昆虫共生菌调控宿主温度适应性研究进展

昆虫普遍会感染多种共生菌,共生菌在其宿主的生理、生态及进化等方面发挥着至关重要的作用。近年来大量研究表明,昆虫与共生菌的共生关系易受环境温度变化的影响;同时,共生菌直接或间接参与调控昆虫宿主对温度胁迫的响应。该文综述了温度对昆虫与共生菌共生关系的影响和昆虫共生菌在宿主温度适应中的作用、潜在机制及其生态学意义;并基于当前共生菌调控昆虫温度适应性方面的研究进展,建议后续可聚焦于自然条件下变温胁迫对昆虫与共生菌互作的影响、共生菌调控昆虫适应性进化的行为及分子机制和基于共生菌的害虫防治新手段开发与应用等方面开展研究。该文可为全球气候变化和极端温度频发背景下昆虫与共生菌的协同进化研究以及利用共生菌进行害虫防控工作提供参考。     

昆虫病原真菌和捕食螨间的互作关系及二者联合应用研究进展

昆虫病原真菌和捕食螨是害虫治理中的两类重要生防作用物。由于二者在控害方式上存在互补性,其联合应用对害虫防治具有潜在的增效作用。然而,昆虫病原真菌与捕食螨是否兼容一直存在争议,二者在田间的联合应用受到限制。本文总结了昆虫病原真菌和捕食螨的互作关系、二者联合应用的现状,并对存在的问题和未来发展方向进行了探讨。     

植物-植食性昆虫互作关系中早期信号事件研究进展

诱导防御反应的产生取决于植物对植食性昆虫相关信号迅速和准确地识别。在植物与植食性昆虫互作过程中,早期信号事件是负责植物识别和触发下游信号转导途径的最早反应,它们发生在植物防御相关基因表达和防御相关代谢物产生之前,对植物的防御过程至关重要。本文将植物与植食性昆虫互作的早期事件,包括植物对植食性昆虫的感知、电信号和Ca~(2+)信号的产生和转导,活性氧的迸发以及促细胞分裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号级联途径等研究进展进行了综述,并提出今后的研究重点与方向,促进对植物诱导防御反应调控网络的研究,以期为改进农业害虫的治理提供重要的理论和技术支撑。     

褐飞虱内共生菌研究进展

褐飞虱Nilaparvata lugens是我国及东南亚地区水稻上的主要害虫,其体内存在的大量共生菌是褐飞虱生物防治中尚未开发的一类重要微生物资源。褐飞虱内共生菌种类丰富多样,目前研究主要集中于其初级共生真菌——类酵母共生菌（yeast-like symbiotes,YLS）和2类次级共生细菌——沃尔巴克氏体Wolbachia和杀雄菌Arsenophonus。早期关于褐飞虱内共生菌的分离及种类鉴定主要采用体外离体培养、克隆文库构建以及PCR-变性梯度凝胶电泳等传统技术。近年来,宏基因组和高通量测序技术的应用极大拓展了褐飞虱内共生菌种类多样性研究的深度。内共生菌不仅参与褐飞虱的营养代谢,为宿主提供氨基酸、维生素和甾醇等必需营养物质以满足宿主正常的生长发育和繁殖,同时还可以介导宿主的致害性变异、抗药性产生和病原物防御等生理过程。鉴于内共生菌在褐飞虱生长发育及环境适应过程中的重要作用,利用内共生菌对褐飞虱进行生物防控已成为目前研究的一大热点,并展现出良好的应用前景。该文对褐飞虱内共生菌的主要种类及其生物学特性进行介绍,对其分离鉴定技术和多样性分析技术进行总结,并对褐飞虱内共生菌的生物学功能进...     

木霉-植物互作机制的研究进展

木霉作为是一种重要的生防制剂已经成为化学农药替代化和减量化的主要产品,也是公认的最有前防治病害的目的。随着木霉-植物互作研究的深入,关于互作机制方面的研究已取得了明显的进展。木霉与植物的互作过程包括木霉对植物的感知、木霉在植物体表和体内的定殖并引起植物的一系列变化等复杂的过程,本文重点对木霉-植物互作过程中木霉在植物中的定殖、木霉和植物的生理生化变化以及激素信号传递模式进行综述,以明确木霉促进植物生长和防治植物病害的机理,明确木霉与植物的互作机制对进一步提高木霉的生防效果、扩大木霉的应用具有重要的意义。     

甘薯瘟菌系致病型与寄主品种的互作关系

阐述了甘薯瘟菌系致病类型、品种抗性分类、抗性遗传趋势和病菌潜伏侵染特征;介绍了近年来我国南方甘薯瘟病区菌系分布状况,抗病品种利用与抗病育种进展;讨论了病原菌与寄主相互作用中的遗传关系。     

植食性昆虫唾液调控昆虫-植物互作的研究进展

在与寄主植物长期共同进化的过程中,为了更好地适应和利用寄主,植食性昆虫进化出了多种取食方式。同时,为了应对植食性昆虫的取食,植物进化出了多种防御策略,包括直接防御和间接防御。在整个昆虫-植物互作过程中,昆虫唾液起着重要作用。一方面,昆虫唾液中一些组分可以被植物识别并诱导植物防御反应;另一方面,昆虫通过分泌唾液到植物中调控寄主防御反应。该文从昆虫-植物互作的角度出发介绍植食性昆虫唾液的成分与功能,着重对昆虫唾液激发子和效应子的研究进展进行了综述,并对未来唾液的研究及其在害虫防治中的应用进行展望。     

植物之间互作效应及其生理机制

在分析不同植物互作效应的基础上,就互作效应在农林复合系统中对植物体内养分、土壤养分有效性及植物生物学产量等的影响进行了概述,(1)互作促进了植物根系生长,使植物根系表现出较强的竞争作用,也有利于根系间的养分竞争;(2)植物之间的他感作用普遍存在于自然生态系统及栽培生态系统中,在植物资源配置时应充分利用这种相生相克作用;(3)互作促使植物体内的养分转移,改善体内的养分状况,达到植物之间养分互补;(4)互作可以有效地提高土壤肥力,改善土壤的养分状况和根际养分吸收环境,维持植物生产力;(5)互作能更有效地利用光、热、水、土和养分等资源,并减轻病虫危害,表现出明显的产量优势。在豆科与非豆科植物互作中,豆科植物的生物固氮作用为其互作植物提供了氮素营养保证,这种形式互作的产量优势通常在缺氮情况下表现更为明显。     

水稻与纹枯病菌互作的分子机制研究进展

水稻纹枯病是由死体营养型真菌立枯丝核菌Rhizoctonia solani AG1-IA亚群引起的一种土传病害,在世界水稻种植区均有发生,是限制水稻高产的主要病害之一。虽然国内外学者针对纹枯病菌已开展了大量的研究工作,但由于该菌寄主范围较广、抗性水稻资源缺乏及其田间抗性鉴定的不稳定性等问题,该病害的研究仍没有取得突破性进展。挖掘自然界中存在的纹枯病抗源材料,选育抗病水稻品种是防控该病害、降低水稻产量损失,从而最大限度保障全球水稻产业可持续发展的有效手段。该文对近年来国内外关于水稻纹枯病菌与寄主的互作分子机制、抗性水稻基因资源挖掘及其抗性机制的最新研究进展进行综述,并提出下一步的重点研究方向,以期为推动水稻对纹枯病的抗性机制解析及抗纹枯病水稻育种提供参考。     

昆虫共生菌调控宿主生长发育和生殖的研究进展

共生菌参与昆虫宿主的多种生理活动,而昆虫则为共生菌提供了良好的增殖环境,两者互利共生。共生菌的种类、丰度和功能均因昆虫种类和发育阶段的不同而有所差异。该文总结了昆虫共生菌研究概况及已报道的昆虫共生菌种类,重点介绍了共生菌调控昆虫宿主生长发育和生殖的研究进展,包括共生菌通过协助宿主营养代谢及抵御病原菌来调控宿主的生长发育速率;胞内共生细菌沃尔巴克氏体Wolbachia通过胞质不亲和、雌性化、雄性致死以及诱导孤雌生殖调控宿主的生殖力;胞外共生细菌则通过参与宿主营养代谢、改变宿主生殖行为和影响宿主生殖细胞来调控昆虫宿主的生殖力,以及共生菌调控宿主生殖的可能分子机制。同时,该文还在深入探讨共生菌功能、拓宽研究宿主种类及共生菌在抗菌防虫中的应用等方面进行了展望。共生菌对昆虫宿主生长发育和生殖调控作用的研究有助于进一步揭示昆虫与共生菌的协同进化机制,并为进一步利用共生菌进行害虫治理奠定理论基础。     

Understanding the interactions among the crop plants,a virus,insect vector whiteflies and their endosymbionts

Phytoparasitica - Interactions among the four biotic agents - the host plants, a virus, insect vector whiteflies and their bacterial endosymbionts was investigated in this study. The whitefly...     

昆虫免疫及五种重要入侵昆虫免疫机制研究进展

我国入侵昆虫种类繁多、为害范围广,在植物检疫与入侵生物学领域备受关注。昆虫免疫是指昆虫识别"自己"和"异己"成分、破坏或排斥外来有害物质,从而维持自身健康并延长寿命的反应机制,在入侵昆虫的传入、定殖和为害过程中发挥着重要作用。本文综述了模式昆虫黑腹果蝇Drosophila melanogaster的免疫机制,并在此基础上分析了5种代表性入侵昆虫红棕象甲Rhynchophorus ferrugineus(Oliver)、烟粉虱Bemisia tabaci(Gennadius)、意大利蜜蜂Apis mellifera lingustica Spinola、日本龟蜡蚧Ceroplastes japonicus Green和舞毒蛾Lymantria dispar(L.)的免疫机制以及该机制在其生物入侵过程中发挥的作用,提出了加强重要入侵昆虫免疫机制研究的展望,一方面要加强研究更多种入侵昆虫的免疫机制,另一方面应将关注点逐步从免疫现象的发现深入至分子机制。     

环境胁迫下昆虫的耐寒适应机制研究进展

昆虫是变温动物,为了安全越冬,昆虫通常改变自身结构和物质构成以适应低温的到来,这一适应机制与体内特殊的生理生化物质紧密相关,如海藻糖、葡萄糖、甘油、山梨醇、脂肪酸和氨基酸等小分子抗冻保护剂。这些抗冻保护剂具有稳定细胞膜结构和保护蛋白质功能的作用。虽然昆虫耐寒性的研究不断深入,但目前我们仍然很难确定影响耐寒的关键因素是什么?为什么有些昆虫在低于-20℃环境下还能存活?为了弄清这一科学问题,科学家们利用转录组、基因组、蛋白质组和代谢组等各种组学剖析低温胁迫后昆虫生理反应的分子机制。本文旨在综述前人对昆虫耐寒性的研究,为将来其他昆虫或动植物的耐寒性研究提供参考依据。同时,也为新型生物农药的开发和天敌昆虫的人工助增提供广阔思路。     

不同地区不同寄主植物上孤雌桃蚜及不同蚜型桃蚜共生菌的多样性

为了解桃蚜Myzus persicae共生菌动态变化的影响因素,利用诊断PCR、通用引物PCR及PCR-DGGE技术检测不同地区、不同寄主植物、不同蚜型桃蚜体内共生菌的种类,并用诊断PCR技术测定桃蚜体内次生共生菌的感染率。结果显示,不同地区、不同寄主植物、不同蚜型桃蚜体内初生共生菌布赫纳氏菌Buchnera aphidicola的16SrRNA基因序列高度一致。不同地区相同寄主上孤雌桃蚜体内次生共生菌的种类和感染率均不相同。同一地区不同寄主上孤雌桃蚜体内次生共生菌的种类和感染率略有差异。桃树上不同蚜型桃蚜体内次生共生菌种类有很大差异,孤雌蚜、雌性蚜和雄蚜未感染次生共生菌,卵和干雌分别感染杀雄菌Arsenophonus和沃尔巴克氏菌Wolbachia,干母感染沙雷氏菌Serratia symbiotica和杀雄菌。表明寄主植物、地理位置和生殖方式都影响桃蚜体内次生共生菌的感染模式,不同蚜型间次生共生菌菌群变化更大。     

烟粉虱内共生菌传毒相关groEL基因的克隆及其原核表达

 烟粉虱内共生菌groEL基因编码一种63kD的GroEL蛋白,利用一对特异性引物,通过PCR对长期培养在黄瓜上的烟粉虱体内groEL基因进行了扩增,序列测定表明其长度为1668bp,编码555个氨基酸,与GenBank中烟粉虱内共生菌groEL(AF130421)的核苷酸同源性为99.58%,仅7个核苷酸发生了变异,二者氨基酸序列同源性为99.28%,仅4个氨基酸有别。构建了一个原核表达载体,表达得到了76kD的融合蛋白     

昆虫神经肽tachykinin研究进展

神经肽是昆虫体内仅次于保幼激素和蜕皮激素的重要肽类激素。而速激肽与其他神经肽一样,属于典型的脑-肠肽,具有神经调节、神经递质或激素功能,其首先在粗糙型内质网中合成前体多肽,前体蛋白(多肽)在其N端具疏水结构的信号肽的引导下进入内质网后切除信号肽,然后经过一系列修饰后以颗粒状小分子多肽释放出来。在昆虫生长发育及生理行为方面发挥着同样重要的作用。本文从昆虫速激肽的发现、命名、分子特性、分离鉴定方法以及最新相关研究进展等做了全面的总结,为深入研究其复杂的生物学功能及在微生物-昆虫-植物三级营养中的作用,进一步探索害虫综合治理提供重要依据。     

寄生蜂体内共生菌Wolbachia研究进展

Wolbachia是广泛分布在节肢动物生殖组织中的细胞质遗传细菌,在寄生蜂中可以通过诱导胞质不亲和、孤雌生殖、雄性雌性化和杀雄等多种方式调节寄主的生殖。本文在综述了寄生蜂体内共生菌Wolbachia的类群和分化、传播方式及其对寄主生物学特性的影响、温度通过对Wolbachia的作用而影响寄生蜂的表现等基础上,讨论了如何利用寄生蜂体内Wolbachia提高寄生蜂自然控制害虫的能力。     

植物蛋白酶抑制剂的抗虫性研究进展

蛋白酶抑制剂(protease inhibitors,PIs)是一种小分子多肽或蛋白质,广泛存在于植物组织中。植物蛋白酶抑制剂可调控昆虫内源性蛋白酶活性,参与细胞程序性死亡等生理过程;能进入昆虫消化道,抑制蛋白酶水解活性,干扰昆虫正常生长发育,从而有助于相关植物抵御昆虫为害。相关研究虽然很多,但不少基本问题仍需要进一步深入探讨,如昆虫识别食物中PIs的模式和策略、昆虫防御PIs涉及的关键基因和相关机制调控元件等。对于刺吸式口器昆虫如蚜虫,寄主植物蛋白酶抑制剂的抗虫性除了抑制蛋白酶的水解活性,也表现在对其免疫系统和繁殖能力的调节功能上,但其作用涉及的独特生理生化机制目前仍不清楚。随着分子生物学和组学技术的快速发展,快速筛选新型、高效蛋白酶抑制剂已成为可能,这些新型、高效PIs与转基因技术、纳米技术、RNA干扰等新技术的结合使用,将在各种害虫包括蚜虫等刺吸式害虫的绿色防控中具有重要价值和广泛应用前景。本文综述了植物蛋白酶抑制剂近年来的研究进展,探讨了植物蛋白酶抑制剂的生理功能、昆虫的适应机制以及在蚜虫防治方面的最新研究成果,并展望了蛋白酶抑制剂研究的未来发展趋势及在害虫绿色防治方面的应用前景。     

植原体基因组学研究进展

植原体（phytoplasma）是一类重要的植物病原细菌, 可经叶蝉、飞虱等昆虫介体传播, 感染1 000多种植物, 产生丛枝、黄化、韧皮部黑斑坏死等症状, 给农业、林业生产带来巨大的损失。本文对植原体基因组学研究的历史、现状及当前植原体效应蛋白等方面的研究进展进行了综述。