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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

照片示橙黄豆粉蝶Colias fieldii(鳞翅目:粉蝶科)成虫。本期报道了中国橙黄豆粉蝶遗传分化和谱系生物地理研究(pp. 1525-1535)。本照片由杨力于2018年10月24日摄于重庆市九龙坡区彩云湖国家湿地公园。

本期目录
2020年 第63卷 第12期 刊出日期:2020-12-20
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  • 研究论文
    二化性家蚕滞育、非滞育和即时浸酸卵中糖代谢相关酶mRNA水平和活性的变化 Hot!
    许瑾, 蒋涛, 薛鹏, 沈广胜, 黄静怡, 朱娟, 王梅仙, 唐顺明, 沈兴家
    2020, 63(12):  1431-1440.  doi:10.16380/j.kcxb.2020.12.001
    摘要 ( 454 )   PDF (1754KB) ( 136 )   PDF(mobile) (1754KB) ( 30 )     
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    【目的】探究家蚕Bombyx mori胚胎发育早期卵内糖代谢与滞育的关系。【方法】以家蚕二化性品种“秋丰”活化越年卵为材料,一部分于17℃暗催青,孵化后常规饲养,制备非滞育命运卵(ND);另一部分于25℃明催青,孵化后常规饲养,制备滞育命运卵(DD),再用盐酸溶液处理部分DD卵制备即时浸酸卵(IA)。在卵产下或浸酸后0, 2, 6, 12, 24, 48, 72和96 h分别取样,利用qRT-PCR测定家蚕卵中己糖激酶(hexokinase, HK)、磷酸果糖激酶(phosphofructokinase, PFK)、山梨醇脱氢酶(sorbitol dehydrogenase, SDH)、磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶(phosphoenolpyruvate carboxykinase, PEPCK)和海藻糖酶(trehalase, TRE)5种糖代谢相关酶基因的mRNA表达水平,利用紫外-可见分光光度法测定家蚕卵中这5种酶的活性。【结果】家蚕糖酵解途径关键酶己糖激酶(BmHK)和磷酸果糖激酶(BmPFK),以及糖分解代谢关键酶山梨醇脱氢酶(BmSDH-1)和海藻糖酶(BmTRE)在ND和IA中的mRNA水平和活性均普遍高于在DD中的;而糖异生途径相关的磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶(BmPEPCK)在DD中的mRNA水平和活性均高于在ND和IA中的。【结论】结果提示,DD因胚胎滞育的需要,胚胎发育早期卵内糖代谢以能量和物质的贮存为主;而ND和IA由于胚胎发育进程较快,糖代谢以物质分解代谢为主。本研究初步揭示了家蚕卵内糖代谢与滞育的关系,有助于更好地理解家蚕滞育的分子机制。
    蒙古寒蝉末龄若虫与成虫复眼的形态、组织结构和超微结构 Hot!
    兰英, 魏琮
    2020, 63(12):  1441-1451.  doi:10.16380/j.kcxb.2020.12.002
    摘要 ( 470 )   PDF (1902KB) ( 137 )   PDF(mobile) (1902KB) ( 36 )     
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    【目的】本研究旨在明确蒙古寒蝉Meimuna mongolica末龄(5龄)若虫与成虫复眼的差异,探讨蝉总科昆虫在若虫与成虫生态位发生改变的过程中复眼的形态结构及功能变化。【方法】采用光学显微镜、扫描电子显微镜和透射电子显微镜技术,详细观察和比较研究了蒙古寒蝉末龄若虫和成虫复眼的一般形态、组织结构和超微结构。【结果】蒙古寒蝉的复眼为并列像眼。出土羽化前其末龄若虫复眼的颜色逐渐由白色变为红色至深褐色,成虫复眼则为浅褐色。末龄若虫复眼表面具有毛形感器、锥形感器和刺形感器,成虫复眼表面无感器。末龄若虫白色复眼的表面为完整的角膜,未分化形成小眼面;末龄若虫红色和深褐色复眼则由许多五边形或六边形小眼组成,排列不甚规则;成虫复眼均由排列整齐的等边六边形小眼组成。末龄若虫白色复眼内部由大量细胞团构成,未分化形成小眼结构;在末龄若虫深褐色复眼中,小眼次级色素细胞的细胞核集中分布在视杆和晶锥之间;在成虫复眼中,小眼次级色素细胞的细胞核分布在晶锥近心端周围。末龄若虫深褐色复眼中的初级色素细胞和小网膜细胞内的色素颗粒分布较均匀,而成虫复眼小网膜细胞内的色素颗粒都分布在视杆周围。【结论】蒙古寒蝉不同发育阶段的末龄若虫与成虫的复眼在小眼发育程度、色素颗粒分布及表面感器有无等方面存在显著差异,红色复眼期是末龄若虫复眼的主要发育阶段。研究结果说明,蒙古寒蝉及其他具有同样生活习性与发育过程的蝉总科若虫的复眼在末龄的早期阶段及更早的低龄若虫阶段不具备视觉功能,但具有感受外界机械压力或其他环境刺激的功能。这应是该总科昆虫从若虫发育为成虫过程中对生态位显著改变(若虫长期在地下漆黑环境营固定生活,成虫则在地上生活)的一种适应。本研究获得的蒙古寒蝉末龄若虫和成虫复眼的形态、超微结构和功能方面的信息,为昆虫复眼的发育及其功能变化与生境的相关性研究提供了重要信息,也为深入探讨蝉总科与半翅目其他相关类群的系统演化提供了功能形态学方面的新信息。
    意大利蜜蜂胸部肌肉的胚后发育
    李兆英, 孙婧, 张敏, 解书钦, 同利娟, 王舒闻
    2020, 63(12):  1452-1460.  doi:10.16380/j.kcxb.2020.12.003
    摘要 ( 332 )   PDF (2044KB) ( 68 )   PDF(mobile) (2044KB) ( 12 )     
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    【目的】通过对意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica (简称“意蜂”)胸部肌肉胚后发育过程组织结构特点的比较研究,为动物肌肉的发育及病理学的研究提供一定的理论证据,也为昆虫作为肌肉再生便利模型的可能性提供理论基础。【方法】通过HE染色和BrdU免疫组织化学染色技术,对意蜂胸部肌肉系统的胚后发育过程及组织结构特点进行观察和比较。【结果】意蜂幼虫胸部的肌肉源于胚胎发育过程中形成的成肌细胞,肌肉的发育是通过融合型成肌细胞和奠基细胞的融合以及成肌细胞和肌细胞的分裂增殖完成的。在意蜂蛹发育早期,大部分的幼虫肌肉退化消失。成虫胸部的肌肉源于2个成肌细胞群的3个成肌细胞巢,其中,背纵肌主要源于背侧扇形细胞群的1个成肌细胞巢,其他肌肉源于腹侧纺锤形细胞群的2个成肌细胞巢。成肌细胞巢中的成虫成肌细胞不断地分裂增殖,形成的细胞向特定的方向扩展、延伸,并生成肌丝,形成肌纤维,最后多个肌纤维形成肌肉束,并最终构成成虫胸部的全部肌肉。【结论】意蜂幼虫和成虫的肌肉具有不同的发育方式,肌肉的形成模式同果蝇存在差异。
    基于第三代纳米孔测序技术的东方蜜蜂微孢子虫全长转录组构建及注释
    陈华枝, 杜宇, 范小雪, 祝智威, 蒋海宾, 王杰, 范元婵, 熊翠玲, 郑燕珍, 付中民, 徐国钧, 陈大福, 郭睿
    2020, 63(12):  1461-1472.  doi:10.16380/j.kcxb.2020.12.004
    摘要 ( 387 )   PDF (13687KB) ( 86 )   PDF(mobile) (13687KB) ( 5 )     
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    【目的】本研究旨在利用Oxford Nanopore测序技术组装和注释东方蜜蜂微孢子虫Nosema ceranae的高质量全长转录组。【方法】采用Nanopore PromethION系统对东方蜜蜂微孢子虫的纯净孢子进行转录组测序。通过识别每条clean read两端引物鉴定全长转录本序列。利用Blast工具将全长转录本比对Nr, Swiss-Prot, KOG, eggNOG, Pfam, GO和KEGG数据库,获得相应注释信息。分别利用蛋白结构域分析方法CPC, CNCI, CPAT和Pfam对长链非编码RNA(long noncoding RNA, lncRNA)进行预测,获得高可信度lncRNA。利用CPM(counts per million)法计算每一条全长转录本的表达量。【结果】利用Nanopore PromethION系统对东方蜜蜂微孢子虫转录组测序共测得6 988 795条raw reads,经质控获得6 953 469条clean reads,其中包含5 143 999条全长转录本。共鉴定到10 243条非冗余全长转录本,N50和平均读长分别为1 042 bp和894 bp,最大读长为4 855 bp。有9 342, 4 038, 4 283, 2 569, 4 859和3 450条全长转录本分别注释到Nr, KOG, eggNOG, Pfam, GO和KEGG数据库。注释到东方蜜蜂微孢子虫、蜜蜂微孢子虫Nosema apis和家蚕微孢子虫Nosema bombycis的全长转录本数量最多。共鉴定到87条高可信度lncRNA,包含49条正义链lncRNA(sense lncRNA)、25条反义链lncRNA(anti-sense lncRNA)和13条基因间区lncRNA。本研究的测序量足以检测到全部表达的全长转录本,全长转录本的表达量(CPM)范围在0.1到10 000以上。【结论】本研究构建和注释了东方蜜蜂微孢子虫的高质量全长转录组数据,可为病原的比较转录组分析、转录本的可变剪接和可变腺苷酸化分析、简单重复序列 (simple sequence repeat, SSR)位点挖掘、基因结构优化以及基因全长序列克隆及功能研究提供关键基础。
    绿豆胰蛋白酶抑制剂对绿豆象生长发育及体内解毒酶和保护酶活性的影响
    樊艳平, 党海燕, 王宏民, 郑海霞, 成小芳, 张耀文, 张仙红
    2020, 63(12):  1473-1481.  doi:10.16380/j.kcxb.2020.12.005
    摘要 ( 403 )   PDF (1575KB) ( 95 )   PDF(mobile) (1575KB) ( 22 )     
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    【目的】蛋白酶抑制剂是广泛存在于植物体内的一类分子量很小的蛋白质,通过影响昆虫体内酶活性,从而抑制幼虫的生长发育。本研究旨在明确绿豆胰蛋白酶抑制剂(MBTI)对绿豆象Callosobruchus chinensis生长发育及体内酶活性的影响。【方法】采用室内人工接虫方法,测定了取食含2.0% MBTI的人工绿豆对绿豆象生长发育的抑制作用;并利用生化方法测定了绿豆象幼虫取食含不同浓度(0.5%, 1.0%, 1.5%和2.0%)MBTI的人工绿豆后,其体内解毒酶羧酸酯酶(CarE)和谷胱甘肽-S-转移酶(GSTs)及保护酶超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性的变化。【结果】绿豆象幼虫取食含2.0% MBTI的人工绿豆后,幼虫体重和成虫羽化率均显著低于对照(取食感虫绿豆品种磨制的人工绿豆),分别只有对照的72%和55%,幼期发育历期相对延长,为对照的1.083倍,而着卵量和卵孵化率并未受到显著影响;取食MBTI含量不同的人工绿豆对各龄期幼虫体内CarE, GSTs和POD活性均有一定的促进作用,而对各龄期幼虫体内SOD和CAT活性均有一定的抑制作用,抑制作用和促进作用均随MBTI含量增加而逐渐增强,且2.0% MBTI对1龄幼虫体内CarE, GSTs和POD活性的促进作用均最强,分别比对照增加了46.5%, 60.5%和67.3%,2.0% MBTI分别对4龄幼虫体内SOD活性和1龄幼虫体内CAT活性的抑制作用均最强,分别为对照的80.0%和47.6%。【结论】绿豆胰蛋白酶抑制剂对绿豆象幼虫体重和成虫羽化率均有一定抑制作用,导致幼期发育历期相对延长,同时影响其体内解毒酶和保护酶活性,从而使绿豆象幼虫不能正常生长发育。
    东方绢金龟雌成虫对桃树挥发物的触角电位和行为反应 Hot!
    张萌萌, 陈宏灏, 王文凯, 陈立
    2020, 63(12):  1482-1489.  doi:10.16380/j.kcxb.2020.12.006
    摘要 ( 491 )   PDF (1496KB) ( 97 )   PDF(mobile) (1496KB) ( 28 )     
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     【目的】东方绢金龟Maladera orientalis是我国重要的园林植物害虫。本研究通过鉴定对东方绢金龟具有引诱作用的桃树挥发物成分,为植物源引诱剂的开发奠定基础。【方法】利用顶空吸附法收集桃树枝叶挥发物,使用气质联用(GC-MS)及气相色谱触角电位(GC-EAD)鉴定桃树挥发物中对东方绢金龟雌成虫有电生理活性的物质组分;以正己烷为对照,使用触角电位(EAG)仪和Y型嗅觉仪分别测试东方绢金龟雌成虫对鉴定出的活性物质的EAG和行为反应。【结果】从桃树挥发物中共鉴定出6种活性物质,包括反-2-己烯醛、顺-3-己烯乙酸酯、反-3-己烯醇、顺-3-己烯醇、水杨酸甲酯以及1种未知化合物。当剂量为1和10 μg时,东方绢金龟雌成虫对反-2-己烯醛的EAG反应值最大;当剂量为100 μg时,东方绢金龟雌成虫对顺3己烯乙酸酯的EAG反应值最小。行为反应试验结果表明,东方绢金龟雌成虫对100 μg的反-3-己烯醇和顺-3-己烯醇表现出显著的趋性。【结论】桃树挥发物中的反-3-己烯醇和顺-3-己烯醇对东方绢金龟雌成虫有显著的吸引作用。
    暗期5 h不同波长LED光照对斜纹夜蛾生长发育及繁殖的影响
    钟春兰, 陈苏泓, 周小妹, 翁如玉, 肖国权, 郑欢欢, 涂小云
    2020, 63(12):  1490-1496.  doi:10.16380/j.kcxb.2020.12.007
    摘要 ( 412 )   PDF (1267KB) ( 63 )   PDF(mobile) (1267KB) ( 9 )     
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     【目的】探明暗期5 h不同波长LED光照对斜纹夜蛾Spodoptera litura生长发育及繁殖的影响。【方法】处理组斜纹夜蛾各虫态于暗期分别接受5 h不同波长LED灯[红(620-625 nm)、黄(580-585 nm)、蓝(465-467 nm)、绿(520-523 nm)和白色(复合光)]光照,即光周期分别为14L∶5R∶5D, 14L∶5Y∶5D, 14L∶5B∶5D, 14L∶5G∶5D和14L∶5W∶5D,对照组则在光周期为14L∶10D条件下培养,观测计算卵孵化率、化蛹率、成虫羽化率、发育历期和成虫寿命,称量蛹重,统计单雌产卵量。【结果】暗期各波长LED光照5 h对斜纹夜蛾卵孵化率、化蛹率和成虫羽化率无显著影响;黄光处理组卵期(4.0 d)较对照(3.0 d)显著延长,而各色光处理组蛹期较对照显著缩短,且雄蛹期显著长于雌蛹期;各色光处理均使蛹重减轻,但雌雄蛹重差异不显著;各色光处理组成虫寿命较对照均延长,红光下雄虫寿命(18.4 d)显著长于雌虫(15.0 d),且红光下产卵前期最短(3.0 d),单雌产卵量最高(1 346.0 粒)。【结论】在一定条件下,暗期5 h 不同波长LED光照主要影响斜纹夜蛾蛹期、蛹重及成虫寿命,但其影响因波长不同而异。
    湖北三峡库区兴山县昆虫多样性调查与评估
    郑晓旭, 肖能文, 赵慕华, 文栋, 何帅洁, 李雪梅, 杨凤连, 吴刚
    2020, 63(12):  1497-1507.  doi:10.16380/j.kcxb.2020.12.008
    摘要 ( 401 )   PDF (1577KB) ( 81 )   PDF(mobile) (1577KB) ( 26 )     
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    【目的】湖北三峡库区兴山县特有的地理环境与气候条件造就了当地丰富的昆虫资源,本研究对湖北三峡库区特有区域兴山县的昆虫多样性开展调查,评估兴山县昆虫多样性的威胁因子,并提出兴山县昆虫多样性保护建议。【方法】通过GPS定位系统对调查区域进行网格和区域划分,将整个兴山县分为28个有效网格(长和宽各10 km),在2017年的昆虫发生期(6月中旬)、暴发期(8月中旬)和越冬期(10月中旬),采用样线踏查法对兴山县不同生境和不同海拔网格昆虫多样性进行调查和评估。【结果】2017年从湖北省兴山县共采集并鉴定出16个目136科612种昆虫,优势目分别是鳞翅目(Lepidoptera)(47.39%)、鞘翅目(Coleoptera)(22.88%)和半翅目(Hemiptera)(11.44%)。兴山县低海拔网格昆虫多样性指数和丰富度较低,而高海拔网格昆虫多样性指数和丰富度较高。黄柏坪(龙门河林场)的昆虫Shannon-Wiener多样性指数(H′)和Margalef丰富度指数(ds)最高。【结论】兴山县昆虫优势类群为鳞翅目、鞘翅目和半翅目,网格生境中林地及林地灌木丛混合地更适合昆虫的栖息,植被丰富的高海拔生境(主要为林地、灌木丛)昆虫多样性指数显著高于生境组成单一的低海拔生境(主要为草地、草丛、菜园和果园)。兴山县昆虫多样性威胁因子主要包括栖息地的破坏、气候变化和滥用杀虫剂。基于兴山县昆虫多样性调查研究,建议将龙门河林场列为重点保护和研究对象。
    薜荔榕小蜂幼虫虫龄的划分
    包甜甜, 陈友铃, 吴文珊, 吴婷婷, 张兴坦, 周莲香
    2020, 63(12):  1508-1515.  doi:10.16380/j.kcxb.2020.12.009
    摘要 ( 501 )   PDF (8786KB) ( 45 )   PDF(mobile) (8786KB) ( 13 )     
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    【目的】薜荔Ficus pumila. var. pumila既是热带和亚热带植物生态系统的关键树种,也是城市垂直绿化的重要树种。薜荔榕小蜂Wiebesia pumilae是薜荔的专性传粉蜂。榕小蜂幼虫长期生活于隐头花序内的虫瘿中,虫体小,龄期长,观测困难。本研究旨在建立榕小蜂幼虫虫龄的划分标准,探讨确定隐蔽性昆虫幼虫龄数和龄期的可靠方法。【方法】共采集447头不同龄期的薜荔榕小蜂幼虫,对幼虫头壳宽、第3节宽、体长和周长4个形态指标进行测量,利用频次分布法确定幼虫龄数,并用众数龄期测定法计算各龄幼虫的龄期。【结果】幼虫头壳宽、第3节宽、体长和周长的频次分布均呈5个峰,表明幼虫发育龄数为5龄。因第3节宽的变异系数大于20%,不适合作为虫龄划分的指标。回归分析表明幼虫头壳宽、体长和周长的测量值与虫龄之间均呈极显著正相关性(P<0.01),由于体长测量值与虫龄回归曲线的判定系数(R2)最高,因此体长为分龄的最佳测量指标,其回归方程为y=0.14e0.55x(P<0.01, R2=0.97)。夏季薜荔榕小蜂1-5龄幼虫的龄期分别为4.29, 13.19, 6.27, 24.46和8.90 d,总幼虫期为57.11 d。【结论】本研究明确了薜荔榕小蜂幼虫的龄数和龄期,并筛选出榕小蜂幼虫最佳分龄指标,为榕小蜂发育以及榕蜂协同进化研究奠定基础。
    中国北方黑唇苜蓿盲蝽种群遗传多样性和遗传分化分析
    王梦琦, 张利娟, 张宏瑞, 孙跃先
    2020, 63(12):  1516-1524.  doi:10.16380/j.kcxb.2020.12.010
    摘要 ( 262 )   PDF (2907KB) ( 72 )   PDF(mobile) (2907KB) ( 7 )     
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    【目的】本研究旨在基于线粒体基因序列检测中国北方黑唇苜蓿盲蝽Adelphocoris nigritylus地理种群遗传多样性和遗传分化。【方法】使用采自中国北方地区12个地理种群的233头黑唇苜蓿盲蝽成虫标本,通过PCR扩增线粒体ND5,ND4和Cytb基因片段;利用MEGA, DnaSP和Arlequin等软件对黑唇苜蓿盲蝽种群遗传多样性、遗传分化和分子变异等进行分析。【结果】本研究获得的黑唇苜蓿盲蝽线粒体ND5,ND4和Cytb基因的串联序列长度为2 226 bp,共检测到87个单倍型,其中单倍型Hap3, Hap9和Hap8被多个个体共享。遗传多样性分析结果显示,黑唇苜蓿盲蝽种群具有较高的单倍型多样性和较低的核苷酸多样性。SAMOVA分析结果表明遗传变异主要来自组内的种群间;Mantel检验结果显示黑唇苜蓿盲蝽种群间遗传距离与地理距离两者不具有显著相关性。【结论】中国北方黑唇苜蓿盲蝽种群整体遗传多样性较高,可能经历了近期种群扩张。
    基于线粒体基因序列的中国橙黄豆粉蝶遗传分化和谱系生物地理研究(英文)
    陈可可, 罗阿蓉, 王运良, 司成才, 黄敦元, 苏成勇, 郝家胜, 朱朝东
    2020, 63(12):  1525-1535.  doi:10.16380/j.kcxb.2020.12.011
    摘要 ( 404 )   PDF (4642KB) ( 75 )   PDF(mobile) (4642KB) ( 14 )     
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    【目的】分析中国橙黄豆粉蝶Colias fieldii种群遗传多样性和遗传分化情况及其系统发生关系,推测其起源及分化时间,并探讨其历史生物地理分布格局的成因。【方法】对2006-2018年采集的中国23个橙黄豆粉蝶地理种群的115头个体样品的4个线粒体基因(COI, Cytb, NDIND5)序列进行PCR扩增和测序;采用MEGA v.7.0, DnaSP v.5.0和Arlequin v.3.5.1等软件分析其遗传多样性和遗传分化情况;以其他近缘豆粉蝶种类作为外类群,采用 IQ-TREE, MrBayes v.3.1.2, Network v.4.6和BEAST v.1.8.3等软件重建橙黄豆粉蝶的系统发生树和单倍型网络图,并使用宽松分子钟以及前人的时间标定推测橙黄豆粉蝶的起源和分化时间;结合现今橙黄豆粉蝶的生物地理分布特点和第四纪以来的地球环境背景,探讨其历史生物地理分布格局及成因。【结果】橙黄豆粉蝶种群4个线粒体基因(COI, Cytb, NDIND5)片段长度分别为648, 699, 393和777 bp,这4个基因的串联序列总长为2 517 bp,具有明显的AT偏倚特征。基于4个线粒体基因序列,供试橙黄豆粉蝶23个地理种群115头个体中共检测出18个单倍型,总群体的单倍型多样性(Hd)和核苷酸多样性(π)分别为0.677±0.048和0.00066±0.00007,呈现出较高的单倍型多样性和较低的核苷酸多样性。系统发育分析表明,橙黄豆粉蝶种群的18个单倍型分为2个具有明显地理分布格局的支系(Ⅰ和Ⅱ),支系Ⅰ包含13个单倍型,主要来自陕西、河南、甘肃、安徽、湖北、四川、青海及云南部分地区的种群;支系Ⅱ由5个单倍型组成,主要来自云南部分地区及西藏的种群;单倍型网络图与系统发生树结果一致。AMOVA分析结果表明,大部分的种群遗传分化(64.36%)来自于橙黄豆粉蝶种群两单倍型支系间,各分支内的遗传分化较小(35.64%)。中性检验和错配分布分析结果显示,单倍型支系Ⅰ的种群未发生过种群扩张事件,而单倍型支系Ⅱ的种群在历史上发生过种群扩张事件,扩张事件发生的时间(0.085 Ma)位于末次冰盛期前的间冰期,这一结果可能是由于间冰期温暖湿润的高原气候以及森林草原扩张、强降雨减少等因素造成的。【结论】橙黄豆粉蝶种群的遗传分化与地理距离之间存在明显的相关性。其祖先可能在距今48万年前起源于我国的西南地区(现今横断山区一带),之后,由于第四纪冰期-间冰期轮回事件、东南亚季风以及栖息地环境的影响而分化为2大支系并逐渐向低海拔地区扩散。
    综 述
    昆虫嗅觉中枢系统对外周信号的整合编码研究进展
    刘伟, 王桂荣
    2020, 63(12):  1536-1545.  doi:10.16380/j.kcxb.2020.12.012
    摘要 ( 385 )   PDF (1975KB) ( 145 )   PDF(mobile) (1975KB) ( 14 )     
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    灵敏、复杂的嗅觉对于昆虫的生存和繁殖至关重要。触角是昆虫主要的嗅觉器官,其表面覆盖着大量各种类型的嗅觉感受器,这些感受器能够感受环境中的挥发性化合物,并将感受到的化学信号转化为电信号。电信号首先经嗅觉受体神经元传递到大脑中的初级嗅觉中枢触角叶,不同来源的信号在此被初步整合加工,再经投射神经元投射到高级神经中枢蘑菇体和侧角叶,蘑菇体主要与后天的气味学习行为有关,而侧角叶主要负责先天的气味行为反应。本文以模式昆虫果蝇和鳞翅目昆虫为主,综述了昆虫嗅觉中枢系统对外周信号整合编码的研究进展。研究人员依靠黑腹果蝇Drosophila melanogaster遗传操作技术的便利在该领域取得了快速进展,系统阐释了初级嗅觉中枢对气味信息的整合与向下传递以及高级嗅觉中枢对这些信息的再次加工。由于遗传操作的限制,其他昆虫与果蝇相比研究进展较慢,目前研究主要局限于对鳞翅目昆虫中枢神经系统的结构解剖和触角叶内各类神经元的记录等。因此,我们建议展开以下研究:(1)利用模式昆虫果蝇,全面解析侧角叶对气味信息的编码,阐明其对各类气味特异行为反应的神经机制;(2)大力发展非模式昆虫的遗传操作技术,结合双光子钙离子成像等新技术,阐明重要化合物在特定害虫脑中的投射、多种信号在害虫脑中如何进行整合加工,进而产生相应的行为反应。
    蛾类性信息素受体研究进展
    曹松, 刘杨, 王桂荣
    2020, 63(12):  1546-1568.  doi:10.16380/j.kcxb.2020.12.013
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     蛾类昆虫的性信息素受体(pheromone receptor, PR)是雄蛾识别雌蛾性腺挥发的性信息素组分的核心元件,它决定了雄蛾识别性信息素的嗅觉受体神经元(olfactory receptor neuron, ORN)的选择性和特异性。从烟芽夜蛾Heliothis virescens中鉴定了第一个蛾类的PR基因以来,随着高通量测序技术的发展,结合同源比对分析,已有超过60种蛾类的PR基因得到了鉴定。与普通气味受体(odorant receptor, OR)基因不同,蛾类PR基因在进化上比较保守,在系统发育树中聚集在同一分支,形成了所谓的传统的PR亚家族。表达谱和原位杂交分析表明PR基因主要在雄蛾触角中特异或偏好表达,在测定过的蛾类中PR主要限定在雄蛾触角长毛形感器中表达。近年来,通过体外表达、转基因果蝇Drosophila及其他方法已经对其中30余种蛾类的PR基因进行了功能研究。随着越来越多蛾类的PR基因得到鉴定和功能得到研究,研究人员发现了蛾类昆虫中位于传统PR分支以外的PR分支,这些PR同样能识别蛾类的性信息素成分,使我们对不同蛾类PR的进化关系及其与物种分化的关系有了新的认识。本文综述了蛾类PR的研究新进展,主要从PR的鉴定、表达模式、功能研究以及进化等方面进行总结和探讨,并提出如下研究重要方向展望:(1)鉴定更多非I型性信息素蛾类的PR及其功能,增加对PR基因进化的认识;(2)增加对特殊PR的功能解析,拓宽对PR功能的认识;(3)更多关注蛾类新PR分支的PR基因,特别是未鉴定到传统PR分支PR的蛾类;(4)对PR与其他嗅觉相关蛋白,特别是PR与PBP和SNMP1的互作关系进行研究,加强对PR作用机制的理解;(5)解析PR和Orco形成复合体的结构,理解PR结构和功能的关系,以及PR功能分化和物种进化的关系;(6)通过已鉴定的PR设计更加高效的蛾类害虫绿色防控措施。
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    63卷第12期中英文目录     
    2020, 63(12):  1569-1569. 
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    63卷总目录(第1-12期)
    2020, 63(12):  1570-1570. 
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