昆虫肠道微生物的研究进展

随着微生物鉴定技术和悉生昆虫培养方法的研究发展,昆虫肠道微生物的研究也进入了一个新的时期.昆虫肠道微生物的研究将有害昆虫的防治引入了一个新的防治途径--利用对肠道微生物的改造和控制来防治有害昆虫.     

昆虫肠道微生物多样性研究进展

昆虫肠道内存在种类繁多、数量庞大的微生物,这些肠道微生物种群结构的多样性与昆虫种类、龄期、消化道形态、食物的喂养条件、生存环境等息息相关。近几年,随着大规模测序技术、组学技术的发展,应用分子生物学技术快速、定性、定量研究昆虫肠道微生物种群的多样性已成为热点。介绍了昆虫肠道微生物的分类和检测方法,综述了昆虫肠道微生物多样性的研究进展,以期为昆虫与其肠道微生物的协同进化和害虫防治等研究提供基本方法和数据,为今后昆虫肠道微生物的研究提供理论参考。     

家养禽类肠道可培养细菌抗生素抗性的种类、数量和分布

采用微生物培养和影印法对家养禽类鸡、鸭和肉鸽肠道可培养细菌抗生素抗性的种类、数量和分布进行了调查.结果表明:在调查的鸡、鸭和肉鸽3种禽类中,肠道可培养细菌抗生素抗性的分布非常普遍,所有测试细菌至少可以抗一种抗生素,抗5种以上抗生素的细菌占测试细菌的比例分别为75.0%、58.9%和97.4%;个别细菌对测试的10种抗生素均具有抗性.在抗生素方面,肠道可培养细菌对萘啶酮酸、盐酸四环素、盐酸克林霉素、磺胺嘧啶和红霉素的抗性分布比较广泛.提取细菌基因组并扩增16S rRNA基因,并对这些细菌进行分子鉴定的结果表明,分离的肠道可培养细菌为埃希氏大肠杆菌.在美国国家生物技术信息中心数据库进一步搜索的结果显示:与肠道可培养细菌同源性大于99%的细菌广泛分布于不同的环境、宿主和病原菌中,表明这些肠道可培养细菌抗生素抗性是一个潜在的环境微生物以及人体病原菌抗生素抗性的传播来源.     

昆虫肠道微生物种类及其功能研究进展

病虫为害是影响农产品产量和品质的重要因素，生物防治技术具有环境安全、农产品质量安全、害虫不产生抗药性等优点，越来越受到人们重视。肠道微生物对天敌昆虫和害虫的繁殖和生长发育有着重要的影响，本文就昆虫肠道微生物的种类、多样性及功能方面的研究进行了总结，为深入理解害虫暴发成灾机制，以及探索高效害虫生物防治技术提供参考。     

宠物犬肠道可培养细菌耐药性种类及其分布

为探明宠物犬肠道微生物携带抗生素耐药性的流行病学及阐释饲养动物中微生物抗性与人病原微生物抗性基因的关系。采用细菌分离培养鉴定以及影印平板技术对宠物犬肠道可培养肠杆菌携带的耐药性及其种类、多样性和生态分布进行了调查。结果表明:宠物犬肠道可培养细菌具有较高的耐药性比例和多重耐药性。其中大肠杆菌对氨苄西林、磺胺类药物、氯霉素、链霉素和四环素等较早使用的药物耐药率较高,反而对进入临床时间较短的头孢菌素类药物相对较敏感。在调查的细菌中几乎所有的细菌至少有1种抗生素抗性,可分离的肠道细菌中一半以上具有5种以上的抗生素抗性。综上所述,肠道微生物抗性的产生与抗生素的使用时间紧密相关,并且宠物犬肠道可培养细菌的抗性广泛分布,表明宠物很可能成为耐药性基因在环境和人类病原细菌间传播的潜在途径。     

思茅松毛虫关键龄期幼虫肠道可培养细菌多样性分析

【目的】对思茅松毛虫（Dendrolimu kikuchii）关键龄期幼虫肠道可培养细菌多样性进行研究,探索其肠道细菌资源及多样性,为深入研究昆虫肠道微生物功能及思茅松毛虫的种群管理打下基础。【方法】采用传统微生物分离培养法对采集自云南省安宁市草铺镇林区的思茅松毛虫1、4和7龄幼虫进行肠道细菌分离纯化,对分离获得的细菌进行16S rDNA序列同源性分析,初步判定其分类学地位并进行多样性分析。【结果】从思茅松毛虫幼虫肠道中共分离得到291株细菌,隶属于15属31种,其中1龄幼虫肠道98株细菌隶属于9属13种,4龄幼虫肠道102株细菌隶属于6属12种,7龄幼虫肠道91株细菌隶属于6属9种。在31个细菌种中,芽孢杆菌属（Bacillus）最多,共有9个种,占总种数的29.03%,其次是肠杆菌属（Enterobacter）和葡萄球菌属（Staphylococcus）各有4个种,分别占总种数的12.90%。13个1龄幼虫肠道细菌种中,葡萄球菌属、肠杆菌属和芽孢杆菌属的相对分离率分别为27.54%、21.43%和21.43%,高于其他菌属的平均分离率（5.31%）;12个4龄幼虫肠道细菌种中,芽孢杆菌属的相对分离率为72.53%,高于其他菌属的平均分离率（5.49%）;9个7龄幼虫肠道细菌种中,克雷伯氏菌属（Klebsiella）和肠杆菌属的相对分离率分别为43.96%和18.68%,高于其他菌属的平均分离率（9.34%）。思茅松毛虫1龄幼虫肠道细菌的优势度指数、丰富度指数和Shannon-Weiner指数均最大,分别为0.9032、2.6172和2.4310,7龄幼虫肠道细菌的均匀度指数最大,为0.9634。【结论】思茅松毛虫1、4和7龄幼虫肠道可培养细菌群落组成和结构丰富,具有丰富的细菌资源。     

小鼠不同肠道段内容物和粪便中微生物的宏基因组测序和比较分析

随着二代测序技术的迅速发展,从宏基因组角度了解环境微生物成为可能。目前,动物肠道微生物研究大多以粪便作为实验样品,对肠道内部微生物情况了解甚少。研究以小鼠为模型,分别对十二指肠、空回肠、盲肠、结肠4个部分内容物进行了宏基因组测序和分析。结果显示,(1)在门水平上,十二指肠比其他肠段厚壁菌门减少、变形菌门增多;(2)在属水平上,大肠的优势菌属为螺杆菌、真细菌等,小肠优势菌属为链球菌、大肠杆菌、梭菌、肠球菌等,而且粪便与大肠优势菌分布趋势类似;(3)大肠和小肠肠道微生物相似度为0.62~0.77,粪便与各肠段微生物相似度为0.7~0.9;(4)粪便和肠道内容物细菌功能差异同其生理功能有一定关联。研究表明,小肠内容物与大肠内容物和粪便中微生物有明显差异,尽营粪便微生物与大肠内容物微生物类似。这一结果暗示着粪便微生物不能完全代表动物宿主肠道微生物的真实情况。     

重庆地区玉米叶内生细菌的分离及其与草地贪夜蛾肠道菌的比较

为进一步了解重庆地区玉米叶内生细菌的组成以及这些内生细菌与入侵重庆地区草地贪夜蛾肠道微生态的相互关系,以采集自巫山地区被草地贪夜蛾入侵的玉米地里的玉米嫩叶为材料,运用传统微生物培养方法尝试对其内生细菌进行初步的分离培养,并通过16S rDNA测序开展了优势菌的属水平鉴定.此次共分离获得了22个细菌分离株,经16S rDNA序列同源性分析,将它们归类到11个分类单元,分属克雷伯氏菌属(Klebsiella)、不动杆菌属(Acinetobacter)、寡养单胞菌属(Stenotrophomonas)、芽孢杆菌属(Bacillus)、肠球菌属(Enterococcus)、微杆菌属(Microbacterium)、鞘氨醇杆菌属(Sphingobacterium)、金黄杆菌属(Chryseobacterium)、无色杆菌属(Achromobacter)和丛毛单胞菌属(Comamonas).与前期研究得到的该地区草地贪夜蛾肠道微生物菌群数据比较可以发现,玉米内生细菌中包括克雷伯氏菌属(Klebsiella)、不动杆菌属(Acinetobacter)、肠球菌属(Enterococcus)、鞘氨醇杆菌属(Sphingobacterium)和金黄杆菌属(Chryseobacterium)在内的5个属可以在草地贪夜蛾肠道中分离到,表明草地贪夜蛾肠道微生物多数可能源自其食物,但是草地贪夜蛾肠道微生物中常见的假单胞菌属(Pseudomonas)、肠杆菌属(Enterobacter)、类芽孢杆菌属(Paenibacillus)、短波单胞菌属(Brevundimonas)和气单胞菌属(Aeromonas)并未在玉米嫩叶中分离到,说明它们可能是主要存在于草地贪夜蛾肠道中的微生物.该研究对草地贪夜蛾所取食的玉米叶中内生细菌的种类进行了初步分析,为后续研究玉米叶内生细菌和草地贪夜蛾肠道微生物的相互关系奠定了基础.     

低磷胁迫影响番茄根系生长及根际细菌

正以低磷胁迫和平衡施肥处理的番茄根系及根际土壤为研究对象,采用根系分析系统、稀释平板法、PCR-DGGE等分析技术,研究低磷胁迫对番茄根系生长、根际土壤生物学特性以及细菌多样性的影响。结果表明,低磷胁迫导致番茄根系总根长、总根表面积、总根体积和根尖数减少;导致根际土壤中可培养微生物(细菌、真菌和放线菌)数量、酶活性、微生物生物量以及细菌的多     

“非可培养的”细菌研究进展

自然界中只有少数的微生物容易在实验室条件下培养,而绝大多数是"未培养的"。研究显示只有通过分离得到它们的纯培养物,才可充分了解其生理和病理特性。该研究主要论述了该类微生物"未培养性"的可能原因,并阐述了从复杂微生物群落中分离培养该类细菌的方法。     

中国设施蔬菜害虫天敌昆虫应用研究进展

设施蔬菜是现代农业生产中极为重要的组成部分,而且设施蔬菜的发展不仅使蔬菜生产的品种和产量得到快速增长,也为有机蔬菜的发展创造了有利条件。但是,设施蔬菜种植条件也给害虫提供了适宜生长、繁殖和危害的生态环境,严重影响了蔬菜的质量和产量,成为制约设施蔬菜产业进一步发展的关键因素。化学农药的长期使用带来了一系列的生态环境和食品安全问题,而治理化学农药污染不仅要求逐步减少其使用量,更需要寻求优化升级与替代传统防治方法的技术。天敌昆虫作为传统的生物防治产品,在控制设施蔬菜虫（螨）害,保证其产量和品质中起着不可替代的作用。随着人们环境保护意识的加强和绿色农业的发展,以天敌昆虫释放为主的生物防治技术在害虫综合治理（IPM）中发挥着越来越重要的作用。中国的天敌资源非常丰富,但目前在设施蔬菜生产中应用的种类相当有限。经过几十年的努力,中国在设施蔬菜害虫生物防治及应用领域开展了大量的研究工作,在天敌昆虫资源和应用基础、技术研发和配套技术及应用等方面取得了较大进展。本文概述了设施蔬菜害虫的主要发生种类及其危害特点、主要害虫天敌资源及其生物防治的技术途径等,重点介绍了蚜虫、粉虱、叶螨、蓟马等几种重大害虫的生物防治实例,并分析了中国天敌昆虫人工繁殖（人工饲料、规模化生产）的研究进展。此外,还综述了中国温室蔬菜害虫的天敌应用技术研究成果,从天敌昆虫保护利用、释放技术、控害效果评价、规模化生产等方面对设施蔬菜应用天敌昆虫进行生物防治中存在的问题进行了讨论,并展望了该领域的未来发展方向。     

设施番茄昆虫群落组成及时间动态的聚类分析

在设施番茄栽培环境下,采取5点取样法调查黄板诱集的昆虫的种类和数量。利用群落特征指数对昆虫各群落的基本特征进行分析,并应用系统聚类方法对昆虫各群落特征的时间动态进行聚类分析。结果表明,设施番茄诱集昆虫隶属7个目16个科。其中粉虱科Aleyrodidae为优势害虫;在天敌昆虫中蚜小蜂科Aphelinidae为优势种。设施番茄的害虫防治可以分为2段,其中番茄生长初期应充分发挥天敌昆虫的生物防治作用,但是番茄生长中后期,随着害虫数量的剧增,昆虫群落极为不稳定,此时应以化学防治措施为主。     

基于改进Faster-RCNN模型的粘虫板图像昆虫识别与计数

针对传统机器学习采用人工提取特征方法时,由于人为主观性而影响昆虫识别效果与计数准确性的问题,采用图像特征自动提取方法,将深度学习目标检测模型引入昆虫的识别与计数领域,对Faster-RCNN目标检测模型进行改进:针对昆虫体积小,图像分辨率较低的特点,用网络深度更深,运算量更小的深度残差网络(ResNet50)代替原来的VGG16,以提取更加丰富的特征;针对部分昆虫密集的特点,用Soft-NMS算法代替传统的非极大值抑制(NMS)算法,以减少密集区域的漏检。结果表明:改进后Faster-RCNN模型的检测准确率达到90.7%,较未改进的Faster-RCNN模型提高了4.2%,可以运用于昆虫的分类计数。利用深度学习目标检测模型进行昆虫识别与计数较传统的昆虫识别与计数方法更加方便,能够将昆虫的识别、定位和计数融为一体。     

昆虫信息数字化模型初步研究

首先介绍了面向对象方法和XML技术,在此基础上建立了昆虫信息数字化模型.模型建立了昆虫群的概念,将昆虫群的所有属性分为几大特征,使用面向对象方法为每个特征建立类,将昆虫特征的属性作为类的属性,并将属性和属性值分开管理,使用XML文档保存昆虫属性信息,使用SCHEMSA文档保存昆虫属性值信息.将昆虫信息做数字化处理保存将有利于借助信息化技术推进昆虫研究的进展.     

论中国的昆虫文化

本文从物质文化和精神文化两方面,详细论述了中国传统文化中的昆虫文化现象。有关昆虫的物质文化方面主要体现在昆虫的食用、昆虫的药用、昆虫的养殖、虫害的防治等方面;有关昆虫的精神文化层面主要由昆虫的神话与神化传说、昆虫与文学、昆虫与绘画、昆虫的崇拜、昆虫与民俗等构成。     

海藻糖代谢及其调控昆虫几丁质合成研究进展

海藻糖为一种非还原性糖,广泛存在于细菌、藻类、真菌、植物和无脊椎动物中。海藻糖被称为昆虫“血糖”,源于该糖为昆虫血淋巴中的主要糖类物质,在昆虫生长、发育、蜕皮等正常生理活动中有着重要的作用。昆虫的海藻糖先由海藻糖合成酶（trehalose-6-phosphate synthase,TPS）生成海藻糖-6-磷酸,然后通过海藻糖磷酸脂酶（trehalose-6-phosphate phosphatase,TPP）最终合成海藻糖,在能量需求时通过海藻糖酶（trehalase,TRE）降解为葡萄糖,用于能量供给。几丁质为昆虫表皮、中肠围食膜和气管系统的主要组成成分,昆虫在发育过程中需要蜕掉旧表皮,形成新的表皮,该过程一直是害虫控制的重要靶标途径。海藻糖酶为昆虫几丁质合成途径的第一个酶,在几丁质合成通路中有着重要的功能。那么海藻糖代谢又是如何调控几丁质合成途径来控制昆虫的蜕皮及几丁质代谢的呢？随着国内外海藻糖代谢相关基因功能研究的深入开展,研究结果表明昆虫海藻糖供给在几丁质合成中具有重要的作用,海藻糖酶分为可溶性和膜结合型两类,可溶性TRE和TPS在不同昆虫种类中具有多个同源基因,表明昆虫海藻糖代谢进化途径多样化。其次,海藻糖代谢直接调控几丁质合成途径,不论是海藻糖合成酶还是海藻糖酶基因的低表达,均能控制海藻糖使其供给不平衡,从而导致几丁质合成途径受阻,特别是几丁质合成酶基因表达降低而造成几丁质含量下降,该调控作用可进一步引起昆虫蜕皮困难、翅发育畸形等,甚至大量死亡。再次,海藻糖酶抑制剂能够抑制可溶性和膜结合型两类海藻糖酶活性、引起几丁质合成通路相关基因及几丁质酶基因表达的显著下降,导致几丁质含量显著降低,产生高比例的昆虫个体死亡。这些结果充分表明,一旦昆虫海藻糖代谢的供给平衡被打破,会直接影响到昆虫的几丁质合成乃至昆虫的蜕皮与发育过程。本文综述前人在海藻糖代谢调控几丁质合成方面的最新研究成果,为将来开发和利用海藻糖酶抑制剂及海藻糖合成酶抑制剂等绿色农药防治害虫提供理论依据。     

植原体病害研究进展

植原体原称类菌原体,是一类重要的植物病原物,主要靠韧皮部取食的刺吸式昆虫介体传播。本文从4个方面综述了植原体的研究概况:(1)植原体的分类,包括了传统分类和16SrRNA分类系统;(2)植原体的分子检测方法,包括血清学法、核酸杂交法、PCR法和LAMP检测方法;(3)植原体的传播,包括媒介昆虫类群如叶蝉、蜡蝉和木虱及其传播过程;(4)植原体的综合治理,包括加强检疫、治理寄主植物和治理介体昆虫。此外,还对植原体的今后研究进行展望。     

基于多特征综合的昆虫识别研究

对昆虫的自动识别进行了研究,利用昆虫的数字图像进行计算机自动识别,讨论了昆虫图像的特征提取技术,针对不同昆虫具有不同色彩、形状、纹理的特点,利用异步组合检索方式,将色彩、形状、纹理特征综合利用,弥补了使用单一特征无法对昆虫图像进行充分     

基于生物多样性指数分析沙棘林昆虫动态变化

【目的】研究分析沙棘林昆虫种类与数量动态变化,为沙棘林实施生物多样性监测与保护提供参考。【方法】采用网捕法、诱捕法调查新疆阿勒泰地区对布尔津县沙棘林昆虫种类和数量,运用生物多样性指数分析昆虫的时间动态。【结果】阿勒泰地区布尔津县沙棘林昆虫11目61科70种,害虫分属7目33科35种,天敌昆虫分属7目15科22种;中性昆虫分属4目13科13种。沙棘林昆虫的科数、物种数及丰富度等指数均随时间变化有不同程度的变化。【结论】布尔津县沙棘林害虫主要以蛀果害虫沙棘绕实蝇为主(Rhagoletis batava Hering),天敌昆虫以姬蜂(Ichneumonidae)为主;中性昆虫主要包括麻蝇科(Sarcophagidae)、蚁科(Formicidae)等。沙棘林害虫种类丰富、个体总数最大、丰富度最高、多样性指数较高,沙棘绕实蝇又可以直接为害沙棘果实,应对沙棘绕实蝇展开防治。     

DNA条形码技术在昆虫分类学中的研究进展

DNA 条形编码( DNA Barcoding )是一种快速、准确的生物分类技术,它是分子生物学和生物信息学相结合的产物。昆虫种类繁多,近似物种鉴定困难使该技术在昆虫分类工作中得到了广泛应用。文章简要综述了DNA条形码技术的概念、原理与操作步骤,详细阐述了DNA条形码技术在昆虫分类研究中的具体应用情况,对其在应用过程中相比传统形态分类方法的优势和存在问题予以论述,并探讨了DNA 条形码技术今后在昆虫分类中应用的可行性与发展前景。