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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

照片示多异瓢虫Hippodamia variegata(鞘翅目: 瓢虫科)成虫。本期报道了多异瓢虫气味受体HvarOR21的基因克隆及配体结合特性分析(pp. 1307‒1317)。照片由张润志研究员(中国科学院动物研究所)于2022年6月18日摄于北京市怀柔区黄花城村。

本期目录
2024年 第67卷 第10期 刊出日期:2024-10-20
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  • 研究论文
    SfAp参与调控白背飞虱的翅发育
    杨熙彬, 雷庆, 龙慧, 龙贵云, 杨洪, 金道超
    2024, 67(10):  1299-1306.  doi:10.16380/j.kcxb.2024.10.001
    摘要 ( 188 )   PDF (4106KB) ( 200 )     
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    【目的】Apterous(Ap)属于LIM结构域家族的发育调控蛋白。本研究旨在探究Ap基因在白背飞虱Sogatella furcifera翅发育中的作用。【方法】基于白背飞虱基因组和转录组数据库,采用RT-PCR验证SfAp的cDNA序列并进行生物信息学分析;利用RT-qPCR检测SfAp在白背飞虱不同发育阶段(1-5龄若虫和雌雄成虫)和成虫不同组织(头、胸、腹、足、翅、体壁、脂肪体和肠道)中的表达量;通过RNAi技术靶向沉默3龄若虫SfAp后观察白背飞虱的生长发育情况,并统计RNAi后的存活率、总死亡率和翅畸形率,采用RT-qPCR测定翅发育信号通路关键基因(鞣化激素基因SfBurs-αSfBurs-β、 Hippo信号通路基因SfHippoSfSal、 Wnt信号通路基因SfWg、 Hedgehog信号通路基因SfHhSfDppSfHOW)的表达量。【结果】克隆获得了白背飞虱SfAp(GenBank登录号: PP901867)的开放阅读框,长1 287 bp,编码428个氨基酸的蛋白质,其编码蛋白质预测的分子量为47.41 kD,理论等电点为8.99, SfAp含有典型的LIM保守结构域; SfAp与褐飞虱Nilaparvata lugens的NlAp亲缘关系最近,氨基酸序列一致性达84.86%。发育表达谱结果显示, SfAp在4龄若虫前表达量较高,随后逐渐下降,到5龄第3天若虫期表达量显著升高,成虫羽化后表达量下降;组织表达谱结果表明, SfAp在成虫胸部中表达量最高,其次是在腹部、脂肪体和肠道中高量表达。显微注射dsSfAp导致羽化成虫表现出翅不伸展及畸形,并且翅发育相关基因SfBurs-α, SfBurs-β, SfHippo, SfSal, SfWg, SfHh, SfDppSfHOW的表达也被显著抑制。【结论】SfAp通过影响翅发育信号通路关键基因的表达量,进而影响白背飞虱的翅伸展及发育过程。
    多异瓢虫气味受体HvarOR21的基因克隆及配体结合特性分析 Hot!
    谢佼昕, 唐浩宇, 赵丹阳, 羿超群, 刘晓旭, 张永军
    2024, 67(10):  1307-1317.  doi:10.16380/j.kcxb.2024.10.002
    摘要 ( 155 )   PDF (6159KB) ( 206 )     
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    【目的】克隆多异瓢虫Hippodamia variegata触角中高表达的气味受体基因HvarOR21,明确HvarOR21的配体结合特性,为揭示多异瓢虫定位猎物栖境的嗅觉识别机制提供理论基础。【方法】基于多异瓢虫成虫触角转录组测序数据与气味受体鉴定结果,通过PCR克隆具有完整开放阅读框(open reading frame, ORF)的HvarOR21 cDNA序列;利用系统发育进化分析和序列分析分别研究HvarOR21的分类及序列结构特征;采用爪蟾Xenopus卵母细胞体外表达结合双电极电压钳记录重组表达蛋白HvarOR21对66种候选气味化合物的电生理反应;通过同源性建模和分子对接模拟预测HvarOR21与癸醛的结合位点。【结果】克隆得到多异瓢虫HvarOR21(GenBank 登录号: PP236119)的cDNA全长序列; HvarOR21含有7个跨膜结构域,且N末端位于胞内, C末端位于胞外,符合昆虫气味受体的典型特征,属于鞘翅目(Coleoptera)气味受体G5分支成员。重组HvarOR21对癸醛有反应,且呈剂量依赖性。HvarOR21与癸醛通过疏水作用及范德华力结合多个氨基酸残基,结合力为-22.18 kJ/mol。【结论】癸醛是棉蚜Aphis gossypii为害棉花后释放的虫害诱导植物挥发性化合物。HvarOR21特异性对癸醛有电生理反应,且与癸醛的结合力较强,提示HvarOR21在多异瓢虫定位猎物栖境中发挥作用。
    家蚕生殖调控相关miRNA(Bmo-miR-2763)的靶基因鉴定及表达分析
    刘卓, 孙妍妍, 仝子乾, 石慧轩, 阚云超, 乔惠丽
    2024, 67(10):  1318-1326.  doi:10.16380/j.kcxb.2024.10.003
    摘要 ( 100 )   PDF (1988KB) ( 85 )   PDF(mobile) (1988KB) ( 8 )     
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    【目的】miRNAs不仅调控昆虫的变态发育过程,在昆虫的生殖调控中也发挥重要作用。本研究旨在通过对家蚕Bombyx mori生殖调控相关miRNA(Bmo-miR-2763)的靶基因进行鉴定和表达分析,揭示miRNA在家蚕精巢和卵巢发育调控中的潜在分子机制。【方法】利用生物信息学方法预测Bmo-miR-2763的靶基因;利用qRT-PCR检测每头家蚕5龄幼虫血淋巴中注射5 μg 20-羟基蜕皮酮(20-hydroxyecdysone, 20E)后2, 6, 12和24 h时Bmo-miR-2763及其预测靶基因Bmo-GRF在脂肪体中的表达量;并利用qRT-PCR检测Bmo-miR-2763及其预测靶基因BmGRF在20E处理24 h时5龄幼虫不同组织(血淋巴、表皮、中肠、头、脂肪体、丝腺、马氏管、精巢和卵巢)以及未处理的正常家蚕4-5龄幼虫、蛹和成虫中的表达量;双荧光酶报告载体系统分析Bmo-miR-2763与其预测靶基因BmGRF的互作。【结果】与对照组相比,20E处理后家蚕5龄幼虫脂肪体中Bmo-miR-2763的表达量显著升高;Bmo-miR-2763的预测靶基因BmGRF也显著上调。Bmo-miR-2763和BmGRF在20E处理后24 h时家蚕5龄幼虫精巢和卵巢中都有较高表达量,且二者在精巢中的表达趋势一致,在卵巢中表达趋势相反;BmGRF在未处理正常家蚕不同发育阶段的表达量变化与Bmo-miR-2763的表达量呈负相关。双荧光素酶活性检测结果显示,Bmo-miR-2763模拟物和BmGRF 3′UTR过表达载体共转染时,荧光素酶活性下降56%,表明Bmo-miR-2763可与靶基因BmGRF 3′UTR区的互作抑制其在翻译水平的表达。【结论】 20E可诱导家蚕Bmo-miR-2763的表达,Bmo-miR-2763可通过调控靶基因BmGRF参与家蚕卵巢的发育调控。
    土壤干旱胁迫对韭菜迟眼蕈蚊生理代谢、卵巢发育和卵黄蛋白含量的影响
    王宝山, 刘文龙, 迟秀丽, 刘泽洋, 孙丽娟, 郑长英
    2024, 67(10):  1327-1338.  doi:10.16380/j.kcxb.2024.10.004
    摘要 ( 86 )   PDF (2364KB) ( 122 )   PDF(mobile) (2364KB) ( 6 )     
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     【目的】明确土壤干旱胁迫对韭菜迟眼蕈蚊Bradysia cellarum生理代谢、卵巢发育和卵黄原蛋白含量的影响。【方法】分别利用相对含水量10%(干旱胁迫)和40%(湿润处理)的土壤饲养韭菜迟眼蕈蚊后,测定其2和4龄幼虫及雌雄成虫中关键代谢物质(可溶性蛋白、脂肪、糖原和海藻糖)含量和保护酶活性[超氧化物歧化酶(superoxide dismutase, SOD)、过氧化氢酶(catalase, CAT)和过氧化物酶(peroxidase, POD)]的变化;解剖雌成虫卵巢,观测卵巢发育状态;对1-3日龄蛹和成虫中卵黄蛋白相对含量和卵黄原蛋白基因(Vg)表达量进行测定。【结果】与湿润处理下相比,干旱胁迫下韭菜迟眼蕈蚊4龄幼虫体内含水量和取食量显著降低,其中干旱胁迫48 h后4龄幼虫取食量较湿润处理降低35.72%。与湿润处理下相比,干旱胁迫下4龄幼虫和雌成虫体内蛋白质和脂肪含量显著下降,海藻糖含量显著升高; 4龄幼虫和雌成虫体内的SOD, CAT和POD这3种保护酶活性显著上升,其中4龄幼虫SOD, CAT和POD活性分别提高31.64%, 18.69%和48.61%,雌成虫SOD, CAT和POD活性分别提高34.13%, 12.67%和31.35%。干旱胁迫抑制雌成虫卵巢发育,破坏卵巢结构。与湿润处理相比,干旱处理雌成虫卵黄蛋白含量显著下降, Vg表达量也显著下降,其中2日龄成虫Vg表达量在两种处理间差异最显著,干旱胁迫下Vg表达量较湿润处理下下降35.66%。【结论】韭菜迟眼蕈蚊通过调节生理代谢抵御干旱胁迫,雌成虫体内卵黄蛋白含量下降导致繁殖力显著降低。本研究为利用土壤干旱胁迫技术防控韭菜迟眼蕈蚊提供理论依据。
    细胞凋亡在麦长管蚜获取和传播大麦黄矮病毒过程中的调控作用 Hot!
    廖奕钦, 柴瑞瑞, 刘池平, 罗晨, 胡祖庆
    2024, 67(10):  1339-1351.  doi:10.16380/j.kcxb.2024.10.005
    摘要 ( 86 )   PDF (6431KB) ( 70 )     
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    【目的】探明细胞凋亡在麦长管蚜Sitobion avenae传播大麦黄矮病毒(barley yellow dwarf virus, BYDV)GAV株系(BYDV-GAV)过程中的调控作用。【方法】采用qPCR法检测携带和未携带 BYDV-GAV麦长管蚜成蚜体内细胞凋亡关键基因胱天蛋白酶家族基因Caspase-1和Caspase-3及凋亡抑制蛋白基因IAP-1和IAP-2的表达量,并采用原位末端标记法(TdT-mediated dUTP nick and labeling, TUNEL)检测上述麦长管蚜成蚜中肠和唾液腺组织细胞凋亡水平;分别在人工饲料中添加细胞凋亡抑制剂Ac-DEVD-CHO和Caspase-1特异性激活剂PAC-1饲喂携带和未携带BYDV-GAV麦长管蚜成蚜后,在获毒和传毒不同时间利用qPCR法检测成蚜体内Caspase-1的表达量和BYDV-GAV CP拷贝数,并利用RT-PCR法检测其传播BYDV-GAV的效率;通过在人工饲料中添加dsRNA沉默麦长管蚜成蚜Caspase-1和IAP-1后,测定不同时间沉默效率和基因沉默对麦长管蚜成蚜存活和繁殖的影响,同时测定麦长管蚜成蚜获毒和传毒时体内BYDV-GAV CP拷贝数和传毒效率。【结果】与未携带BYDV-GAV健康麦长管蚜成蚜相比,携带BYDV-GAV的麦长管蚜成蚜体内Caspase-1表达量显著提高,IAP-1和IAP-2表达量显著降低,且中肠组织中凋亡细胞百分率显著提高;与饲喂溶剂二甲基亚砜(dimethyl sulfoxide, DMSO)的对照相比,饲喂激活剂PAC-1的麦长管蚜成蚜在获毒和传毒过程中体内Caspase-1相对表达量显著升高,BYDV-GAV CP拷贝数均显著降低,且传毒效率也显著降低;与饲喂dsGFP的对照相比,饲喂dsCaspase-1和dsIAP-1的麦长管蚜成蚜体内Caspase-1和IAP-1分别在第3天时沉默效率达到最大值,分别为80.63%和71.91%,并对麦长管蚜成蚜存活和繁殖无显著影响,且饲喂dsCaspase-1的麦长管蚜成蚜获毒时体内BYDV-GAV CP拷贝数显著升高。【结论】麦长管蚜感染BYDV-GAV后,可促进其体内细胞凋亡水平,使其作为先天免疫抑制蚜虫获取和传播BYDV-GAV。本研究的结果为揭示介体植物病毒的互作机制及通过干预介体细胞凋亡从而阻断植物病毒病流行这一新思路提供了理论依据。
    新菠萝灰粉蚧取食对四种寄主植物挥发物组成的影响
    吴密, 黄灿, 杨祥燕, 李今朝, 覃旭, 黄显雅, 彭欣怡, 蒋越华, 崔明勇, 钟敬贤, 刘明
    2024, 67(10):  1352-1363.  doi:10.16380/j.kcxb.2024.10.006
    摘要 ( 72 )   PDF (5057KB) ( 121 )     
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    【目的】探明外来入侵害虫新菠萝灰粉蚧Dysmicoccus neobrevipes取食对寄主植物挥发物组成的影响,分析挥发物介导的新菠萝灰粉蚧为害寄主植物行为机制,为选育寄主抗虫品种以及研发新菠萝灰粉蚧及其天敌昆虫调节剂提供参考。【方法】采用动态顶空吸附法(dynamic headspace adsorption, DHSA)收集新菠萝灰粉蚧成虫取食为害不同时间时(0, 1, 2, 4和8 d)剑麻、菠萝、香蕉和南瓜4种寄主植物释放的挥发物,通过气相色谱-质谱联用仪(gas chromatography-mass spectrometry, GC-MS)鉴定并分析出新菠萝灰粉蚧成虫取食前后不同寄主植物挥发物组分的异同和含量的变化。同时,利用Y形嗅觉仪进一步研究新菠萝灰粉蚧成虫对9种单一化合物的趋向行为反应。【结果】剑麻健康株挥发物组分有4类共9种化合物,新菠萝灰粉蚧成虫取食为害(虫害)剑麻植株挥发物组分有5类12种;菠萝健康株挥发物组分有4类8种,菠萝虫害株挥发物组分有5类11种;南瓜健康株获得的6类组分均存在于南瓜虫害株中;香蕉健康株挥发物组分有5类11种,香蕉虫害株挥发物组分有7类15种。剑麻和菠萝的健康株和虫害株中,酮类物质相对含量最高;南瓜的健康株和虫害株中,醚类物质相对含量最高;香蕉的健康株和虫害株中,烷烃类物质相对含量最高。4, 6-二甲基十二烷和萘分别是剑麻独有的挥发性有机化合物(volatile organic compounds, VOCs)和菠萝特有的昆虫取食为害的植物挥发物(herbivore-induced plant volatiles, HIPVs)。与健康植株释放的挥发性化合物相比,受新菠萝灰粉蚧成虫取食为害的寄主挥发物中新出现了3-己酮、 2-己酮、(+)-柠檬烯、 3蒈烯、 4-(1-羟乙基)苯甲醛、 2-异丙基-5-甲基茴香醚、萘、对乙基苯乙酮和柏木脑9种VOCs,表明这些化合物是寄主挥发物-新菠萝灰粉蚧-天敌昆虫之间互相影响的主要因子。其中4-(1-羟乙基)苯甲醛、对乙基苯乙酮和柏木脑可以有效吸引新菠萝灰粉蚧成虫, (+)-柠檬烯、 3-蒈烯、 2-异丙基-5-甲基茴香醚和萘等化合物则对新菠萝灰粉蚧成虫具有驱避作用。【结论】 9种新增HIPVs的发现为新菠萝灰粉蚧驱避剂及其天敌昆虫引诱剂研制以及利用昆虫调节剂控制该虫提供了理论基础。
    沼液对草地贪夜蛾幼虫的驱杀活性及对围食膜的影响
    皇甫佳一, 况觅, 李平, 高冬梅, 彭翎凌, 郭萧
    2024, 67(10):  1364-1371.  doi:10.16380/j.kcxb.2024.10.007
    摘要 ( 80 )   PDF (59010KB) ( 101 )     
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    【目的】明确沼液对草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda的防治效果及作用机制。【方法】牛粪发酵原料的沼液原液(BGS)(含铵沼液)、化学制剂氯化铵(NH4Cl)(708 mg/L)及除铵沼液(BGS-N)处理下草地贪夜蛾的行为选择及生长发育,并利用扫描电子显微镜观察幼虫围食膜结构。【结果】行为选择试验结果表明,BGS与NH4Cl 对草地贪夜蛾幼虫均表现出极显著的驱避作用,草地贪夜蛾幼虫对BGS和NH4Cl的选择反应率分别为17.77%和22.16%,对BGS-N无显著行为响应,选择反应率为41.09%。BGS处理后,草地贪夜蛾幼虫存活率比对照(清水处理)显著降低,第 10 天时降低至38.67%,幼虫体重增量与对照相比显著降低32.84%,化蛹率显著降低35.12%,且这种杀虫活性与铵态氮(NH4+-N)有直接关系,NH4Cl处理同样表现出对草地贪夜蛾生长发育的抑制作用,幼虫体重增量与对照相比显著降低24.08%,化蛹率显著降低41.53%。而BGS-N对草地贪夜蛾生长发育无显著影响,幼虫体重增量与化蛹率和对照相比均无显著差异。同时利用盆栽防效试验验证了BGS的杀虫效果, BGS施用5 d后对草地贪夜蛾2龄幼虫的防治效果超60%。BGS处理后,围食膜表面皱缩,不均匀增厚,NH4Cl也能导致围食膜结构异常。【结论】 NH4+-N是沼液发挥驱杀作用的主要活性成分,NH4+-N对草地贪夜蛾幼虫围食膜物理结构的破坏是发挥其驱杀作用的生理因素之一。因此含NH4+-N沼液可作为草地贪夜蛾绿色防控药剂使用。
    利用自我重复取样匹配技术组建生命表:以梨小食心虫为例 Hot!
    孔维娜, 王怡, 梅文浩, 魏明峰, 马敏, 刘明蕾, 张烨, 齐心, 马瑞燕
    2024, 67(10):  1372-1387.  doi:10.16380/j.kcxb.2024.10.008
    摘要 ( 92 )   PDF (3049KB) ( 88 )     
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    【目的】针对一些昆虫在进行生命表研究时由于个体从出生到死亡的发育、存活和繁殖数据无法连续记录或难以记录的问题,本研究旨在引入一种适宜该类昆虫的生命表组建技术,并证明该技术的可靠性。【方法】将24个以传统方式组建的昆虫连续记录生命表拆分为未成熟期与成虫期生命表,再利用自我重复取样匹配技术重新组建新的完整生命表,与原始生命表的主要种群参数进行比较与验证。利用该技术重新组建包含滞育期的梨小食心虫Grapholita molesta生命表,并借助模拟软件预测越冬种群增长趋势,将预测的种群数据与田间取样数据进行对比。【结果】 24个种群基于0.5百分位净增殖率(R0)和周限增长率(λ)采用自我重复取样匹配构建的生命表的种群参数与原始生命表一致。梨小食心虫自我重复取样匹配生命表无滞育期与含180 d滞育期的生命表周限增长率(λ)、内禀增长率(r)与平均世代周期(T)有显著差异,但净增殖率(R0)与平均繁殖率(F)无显著差异。进行种群增长预测时,忽略滞育期会高估田间种群的增长潜力,呈现不现实的快速增长,而包含180 d滞育期的同时降低繁殖率并增加越冬期幼虫的死亡率的生命表,可得到更接近田间观察的实际种群结构。【结论】本研究展示了分别独立收集未成熟期和成虫期数据,利用两性生命表软件经100 000次自我重复取样和匹配,进而组建完整生命表的技术。借助年龄-龄期两性生命表理论的计算机模拟可以预测害虫种群增长,有助于确定防治的最佳时期和制定有效的害虫管理方案,以促进农业可持续发展。
    集合论、笛卡尔乘积和多项式定理在生命表研究中的应用:以取食玉米粒和茶树叶片的棉铃虫生命表为例
    陈珍珍, 边亚楠, 齐心, 许永玉
    2024, 67(10):  1388-1403.  doi:10.16380/j.kcxb.2024.10.009
    摘要 ( 78 )   PDF (3183KB) ( 76 )     
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    【目的】自我重复取样技术(bootstrap technique)广泛用于计算生命表各参数的方差、标准误和置信区间(confidence interval),而配对自我重复取样检验(paired bootstrap test, PBT)则用于检测处理间的生命表参数差异。本研究以取食玉米粒和茶树叶片的棉铃虫Helicoverpa armigera生命表为例,进一步解释集合论、笛卡尔乘积和多项式定理在害虫种群生物学研究中的应用。【方法】利用年龄龄期两性生命表对取食玉米粒和茶树叶片的棉铃虫种群参数进行分析,利用集合论、笛卡尔乘积和多项式定理将种群统计分析以明确数学的方法呈现,以检测所有可能的自我重复取样样本、精确计算种群参数置信区间以及处理之间差异的置信区间,计算可育和不育样本的概率。【结果】取食茶树叶片的棉铃虫其成虫前期存活率、内禀增长率(r)、周限增长率(λ)、净增殖率(R0)、平均世代周期(T)均显著低于取食玉米粒的,说明茶树叶片不是棉铃虫的适宜寄主植物。因取食茶树叶片棉铃虫种群不育样本数较多,利用bootstrap重复取样接受可育与不育样本时,其结果与不用bootstrap技术计算的差异小于5%;若取样时仅接受可育样本,结果与原数值差异显著,误差较大(>5%)。使用笛卡尔配对检验(Cartesian paired test, CPT)比较取食两种食物的棉铃虫种群的R0的差异时,可计算两种处理bootstrap抽样结果所有可能差异的精确置信区间,而使用自我重复取样检验通常会导致置信区间的估值过高或过低,尤其是自我重复取样数较小时。多项式定理可以揭示可育和不育样本的自我重复取样结果。自我重复取样抽样记录必须保留,以便在后续分析中进一步应用。【结论】本研究进一步明确了两性生命表理论的数学基础,也为昆虫学研究中的生命表技术的应用提供数学支撑。
    四种植物上黄翅绢野螟的生长发育和繁殖适合度
    蒋婷, 杨志强, 樊春丽, 蒋卓恩, 尹奇三, 徐冬英, 王晓宇, 谭德锦, 农君鑫, 卢艳春
    2024, 67(10):  1404-1415.  doi:10.16380/j.kcxb.2024.10.010
    摘要 ( 82 )   PDF (2051KB) ( 99 )     
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    【目的】为明确黄翅绢野螟Diaphania caesalis在不同植物上的生长发育、存活及繁殖特性,探讨其在不同植物上的生长发育和繁殖适合度。【方法】采用室内饲养观察和组建年龄-龄期两性生命表的方法,测定取食波罗蜜Artocarpus heterophyllus、榴莲蜜A. integer、面包树A. altilis和大果榕Ficus auriculata 4种植物叶片的黄翅绢野螟的生活史参数。【结果】取食这4种植物叶片的黄翅绢野螟均能完成完整的世代发育。取食波罗蜜叶片的黄翅绢野螟幼虫存活率、成虫单雌产卵量显著高于取食其他3种植物叶片的,取食波罗蜜叶片的黄翅绢野螟的内禀增长率r和净增殖率R0分别为0.100 d-1和38.72,均高于取食榴莲蜜叶片的(分别为0.056 d-1和8.52)、取食面包树叶片的(分别为0.054 d-1和8.14)、取食大果榕叶片的(分别为0.074 d-1和14.82)。【结论】与取食其他3种植物叶片的黄翅绢野螟相比,取食波罗蜜叶片的黄翅绢野螟具有更高的种群增长能力。黄翅绢野螟取食4种植物均能满足其生长发育和繁殖的需求,但对嗜食寄主植物波罗蜜的适合度最高,对大果榕也表现出一定的适合度,对榴莲蜜和面包树的适合度相对较低。
    两种榈蝽的线粒体全基因组测序及榈蝽科系统发育地位分析
    张丹丽, 陈小艳, 袁娟娟, 杨焕焕
    2024, 67(10):  1416-1427.  doi:10.16380/j.kcxb.2024.10.011
    摘要 ( 62 )   PDF (4841KB) ( 96 )     
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    【目的】测定和分析半翅目(Hemiptera)异翅亚目(Heteroptera)榈蝽科(Thaumastocoridae)两种榈蝽Thaumastocoris peregrinusOnymocoris hackeri的线粒体全基因组序列,并分析榈蝽科在臭虫次目(Cimicomorpha)的系统发育地位。【方法】通过高通量测序获取榈蝽科T. peregrinusO. hackeri线粒体全基因组和核基因(18S rDNA基因和28S rDNA基因)序列,对其线粒体基因组进行注释分析和比较。选取GenBank中异翅亚目蝎蝽次目(Nepomorpha)、细蝽次目(Leptopodomorpha)和蝽次目(Pentatomomorpha)共9种线粒体全基因组和核基因(18S rDNA基因和28S rDNA基因)序列作为外群,臭虫次目7科24种与榈蝽科2种线粒体基因组和核基因(18S rDNA基因和28S rDNA基因)序列作为内群,基于13个蛋白质编码基因、 18S rDNA基因和28S rDNA基因序列矩阵利用最大似然法(maximum likelihood,ML)和贝叶斯法(Bayesian inference,BI)构建系统发育树。【结果】T. peregrinusO. hackeri的线粒体全基因组分别长15 399和15 490 bp,包括13个蛋白质编码基因、 22个tRNA基因、 2个rRNA基因和1个控制区。核苷酸组成存在明显的AT偏好性,没有发现基因重排现象。22个tRNA基因中除了tRNA-Ser(GCU)均可以折叠成经典的三叶草二级结构。控制区均发现了串联重复区域和茎环结构。基于最大似然法和贝叶斯法构建的系统发育关系为:(猎蝽总科(Reduvioidea)+((臭虫总科(Cimicoidea)+(捷蝽总科(Velocipedoidea)+姬蝽总科(Nabioidea)))+盲蝽总科(Miroidea)))。榈蝽科位于盲蝽总科内,形成了(榈蝽科(Thaumastocoridae)+(盲蝽科(Miridae)+网蝽科(Tingidae)))的拓扑关系。【结论】本研究测定和分析了榈蝽科2个物种线粒体全基因组序列,并探讨了榈蝽科在臭虫次目中的系统发育地位,补充了榈蝽科昆虫的分子数据,进一步加强了对臭虫次目系统发育和线粒体基因组进化的理解。
    关键词: 
    中图分类号: Q969文献标识码: A文章编号: 04546296(2024)10141612

    基于基因组规模数据的蜡蝉总科系统发育关系
    林兴雨, 尹新明, 宋南
    2024, 67(10):  1428-1438.  doi:10.16380/j.kcxb.2024.10.012
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    【目的】基于低覆盖度全基因组测序数据和转录组数据重新构建蜡蝉总科(Fulgoroidea)高阶元类群之间的系统发育关系,为理解蜡蝉总科的系统发育关系提供基因组数据。【方法】利用二代测序技术获得了蛾蜡蝉科蜡蝉Flatida sp. 1种的低覆盖度全基因组测序数据,结合下载的蜡蝉总科25种(内群)和沫蝉总科(Cercopoidea)2种(外群)的低覆盖度全基因组测序数据和转录组数据,利用BUSCO提取单拷贝直系同源基因,使用Phykit根据核苷酸和氨基酸序列数据生成不同的完整性数据矩阵,分析蜡蝉总科的系统发育关系。【结果】基于低覆盖度全基因组测序数据和转录组数据得到蜡蝉总科单拷贝直系同源基因的数量为836~2 421。在蜡蝉总科的系统发育关系中,所有系统发育结果都支持菱蜡蝉科(Cixiidae)+飞虱科(Delphacidae)为蜡蝉总科其他科的姐妹群,且菱蜡蝉科、飞虱科、颖蜡蝉科(Achilidae)、袖蜡蝉科(Derbidae)、蜡蝉科(Fulgoridae)、象蜡蝉科(Dictyopharidae)、峻翅蜡蝉科(Acanaloniidae)、蚁蜡蝉科(Tettigometridae)、瓢蜡蝉科(Issidae)、杯瓢蜡蝉科(Caliscelidae)、广翅蜡蝉科(Ricaniidae)和扁蜡蝉科(Tropiduchidae)为单系群,而娜蜡蝉科(Nogodinidae)为非单系群。此外,基于4种不同矩阵利用最大似然法构建的系统发育结果支持蛾蜡蝉科(Flatidae)为非单系群。然而,基于氨基酸序列数据矩阵faa_all包含的每个标记利用物种树构建的系统发育结果中却支持蛾蜡蝉科为单系群,但是有相对低的节点支持率。【结论】本研究利用低覆盖度全基因组测序数据和转录组数据得到的蜡蝉总科的系统发育关系与之前的研究结果多数一致。但是,有关各科之间的姐妹群关系还需要获得更多的标本和分子标记来进一步明确它们的系统发育关系。
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    67卷第10期中英文目录
    2024, 67(10):  1439-1439. 
    摘要 ( 60 )   PDF (507KB) ( 59 )     
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