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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

照片示在马先蒿(玄参科)上访花的小红珠绢蝶Parnassius nomion(鳞翅目:绢蝶科)成虫。本期报道了小红珠绢蝶线粒体基因组研究(pp. 1324-1338)。本照片由曹天文于2007年7月20日摄于山西宁武管涔山。

本期目录
2017年 第60卷 第11期 刊出日期:2017-11-20
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  • 研究论文
    意大利蝗转录组及性腺发育相关基因分析
    向敏, 叶小芳, 扈鸿霞, 王伟亮, 于非, 肖宏伟, 季荣, 王晗
    2017, 60(11):  1235-1246.  doi:10.16380/j.kcxb.2017.11.001
    摘要 ( 1094 )   PDF (3184KB) ( 575 )     
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    【目的】意大利蝗Calliptamus italicus是新疆荒漠、半荒漠草原优势危害种类之一,其生殖相关基因信息缺乏。本研究对意大利蝗精巢和卵巢组织进行高通量转录组测序,旨在揭示意大利蝗转录组特征,并获得与性腺发育相关的基因数据。【方法】利用Illumina高通量测序平台(HiSeq/MiSeq)对意大利蝗进行了转录组测序,并进行序列分析。【结果】获得718 872条unigenes,平均长度631 bp, N50为1 186 bp。通过同源性比对,成功注释254 597条unigenes,其中,Nr数据库注释占28.87%,比例最高。Nr数据库注释的unigenes与黑褐草蚁Lasius niger的相似基因序列最多,为10.80%。与GO数据库比对发现,意大利蝗转录组unigene可分为3大类:涉及分子功能的unigenes有31 392条,涉及细胞组分的unigenes有20 586条,与生物学过程有关的unigenes有57 014条。KEGG pathways分析表明,23 666条unigenes归属于251个通路。涉及生殖系统发育的通路有卵母细胞减数分裂、胰岛素信号通路、Wnt信号通路、促性腺激素释放激素信号通路、转化生长因子β信号通路以及泛素介导的蛋白水解、黄体酮介导的卵母细胞成熟、昆虫激素生物合成等。进一步筛选得到部分与性腺发育相关的基因,包括vg, vgr, sox 21b, testisspecific serine/threonineprotein kinase, spermatogenesisassociated proteinvasa-like gene等。【结论】本研究获得了意大利蝗转录组数据及性腺发育相关基因,为进一步研究意大利蝗生殖调控机理奠定了分子基础。
    绿盲蝽磷脂酶C(AlPLC)的表达、纯化及酶学性质
    谭永安, 赵旭东, 郝德君, 肖留斌, 柏立新, 赵静, 孙洋, 姜义平
    2017, 60(11):  1247-1254.  doi:10.16380/j.kcxb.2017.11.002
    摘要 ( 848 )   PDF (1666KB) ( 401 )     
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    【目的】本文在前期获得绿盲蝽Apolygus lucorum磷脂酶C基因(AlPLC)的基础上,明晰AlPLC基因在绿盲蝽不同日龄若虫中的表达特征,阐明AlPLC重组蛋白的酶学性质。【方法】qRT-PCR法分析1-13日龄绿盲蝽若虫AlPLC的表达量;构建含有AlPLC基因的原核表达载体pCzn1-AlPLC;进一步将该表达载体经IPTG诱导表达和蛋白纯化,获得具有磷脂酶活性的重组蛋白;以p-NPPC(P-硝基苯基磷酸胆碱)为底物测定不同温度和不同pH下的重组AlPLC蛋白酶活性,最终确定了其酶活性的最佳pH和最适温度。【结果】AlPLC mRNA在绿盲蝽测定的若虫期持续表达,在4, 8, 12以及13日龄若虫中表达量相对较高。重组蛋白AlPLC可在大肠杆菌Escherichia coli中表达一个约79 kD的蛋白,12% SDS-PAGE显示该蛋白主要以包涵体形式存在;经过变性,复性获得具有磷脂酶活性的纯化蛋白。在蛋白浓度为0.25 mg/mL条件下,该酶最适温度为57℃(179.54±3.96 nmol/μg·min),最适pH为8.5(374.99±2.84 nmol/μg·min)。【结论】结果表明AlPLC在绿盲蝽若虫中表达具有特异的发育历期特性,获得的重组蛋白在较高温度和碱性环境下有较高磷脂酶活性。本研究结果为后续在蛋白水平上解析AlPLC的功能奠定基础。
    家蚕双重氧化酶BmDUOX的序列特征、表达模式及病原诱导表达 Hot!
    马振刚, 汪燕, 李春峰, 潘国庆, 周泽扬
    2017, 60(11):  1255-1265.  doi:10.16380/j.kcxb.2017.11.003
    摘要 ( 878 )   PDF (5015KB) ( 427 )     
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    【目的】研究双重氧化酶(dual oxidase, DUOX)在家蚕Bombyx mori中的表达模式,探析其在家蚕肠道免疫机制中的作用。【方法】通过氨基酸多重序列比对和系统进化分析对BmDUOX蛋白氨基酸序列特征进行研究,并采用RT-PCR方法扩增获得家蚕BmDUOX膜外部分BmDUOX_OM基因序列。在大肠杆菌Eescherichia coli(DE3)中诱导表达并通过亲和层析法纯化获得重组表达蛋白,以其为抗原免疫昆明鼠,获得对应的多克隆抗体;利用所得的抗体检测BmDUOX的表达和细胞定位。通过半定量RT-PCR方法分析BmDUOX在家蚕不同发育时期和组织中的表达模式及病原诱导表达谱。另外,利用活性氧检测试剂盒分析家蚕微孢子虫Nosema bombycis诱导后家蚕BmE细胞的活性氧(ROS)的含量。【结果】生物信息学分析表明,BmDUOX内有保守的Peroxidase, Ferric_reduct, EF-hand, FAD-binding和NAD-binding结构域,且具有6个跨膜区,跨膜形式与人类Homo sapiens、果蝇Drosophila melanogaster等的DUOX蛋白的跨膜形式一致。多重序列比对分析表明,BmDUOX的过氧化酶区域内具有过氧化物酶的保守活性位点。克隆获得家蚕BmDUOX_OM基因,并纯化获得重组表达蛋白,制备的鼠多抗具有较好的特异性。间接免疫荧光实验(IFA)表明,BmDUOX位于家蚕BmE细胞的细胞膜上。表达模式分析表明,BmDUOX在家蚕5龄第3日幼虫和成虫中表达量较高;且在幼虫表皮、精巢、卵巢和头内高量表达,在成虫的卵巢、精巢、表皮和脂肪体内也有较高的表达量。病原诱导分析表明,通过肠道起始感染的家蚕微孢子虫能够诱导家蚕幼虫中肠BmDUOX基因持续上调表达,且其诱导后的BmE细胞内活性氧含量也明显增加,提示BmDUOX调控的肠上皮ROS应答参与抵抗家蚕微孢子虫的侵染。【结论】BmDUOX含有典型的结构域及保守的活性位点,表明其在家蚕中具有保守的生物学功能。BmDUOX在家蚕不同发育时期、不同组织及病原诱导下的表达谱提示其可能参与宿主肠上皮对家蚕微孢子虫的免疫反应。
    桃蛀螟实时荧光定量PCR内参基因的筛选
    杨苓, 胡晓静, 徐志峰, 何林, 肖伟
    2017, 60(11):  1266-1277.  doi:10.16380/j.kcxb.2017.11.004
    摘要 ( 1004 )   PDF (2647KB) ( 430 )     
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    【目的】筛选特定条件下桃蛀螟Conogethes punctiferails稳定表达的内参基因,为桃蛀螟基因定量研究奠定基础。【方法】参考文献报道,并根据桃蛀螟转录组测序结果筛选出β-肌动蛋白基因ACT、甘油醛-3-磷酸脱氢酶基因GAPDH、核糖体蛋白49基因RP49、α-微管蛋白基因α-tub、核糖体蛋白L13基因RPL13和液泡型ATP合酶基因V-ATPase等6个候选基因。再利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术测定6个候选基因在桃蛀螟不同发育时期和成虫不同组织中的表达量;然后通过ΔCt法,GeNorm, NormFinder, BestKeeper和RefFinder 5个软件对6个候选基因的稳定性进行评估;最后以桃蛀螟嗅觉受体基因(olfactory receptor co-receptor, Orco)和性信息素结合蛋白基因 (pheromone binding protein1, PBP1)为目的基因,验证6个候选基因分别在桃蛀螟不同发育时期和成虫不同组织中的的稳定性。【结果】ΔCt法, GeNorm, NormFinder和BestKeeper分析结果表明,4个软件对6个候选基因稳定性的排序相似,在桃蛀螟不同发育时期和成虫不同组织中稳定性较高的3个基因为RP49, RPL13和GAPDH;同时4个软件均判定ACT的稳定性最低。进一步利用RefFinder进行综合分析,结果显示,在桃蛀螟成虫不同组织中,最稳定的基因为RPL13,其次为RP49;而在不同发育时期,最稳定的基因为RP49,其次为GAPDH。另外经GeNorm软件计算得出,在桃蛀螟不同发育时期和成虫不同组织中桃蛀螟内参基因的最佳数目为2。最后,以嗅觉受体基因 OrcoPBP1为目的基因,对筛选出的候选基因的稳定性进行验证,发现当使用RPL13和RP49以及RP49和GAPDH作为内参基因时,OrcoPBP1的表达量规律一致,并与桃蛀螟生活习性及前人研究结果一致;而使用ACT作为内参基因计算得到的OrcoPBP1表达量则不规律。【结论】在不同发育时期桃蛀螟基因定量研究中建议以RP49和GAPDH作为内参基因,而在桃蛀螟成虫不同组织中基因定量研究中建议以RPL13和RP49作为内参基因。
    组蛋白H3Ser10磷酸化在草地贪夜蛾Sf9细胞有丝分裂中的动态分布
    王姣玲, 马亚飞, 王霜, 阚云超, 张冰
    2017, 60(11):  1278-1284.  doi:10.16380/j.kcxb.2017.11.005
    摘要 ( 867 )   PDF (4282KB) ( 397 )     
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    【目的】探讨表观遗传标记组蛋白H3Ser10磷酸化在草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda Sf9细胞系细胞有丝分裂中的功能。【方法】序列比对分析组蛋白H3保守性。通过固相法合成特定位点磷酸化修饰的一段组蛋白H3的肽段【RK(pS)TGGKAPRKQLC】进行抗体制备;培养Sf9细胞,通过细胞爬片制备有丝分裂的片子,统计不同时期的细胞数目;以免疫荧光标记检测组蛋白H3Ser10磷酸化抗体在不同时期的定位特点。【结果】序列比对分析发现组蛋白H3第1-60位氨基酸在大多数物种中高度保守。在草地贪夜蛾Sf9细胞中,组蛋白H3Ser10磷酸化发生在早前期细胞的核膜附近,成点状分布;随着细胞周期的进行,早中期达到最高水平,在整条染色体上集中分布。有丝分裂后期开始去磷酸化,并于末期完成去磷酸化。【结论】组蛋白H3Ser10磷酸化与Sf9细胞有丝分裂中染色质的凝缩相关。
    甘薯蚁象对不同甘薯品种植物挥发物的EAG和嗅觉反应
    贾小俭, 马娟, 高波, 李秀花, 张涛, 陈书龙, 王容燕
    2017, 60(11):  1285-1291.  doi:10.16380/j.kcxb.2017.11.006
    摘要 ( 1072 )   PDF (1354KB) ( 402 )     
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    【目的】为筛选对甘薯蚁象Cylas formicarius (Fabricius)有引诱作用的植物挥发性物质。【方法】采用顶空气体采样法收集5个甘薯品种的植物挥发物,通过气相-质谱联用系统(GC-MS)进行物质鉴定及定量分析,测定甘薯蚁象成虫对候选挥发物的触角电位(EAG)反应和嗅觉趋向选择行为。利用Y型嗅觉仪测定甘薯蚁象成虫对5个甘薯品种茎叶的嗅觉反应。【结果】5种甘薯品种的植物挥发物种类和含量有所差异。7种候选挥发物(罗勒烯、柠檬烯、壬醛、β-石竹烯、葎草烯、法尼烯和乙酸-顺-3-己烯酯)均引起甘薯蚁象雌、雄成虫的EAG反应。其中,雌虫对柠檬烯、壬醛和β-石竹烯的反应相对值较大;而引起雄虫反应相对值较大的挥发物为罗勒烯、柠檬烯、葎草烯。在趋向行为反应中,柠檬烯和壬醛对甘薯蚁象雄虫的吸引作用高于对照,而雌虫对葎草烯、柠檬烯有极显著的趋向选择。甘薯蚁象成虫对5种茎叶的反应率为40.90%~65.21%,且5个甘薯品种的茎叶挥发物均没有显著的引诱作用(P>0.05)。【结论】甘薯蚁象雌、雄成虫对甘薯植物挥发物具有不同的EAG及趋向行为反应,气味化合物柠檬烯与甘薯蚁象偏爱选择密切相关。
    沃尔巴克氏体感染对黑腹果蝇性腺和早期胚胎DNA 6mA去甲基化酶基因DMAD表达的影响 Hot!
    张维, 郑雅, 王玉凤
    2017, 60(11):  1292-1299.  doi:10.16380/j.kcxb.2017.11.007
    摘要 ( 665 )   PDF (1597KB) ( 387 )     
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    【目的】 DNA甲基化是基因修饰的一种重要方式,主要可以形成5甲基胞嘧啶(5mC)和6甲基腺嘌呤(6mA)等。目前关于5mC的研究比较多,而关于6mA在真核生物中的研究则较少。沃尔巴克氏体Wolbachia是昆虫中最常见的共生菌之一,可通过多种方式操纵宿主生殖,其中最常见的就是引起精卵细胞质不亲和(cytoplasmic incompatibility, CI),即感染Wolbachia的雄性与未感染的雌性宿主交配后,胚胎致死,但其机制还不清楚。本研究拟从6mA甲基化的角度,探讨Wolbachia影响果蝇生殖的分子机制。【方法】以模式生物黑腹果蝇Drosophila melanogaster为材料,通过实时荧光定量PCR方法,检测Wolbachia感染对果蝇精巢、卵巢以及3个交配组〔TT(对照,父母本都未感染), TW(父本未感染,母本感染,胚胎感染,可发育)和WT(CI, 致死)〕早期胚胎中DNA 6mA去甲基化酶基因DMAD的表达变化。【结果】Wolbachia感染可显著上调1日龄果蝇精巢中DMAD的表达水平,而对卵巢中DMAD的表达没有显著影响。在产卵后0.5 h(中囊胚过渡前)的胚胎中,CI胚胎的DMAD表达水平极显著高于可正常发育的胚胎(TT和TW);在3 h的胚胎(中囊胚过渡期)中,TW和CI胚胎中DMAD的表达量都极显著高于对照组;在6 h的胚胎(中囊胚过渡后)中,CI胚胎中DMAD的表达量相对最低。【结论】Wolbachia感染可能通过干扰宿主果蝇精巢中6mA甲基化水平对精子产生修饰,导致其与正常未感染的卵子受精后胚胎致死。
    吡虫啉大田使用剂量对意大利蜜蜂工蜂学习和记忆的影响 Hot!
    蔚添添, 和静芳, 罗婷婷, 董应波, 李志国, 苏松坤
    2017, 60(11):  1300-1306.  doi:10.16380/j.kcxb.2017.11.008
    摘要 ( 724 )   PDF (1450KB) ( 528 )     
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    【目的】吡虫啉(imidaclorprid)是新烟碱类农药中使用最为广泛的农药种类,作用于蜜蜂脑部的烟碱型乙酰胆碱受体,此外,吡虫啉对蜜蜂生长发育有一定影响。本研究旨在明确吡虫啉大田使用剂量对蜜蜂学习、记忆行为的影响,为探明部分地区蜂群大面积死亡原因提供佐证,也可为该药田间安全使用提供参考。【方法】用油漆笔标记刚出房的1日龄意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica工蜂,置于蜂群中8 d后取出,在室内恒温恒湿箱(30±1℃,相对湿度为40%±10%,黑暗)中笼养9 d(每盒50头),处理组自由采集含0.01 ng/μL吡虫啉的30%(w/v)糖水,对照组自由采集含0.01 ng/μL丙酮的30%(w/v)糖水。使用自制的蜜蜂气味学习设备,在3次配对的柠檬气味刺激和糖水刺激训练基础上,对18日龄蜜蜂进行气味联想性学习和记忆实验 。【结果】处理组和对照组蜜蜂在为期9 d的饲喂过程中的死亡率无显著差异(P>0.05)。在3次气味联想性学习实验中,与对照组相比,处理组蜜蜂在第2和第3次实验中学习能力显著降低(P<0.01),而在第1次实验中无差异〔喙伸反应率(PER)%=0〕;24 h后,处理组蜜蜂的喙伸反应率与对照组无显著差异(P>0.05)。【结论】结果表明,0.01 ng/μL吡虫啉不会导致蜜蜂急性死亡;在此剂量吡虫啉作用下,蜜蜂的24 h长期记忆虽不受影响,但学习能力显著受到抑制,进而可能对蜜蜂的采集行为等产生不利影响。
    贵州烟草产区烟蚜种群对啶虫脒、溴氰菊酯和抗蚜威的抗性
    孟建玉, 张滢, 张长禹, 陆宁
    2017, 60(11):  1307-1314.  doi:10.16380/j.kcxb.2017.11.009
    摘要 ( 767 )   PDF (3124KB) ( 386 )     
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    【目的】为明确贵州烟草产区烟蚜Myzus persicae种群对常用杀虫剂的抗性水平。【方法】在室内采用浸渍法测定了贵州省9个地州市34个烟叶主产县市的烟蚜种群对啶虫脒、溴氰菊酯和抗蚜威3种杀虫剂的抗性。【结果】对贵州9个地州市34个烟叶主产县市的烟蚜种群对3种杀虫剂抗性监测结果表明:除黔西南(兴义)和毕节(黔西)2个县市的烟蚜种群对啶虫脒处于敏感性下降水平(RR=4.00~4.31)外,其余32个县市的烟蚜对啶虫脒均已产生中等水平抗性(RR=10.09~26.35);毕节(毕节)和黔东南(天柱)2个县市的烟蚜种群对溴氰菊酯产生了中等水平抗性(RR=32.47~38.72),毕节(黔西)、铜仁(思南)和安顺(安顺)3个县市的烟蚜对溴氰菊酯已达到极高水平抗性(RR=184.97~237.77),其余县市的烟蚜均已产生高水平抗性(RR=51.27~132.08);除毕节(黔西)、黔东南(施秉、天柱)和遵义(余庆)4个县市的烟蚜种群对抗蚜威产生低水平抗性(RR=5.90~9.46)外,其余县市的烟蚜均已产生中等水平抗性(RR=10.05~31.66)。【结论】当前贵州烟草产区多数县市的烟蚜种群对3种杀虫剂产生低水平至极高水平抗性,可能与田间广泛地大量使用有关。本研究的抗性检测结果对贵州烟草产区烟蚜的杀虫剂种类选择及田间合理用药等具有重要指导作用。
    E型麦二叉蚜在不同抗性表型燕麦上的取食行为
    郭建国, 袁伟宁, 周天旺, 张新瑞, 贺春贵, 赵桂琴, 张宗文
    2017, 60(11):  1315-1323.  doi:10.16380/j.kcxb.2017.11.010
    摘要 ( 682 )   PDF (1420KB) ( 383 )     
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    【目的】为了明确E型麦二叉蚜Schizaphis graminum在不同抗性表型燕麦品系上刺探取食行为的差异性,查明燕麦抗蚜因子。【方法】采用直流型刺吸电位仪(DC-EPG Giga-4)记录了E型麦二叉蚜无翅成蚜在10个抗性表型差异MN品系皮燕麦上A, B, C, Pd, E, F, G和np 8种基本波形的发生次数和持续时间。【结果】刺探电位图谱显示,E型麦二叉蚜在10个抗性表型差异MN品系皮燕麦上的识别时间在1.03~2.62 min之间。表型中抗的MN10253品系上非刺探时间相对较长,开始至首次刺探时间最长,分别为117.77和13.80 min,说明叶片表面可能存在不利于E型麦二叉蚜定位和识别寄主的干扰因子;表型中抗的MN08252品系上口针在叶肉组织和木质部刺探取食持续总时间以及开始至首次刺探木质部时间均为最短,分别为78.01, 62.73和32.29 min,且np波发生次数多达28.57次,说明叶肉组织和木质部中可能存在抗蚜因子;表型低抗的MN06203品系上F波持续总时间和平均持续时间均最长,分别为4.96 min和5.81 s,说明该品系具有较强的机械抗性;表型低感的MN11213品系上E1时间最短,为1.94 min,开始至首次刺探韧皮部的时间最长,为246.05 min,说明抗蚜因子可能存在于韧皮部。【结论】皮燕麦表型中抗的MN10253品系叶片表面、MN08252品系的叶肉组织和木质部以及表型低感的MN11213品系韧皮部组织内可能存在抗蚜性因子,表型低抗的MN06203品系机械抗性较强。
    小红珠绢蝶线粒体基因组特征及基于线粒体基因组的蝶类高级阶元系统发育关系分析
    张敏, 赵盼, 尹洁, 李涛, 张婷婷, 曹天文, 马恩波
    2017, 60(11):  1324-1338.  doi:10.16380/j.kcxb.2017.11.011
    摘要 ( 743 )   PDF (5011KB) ( 438 )     
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    【目的】了解小红珠绢蝶Parnassius nomion线粒体基因组的特征,并从线粒体基因组水平探究蝶类高级阶元的系统发育关系。【方法】采用PCR扩增技术及Sequencher 4.8拼接软件获得小红珠绢蝶线粒体基因组全序列。参考鳞翅目昆虫已知线粒体基因组全序列并使用MEGA6.0软件对小红珠绢蝶线粒体基因组中各基因进行定位和注释。采用tRNA Scan-SE 1.21在线预测小红珠绢蝶线粒体基因组tRNA基因的二级结构。基于线粒体基因组13个蛋白质编码基因的核苷酸序列重建了包含凤蝶总科中凤蝶科(Papilionidae)、绢蝶科(Parnassiidae)、粉蝶科(Pieridae)、眼蝶科(Satyridae)、蛱蝶科(Nymphalidae)、灰蝶科(Lycaenidae)、斑蝶科(Danaidae)、珍蝶科(Acraeidae)、喙蝶科(Libyheidae)和蚬蝶科(Riodinidae)10个科28种蝴蝶的系统发育关系。【结果】结果表明,小红珠绢蝶线粒体基因组全序列总长度为15 362 bp (GenBank登录号: MF496134),包含13个蛋白质编码基因、22个tRNA基因、2个rRNA基因和1个A+T富含区。小红珠绢蝶线粒体基因组中存在较高的A+T含量(79.6%)。小红珠绢蝶线粒体基因组13个蛋白质编码基因中UUA的相对同义密码子使用频率(RSCU)最高(5.08),而AGG和CCG相对同义密码子使用频率(RSCU)均较低(0),这与大紫蛱蝶Sasakia charonda coreana的分析结果一致。在所测得的22个tRNA基因中,除tRNASer(AGN)缺少DHU臂外,其余tRNA基因均能形成典型的三叶草结构,这与鳞翅目中目前已得到的其他昆虫线粒体基因组中tRNA基因的二级结构一致。系统发育分析结果显示,凤蝶总科内蚬蝶科与灰蝶科的亲缘关系最近;粉蝶科与蛱蝶科、珍蝶科、眼蝶科、斑蝶科、喙蝶科、蚬蝶科和灰蝶科的系统发育关系更近;绢蝶科与凤蝶科锯凤蝶亚科亲缘关系最近,随后二者与凤蝶亚科物种聚为一支。在绢蝶科中,小红珠绢蝶与依帕绢蝶Parnassius epaphus的亲缘关系最近。【结论】本研究支持绢蝶科物种归为绢蝶亚科,绢蝶亚科、锯凤蝶亚科和凤蝶亚科归入凤蝶科,且绢蝶亚科与锯凤蝶亚科为姐妹群。
    基于深度学习的蝴蝶科级标本图像自动识别
    周爱明, 马鹏鹏, 席天宇, 王江宁, 冯晋, 邵泽中, 陶玉磊, 姚青
    2017, 60(11):  1339-1348.  doi:10.16380/j.kcxb.2017.11.012
    摘要 ( 1081 )   PDF (4090KB) ( 1066 )     
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    【目的】本研究旨在探讨深度学习模型在蝴蝶科级标本图像自动识别中的可行性和泛化能力。【方法】为了提高识别模型的鲁棒性和泛化能力,将锤角亚目中6个科1 117种蝴蝶标本图像通过水平翻转、增加图像对比度与亮度以及添加噪声的方式增强图像数据集。在Caffe框架下,利用迁移学习方法,首先使用ImageNet数据集中的图像训练CaffeNet模型,迭代31万次后得到初始化的网络权值;然后利用蝴蝶图像训练已预训练好的CaffeNet模型,通过参数微调,获得一个蝴蝶科级标本图像自动识别的卷积神经网络模型。为了比较深度学习和传统模式识别两种方法建立的模型的泛化能力,对相同训练样本提取全局特征和局部特征,训练支持向量机(support vector machine, SVM)分类器。所有的模型在与训练样本图像来源一致和不一致的两个测试样本集上进行测试。【结果】当测试样本与训练样本来源一致,均为蝴蝶标本图像时,基于CaffeNet的蝴蝶识别模型对6个科的蝴蝶识别准确率平均达到95.8%,基于Gabor的SVM分类器也获得了94.8%的识别率。当测试样本与训练样本来源不一致,为自然环境下拍摄的蝴蝶图像时,两种方法获得的识别率均下降,但CaffeNet模型对蝴蝶自然图像的平均识别率仍能达到65.6%,而基于Gabor的SVM分类器的识别率仅为38.9%。【结论】利用CaffeNet模型进行蝴蝶科级标本图像识别是可行的,相比较传统模式识别方法,基于深度学习的蝴蝶识别模型具有更好的泛化能力。
    综述
    离腹寡毛实蝇两性通讯及行为
    张秀歌, 张小娇, 肖春, 董文霞
    2017, 60(11):  1349-1360.  doi:10.16380/j.kcxb.2017.11.013
    摘要 ( 664 )   PDF (1056KB) ( 393 )     
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     离腹寡毛实蝇属Bactrocera spp.实蝇对全世界的水果和蔬菜产生巨大的威胁,造成严重的经济损失。传统的杀虫剂化学防治、不育技术(sterile insect technique, SIT)、雄虫灭绝技术(male annihilation technique, MAT)一直是防控大多数实蝇的主要措施,但具有一定的局限性。因此,急需新的环保型防控方法来防治实蝇。为建立基于昆虫行为的防治策略,本文对离腹寡毛实蝇Bactrocera spp.两性的生殖通讯及相关的行为进行了概述。总结了实蝇的交配系统以及雄虫在求偶之前在求偶炫耀场所的一系列行为,阐述了雌虫交配后产卵标记行为和竞争单个产卵位置的行为以及未来的研究方向,将为实蝇害虫综合治理提供新的思路及参考。
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    60卷第11期中英文目录
    2017, 60(11):  1360-1360. 
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