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。     

植物组成型防御对植食性昆虫的影响

植物在长期适应复杂生境的过程中,形成了多种自身固有的防御机制.对于植食性昆虫而言,植物固有的防御系统主要涉及植物的形态特性和次生代谢产物,其防御机制包括了组成防御机制和诱导防御机制.本文从植物的毛、蜡质、叶型、叶色等几个方面探讨了植物形态特性对昆虫的影响,以及挥发性次生代谢物和非挥发性次生代谢物对植食性昆虫的影响,阐释了植物组成型防御与植食性昆虫的关联性及其机理.最后,对植物组成型防御在生产上的应用前景进行了探讨.     

昆虫内共生菌-昆虫-植物互作关系研究进展

在长期的协同进化过程中,昆虫与其体内的共生菌建立了密切的互利共生关系。昆虫内共生菌不仅能调控宿主昆虫的营养代谢和生殖代谢,还能协助昆虫抵御生物、非生物胁迫,提高昆虫对化学农药的抗性及对寄主植物的适应性等。因此,内共生菌是宿主昆虫生长发育及适应性的重要调控因子。目前,随着组学技术的不断发展,内共生菌在宿主昆虫和寄主植物中的原位功能不断被挖掘,通过对内共生菌-昆虫-植物互作模型的研究,将进一步揭示昆虫内共生菌与昆虫、植物的互作机理,加深对昆虫适应性机制的理解并推进新型害虫防控和靶标技术的研发。本文就昆虫内共生菌的起源、特点、分布和传递,昆虫内共生菌在昆虫-植物-环境互作中的作用,以及昆虫内共生菌研究的方法和新技术等方面进行了综述,并对未来昆虫内共生菌介导的防御效应及昆虫适应性机理等热点问题进行了展望。     

植物挥发性次生物质对植食性昆虫的影响

植物挥发性次生物质对植食性昆虫的寄主选择、取食、交配、产卵等行为有着重要的影响作用。本文就植物挥发性次生物质对植食性昆虫影响的研究状况及其进展进行综述报道,以便为进一步深入开展这方面的研究提供借鉴。     

棉铃虫唾液凝集素的初步研究

昆虫唾液在成功取食寄主中发挥关键作用.而有关植食性昆虫唾液(反吐液)的研究多集中在与寄主植物的互作关系上,鲜有涉及唾液免疫因子的研究.凝集素作为模式识别受体,在病原物的识别中发挥重要作用,是昆虫重要的免疫因子.棉铃虫幼虫血淋巴中已报道的凝集素种类至少有8种,但其唾液中是否存在凝集素却未见报道.本文通过与鸡血红细胞的血凝...     

植物挥发物在寄生蜂寄主定位中的作用

植物挥发物在寄生蜂的寄主栖息地定位中起着重要作用。在自然状态下,某些健康植物能释放对寄生蜂有吸引作用的挥发物。当植物受到植食性昆虫为害后,可引起植物的间接防御,即产生对一定种类寄生蜂具引诱作用的挥发物来保护自己。此外,害虫的产卵也能诱导部分植物产生引诱天敌的物质。对于植食性昆虫取食植物诱导的挥发物研究较深入,而其产卵对植物挥发物的影响研究较少。本文主要综述近年国内外有关植物挥发物对寄生蜂寄主定位影响的研究概况,可望为害虫综合治理研究提供参考。     

虫害诱导植物信息化合物介导的植物间交流及机制

当遭受植食性昆虫取食时, 植物会释放复杂和多样的挥发性有机化合物。虫害诱导的挥发物在调控植物与不同营养层昆虫群落相互关系中发挥重要作用。同时, 邻近植物也能感知这种虫害诱导挥发物, 对可能即将到来的虫害威胁做出防御准备。获得防御准备的植物在受到虫害损伤时, 会立即启动相应的防御反应。为了应对植物的这种害虫防御策略, 某些昆虫可通过调控植物挥发物信号来传递“假信息”, 从而抑制相邻植物的防御反应。这种信息交流既可发生在同种植物之间, 也可发生在不同科属的植物之间。近年, 植物间的信息交流现象已得到广泛研究, 但相关的生化和分子机制及生态学意义尚不清楚。本文主要探讨了虫害诱导信息化合物介导的植物间交流类型、机制和生态学意义, 以及影响植物间交流的生物或非生物因子, 分析了利用植物间信息交流开展害虫绿色防控的前景。     

昆虫免疫的研究

昆虫是自然界中最大的类群,遍布陆地、江河、海洋和天空,且有惊人的繁殖力和对环境的适应性,在长期的生存进化中,发展了自己独特的免疫防御系统。昆虫对细菌等外源物的防御系统可大致归纳如下：昆虫的防御反应自然抵抗力消化道的防御消化液中的抗菌抗病毒物质体壁的防...     

植物病毒与媒介昆虫互作促进其传播的研究进展

近年来植物病毒病频发,严重制约着农作物的产量与品质。绝大多数植物病毒依赖媒介昆虫进行传播,而传播的关键是病毒如何突破昆虫的肠屏障、唾液腺屏障和卵屏障等多个生物屏障。植物病毒一方面利用其外壳蛋白或非结构蛋白突破媒介昆虫的中肠屏障和唾液腺屏障;另一方面则与昆虫体内卵黄原蛋白、共生菌以及精子表面蛋白发生特异性互作,促进病毒跨越卵障碍,最终实现病毒在昆虫体内复制。此外,植物病毒还能通过侵染寄主植物影响其防御性状,间接改变媒介昆虫生理及其行为反应,促进病毒在植物间的传播。该研究对植物病毒突破昆虫生物屏障的分子机制,以及植物病毒-植物-媒介昆虫互作对于病毒传播的影响进行了综述,并对阻断病毒传播的方法进行展望。     

昆虫与弹状病毒互作的研究进展

近年来宏基因组学研究的普及大大丰富了人们对RNA病毒多样性的认识,但对这些新发现病毒的生物学特性却所知甚少。本文围绕RNA病毒中一类重要的负单链RNA病毒--弹状病毒与其昆虫寄主互作的研究进行综述,总结已发现的弹状病毒及其昆虫寄主类型,共有20个属144种弹状病毒可以感染14个属的昆虫;根据已有的系统进化研究对弹状病毒的寄主起源进行推测;并以感染黑腹果蝇Drosophila melanogaster的sigma病毒(Drosophila melanogaster sigma virus,DMelSV)为主要对象,就弹状病毒引起的CO2麻痹致死症状以及昆虫寄主对其的免疫反应研究进行总结,而在对黑腹果蝇的研究中发现很多非经典免疫通路中的新抗病毒基因,暗示存在新的抗病毒免疫通路;通过飞虱、叶蝉与其传播的植物弹状病毒以及长须罗蛉Lutzomyia longipalpis与其传播的脊椎动物病毒的互作研究,发现Toll、IMD信号通路、细胞自噬及小RNA干扰(small interfering RNA,siRNA)通路等可能与昆虫对弹状病毒的免疫反应相关。昆虫是弹状病毒主要的寄主和媒介,也是病毒遗传多样性的储主,因此更好地研究和了解昆虫寄主与弹状病毒的相互关系,有助于病毒致病和传播机制以及昆虫抗病毒免疫机理的深入研究。     

昆虫视觉在寄主寻找及定位过程中的作用

昆虫与寄主植物相互作用的研究一直是生态学研究的重要问题,在过去的几十年中一直以化学生态学为主导,昆虫视觉在寄主寻找与定位过程中的功能研究很少。随着试验技术与观测手段的不断提高,尤其是昆虫视网膜电位测定技术的发展,为昆虫视觉功能研究提供了新手段和新技术。本文阐述了昆虫视觉的概念与内涵,分析了昆虫视觉的研究现状及目前对昆虫视觉功能的认识误区,总结了昆虫视觉在寄主植物寻找过程中的作用:包括昆虫视觉的光谱学响应,对寄主植物形态刺激、寄主分布及农业景观的反应,并介绍了视网膜电位技术在昆虫视觉功能研究中的应用。本文认为将来的昆虫与植物关系的研究应综合考虑视觉和嗅觉的作用,昆虫视觉功能的研究应与化学信息通讯研究同样受到重视。昆虫视觉在寄主寻找、定位过程中的作用和功能将会成为昆虫-植物关系研究中一个非常具有前景的领域。     

Relationships between sulfonylurea herbicide treatment of host plants and the performance of herbivorous insects

Previous work had shown that the sulfonylurea herbicide chlorsulfuron affected the survival of a herbivorous insect species dwelling on a sub-lethally exposed host plant. Further experiments have been conducted to establish whether this negative effect was a single occurrence characteristics for the specific insect-plant interaction and the specific herbicide tested. Three insect-plant interactions were tested for the effects of selected sulfonylurea herbicides, i.e. metsulfuron-methyl, chlorsulfuron and tribenuron-methyl. The species pairs tested were Pieris brassicae/Brassica napus, Gastrophysa polygoni/Fallopia convolvulus and Sitobium avenae/Triticum aestivium. No significant effects on survival and relative growth rate of P brassicae or G polygoni were found when treating the host plants with sulfonylurea herbicides. However, the host plants had a significantly reduced root and shoot growth rate when treated with herbicide. Treating T aestivium with the recommended field rate of metasulfuron-methyl did not cause any change in development time, growth rate or fecundity of S avenae feeding on the host plants. The data presented suggest that the increased mortality observed for G polygoni larvae feeding on chlorsulfuron-treated host plants observed earlier was characteristic for this herbicide and for the specific plant-insect interaction only.     

蚜虫唾液主要成分及其在寄主和害虫互作中的作用

刺吸式害虫唾液里的某些成分通常是植物诱导反应中一些共有的或特异性诱导信号物质。本文综述了蚜虫取食、唾液的主要成分和取食诱发的植物防御信号传导途径,例如水杨酸途径、茉莉酸/乙烯途径,以及唾液诱导使植物防御因子上调效应的分子检测方法;同时还展望了蚜虫唾液研究的应用前景。     

Potential for exploiting plant genes to genetically engineer insect resistance,exemplified by the cowpea trypsin inhibitor gene

Over the 400 million or so years of their co-evolution, plants have evolved some highly effective strategies to combat herbivorous insects. Amongst these natural defence mechanisms are some which depend on a primary gene product for effect. These are currently suitable for producing insect-resistant, transgenic crop plants by genetic engineering. One such mechanism involves the protease inhibitors from cowpea (Vigna unguiculata), which are anti-metabolic to a wide range of insects. Cowpea trypsin inhibitor (CpTI) genes have been cloned and transferred to tobacco plants. Those transgenic tobacco plants which express physiological levels of CpTI have enhanced resistance to a wide range of insect pests. The insecticidal characteristics of these plants compare favourably with those of transgenic plants expressing the B. thuringiensis endotoxin gene. Some possible advantages of, and prospects for, using plant-derived ‘insect-resistance’ genes in this way are discussed.     

刺探电位图谱(EPG)技术的原理与发展

刺探电位图谱(EPG)技术是用来记录刺吸式口器昆虫口针在寄主组织中刺探行为的电信号变化特征的技术,主要用于昆虫刺探(取食)、传毒行为,植物抗虫机制等的研究,本文对其发展历史、基本原理、波形特征和生物学意义进行了综述,并讨论了该技术目前存在的问题及应用前景。