信号失活是嗅觉动态过程的一个重要步骤, 这一过程涉及多样的气味降解酶类。本研究利用RT-PCR方法从家蚕Bombyx mori雄蛾的触角中克隆了一个细胞色素P450基因CYP6AE21。该基因含有一个1 572 bp的开放阅读框（open reading frame, ORF）, 编码523个氨基酸, 预测分子量为60.5 kD, 等电点为8.4, 含有细胞色素P450的特征序列血红素结合位点区域。CYP6AE21和CYP6AE2基因一样在相同位置含有1个内含子序列, 且相应的2个外显子大小相同。两者的核苷酸序列相似性达到94.5%, 且在基因组上以头尾相连的方式成簇排列, 中间由约7.6 kb核苷酸序列隔开。CYP6AE21在幼虫的头部和脂肪体, 以及雄蛾和雌蛾的触角中表达量较高; 在幼虫的其他组织和蛾的多个组织中也有一定的表达。P450酶系的重要组分之一——NADPH细胞色素P450还原酶（cytochrome P450 reductase, CPR）基因也在雌蛾和雄蛾触角中高水平表达, 而在其他组织中表达量相对较低。亚细胞定位分析表明CYP6AE21表达产物定位于细胞质中。推测CYP6AE21和CYP6AE2是由其中一个基因加倍复制形成的; 此P450的功能之一可能是参与内化进细胞的气味分子的降解清除。

隐花色素基因(cryptochrome gene, Cry) 是已确认的主要生物钟基因之一, 它广泛分布于细菌和真核生物中。昆虫Cry基因分为Cry1和Cry2两类, 果蝇只有Cry1, 蜜蜂等膜翅目昆虫只有Cry2。为了研究鳞翅目模式昆虫家蚕Bombyx mori的昼夜生物钟分子调控机制和昆虫CRY蛋白的进化, 本研究克隆了家蚕Bmcry1与Bmcry2基因的全长cDNA序列, 长度分别为2 166 bp和2 389 bp (GenBank登录号分别为HM747059和HM747060), 拼接了全基因序列(GenBank登录号分别为HM747057和HM747058)。 Bmcry1基因具有12个外显子和11个内含子, Bmcry2具有9个外显子, 8个内含子。染色体定位表明Bmcry1和Bmcry2分别位于第17号和15号染色体。通过同源建模获得了Bmcry1和Bmcry2蛋白的三维结构, 其FAD入口大而深, 这与CRY不与嘧啶二聚体结合相符; Bmcry1和Bmcry2表面多为负电荷, 只在FAD入口位置有正电荷富集。多序列比对、 蛋白质基序和功能域分析、 聚类分析等结果显示, Bmcry1和Bmcry2分属昆虫的CRY1和CRY2, 与柞蚕Antheraea pernyi等鳞翅目昆虫中CRY蛋白的亲缘关系最近。家蚕的两类CRY与其他昆虫CRY相似, 也都具有DNA光解酶和FAD结合功能域, 但保守位点和蛋白基序位点不同。本实验为进一步研究家蚕CRY1和CRY2的分子进化机制和功能创造了条件。  

谷胱甘肽-S-转移酶(glutathione-S-transferases, GSTs) 是对一种机体的解毒代谢起重要作用并可以被诱导的酶系。为了从分子水平上探究家蚕Bombyx mori GSTs 基因与植物次生物质芸香苷代谢的关系, 本实验采用双跟踪标定定量PCR (dual-spike-in qPCR)方法, 用 5×10^-1, 5×10^-2, 5×10^-3 ng/μL 3 个浓度芸香苷溶液处理家蚕5龄幼虫, 并对各组织中 GSTs Epsilon 家族不同基因的转录水平进行检测。结果显示, 浓度为 5×10^-2 ng/μL 的芸香苷溶液能诱导GSTs 基因的转录水平发生显著变化。在中肠中, BmGSTe1, BmGSTe2 和 BmGSTe6的诱导转录水平较高, 在诱导后24 h达到最大值; 在脂肪体中BmGSTe1, BmGSTe6和BmGSTe7的转录水平相对较高且分别在诱导后 2 h, 2 h和4 h 达到最大值; 而GSTs基因在马氏管中表达量均很低或者检测不到表达。与 5×10^-2 ng/μL 浓度相比, 5×10^-1 ng/μL 的芸香苷溶液诱导后各基因的转录水平上升的幅度较小并且达到峰值的时间不同, 而 5×10^-3 ng/μL 浓度的芸香苷溶液并不能使GSTs基因的诱导转录水平发生变化。结果提示, 家蚕 GSTs Epsilon 家族基因对芸香苷的代谢具有重要作用。

攻击素(attacin)作为昆虫抗菌肽之一, 在昆虫的先天免疫中起着重要作用。本研究通过家蝇Musca domestica EST序列筛选并结合RACE技术克隆了家蝇的Attacin-2基因(Mdatta2) cDNA序列。其全长819 bp, 包含一个726 bp的完整开放阅读框(open reading frame, ORF), 以及42 bp的5′末端非翻译区(5′-UTR)和51 bp的3′末端非翻译区(3′-UTR), 编码241个氨基酸残基, 推导的多肽N端22个氨基酸残基为信号肽序列。同源性分析表明, 其氨基酸序列与嗜凤梨果蝇Drosophila ananassae的Attacin一致性最高(46%)。以邻接法(Neighbor-Joining, NJ)构建的系统关系表明, 家蝇的Attacin-2与其他双翅目昆虫的Attacin起源于共同的祖先, 属于Attain_C超家族。应用实时荧光定量PCR的方法研究家蝇幼虫在受到外源细菌刺激时Mdatta2基因的表达, 结果显示, 在大肠杆菌Escherichia coli和金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus分别刺激后3 h和6 h, 家蝇幼虫Mdatta2表达量出现显著上调。Mdatta2基因在家蝇幼虫体内呈诱导型表达, 表达水平随诱导时间的不同而变化, 提示Mdatta2基因可能在家蝇免疫防御过程中起着重要作用。

为揭示寄生蜂寄生对其寄主的生理调控机制, 室内对中红侧沟茧蜂Microplitis mediator寄生与未被寄生寄主粘虫Mythimna separata幼虫血淋巴中糖类、脂类和蛋白含量变化进行了测定。结果显示: 在滞育与非滞育条件下, 被寄生的粘虫血淋巴中糖原浓度均比未被寄生的粘虫高。滞育条件下寄生后12 d差异显著（P<0.05）, 被寄生粘虫糖原含量为7.93 μg/mL, 未被寄生粘虫糖原含量为4.70 μg/mL; 非滞育条件下寄生后6 d差异显著（P<0.05）, 被寄生粘虫糖原含量为14.35 μg/mL, 未被寄生粘虫糖原含量为5.47 μg/mL。海藻糖含量测定结果显示, 在滞育条件下寄生蜂对被寄生粘虫无明显影响, 而非滞育条件下影响效果差异显著（P<0.05）, 寄生后4 d被寄生粘虫海藻糖含量为46.82 μg/mL, 未被寄生粘虫含量为26.72 μg/mL。在滞育与非滞育两种条件下, 寄生与未被寄生寄主脂类和蛋白含量没有显著性差异。结果说明: 寄生蜂的存在使寄主血淋巴中的糖原含量增高; 非滞育条件是影响被寄生粘虫海藻糖含量变化主要因素; 粘虫对中红侧沟茧蜂的寄生表现相当强的适应性和忍受力。

碳水化合物对昆虫的能量代谢和物质合成具有重要的作用。本研究选用2种一般性生物碱（氢溴酸东莨菪碱和烟碱）以及2种β-葡萄糖苷类化合物（七叶灵和皂角苷）, 研究其在不同浓度下对棉铃虫Helicoverpa armigera (Hübner)幼虫体内海藻糖酶活性及相关碳水化合物代谢的影响。结果表明: 用饲喂法处理3龄幼虫96 h后, 皂角苷对棉铃虫幼虫的活体抑制效果明显, 且随添加物浓度增高, 棉铃虫死亡率上升, 10, 20, 40 g/L浓度下棉铃虫的均重分别是0.194, 0.089和0.034 g, 分别为对照的86.99%, 39.91%和15.24%。对海藻糖酶活性及其相关代谢酶的测定结果表明, 2种苷类化合物显著抑制中肠海藻糖酶活性, 饲喂40 g/L皂角苷的试虫中肠海藻糖酶比活力仅是对照组的54.21%; 饲喂30 g/L七叶灵的试虫中肠海藻糖酶比活力为对照组的83.73%。而2种生物碱类化合物显著抑制血淋巴和脂肪体中海藻糖酶活性, 20 g/L氢溴酸东莨菪碱对棉铃虫血淋巴和脂肪体组织的海藻糖酶活性抑制率分别为7.24%和71.43%; 而20 g/L烟碱对试虫血淋巴和脂肪体组织的海藻糖酶活性抑制率为26.29%和33.44%。用氢溴酸东莨菪碱、 烟碱和七叶灵处理试虫后, 血淋巴海藻糖含量都有所增高。4种化合物能够导致试虫糖原磷酸化酶活性变化, 其中, 皂角苷在中肠和脂肪体表现为显著抑制作用, 而随外源化合物浓度变化, 糖原含量和糖原磷酸化酶活性表现为此消彼长关系。饲喂4种植物源化合物的试虫血淋巴中葡萄糖浓度变化和其海藻糖变化一致。本研究证明β-葡萄糖苷类化合物是海藻糖酶抑制剂, 在作为先导化合物进行农药创制开发方面具有重要意义。

 体节形成是昆虫胚胎发育过程中的关键问题。东亚飞蝗Locusta migratoria manilensis (Meyen)是一种重要的农业害虫, 其体节形成的时序过程尚无详细报道。本研究采用免疫组化和品红染色方法研究了室内人工饲养东亚飞蝗的体节形成过程。结果表明: 完成受精后, 细胞核开始分裂并向卵表面迁移。细胞核到达卵表面的时间有差异, 卵后端的表面最先出现细胞核。卵后端腹面的细胞分裂旺盛, 在此处形成胚盘。胚盘分化成原头和原躯干2个部分, 随后形成前头部、 颌部、 胸部和腹部等区域。到产卵后50 h, 胸部区域首先开始分节, 向前依次形成颌部和前头部体节, 一次形成1个或几个体节, 向后依次形成腹部体节, 一次形成1个腹节。所有体节在44 h内形成, 包括3个前头部体节, 3个颌部体节, 3个胸节和10个腹节。研究结果进一步证实东亚飞蝗是以胸部为中心进行体节形成的, 属于典型的短胚带昆虫; 不同蝗虫的胚胎发育速率不一样, 但体节形成模式完全一致, 形成体节所需要的相对时间也一样。

在实验室条件下通过药膜法研究了11种不同类型的杀虫剂对卷蛾分索赤眼蜂Trichogrammatoidea bactrae Nagaraja成蜂的毒性, 并研究了杀虫剂对其繁殖的亚致死效应, 旨在评估各药剂对卷蛾分索赤眼蜂成蜂的安全性, 为小菜蛾Plutella xylostella防治过程中杀虫剂的合理施用提供科学依据。研究结果表明, 卷蛾分索赤眼蜂成蜂对阿维菌素最敏感, 致死中浓度LC₅₀和亚致死浓度LC₃₀分别为0.1984和0.1660 mg/L, 其次为氟虫腈（0.2027和0.1903 mg/L）、溴虫腈（0.3069和0.2038 mg/L）、多杀霉素（1.3630和1.0481 mg/L）、杀螟丹（8.1042 和6.7891 mg/L）、高效氯氰菊酯（10.3647和5.8035 mg/L）和丁醚脲（11.5318 和9.9212 mg/L）。经亚致死浓度LC₃₀的阿维菌素、溴虫腈、杀螟丹、丁醚脲、多杀霉素和氟虫腈处理后, 卷蛾分索赤眼蜂的寿命（1.00~1.67 d）显著缩短, 寄生卵量（0~21.70粒/雌）明显降低, 种群参数（净生殖力R₀、内禀增长率r_m、周限增长率λ和世代平均历期T）明显低于对照（P<0.05）。田间推荐浓度的茚虫威、氟啶脲、苏云金杆菌Bacillus thuringiensis、虫酰肼对卷蛾分索赤眼蜂寿命及产卵量均没有不利影响, 但能通过缩短其世代平均历期T, 从而使净生殖力R₀、内禀增长率r_m和周限增长率λ增加。而经亚致死浓度LC₃₀的高效氯氰菊酯处理后, 卷蛾分索赤眼蜂的寿命（3.77 d）显著延长, 寄生卵量（55.47粒/雌）明显提高, 种群参数明显高于对照(P<0.05)。结果说明, 氟啶脲、茚虫威、苏云金杆菌和虫酰肼对卷蛾分索赤眼蜂较安全; 丁醚脲对卷蛾分索赤眼蜂成蜂的寄生能力影响极大, 在田间施用时应当尽量避开卷蛾分索赤眼蜂成蜂的盛发期。

为了明确二斑叶螨Tetranychus urticae Koch对甲氰菊酯产生抗性的机理，在室内模拟田间药剂的选择压力， 用甲氰菊酯对二斑叶螨敏感品系（S）进行逐代汰选，选育至38代时， 获得了抗性倍数( resistance ratio, RR)为247.35的抗甲氰菊酯品系（Fe-R）。对S和Fe-R解毒酶活性的分析表明，Fe-R₃₈体内羧酸酯酶（carboxylesterase, CarE）、酸性磷酸酯酶(acid phosphatase, ACP)、 碱性磷酸酯酶(alkaline phosphatase, ALP)、谷胱甘肽-S-转移酶(glutathione s-transferase, GSTs)和多功能氧化酶(mixed function oxidase, MFO)较S体内相应酶的活力显著升高（P< 0.05），其相对比值（R/S）分别为1.822，13.941，3.789，4.262和17.386。此外，筛选至第9，19，25，32代时，除Fe-R₂₅和Fe-R₃₂的MFO活性与S相比有显著性差异（P< 0.05）外，其余解毒酶（CarE，ACP，ALP，GSTs）的活性与S相比均无显著性差异(P>0.05)。筛选至第38代时, 5种解毒酶的活力与S相比均差异显著(P<0.05)。结果说明二斑叶螨Fe-R随着筛选代数的增加（第25代后），MFO活性的上升可能是二斑叶螨对甲氰菊酯产生抗性的主要原因。

为探明湘西黑藤Derris cavaleriei藤中对小菜蛾Plutella xylostella幼虫有拒食活性的化合物及其拒食活性, 通过活性跟踪、利用柱色谱、借助核磁共振和质谱分离, 鉴定了其拒食成分, 并使用叶碟法测定各化合物的拒食活性。结果包括: 首次从该植物藤中得到4个化合物, 即isolonchcarpin, magnificol, ovaliflavanone 和 millettocalyxin C。其中, 化合物isolonchcarpin, magnificol和millettocalyxin C对3龄小菜蛾幼虫均有拒食活性, 处理48 h 后各化合物的拒食中浓度（AFC₅₀）分别是25.5, 92.8和115.9 mg/L, 提示它们是该植物藤中对小菜蛾幼虫有拒食作用的化合物。阐明这些化合物不仅有助于理解植物与昆虫的关系, 而且有助于评估这些化合物防治小菜蛾的潜力。

广聚萤叶甲Ophraella communa是入侵性杂草豚草Ambrosia artemisiifolia的一种重要专一性天敌。为探明短时低温胁迫对广聚萤叶甲发育和生殖的影响, 将广聚萤叶甲置于2, 5, 8, 11和14℃人工气候箱内(RH 70%±5%, 14L∶10D)处理2 h, 测定卵、幼虫、蛹存活率、发育历期及成虫存活率、寿命、繁殖力。结果表明: 2 h低温胁迫后卵的孵化率随着胁迫温度降低而降低, 对照（28℃）孵化率为90.7%, 而2℃胁迫后卵孵化率最低, 仅为72.2%; 幼虫存活率受低温胁迫影响显著, 2, 5, 8, 11和14℃短时胁迫及对照的存活率分别为40.0%, 42.7%, 62.7%, 72.7%, 70.0%和78.0%; 2~14℃低温胁迫后, 蛹的存活率在88.0%~92.0%之间, 与对照（90.7%）无显著差异（P>0.05）; 2 h低温胁迫显著缩短成虫寿命, 降低了雌虫繁殖力, 且对成虫存活影响显著, 其存活率随温度的降低而显著降低。经2℃胁迫2 h后, 雌虫和雄虫存活率（24 h内）分别为79.0%和51.0%。2~14℃低温胁迫2 h后对广聚萤叶甲各虫态（除蛹以外）影响显著。据此推测, 在野外, 早春急剧降温是造成广聚萤叶甲种群数量低的一个重要原因。

温度与发育速率关系模拟是昆虫学研究的一个重要内容, 传统基于经验风险最小的非线性参数模型(Logan模型、Lactin模型和王氏模型)存在诸多弊端。本文基于结构风险最小的改进支持向量回归（SVR）研究温度与棉铃虫Helicoverpa armigera蛹发育历期关系。结果表明: 与传统非线性模型相比, SVR模型性能优异; 基于全部92个样本, SVR模型拟合和留一法预测的决定系数R²分别为0.998和0.996, 估测的蛹期三基点温度更可信。从全部样本中依温度均匀选取部分样本实施独立预测, 当训练集为20个样本时, SVR模型独立预测的R²为0.981, 优于传统非线性模型中独立预测最佳的Lactin模型（R²=0.958）; 当训练集进一步减少到12个样本时, SVR模型的R²仅降低到0.964, 而传统非线性模型均已不适用。结果提示SVR模型在小样本情况下较传统非线性模型优势明显, 在昆虫发育历期估测建模中有应用前景。

意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica和小峰熊蜂Bombus hypocrita是我国设施农业中的两种主要授粉昆虫, 二者的传粉方式和传粉效率因不同作物而各有不同。为了选用最理想的蜂种为温室作物授粉, 提高作物的授粉效率, 我们于2008-2010年连续3年在北京的温室桃园进行了意大利蜜蜂和小峰熊蜂的传粉行为及其影响因素的研究。结果表明, 两种蜂的日活动规律不同, 和意大利蜜蜂相比, 小峰熊蜂的活动起点温度低、 日工作时间长、 单花访问时间长, 采集蜂在温室内距离蜂巢不同距离之间扩散比较均匀。而意大利蜜蜂采集蜂的数量随授粉半径的增大而明显减少。温室内环境因子对两种蜂传粉活动的影响基本一致, 温度对两种蜂的传粉活动影响最大, 其次是湿度、 单花花蜜浓度和光照强度, 而单花花蜜体积对蜂活动无明显影响。本研究认为对于温室桃授粉应优先选用授粉性能稳定的小峰熊蜂, 并且适当调节温室内环境条件, 以提高其授粉效率。

本文对土尔蝗属Tuarega Uvarov, 1943进行了分类研究, 记述了撒哈拉地区2新种——撒哈拉土尔蝗Tuarega sahara sp. nov. 和巴氏土尔蝗Tuarega parisi sp. nov., 并编制了该属3个已知种的检索表。新种模式标本保存于西班牙国立自然博物馆(Museo Nacional de Ciencias Naturales)。

昆虫生理学是昆虫学分支学科中发展最快的学科之一。本文对国家自然科学基金委员会生命科学部动物学科成立20多年以来昆虫生理学项目的资助情况进行了分析, 截止2009年, 昆虫生理学面上项目共资助92项, 占总资助项目1 208项的7.62%; 青年基金共资助16项, 占总资助项目132项的12.12%; 资助重点项目10项。目前, 我国昆虫生理学基础研究的发展已经从组织、 细胞水平深入到分子和基因水平。昆虫的基因组学, 昆虫发育的功能基因及激素调控, 寄主植物、 昆虫、 天敌三者之间的协同进化, 昆虫免疫及其机制等将是昆虫生理学的发展趋势。未来我国昆虫生理学研究应在研究方向、 人才队伍建设、 国际合作以及发挥基金的引领作用等几个方面有所加强。

口器感器在昆虫取食活动中起着重要作用, 但蚊蝎蛉成虫口器上感器的种类和形态迄今未见报道。我们利用扫描电子显微镜, 观察了中华蚊蝎蛉Bittacus sinensis Walker成虫口器上的感器。结果显示: 中华蚊蝎蛉口器上共有8种感器, 分别为锥形、毛形、刺形、指形、掌状、钟形、柱状感器及Böhm氏鬃毛, 主要集中于内唇、 下颚须以及下唇须上。锥形感器和刺形感器数量最多; 毛形感器主要在下颚轴节、 茎节和下唇的亚颏和前颏有分布; 钟形感器和Böhm氏鬃毛只存在于下唇须和下颚须上。下颚须端节和下唇须端节的感器种类相同, 以锥形感器为主。高度骨化的上颚以及下颚内颚叶与外颚叶上未发现感器分布。简要讨论了口器感器在昆虫分类中的意义。