 蓟马是多种农作物和园艺作物上的重要害虫,通过直接取食和间接传播病毒给作物造成巨大的经济损失。植物次生代谢物质在植物-昆虫互作中起到重要的作用,通过植物次生代谢物质调控害虫行为从而达到控制害虫的目的是一种害虫绿色防控的重要措施。本文综述了对蓟马类害虫具有引诱、驱避、抑制产卵、拒食、熏蒸毒性和毒杀作用的植物、植物提取物、植物精油和化合物,并讨论了植物次生代谢物质在蓟马防控中的应用潜能。对蓟马具有引诱作用的主要包括27科54种植物的挥发物或精油、29种苯环类、17种吡啶类和13萜烯类化合物,可开发为诱集植物和引诱剂;具有驱避作用的主要包括16科40种植物的挥发物或精油、20种萜烯类和6种苯环类化合物,可开发为驱避植物和驱避剂;具有抑制产卵、拒食、熏蒸毒性和毒杀作用的主要有20科42种植物的提取物或精油、6种生物碱类、15种萜烯类和5种苯环类化合物,可开发为植物源农药和熏蒸剂。本文最后讨论了应用植物次生代谢物质防控蓟马存在的作用效果不稳定、田间应用技术缺乏、作用机制不明确等问题,并展望了未来的研究方向,对基于植物次生代谢物质的蓟马绿色防控具有重要意义。
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30. RNAi沉默王浆主蛋白1(Mrjp1)基因对意大利蜜蜂工蜂学习和记忆的影响
蔚添添, 邱园妹, 候梦赏, 王天宝, 苏松坤, 李志国
昆虫学报    2021, 64 (10): 1145-1152.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2021.10.003
摘要477)      PDF(pc) (1284KB)(413)    PDF(mobile) (1284KB)(83)    收藏

【目的】前期研究发现经吡虫啉处理的意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica(简称“意蜂”)工蜂学习能力下降,转录组学分析表明王浆主蛋白1(major royal jelly protein 1, MRJP1)基因在吡虫啉处理的蜜蜂脑中显著下调,MRJP1可能参与调控蜜蜂学习能力。本研究旨在采用RNA干扰(RNAinference, RNAi)技术将Mrjp1特异性沉默,验证MRJP1在意蜂工蜂嗅觉学习中的关键作用。【方法】通过克隆技术获得Mrjp1基因cDNA 序列,经测序验证后,设计引物,合成用于RNAi干扰Mrjp1基因表达的dsRNA。注射dsMrjp1的意蜂工蜂作为处理组(dsMrjp1注射组),注射dsEGFP的意蜂工蜂作为对照组(dsEGFP注射组),随后通过伸吻反应(proboscis extension response, PER)实验比较两组的嗅觉学习与记忆能力差异。最后采用实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR, qRT-PCR)检测注射dsMrjp1后意大利蜜蜂工蜂脑中Mrjp1的相对表达量。【结果】dsMrjp1注射组与dsEGFP注射组意蜂工蜂学习能力差异显著,dsMrjp1注射组意蜂工蜂的学习能力显著降低。学习后2 h,两组意蜂工蜂的记忆力无显著差异。qRT-PCR结果显示Mrjp1的表达水平在dsMrjp1注射组意蜂工蜂脑中显著低于dsEGFP注射组,表明学习能力降低的处理组意蜂脑内对应的Mrjp1表达水平也降低。【结论】通过RNAi抑制意蜂工蜂Mrjp1基因的表达后,其嗅觉学习能力受到显著性抑制,但记忆力未受到显著影响,提示Mrjp1可能是调控意蜂学习的重要基因之一。本研究结果有助于后续进一步研究蜜蜂嗅觉学习相关的分子机制。

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31. 意大利蜜蜂丝氨酸/苏氨酸蛋白 激酶基因 和全长转录本鉴定及验证
范小雪, 张凯遥, 朱乐冉, 王紫馨, 张奎昊, 牛庆生, 徐细建, 骆群, 陈大福, 郭睿
昆虫学报    2023, 66 (4): 478-485.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2023.04.005
摘要145)      PDF(pc) (2641KB)(413)    PDF(mobile) (2641KB)(6)    收藏
 【目的】利用前期获得的高质量纳米孔长读段测序数据对意大利蜜蜂 Apis mellifera ligustica的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶基因和全长转录本进行鉴定和分析,为深入开展功能研究提供参考信息和基础。【方法】基于前期获得的高质量意大利蜜蜂纳米孔长读段测序数据,通过Blast工具将意大利蜜蜂全长转录本比对Nr数据库筛选出丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶基因和全长转录本;利用gffcompare软件将筛选出的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶全长转录本与西方蜜蜂 A. mellifera参考基因组(Amel_HAv3.1)上注释的转录本进行比较,以鉴定未注释的新基因和新转录本;使用Astalavista软件鉴定丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶基因的可变剪接(alternative splicing, AS)事件类型,采用IGV浏览器对剪接体的结构进行可视化,通过RT-PCR验证随机选取的6次AS事件的真实性。【结果】共鉴定到意大利蜜蜂丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶71个基因和335条全长转录本,发掘出未注释的1个新基因和97条新转录本;共对14个已注释基因进行了结构优化,分别延伸了6个基因的5′端和8个基因的3′端。共鉴定到意大利蜜蜂丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶7个基因的57次AS事件,包括40次外显子跳跃(exon skipping, ES)事件、 15次可变5′端剪接位点(alternative 5′splicing site, A5SS)事件和2次可变3′端剪接位点(alternative 3′splicing site, A3SS)事件。对随机选取的6次AS事件的RT-PCR结果表明,所有目的片段均符合预期大小,证实了AS事件的真实性。【结论】本研究系统鉴定了意大利蜜蜂丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶基因和全长转录本,优化了西方蜜蜂参考基因组注释的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶的基因结构。
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32. 梨小食心虫实时荧光定量PCR内 参基因的筛选
韩慧, 庞钦玮, 刘晓庆, 梁宝莲, 高玲玲, 马瑞燕, 郭艳琼
昆虫学报    2023, 66 (4): 450-458.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2023.04.002
摘要161)      PDF(pc) (2249KB)(413)    PDF(mobile) (2249KB)(15)    收藏
【目的】本研究旨在探明梨小食心虫 Grapholita molesta在不同发育阶段、成虫不同组织以及不同浓度的3种杀虫剂处理后成虫中稳定表达的内参基因,为后续对梨小食心虫目的基因表达的研究奠定基础。【方法】基于梨小食心虫转录组数据筛选10个候选内参基因( β-actin, 18S rRNA, β-tubulin,  EF-1α, RPL13, RPL32, RSPL40, UBC7, α-tubulinRPS20);通过实时荧光定量PCR(qRTPCR)测定候选内参基因在梨小食心虫不同发育阶段(卵、1-5龄幼虫、蛹和成虫)、成虫不同组织(头、前肠、中肠、后肠、脂肪体、马氏管、精巢和卵巢)以及不同浓度的3种杀虫剂(阿维菌素: 19.819, 72.897和179.663 μg/mL; 吡虫啉: 17.638, 163.323 和762.986 μg/mL以及高效氯氟氰菊酯:33.791, 96.123和198.282 μg/mL)通过玻璃管药膜法处理后成虫中的表达量;利用geNorm, NormFinder, ΔCt, BestKeeper和RefFinder对10个候选内参基因的表达稳定性进行评价。选择梨小食心虫细胞色素P450基因 CYP354A32进行验证。【结果】结合qRT-PCR结果和软件评价结果表明,梨小食心虫不同发育阶段内参基因表达稳定性从高到低依次为 β-tubulin, 18S rRNA, EF-1α, RPL13, β-actin, RPS20, UBC7,   RPL32, α-tubulin和RSPL40;成虫不同组织内参基因表达稳定性从高到低依次为 UBC7, β-tubulin,  β-actin, 18S rRNA, RSPL40, EF1α, RPS20, RPL13, RPL32和 α-tubulin;不同浓度阿维菌素、吡虫啉和高效氯氟氰菊酯处理后成虫中内参基因表达稳定性从高到低依次为 RPS20, RPL13,  β-tubulin, β-actin, RPL32, RSPL40, EF-1α, UBC7, α-tubulin和1 8S rRNA。用所获得的内参基因组合对 CYP354A2表达特性进行的分析结果表明,用 β-tubulin, 18S rRNAEF-1α组合作为内参基因时 CYP354A2在高龄幼虫及成虫中表达量较高,用 UBC7, β-tubulinβ-actin组合作为内参基因时在成虫精巢和卵巢中有较高表达,且用 RPS20, RPL13β-tubulin组合作为内参基因时不同浓度杀虫剂处理后仅有19.819 μg/mL阿维菌素处理时 CYP354A2表达量高于对照,其余浓度杀虫剂处理时 CYP354A2表达量均低于对照。【结论】梨小食心虫不同发育阶段目的基因表达的研究推荐使用β-tubulin, 18S rRNA和 EF-1α组合作为内参基因;梨小食心虫成虫不同组织目的基因表达的研究推荐使用 UBC7,  β-tubulinβ-actin组合作为内参基因;不同浓度阿维菌素、吡虫啉和高效氯氟氰菊酯处理梨小食心虫成虫后目的基因表达的研究推荐使用 RPS20, RPL13和 β-tubulin组合作为内参基因。
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33. 硫激肽及其受体调控褐飞虱取食 行为
郭迪, 张素, 李剑, 高聪芬, 吴顺凡
昆虫学报    2023, 66 (3): 277-291.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2023.03.002
摘要268)      PDF(pc) (3277KB)(408)    收藏
【目的】明确硫激肽(sulfakinin, SK)及硫激肽受体(sulfakinin receptor, SKR)在褐飞虱 Nilaparvata lugens取食行为中的作用。【方法】PCR克隆褐飞虱硫激肽基因 Nlsk及其受体基因 Nlskr cDNA全长序列并进行生物信息学分析;利用qRT-PCR检测 NlskNlskr在褐飞虱不同发育阶段(卵、1-5龄若虫、雄成虫和雌成虫)和雌成虫不同组织(头、触角、翅、口针、足、肠道和马氏管)中的表达量;褐飞虱3龄若虫注射ds Nlskr进行基因沉默,qRT-PCR检测4龄若虫中 Nlskr的表达量,测定4龄若虫的取食量;基于已构建的 Nlskr RNAi后的4龄若虫转录组数据库进行差异表达基因(differentially expressed genes, DEGs)的GO和KEGG分析以及取食相关基因的qRT-PCR验证。【结果】PCR克隆得到了褐飞虱 Nlsk (GenBank登录号: AB817281)及 Nlskr (GenBank登录号: BAO01059.1)的cDNA全长序列。序列比对结果显示,褐飞虱NlSK成熟肽具有与其他物种保守的C端FMRFamide型多肽结构。NlSKR与其他昆虫同源受体存在高度保守的跨膜结构域。qRT-PCR检测结果表明, NlskNlskr在卵和1龄若虫中高表达,两基因均主要在头部表达, Nlskr还在褐飞虱口针中高表达。RNAi沉默 Nlskr可显著提高褐飞虱4龄若虫的取食量;基于转录组数据DEGs的GO和KEGG分析结果表明,RNAi沉默 Nlskr可显著影响褐飞虱嗅觉、味觉、能量代谢以及取食相关神经肽及受体基因的表达;取食相关基因的qRT-PCR验证结果表明,沉默Nlskr降低 Nl7tmORNlOAR-3R, NlUH-FAFNlTRP-161A的表达量,而提高 NlGr64f, NlUE-E2NlTHR的表达量。【结论】本研究明确了硫激肽及其受体参与调控褐飞虱取食行为,为害虫取食行为抑制剂研发提供了潜在靶点。
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34. 高桥仁蚧线粒体全基因组测序与分析
邓鋆, 王刚, 卢聪聪, 张江涛, 黄晓磊
昆虫学报    2022, 65 (4): 451-459.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2022.04.005
摘要276)      PDF(pc) (3391KB)(407)    PDF(mobile) (3391KB)(22)    收藏
【目的】测定和分析半翅目(Hemiptera)仁蚧科(Aclerdidae)首个线粒体全基因组——高桥仁蚧 Aclerda takahashii线粒体全基因组序列,并探讨与其他蚧虫类群的系统发育关系。【方法】基于Illumina测序技术进行高桥仁蚧线粒体全基因组测序,并进行生物信息学分析;基于已报道的15科31种半翅目昆虫的线粒体全基因组序列运用最大似然法(ML)和贝叶斯推断法(BI)构建半翅目系统发育树。【结果】高桥仁蚧线粒体基因组全长16 599 bp, AT含量高达84.51%。在该线粒体基因组中,缩减tRNA非常普遍, 10个tRNA缺失二氢尿嘧啶(DHU)臂或TΨC臂, tRNAser(S1)和tRNAser(S2)缺失DHU臂和TΨC臂。系统发育树显示, 与仁蚧科亲缘关系最近的是蚧科(Coccidae)。【结论】本研究报道了首个仁蚧科的线粒体基因组, 发现在高桥仁蚧线粒体基因组中存在普遍的tRNA缺臂现象, 为进一步系统地研究蚧虫线粒体基因组提供了数据支持。
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35. 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)(406)    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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36. 草地贪夜蛾成虫复眼明暗适应及黄光照射下明适应状态转化率
蒋月丽, 武予清, 李彤, 苗进, 巩中军, 段云, 梅诗琼, 王雪芹, 刘启航
昆虫学报    2021, 64 (9): 1120-1126.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2021.09.012
摘要478)      PDF(pc) (2663KB)(404)    PDF(mobile) (2663KB)(34)    收藏

【目的】蛾类昆虫的趋光性与复眼明暗适应状态的转化有着直接的关系,本研究旨在阐明光照与草地贪夜蛾Spodotera frugiperda复眼明暗适应状态转化的关系。【方法】在光、暗适应条件和不同光照强度黄光照射下,在不同时间段,用相机迅速拍照,观察统计草地贪夜蛾成虫复眼的明暗适应状态及明、暗适应状态转化率。【结果】在明适应状态下,草地贪夜蛾成虫经黄光照射1 h后,随光照强度的增加,复眼明适应状态保持率逐步升高:雄成虫复眼在0.1~0.5 lx时明适应状态保持率为67.77%(有32.23%的转化为暗适应状态与中间状态),4~6 lx时明适应状态保持率达到100%;雌成虫复眼在7~10 lx时,明适应状态保持率达98.90%。在明适应状态下,经黄光照射3 h后,草地贪夜蛾成虫复眼明适应状态保持率亦随着光照强度的增加逐步升高,在0.1~0.5 lx时雄成虫复眼明适应状态保持率为50.00%,雌成虫为32.23%;在光照强度7~10 lx时,雌雄成虫复眼明适应状态保持率分别为90.00%和100%。在暗适应状态下,草地贪夜蛾成虫经不同光照强度的黄光照射30 min后,成虫复眼向明适应状态逐渐转化:在0.1~0.5 lx光照强度时雌、雄成虫复眼明适应状态转化率均为93.33%;当光照强度达到0.6~0.9 lx时雌成虫复眼的明适应状态转化率达到100%,雄成虫复眼则在1~2 lx时达到100%。【结论】结果说明,草地贪夜蛾成虫有较强的光敏感性,且雌虫对黄光的光敏感性略强于雄虫。

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37. 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166)      PDF(pc) (1577KB)(402)    PDF(mobile) (1577KB)(30)    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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38. 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176)      PDF(pc) (2107KB)(401)    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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39. ame-miR-14在意大利蜜蜂工蜂幼虫肠道 发育过程的调控作用
王紫馨, 许雅静, 张文德, 张凯遥, 吴鹰, 刘佳美, 朱乐冉, 牛庆生, 赵红霞, 陈大福, 郭睿
昆虫学报    2023, 66 (1): 1-10.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2023.01.001
摘要263)      PDF(pc) (2778KB)(401)    收藏
 【目的】本研究旨在揭示ame-miR-14在意大利蜜蜂 Apis mellifera ligustica工蜂幼虫肠道发育过程的调控作用。【方法】通过Stem-loop RT-PCR和Sanger测序分别验证ame-miR-14在意大利蜜蜂工蜂6日龄幼虫肠道中的表达和序列真实性。饲喂ame-miR-14的模拟物(mimic-ame-miR-14)和抑制物(inhibitor-ame-miR-14)及其相应的阴性对照mimic-NC和inhibitor-NC对ame-miR-14分别进行过表达和敲降,利用RT-qPCR检测意大利蜜蜂工蜂4-6日龄幼虫肠道中ame-miR-14的表达量。利用生物信息学软件预测ame-miR-14的靶基因并进行相关分析。利用RT-qPCR检测ame-miR-14的过表达和敲降后其靶基因 FoxOHedgehog在4-6日龄幼虫肠道中的相对表达量。【结果】ame-miR-14在意大利蜜蜂工蜂6日龄幼虫肠道中真实存在和表达。相较于饲喂mimic-NC,饲喂mimic-ame-miR-14后ame-miR-14表达量在意大利蜜蜂工蜂4-6日龄幼虫肠道中均为显著上调;相较于饲喂inhibitor-NC,饲喂inhibitor-ame-miR-14后ame-miR-14表达量在意大利蜜蜂工蜂4-6日龄幼虫肠道中皆为显著下调。ame-miR-14共靶向309个基因,可注释到45条KEGG通路和36个GO条目;进一步分析发现ame-miR-14可靶向14个生长发育相关基因,并与 FoxOHedgehog之间存在潜在的靶向关系。过表达ame-miR-14后,相较于mimic-NC组,mimic-ame-miR-14组的4日龄幼虫肠道内 FoxO表达量下调,5和6日龄幼虫肠道内 FoxO表达量均为显著下调;敲降ame-miR-14后,相较于inhibitor-NC组,inhibitor-ame-miR-14组4日龄幼虫肠道内 FoxO表达量下调,5日龄幼虫肠道内 FoxO表达量显著上调,6日龄幼虫肠道内 FoxO表达量上调。与mimic-NC组相比,过表达ame-miR-14后mimic-ame-miR-14组的 Hedgehog表达量在4-6日龄幼虫肠道内皆显著下调;与inhibitor-NC组相比,敲降ame-miR-14后inhibitor-ame-miR-14组的 Hedgehog表达量在4-6日龄幼虫肠道内均为上调。【结论】ame-miR-14在意大利蜜蜂工蜂幼虫肠道内真实存在和表达;通过饲喂模拟物和抑制物能够分别实现意大利蜜蜂工蜂幼虫肠道内ame-miR-14的有效过表达和敲降;ame-miR-14通过负调控 FoxOHedgehog的表达潜在参与调节幼虫肠道发育。
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40. 寄主植物与刺吸式昆虫互作防御 的研究进展
张晶, 段至柔, 刘常权, 彭英传, 张万娜, 肖海军
昆虫学报    2023, 66 (4): 575-590.   DOI: 10.16380/j.kcxb.2023.04.014
摘要216)      PDF(pc) (1745KB)(397)    PDF(mobile) (1745KB)(37)    收藏
 寄主植物与昆虫在长期协同进化中形成了复杂的防御和反防御机制。本文系统综述了寄主植物与刺吸式昆虫互作防御的过程与机制。刺吸式昆虫利用特化的口针,吸食寄主植物组织汁液时,植物通过细胞膜表面或细胞内受体感知昆虫取食信号,并经过丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase, MAPK)信号通路、植物激素信号通路、钙离子信号通路、转录因子调控、Rop/Rac GTPase信号通路、活性氧(reactive oxygen species, ROS)通路等信号转导通路激活植物免疫。为了阻止害虫进一步取食,寄主植物形成了增强的物理屏障,并诱导产生次生代谢物、抗营养酶类、抗消化酶类和胼胝质沉积及释放挥发物等多种防御机制。在与寄主植物“博弈”的过程中,刺吸式昆虫往往会利用其取食时分泌的唾液成分,靶向植物靶标蛋白,通过破坏宿主植物的物理屏障,或抑制宿主植物的抗性信号转导,或抑制宿主次生代谢物的毒害作用,或通过跨界RNA和水平基因转移等方式抑制植物的防御反应,从而达到继续取食为害的目的。此外,基于植物与病原菌互作模式,结合寄主植物与刺吸式昆虫互作研究进展,总结了寄主植物与刺吸式昆虫互作模型的发展。寄主植物与昆虫互作过程复杂,研究寄主植物与刺吸式昆虫的互作防御过程与分子机制,不仅有助于加深对二者协同进化的理解,也可为开发作物害虫防控新途径和新技术提供理论基础与参考。
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