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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

照片示停驻在茶树叶片上的茶六斑褐锦斑蛾Soritia pulchella(鳞翅目:斑蛾科)雌(左侧)(右侧)成虫。茶六斑褐锦斑蛾是一种昼出性昆虫,雌雄二型,飞行能力弱,是西藏茶园中的重要食叶害虫,直接影响茶叶品质、造成茶叶减产。本期报道了茶pp. 399-408)。照片由河南农业大学翟卿于2018718摄于西藏自治区林芝市波密县易贡茶场茶园。

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本期目录
2022年 第65卷 第3期 刊出日期:2022-03-20
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  • 导言
    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
    2022, 65(3):  257-260.  doi:10.16380/j.kcxb.2022.03.001
    摘要 ( 671 )   PDF (984KB) ( 725 )   PDF(mobile) (984KB) ( 59 )     
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    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。

    研究论文
    豌豆蚜触角转录组化学感受蛋白的鉴定、 表达和结合特性分析 Hot!
    刘靖涛, 王倩, 赵瑞, 王欢欢, 高洁, 董辉, 张永军, 丛斌, 谷少华
    2022, 65(3):  261-270.  doi:10.16380/j.kcxb.2022.03.002
    摘要 ( 566 )   PDF (7475KB) ( 331 )   PDF(mobile) (7475KB) ( 52 )     
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    【目的】本研究旨在鉴定豌豆蚜Acyrthosiphon pisum触角转录组中化学感受蛋白(chemosensory protein, CSP)基因,明确触角中高表达的豌豆蚜CSP蛋白与蚜虫报警信息素、性信息素以及植物挥发物的分子结合特性。【方法】通过对豌豆蚜成蚜触角进行转录组测序,鉴定触角中候选CSP基因;采用RPKM值和半定量RT-PCR分别明确这些CSP基因在豌豆蚜成蚜触角以及不同组织(触角、口针、去除触角和口针的头、胸、腹、足和翅)中的表达谱;通过荧光竞争结合实验测定这些触角CSPs与蚜虫报警信息素和性信息素以及植物挥发物的结合特性。【结果】在豌豆蚜成蚜触角转录组中鉴定得到10个CSP基因。RPKM值和半定量RT-PCR分析结果表明ApisCSP2, ApisCSP4和ApisCSP5在豌豆蚜成蚜触角中表达量最高。荧光竞争结合实验表明ApisCSP4与报警信息素主要组分(E)-β-法尼烯[(E)-β-farnesene, EβF]和微量组分(-)-α-蒎烯结合力强,Ki值分别为2.2±0.8和4.9±0.7 μmol/L; ApisCSP5与两种性信息素组分(+)-(4aS,7S,7aR)-荆芥内酯和(-)-(1R,4aS,7S,7aR)荆芥醇结合力强,Ki值分别为4.8±0.9和2.6±0.6 μmol/L。【结论】豌豆蚜成蚜触角转录组中鉴定到10个CSP基因,其中ApisCSP4和ApisCSP5可能分别参与了蚜虫报警信息素和性信息素的转运。

    草地贪夜蛾三个SfruPBPs对本种及同域种劳氏粘虫性信息素及腺体组分的亲和力
    郑树壕, 司玉晓, 闫祺, 郭慧芳, 董双林
    2022, 65(3):  271-279.  doi:10.16380/j.kcxb.2022.03.003
    摘要 ( 323 )   PDF (1912KB) ( 215 )   PDF(mobile) (1912KB) ( 33 )     
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    【目的】测定草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda 3个信息素结合蛋白(pheromone binding protein, PBP)(SfruPBP)对草地贪夜蛾及同域近缘种劳氏粘虫Leucania loreyi性信息素及腺体组分的结合特性,探究草地贪夜蛾这3个SfruPBPs在两种昆虫不同性信息素组分识别中的作用。【方法】以pET-30a(+)为载体分别构建草地贪夜蛾3个SfruPBPs的原核表达质粒,导入大肠杆菌Escherichia coli并培养至OD600=0.6~0.8后,加入IPTG进行这3个SfruPBPs的诱导表达,采用Ni-NTA琼脂糖磁珠进行蛋白纯化;利用荧光竞争结合实验测定这3个SfruPBPs与草地贪夜蛾和劳氏粘虫的共14种性信息素和腺体组分的结合特性。【结果】原核表达获得SfruPBP1-3重组蛋白,进一步纯化后电泳检测得到单一且预期大小的目的蛋白。荧光竞争结合实验测定发现,在草地贪夜蛾和劳氏粘虫已报道的总计14种性信息素和腺体组分中,SfruPBP1对这两种害虫的性信息素主组分Z9-14∶Ac特异性强结合,Ki=0.80 μmol/L;SfruPBP2结合谱较广,除对性信息素次要组分Z7-12∶Ac及腺体组分12∶Ac, E7-12∶Ac和Z10-14∶Ac强结合(Ki<1.00 μmol/L)外,还对性信息素主组分Z9-14∶Ac及腺体组分Z9-12∶Ac和11-12∶Ac具中等结合能力(1.00 μmol/LZ912∶Ac具中等结合能力(Ki=1.36 μmol/L)。在上述与SfruPBP具有强或中等结合能力的组分中,Z9-14∶Ac, Z7-12∶Ac及12∶Ac也是劳氏粘虫的性信息素或腺体组分,但3个SfruPBPs对劳氏粘虫的特有腺体组分Z7-14∶Ac均无明显结合能力。【结论】草地贪夜蛾3个SfruPBPs均在其性信息素感受中发挥作用,但不同SfruPBPs具有明显的组分选择性;这3个SfruPBPs对劳氏粘虫的腺体特有组分Z7-14∶Ac均无明显结合能力。

    棉大卷叶螟求偶行为节律和性信息素鉴定
    朱俣伟, 司玉晓, 邓颖, 李瑜, 邓建宇, 董双林, 闫祺
    2022, 65(3):  280-288.  doi:10.16380/j.kcxb.2022.03.004
    摘要 ( 226 )   PDF (2287KB) ( 233 )   PDF(mobile) (2287KB) ( 24 )     
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    【目的】观察棉大卷叶螟Sylepta derogata雌蛾的求偶行为及其动态节律,并鉴定该虫的性信息素组分,为开发该虫的性诱剂并应用于种群测报和绿色防控提供依据。【方法】将棉大卷叶螟处女雌蛾单头放入塑料杯中,从暗期开始前0.5 h到暗期结束后0.5 h,每隔0.5 h观察并记录1次雌蛾的求偶情况;在棉大卷叶螟雌蛾求偶高峰期采用正己烷作为溶剂对雌蛾性信息素腺体进行浸提;利用气相色谱-触角电位联用仪(GC-EAD)确定性信息素腺体浸提液中活性组分所对应的色谱峰;利用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)获得性腺浸提液中活性组分的化学结构信息。【结果】棉大卷叶螟雌蛾求偶高峰期在暗期4-7.5 h之间,3-4日龄雌蛾求偶行为最为活跃;求偶时触角左右摆动,双翅快速振动,产卵器持续外伸。GC-EAD分析结果表明,雌蛾性信息素腺体浸提液中有两种组分可引起雄蛾较强的EAG反应;GC-MS分析结果表明,其中含量较高的组分为双键位于第10和12位的十六碳烯不饱和醛(10,12-16∶Ald),通过比对性信息素浸提液与含10,12-16∶Ald 4种同分异构体的标准品混合溶液的GC分析图谱进一步确定为E10,Z12-16∶Ald。进一步的触角电位测定结果显示雄蛾触角对E10,Z12-16∶Ald有显著的电位反应,且呈现一定的剂量效应。【结论】棉大卷叶螟3-4日龄雌蛾求偶最为活跃,求偶高峰期为暗期4-7.5 h之间,推测性信息素主组分为E10,Z12-16∶Ald,有待田间诱捕试验进行验证。

    稻纵卷叶螟对性信息素和花香的嗅觉行为反应及在其种群监测中的应用 Hot!
    郭前爽, 卓富彦, 朱景全, 林宇丰, 张政兵, 黄德超, 张素丽, 杜永均
    2022, 65(3):  289-303.  doi:10.16380/j.kcxb.2022.03.005
    摘要 ( 332 )   PDF (2068KB) ( 238 )   PDF(mobile) (2068KB) ( 29 )     
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     【目的】 明确稻纵卷叶螟Cnaphalocrocis medinalis生理状态对性信息素和花香气味的嗅觉行为反应的影响,以及在田间性信息素和花香气味诱蛾量的动态。【方法】于2020年在广西、湖南、浙江、四川5个试验点,通过田间网捕、花香气味和性信息素诱捕稻纵卷叶螟成虫,结合解剖卵巢和精巢,比较性信息素和花香诱捕的基本迁入型(强迁飞型)、本地繁殖型(居留型和扩散型)、大部迁出型(强迁飞型)稻纵卷叶螟蛾在嗅觉行为上的差异。按测报行业标准调查田间各龄虫量及其动态,分析田间性信息素诱和花香诱蛾量的动态与田间调查各龄幼虫种群数量和发生时间之间的关系,调查网捕和花香诱雌蛾成熟卵巢比例随不同生理状态和季节的变化。【结果】基本迁入型稻纵卷叶螟在迁飞过程中可能已经交配,在着陆后有一段交配间隔的行为静止期,之后先对性信息素有反应,产卵的后期对花香气味有反应,其时间差基本上就是产卵前期。本地繁殖型稻纵卷叶螟对性信息素反应强,性信息素诱效果好,但花香诱捕效果差。大部迁出型雄蛾对性信息素的诱捕反应低,其雌雄蛾对花香气味诱捕反应也很低。基本迁入型花香诱雌蛾卵巢级别比较高,特别是卵巢Ⅴ级、已产卵的比例远高于网捕雌蛾。本地繁殖型种群,花香诱捕到的雌蛾交配次数显著高于田间网捕的, 如湖南攸县,花香诱Ⅴ级卵巢雌蛾的交配次数为3.5±1.0,最高5次,而网捕的Ⅴ级卵巢雌蛾的交配次数为2.6±0.4,最高3次。雄蛾精巢体积大小是田间网捕>性信息素诱>花香诱。性信息素诱雄蛾的死亡率显著低于花香诱雄蛾的。花香诱捕的时间发生在整个晚上,黑暗后出现第一个高峰,而性信息素诱发生在凌晨1∶00时后至天亮结束。从诱捕动态来分析,性信息素诱的基本迁入型蛾峰早于花香诱。同一时期,通过调查广西田阳、湖南攸县水稻田间,发现各龄幼虫的发育进程和数量变化与性信息素诱蛾量之间存在相关性。【结论】初步建立起性信息素诱和花香诱稻纵卷叶螟蛾量与田间各龄幼虫种群数量和发生时间之间的关系,为田间稻纵卷叶螟的精准施药提供了技术依据。

    黄地老虎幼虫取食诱导的棉花植株挥发物驱避雌蛾产卵
    李梦宇, 张涛, 夏施珂, 肖海军, 陆宴辉
    2022, 65(3):  304-311.  doi:10.16380/j.kcxb.2022.03.006
    摘要 ( 350 )   PDF (1400KB) ( 266 )   PDF(mobile) (1400KB) ( 17 )     
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    【目的】评价黄地老虎Agrotis segetum幼虫取食危害诱导棉花植株产生的虫害诱导植物挥发物(herbivore-induced plant volatiles, HIPVs)对雌蛾产卵选择的影响,并鉴定HIPVs的主要组分及其功能,以筛选对雌蛾产卵有吸引或驱避作用的活性成分。【方法】利用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)筛选出棉花植株被黄地老虎幼虫取食危害诱导产生的HIPVs,然后利用触角电位仪(EAG)和产卵笼分别测试黄地老虎雌蛾对HIPVs主要组分的电生理反应和产卵选择。【结果】黄地老虎雌蛾显著偏好在健康棉株上产卵,产卵量为在受幼虫危害棉株上的6.59倍。黄地老虎幼虫取食棉花植株诱导产生的HIPVs主要包括苯甲醛、芳樟醇、β-石竹烯、葎草烯、十四烷、十六烷等,其中黄地老虎雌蛾对苯甲醛和芳樟醇的触角反应较明显,并且随苯甲醛和芳樟醇浓度增加而逐步增大。在产卵笼试验中,芳樟醇可显著驱避黄地老虎雌蛾产卵,而苯甲醛则吸引其产卵。【结论】黄地老虎幼虫危害棉花植株产生的HIPVs对雌蛾产卵具有明显驱避作用,其中芳樟醇有望作为一种产卵驱避剂。

    寄主转换对美国白蛾幼虫生长发育和消化酶活性的影响
    耿薏舒, 赵旭东, 韩阳阳, 乔恒, 郝德君
    2022, 65(3):  312-321.  doi:10.16380/j.kcxb.2022.03.007
    摘要 ( 201 )   PDF (1601KB) ( 483 )   PDF(mobile) (1601KB) ( 12 )     
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     【目的】明确寄主转换对美国白蛾Hyphantria cunea 幼虫生长发育以及体内消化酶活性的影响,探究美国白蛾幼虫在不同寄主植物之间转换后的适应性与生理响应机制。【方法】在实验室条件下,人工饲料饲养美国白蛾一代后,第2代初孵幼虫分别持续饲喂落羽杉Taxodium distichum与日本晚樱Cerasus serrulata,建立室内美国白蛾落羽杉种群和日本晚樱种群。在两个种群幼虫发育至3龄时,分别取食原寄主和转换寄主植物,形成4个处理组,即持续取食落羽杉的美国白蛾种群(T-T)、持续取食日本晚樱的美国白蛾种群(C-C)、取食落羽杉转至取食日本晚樱的美国白蛾种群(T-C)和取食日本晚樱转至取食落羽杉的美国白蛾种群(C-T),测定其生长发育参数(发育历期、幼虫存活率、幼虫平均体重和蛹重)和5龄幼虫营养效应指标[相对生长率(relative growth rate, RGR)、相对取食量(relative consumption rate, RCR)、食物利用率(efficiency conversion of ingested food, ECI)、食物转化率(efficiency conversion of digested food, ECD)和近似消化率(approximate digestibility, AD)],并利用酶动力学方法检测了寄主转化过程中美国白蛾4龄幼虫中肠消化酶(总蛋白酶、强碱性胰蛋白酶、弱碱性胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、淀粉酶和脂肪酶)活性。【结果】在寄主转换处理条件下,不同处理的美国白蛾发育历期、蛹重和幼虫存活率存在显著差异。T-T幼虫历期和蛹期均最短,幼虫存活率最高;C-C幼虫历期和蛹期均最长,幼虫死亡率最高;而转换寄主后,美国白蛾的生长发育指标与早期寄主上的有显著差异。T-C幼虫的相对取食量显著低于其他种群的,食物利用率和食物转化率均显著高于其他种群的。T-C幼虫的近似消化率最低,C-C幼虫的近似消化率最高,而其他2个种群间近似消化率无显著差异。寄主转换处理后,美国白蛾幼虫中肠消化酶呈现不同的活力水平,C-C幼虫中肠胰蛋白酶活性显著高于其他种群的、胰凝乳蛋白酶活性显著高于T-T和T-C种群的,C-C和C-T幼虫中肠淀粉酶活性显著高于其他处理种群,T-C幼虫中肠脂肪酶活性显著低于其他处理种群。【结论】美国白蛾幼虫在不同寄主转换后生长发育及消化酶活性均呈现不同程度的差异。本研究明确了寄主转换后美国白蛾幼虫的表型可塑型和消化生理的响应。结果为深入揭示美国白蛾对寄主植物的适应性及寄主植物介导的种群扩张成灾机制奠定了基础。

    白星花金龟对寄主植物挥发物的电生理反应 Hot!
    王光宇, 张萌萌, 陈立
    2022, 65(3):  322-332.  doi:10.16380/j.kcxb.2022.03.008
    摘要 ( 473 )   PDF (3284KB) ( 318 )   PDF(mobile) (3284KB) ( 45 )     
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     【目的】白星花金龟Protaetia brevitarsis是我国经济上重要的农业害虫。本研究拟鉴定苹果、葡萄和玉米3种果实在两种状态(健康与受白星花金龟成虫为害)下的挥发物中能引起白星花金龟雌成虫触角电生理反应的挥发物成分。【方法】采用动态顶空吸附法收集苹果、葡萄和玉米3种果实的挥发物,用气相色谱-触角电位联用技术(gas chromatography-electroantennogram detection, GC-EAD)筛选果实挥发物中的活性成分,用气相色谱-质谱联用技术(gas chromatography-mass spectrometry, GC-MS)对活性成分进行鉴定,然后用内标法对EAD活性成分进行定量,最后根据主成分分析和聚类分析对3种果实受白星花金龟为害前后的挥发物活性成分进行评价。【结果】在苹果、葡萄和玉米中分别鉴定出23, 23和25种挥发物可引起白星花金龟雌成虫明显的触角电位反应。根据主成分分析和基于主成分1和2的聚类分析将6个处理的挥发物分成5组,分别为来自健康苹果、受害苹果、健康葡萄+受害葡萄、健康玉米和受害玉米,3种果实之间主要挥发物成分差异较大。受害前后释放量显著减少的酯有7种(2-甲基丁基乙酸酯、2-甲基丁酸丙酯、乙酸戊酯、己酸甲酯、丁酸丁酯、乙酸己酯和异戊酸己酯),显著增加的醇有3种(2-甲基丙醇、2-甲基丁醇和顺-3-己烯醇)。【结论】3种果实中能够引起白星花金龟成虫触角电位反应的挥发物成分以醇和酯类为主,受白星花金龟为害后大部分醇类化合物的含量有所增加,酯类化合物的含量减少。本研究鉴定出58种能够引起电生理反应的挥发物成分,可通过后续的室内与田间行为试验测试这些物质的引诱作用。

    沙葱萤叶甲成虫触角感器超微结构及对沙葱挥发物的触角电位反应
    李玲, 李娜, 庞保平
    2022, 65(3):  333-342.  doi:10.16380/j.kcxb.2022.03.009
    摘要 ( 129 )   PDF (13437KB) ( 283 )   PDF(mobile) (13437KB) ( 17 )     
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     【目的】明确沙葱萤叶甲Galeruca daurica成虫触角感器类型及对寄主植物挥发物的电生理反应,为进一步研究沙葱萤叶甲的化学感受机理奠定基础。【方法】使用扫描电子显微镜观察沙葱萤叶甲成虫触角上的感器类型;采用顶空动态吸附收集法采集寄主植物沙葱Allium mongolium的挥发物,利用气质联用仪测定沙葱主要挥发物组分,并利用触角电位技术(electroantennogram, EAG)测定沙葱萤叶甲成虫对这一寄主植物主要挥发物成分的电生理反应。【结果】沙葱萤叶甲成虫触角上分布的感器主要有5种类型,分别是毛形感器(sensilla trichodea, ST)、刺形感器(sensilla chaetica, SC)、锥形感器(sensilla basiconica, SB)、钟形感器(sensilla campaniformia, SCa)和Bhm氏鬃毛(Bhmbristles, BB)。沙葱挥发物主要由32种化合物组成,其中,含硫化合物占总量的49.3%。雌成虫对二烯丙基硫醚、二烯丙基二硫、顺-2-己烯-1-醇、2-己烯醛、苯甲酸甲酯和己醛6种化合物表现出较强的触角电位反应,雄成虫仅对二烯丙基二硫和2-己烯醛表现出较强的触角电位反应,雌成虫对多数气味化合物的触角电位反应均强于雄成虫。当浓度为1 mol/L时,测试的6种化合物(除2-己烯醛外)均能激发沙葱萤叶甲成虫产生最强的触角电位反应。【结论】沙葱释放的6种化合物二烯丙基硫醚、二烯丙基二硫、顺-2-己烯-1-醇、2-己烯醛、苯甲酸甲酯和己醛能引起沙葱萤叶甲成虫强烈的触角电位反应,且除2-己烯醛外,沙葱萤叶甲对各化合物的EAG反应随着浓度的上升而增强。

    艾草和窃衣挥发物的提取鉴定及其对烟粉虱 MED隐种成虫选择性的影响
    徐会男, 穆扬, 张战泓, 张卓, 张德咏, 谭新球, 史晓斌, 刘勇
    2022, 65(3):  343-350.  doi:10.16380/j.kcxb.2022.03.010
    摘要 ( 345 )   PDF (1214KB) ( 237 )   PDF(mobile) (1214KB) ( 12 )     
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     【目的】在前期研究中,我们发现艾草Artemisia argyi和窃衣Torilis scabra都有吸引或驱避昆虫的作用。然而还未见有研究报道艾草和窃衣以及它们的挥发物对烟粉虱Bemisia tabaci MED隐种成虫的作用。本研究旨在检测能否利用艾草和窃衣及其挥发物对烟粉虱MED隐种成虫实施绿色防控。【方法】通过四臂嗅觉仪和Y型嗅觉仪分别测定烟粉虱MED隐种成虫对4种植物(番茄Solanum lycopersicum、艾草、窃衣、黄瓜Cucumis sativus)的选择性和对艾草和窃衣的嗅觉反应,并利用GC-MS对艾草和窃衣叶片中挥发物成分和相对含量进行鉴定分析,最后通过Y型嗅觉仪检测烟粉虱MED隐种成虫对艾草和窃衣叶片中主要挥发物的嗅觉反应。【结果】烟粉虱MED隐种成虫选择番茄和黄瓜的数量(分别为22头和21头)显著多于对艾草和窃衣的选择数量(分别为16头和9头);进一步测定烟粉虱MED隐种成虫对艾草和窃衣的选择性发现,烟粉虱MED隐种成虫对艾草选择数(60头)极显著多于对空白对照的选择数(22头),而对窃衣的选择数(22头)极显著少于对空白对照的选择数(55头)。GC-MS分析发现,艾草叶片中α-可巴烯(α-copaene)的含量最高,窃衣叶片中环己烯(cyclohexene)的含量最高。嗅觉反应试验表明,烟粉虱MED隐种成虫对1 μg/L α-可巴烯的选择数(60头)极显著多于对空白对照的选择数(24头),对1 μg/L环己烯的选择数(20头)极显著少于对空白对照的选择数(62头)。【结论】艾草叶片挥发物对烟粉虱MED隐种成虫表现出较强的吸引性,窃衣叶片挥发物对烟粉虱MED隐种成虫表现出强烈的驱避性,因此可以利用挥发物加工成食诱剂或驱避剂对烟粉虱MED隐种成虫进行有效地防控。

    综 述
    信息化学物质在害虫监测中的应用
    张真, 王鸿斌, 陈国发, 孔祥波, 张苏芳, 刘福
    2022, 65(3):  351-363.  doi:10.16380/j.kcxb.2022.03.011
    摘要 ( 307 )   PDF (3633KB) ( 289 )   PDF(mobile) (3633KB) ( 46 )     
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     种群监测是害虫种群预测与防治决策制定中十分重要的环节,而利用信息化学物质进行昆虫成虫种群监测,与其他各虫态或寄主被害率等的抽样调查方法相比,具有简便、省工、费用低、具种特异性、在低虫口密度下灵敏、监测范围广等特点。信息化学物质的应用主要包括昆虫种类和分布区检测、害虫发生期监测和发生量或为害水平监测。前两个方面的应用没有争议,而害虫发生量监测比较复杂,具有正反两方面的事例,其可靠性存在争议。本文在总结国内外研究结果的基础上,对如何提高利用信息化学物质进行监测和预测的可靠性进行了探讨。影响信息化学物质监测和预测害虫危害程度的因素很多,包括信息化学物质的成分、组成、剂量、释放速率,诱捕器种类和林间设置方法,监测对象的生物学、种群动态和发生阶段,害虫的生活环境条件(包括生物学因素如寄主种类、组成、年龄和密度等以及非生物因素如气候因子等),危害损失的估计方法,以及预测模型的类型和建模方法等。研究分析表明,正确的信息化学物质组成和比例、适当的信息化学物质用量和诱芯载体对信息化学物质的持续稳定释放是监测可靠性的基础,诱捕器的种类、设置方式、密度也需要进行测试并规范化,另外还需根据所监测对象的特性及其所处的环境研究制定特定的种群密度水平或寄主被害率统计方法及预测模型,建立系统的监测规范和程序。只要建立了符合所监测害虫特性和所处环境条件的监测方案,基于信息化学物质的害虫监测是可靠的。

    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
    2022, 65(3):  364-385.  doi:10.16380/j.kcxb.2022.03.012
    摘要 ( 728 )   PDF (2283KB) ( 716 )   PDF(mobile) (2283KB) ( 75 )     
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    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。

    昆虫对CO2感受机制的研究进展
    陈秋燕, 刘杨, 王桂荣
    2022, 65(3):  386-398.  doi:10.16380/j.kcxb.2022.03.013
    摘要 ( 353 )   PDF (1585KB) ( 579 )   PDF(mobile) (1585KB) ( 16 )     
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    CO2是空气的重要组分,它既是植物光合作用的主要原料之一,也可以作为环境中的化学信号直接影响昆虫的生命活动。CO2在双翅目、鞘翅目和鳞翅目昆虫的觅食行为中都发挥着重要作用;CO2可以影响蝇类和蛾类的产卵行为;CO2是社会性昆虫调节巢穴内气候条件的重要指标。对昆虫感受CO2的机制研究一方面可以拓展对昆虫化学感受体系的认知,另一方面可以给害虫监测和防治提供新的策略。从2007年在果蝇Drosophilia中鉴定得到GR21aR63a两个共表达的CO2受体基因以来,随着高通量测序技术的发展,结合同源比对分析,多种昆虫的CO2受体基因得到了鉴定,至此,昆虫在外周神经水上感受CO2机制的研究进展有了重大突破。昆虫的CO2受体基因表达在特定的受体神经元上,这些受体神经元能够感受环境中极低浓度的CO2,并将CO2信号进一步传导至脑的中枢神经系统。昆虫在中枢神经水平上对CO2信号的处理分为在脑初级中枢触角叶中的处理和在脑高级中枢的处理。触角叶内的CO2投射神经元在触角叶中的特定嗅小球内形成复杂的树突,然后这些投射神经元继续向脑的高级中枢投射到前脑的侧角,再向上投射到蕈形体冠。一些昆虫的基因组中并未鉴定到CO2受体基因的同源基因,但这些昆虫对CO2的反应早有报道,这暗示昆虫中存在其他感受CO2的通路。本文从CO2对昆虫生命活动的重要性、昆虫在外周神经水平上感受CO2的机制、昆虫在中枢神经水平上感受CO2的机制、昆虫中其他感受CO2的通路4个方面综述了相关研究进展,着重介绍了CO2对昆虫的影响和CO2受体基因的鉴定及功能研究,旨在为后续的CO2感受机制的研究和绿色防控手段的开发提供可借鉴的思路和方法。

    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
    2022, 65(3):  399-408.  doi:10.16380/j.kcxb.2022.03.014
    摘要 ( 450 )   PDF (1315KB) ( 633 )   PDF(mobile) (1315KB) ( 31 )     
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    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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    65卷第3期中英文目录  
    2022, 65(3):  409-409. 
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