【目的】利用CRISPR/Cas9基因敲除系统在黑腹果蝇Drosophila melanogaster细胞中筛选并检测组蛋白甲基化修饰对蜕皮激素20羟基蜕皮酮(20-hydroxyecdysone, 20E)信号传导的调控。【方法】通过Flybase网站分析并总结黑腹果蝇组蛋白甲基转移酶及其修饰位点；将5个组蛋白甲基转移酶基因［trr, Mes-4, ash1, Su(var)3-9和egg］的sgRNA插入到敲除载体pAc-sgRNA-Cas9骨架中并转染黑腹果蝇Kc细胞，利用TA克隆和测序鉴定突变位点。以Trr正调控20E初级应答基因Br-C的转录表达为阳性对照，利用qRT-PCR和Western blot检测该系统敲除靶基因的有效性；通过检测20E应答元件(20E response element, EcRE)双荧光素酶活性确定trr, Mes-4, ash1, Su(var)3-9和egg是否参与20E信号传导。【结果】果蝇组蛋白甲基化修饰主要发生在组蛋白H3的赖氨酸残基上，H3的精氨酸残基和组蛋白H4的甲基化修饰较少。trr敲除载体pAc-trr-sgRNA-Cas9转染Kc细胞后成功突变trr，降低H3K4三甲基化水平并阻断20E对其初级应答基因Br-C的转录诱导，证明该敲除系统的有效性。除trr之外，Mes-4和egg的敲除降低EcRE的双荧光素酶活性。【结论】插入靶标基因sgRNA序列的pAc-sgRNA-Cas9敲除载体在果蝇Kc细胞中可以有效快捷地突变靶基因。利用该敲除系统发现，除Trr之外，Mes-4和egg影响EcRE的活性而参与20E信号传导。本研究为昆虫细胞CRISPR/Cas9介导的基因敲除和组蛋白甲基化修饰调控20E信号传导的深入研究提供了理论依据与工作基础。

【目的】昆虫鞣化激素(Bursicon)是由神经系统分泌的一种异源二聚体神经肽，对昆虫表皮鞣化、翅展等功能具有调控作用。本研究旨在探究鞣化激素基因与家蚕Bombyx mori翅发育及对繁殖力相关基因的关系，明确其对翅展和繁殖力的调控作用。【方法】采用RNAi技术，分别注射Bursicon基因的dsRNA(dsBmBurs-α, dsBmBurs-β和dsBmBurs-α+dsBmBurs-β)到家蚕1日龄蛹，以注射dsGFP为对照。观察RNAi后家蚕表型,并计算家蚕单雌产卵量;利用实时定量PCR技术检测Bursicon基因RNAi后家蚕羽化后24 h成虫中翅发育相关基因(BmWg, BmFt, BmFj和BmDs)和RNAi 48和72 h后家蚕蛹中繁殖相关基因(卵黄原蛋白基因BmVg和卵黄原蛋白受体基因BmVgR)的表达水平。【结果】家蚕Bursicon基因被RNAi后，羽化后24 h的家蚕翅不能正常伸展，dsBmBurs-α，dsBmBurs-β和dsBmBurs-α+dsBmBurs-β处理组的翅畸形率分别为93.33%, 96.67%和96.43%；平均单雌产卵量分别为312.67, 332.00和284.00粒，显著低于对照组(406.00粒)。RNAi干扰Bursicon基因后，家蚕Bursicon基因BmBurs-α和BmBurs-β表达量显著下调，其相关基因BmWg, BmFt, BmFj, BmDs, BmVg和BmVgR的表达水平均显著低于对照组。【结论】鞣化激素基因参与调节家蚕翅发育相关基因的转录水平来调控翅展。同时，它们还可以参与调节繁殖相关基因BmVg和BmVgR的表达，从而影响家蚕的繁殖。

【目的】本研究旨在筛选朱砂叶螨Tetranychus cinnabarinus硒代谢通路的关键基因，探究其在朱砂叶螨硒代谢中的功能。【方法】使用基因克隆技术对8条朱砂叶螨硒代谢通路基因进行克隆；利用qPCR技术检测这些基因在不同浓度(0, 5, 20和50 μmol/L)亚硒酸钠(Na₂SeO₃)处理的豇豆苗上饲养3 d的朱砂叶螨品系(短期硒饲养品系)雌成虫间以及朱砂叶螨普通品系(豇豆苗饲养)和长期硒饲养品系(20 μmol/L Na₂SeO₃处理的豇豆苗饲养超1年)雌成虫间的表达量差异，并分析它们对硒诱导的表达响应；原核表达差异表达基因TcSPS1，并测定获得的重组蛋白生化特性。【结果】成功克隆了朱砂叶螨硒代谢通路的8条基因TcTxnrd1, TcTxnrd2, TcSPS1, TcSPS2, TcSPS2-1, TcSPS2-2, TcSG和TcPSTK。qPCR结果表明TcSPS1和TcTxnrd2在短期硒饲养和长期硒饲养朱砂叶螨品系中均上调表达，且TcSPS1的表达量变化与硒浓度变化密切相关。原核表达系统成功获得TcSPS1可溶性重组蛋白，测得其重组蛋白比活力为2.366±0.046 nmol/mg pro·min，K_m和V_max值分别为10.054±0.062 μmol/L和29.633±1.777 nmol/mg pro·min。【结论】通过硒代谢通路基因分析，初步解释了朱砂叶螨对硒的适应的分子机制，并证明了上调表达的TcSPS1基因在朱砂叶螨产生对硒的适应中起着重要的功能。

【目的】球囊菌Ascosphaera apis是一种真菌性病原体，可以侵染意大利蜜蜂Apis mellifera ligustica幼虫，导致蜂群患白垩病。本研究通过球囊菌侵染意大利蜜蜂幼虫，探究对意大利蜜蜂幼虫肠道免疫解毒相关基因表达及蛋白质、脂质和糖类含量的影响，分析球囊菌侵染胁迫下意大利蜜蜂免疫应答反应与营养物质的关系。【方法】实验室饲养意大利蜜蜂幼虫，处理组每头3日龄幼虫接种2×10⁶孢子/mL球囊菌，对照组饲喂正常食物;收集6日龄幼虫肠道样品。通过qRT-PCR测定收集的肠道样品中免疫、解毒、发育相关基因和病原基因的表达，并利用生化方法测定肠道样品中蛋白质、脂质、葡萄糖和糖原含量。【结果】球囊菌侵染意大利蜜蜂后，幼虫肠道免疫相关基因LOC406144, Apid1, Def1, Def2, LOC406142, PGRP-SA, Pgrp-s2, PGRP-S3, PGRP-lc, GNBP-1, GNBP3, PPOact, LOC552247, domeless, KAT2A和bsk显著上调表达，cactus显著下调表达；解毒相关基因Cat, GSTS3, Cyp4g11, LOC725294,  Ampka-r1, LOC411223, LOC409791, AmNOS和Sod2显著上调表达，CYP6AS14, CPR14, CYP306A1和LOC100576555显著下调表达；发育相关基因usp显著上调表达，VGMC, HEX70b和Vg显著下调表达；病原基因BQCV capsid protein和Ascosphaera apis 28S rRNA表达量显著上升；蛋白质与脂质含量显著下降，葡萄糖与糖原含量显著上升。【结论】球囊菌侵染意大利蜜蜂幼虫后影响其幼虫肠道中免疫、解毒、发育相关基因和病原基因的表达，影响意大利蜜蜂的免疫应答及能量应激反应，加速蛋白质、脂质的流失及葡萄糖和糖原能量储备，影响机体正常的生理活动。

 【目的】本研究旨在从行为和嗅觉分子水平探究二化螟Chilo suppressalis雄蛾对性信息素嗅觉反应的地理种群差异及其机理，以明确该害虫田间种群雄成虫的嗅觉适应性及其特点。【方法】采用7种Z11-16∶Ald, Z9-16∶Ald和Z13-18∶Ald配比不同的三元性信息素诱芯(Z11-16∶Ald和Z9-16∶Ald配比分别为540 μg∶540 μg, 864 μg∶216 μg, 945 μg∶135 μg, 980 μg∶98 μg, 1 003 μg∶77 μg, 1 016 μg∶64 μg和1 045 μg∶35 μg，而Z13-18∶Ald含量保持不变)，在中国6省水稻田间诱捕二化螟雄成虫；利用实验室风洞测定864 μg∶216 μg, 980 μg∶98 μg和1 016 μg∶64 μg配比诱芯在田间诱捕的越冬代和第2代二化螟雄蛾分别对这3个配比的性信息素诱芯的行为反应；并采用RT-qPCR方法测定这7种性信息素配比不同的诱芯诱捕的雄蛾触角中二化螟雄蛾12个性信息素识别相关基因的表达水平。【结果】在田间试验中，Z11-16∶Ald和Z9-16∶Ald不同配比的性信息素诱芯对水稻二化螟雄蛾均有引诱作用，但不同配比引诱的二化螟雄蛾占比不同。6省诱芯中Z11-16∶Ald和Z9-16∶Ald的最佳配比不同，并且同一配比性信息素诱芯在不同省份引诱的二化螟雄蛾占比也不同。结果表明，不仅在不同地区诱芯的性信息素最佳配比不同，而且在不同地区不同配比性信息素的诱蛾量占比也不同。实验室风洞试验中，864 μg∶216 μg和1 016 μg∶64 μg配比诱芯田间诱捕雄蛾分别对864 μg∶216 μg和1 016 μg∶64 μg配比诱芯的行为反应均显著强于对其余两种配比诱芯，980 μg∶98 μg配比诱芯田间诱捕雄蛾对1 016 μg∶64 μg, 980 μg∶98 μg和864 μg∶216 μg配比诱芯的行为反应无显著差异。在RT-qPCR测定中，除GOBP1外，其余11个性信息素识别相关基因在Z11-16∶Ald和Z9-16∶Ald不同配比诱芯诱捕雄蛾触角中的表达水平均存在显著差异，其中PBP3, PBP4, PR1, PR2, PR4, PR5和PR6 7个基因的表达水平与性信息素配比之间存在显著的线性相关。【结论】本研究明确了中国二化螟不同地理种群性信息素嗅觉差异，不仅有助于提高该害虫的性诱防控效率，而且也有助于理解其嗅觉地理种群差异的成因。

【目的】松毛虫赤眼蜂Trichogramma dendrolimi是一种用于鳞翅目害虫生物防治的重要卵期寄生蜂。本研究旨在明确孤雌产雌生殖品系松毛虫赤眼蜂的产卵强度对其体内Wolbachia滴度及Wolbachia诱导的孤雌产雌生殖表型的影响。【方法】在室内调查了3个处理组松毛虫赤眼蜂雌蜂不同产卵强度(每日仅1 h供寄主卵、隔日24 h供寄主卵和持续供寄主卵)对其生物学指标包括7 d内逐日子代雄性比、逐日产卵量、累积子代雄性比和累积产卵量的影响；采用实时荧光定量PCR方法检测未产卵雌蜂(对照)以及每日仅1 h供寄主卵和持续供寄主卵的雌蜂体内Wolbachia滴度(wsp基因拷贝数)。【结果】持续供寄主卵的雌蜂累积子代雄性比显著高于每日仅1 h供寄主卵，但与隔日24 h供寄主卵相比无显著差异。3个处理组雌蜂逐日子代雄性比随日龄的增加均显著上升，其中持续供寄主卵的处理组的上升幅度最高。持续供寄主卵的雌蜂累计产卵量显著高于每日仅1 h供寄主卵和隔日24 h供寄主卵。3个处理组雌蜂逐日产卵量随日龄的增加而显著下降，其中持续供寄主卵的处理组的下降幅度最高。未产卵的雌蜂体内Wolbachia滴度显著高于持续提供寄主卵的雌蜂体内的滴度，但与每日仅1 h供寄主卵的雌蜂体内的滴度相比无显著差异。【结论】结果说明，当松毛虫赤眼蜂雌蜂产卵不受限制时，Wolbachia滴度减少，宿主孤雌产雌表型减弱；而限制雌蜂产卵有助于维持Wolbachia滴度和宿主孤雌产雌表型。研究结果为认识Wolbachia与宿主赤眼蜂之间的互作以及应用孤雌产雌生殖品系松毛虫赤眼蜂防控害虫提供一定的参考。

【目的】记录亚热带地区独栖性膜翅目昆虫的生物学特性，研究乔木树种多样性对缘叶舌蜂Hylaeus perforata及其天敌窄头褶翅蜂Gasteruption corniculigerum的影响。【方法】2015年8月至2018年9月，在江西省德兴市新岗山镇的生物多样性与生态系统服务功能实验样地人工林设置了标准化的人工巢管收集缘叶舌蜂与窄头褶翅蜂，观察其生物学特性，分析缘叶舌蜂和天敌窄头褶翅蜂多度以及窄头褶翅蜂寄生率与乔木树种丰富度、海拔、坡度、北向指数和东向指数5个环境变量的相关性。【结果】缘叶舌蜂一年多代，每年5-9月筑巢，4-8月羽化活动；使用树脂筑巢；平均每次建造巢室3.75±2.24个；巢的平均直径4.73±1.31 mm；以末龄幼虫越冬；后代性比显著偏向雌性。窄头褶翅蜂营盗寄生；每年仅在7月寄生缘叶舌蜂，后代会消耗掉寄主巢内所有蜂粮；9月羽化活动；羽化时间远晚于同期的寄主缘叶舌蜂。缘叶舌蜂和窄头褶翅蜂的多度与树种丰富度呈正相关，而其他4个环境变量对缘叶舌蜂和窄头褶翅蜂的多度没有显著影响。【结论】缘叶舌蜂是典型的独栖性蜜蜂，每次筑巢会产下多个后代，在春夏及初秋活动；窄头褶翅蜂在夏季寄生缘叶舌蜂，秋季羽化活动，发育时间远长于寄主，其他盗寄生类群一般寄生单个寄主的巢室，而窄头褶翅蜂会将寄主的所有巢室破坏并消耗掉寄主储存的所有蜂粮；树种多样性更高的环境更有利于高营养级的物种生存。

【目的】具有复杂背景的蝴蝶图像前背景分割难度大。本研究旨在探索基于深度学习显著性目标检测的蝴蝶图像自动分割方法。【方法】应用DUTS-TR数据集训练F³Net显著性目标检测算法构建前背景预测模型，然后将模型用于具有复杂背景的蝴蝶图像数据集实现蝴蝶前背景自动分割。在此基础上，采用迁移学习方法，保持ResNet骨架不变，利用蝴蝶图像及其前景蒙板数据，使用交叉特征模块、级联反馈解码器和像素感知损失方法重新训练优化模型参数，得到更优的自动分割模型。同时，将其他5种基于深度学习显著性检测算法也用于自动分割，并比较了这些算法和F³Net算法的性能。【结果】所有算法均获得了很好的蝴蝶图像前背景分割效果，其中，F³Net是更优的算法，其7个指标S测度、E测度、F测度、平均绝对误差(MAE)、精度、召回率和平均IoU值分别为0.940, 0.945, 0.938, 0.024, 0.929，0.978和0.909。迁移学习则进一步提升了F³Net的上述指标值，分别为0.961, 0.964, 0.963, 0.013, 0.965, 0.967和0.938。【结论】研究结果证明结合迁移学习的F³Net算法是其中最优的分割方法。本研究提出的方法可用于野外调查中拍摄的昆虫图像的自动分割，并拓展了显著性目标检测方法的应用范围。

【目的】明确山西翅果油树Elaeagnus mollis上发生危害的3种鳞翅目害虫形态鉴定特征及生活史特性，并基于mtDNA COI基因DNA条形码对这3个种进行快速物种识别鉴定。【方法】通过观察山西翅果油树上3种鳞翅目害虫成虫外部形态和解剖拍照雌、雄性外生殖器特征，利用PCR扩增对待测样本COI基因DNA条形码序列进行测定，与GenBank数据库中同源序列进行比对，基于COI基因DNA条形码序列构建邻接树 (neighborjoining, NJ)，结合形态学研究结果对这3种鳞翅目害虫开展种类鉴定。【结果】形态学鉴定结果表明，危害山西翅果油树的3种鳞翅目害虫为榆兴透翅蛾Synanthedon ulmicola、兴透翅蛾Synanthedon sp.和斜纹小卷蛾Apotomis sp.。对这3个种的外部形态和雌、雄性外生殖器鉴别特征进行了描述和绘图。DNA条形码序列比对分析结果显示，榆兴透翅蛾与GenBank数据库中Synanthedon sequoiae的COI基因核苷酸序列一致性为90.7%，兴透翅蛾与GenBank数据库中Synanthedon spheciformis的COI基因核苷酸序列一致性为90.0%，斜纹小卷蛾与GenBank数据库中Apotomis capreana的COI基因核苷酸序列一致性为92.7%，NJ树聚类分析结果显示3个种分别形成明显的单系分支，与形态学和序列比对鉴定结果相吻合。【结论】本研究基于形态学鉴定和COI基因DNA条形码分子鉴定明确了危害山西翅果油树的3种鳞翅目害虫——榆兴透翅蛾、兴透翅蛾和斜纹小卷蛾，并提供了3个种的形态鉴定特征、生活史资料，为重要经济树种翅果油树的害虫防治提供了理论依据和科学资料。

 昆虫主要依靠嗅觉系统寻找食物、发现配偶、控制交配、选择产卵地、逃避天敌等，因此嗅觉系统对昆虫的繁殖和生存至关重要。气味受体(odorant receptor, OR)是嗅觉系统中的关键成分之一，可被信息化合物激活引发特定行为产生。随着测序技术的发展，大量的农业昆虫的基因组和转录组被测序，从测序数据中分析获得了它们的OR家族。现在OR功能研究经常用到外源表达系统和CRISPR/Cas9系统。外源表达系统结合记录系统可用于目标OR表达和配体筛选，CRISPR/Cas9系统可从昆虫染色体上敲除目标OR基因，进而利用电生理技术和行为学实验研究其功能。本文系统总结了鳞翅目、直翅目、半翅目、双翅目、膜翅目和鞘翅目6个目30个种的农业昆虫OR的气味分子反应谱及功能，尤其是鳞翅目农业昆虫。农业昆虫的性信息素往往是由雌虫产生的两种或两种以上成分按一定比例组成的混合物，包括在种间生殖隔离中起作用的行为拮抗剂。每个种因此具有多个性信息素的受体，共同感受这些信息素信息，调控种内和种间性行为。有些OR可调谐至主要针对植物挥发物，包括花香气味，在寄主植物选择和雌虫选择产卵地等行为中起作用。聚集信息素受体可特异地被聚集信息素激活，引起聚集行为；报警信息素受体可特异地被报警信息素激活，引起排斥行为。研究农业昆虫OR的气味分子反应谱和功能可为开发在害虫防控中应用的性诱剂、食诱剂、拒食剂、聚集信息素等奠定理论基础。最后我们对未来的主要研究方向提出了以下建议：(1)开发新的外源OR表达系统；(2)研究在雌虫中特异调谐至针对雄虫产生的性信息素的性信息素受体的功能；(3)探讨OR与气味分子之间特异性相互作用的分子机制。

荔枝蝽Tessaratoma papillosa是荔枝和龙眼生产中的重要害虫，在中国南方及东南亚地区危害严重。该虫以若虫及成虫吸食寄主植物的嫩芽、嫩梢、花穗和幼果，成虫和3龄以上若虫是传播龙眼鬼帚病病原体的传病介体昆虫。本文综述了近60年来国内荔枝蝽的研究情况，旨在为广大科研工作者提供更详尽的荔枝蝽研究现状，以期为该虫的深入研究及绿色防控技术的研发提供参考。荔枝蝽为不完全变态昆虫，一年发生1代，若虫期80 d左右，成虫寿命为203~371 d，单雌产卵总量190粒左右，在习性上表现出明显的聚集性、趋光性、趋色性和趋嫩梢性。近年来，通过荔枝蝽触角感受器分类及分布观察，触角转录组数据测定和分析，臭腺解剖观察以及臭腺分泌物组分分析，对该虫触角和臭腺两大器官组织已有较深入研究及了解。目前，荔枝蝽的发生期主要通过卵巢发育分级法进行预测预报，对该虫的防治仍然是以化学防治为主，农业防治、物理防治和生物防治为辅的策略。其中，荔枝蝽生物防控技术研究报道最多，主要集中在天敌的保护利用和生物源农药的应用。由于荔枝蝽虫源的季节性制约和发生为害地域限制，对该虫的研究进展缓慢，深层次的研究较少，且所涉及到的研究领域也比较窄。从组学、分子生物学、细胞生物学等多角度探明荔枝蝽对寄主植物的选择机制，与寄主植物、天敌及共生菌间的互作关系，以及抗药性机理等，将为荔枝蝽绿色防治技术带来新思路。