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。     

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。     

水稻病毒与植物寄主互作研究新进展

水稻是维持世界一半以上人口生存的主要粮食作物,其产量和品质关系到社会稳定。近年来,水稻病毒引起的病毒病严重影响作物的产量及品质。植物在与病毒长期的互作过程中进化出了多种有效的防御机制来抑制病毒侵染。本文围绕近年来国内外关于水稻抗病毒的研究进展,对植物激素、自噬与水稻病毒的互作关系进行总结,并提出了水稻病毒研究过程中所涉及到的一些问题,以期为开展水稻抗病育种相关研究提供参考。     

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。     

昆虫氨肽酶N的研究进展

氨肽酶N(aminopeptidase N,APN)是一种偏好水解蛋白或寡肽N端中性氨基酸的酶,广泛分布于动植物中。在昆虫中,APN主要分布于中肠刷状缘膜上,涉及食物蛋白的消化以及Bt毒素对靶标害虫的作用。从APN的结构特征和分类地位、APN的分离纯化及其酶活性位点与结合位点的相关性、APN同工酶的区分特征及系统发育关系、APN同工酶的基因功能、不同APN同工酶在昆虫体内的分布及表达量、APN基因功能最新研究方法和结果以及APN与昆虫抗药性的关系等方面概述了昆虫APN的最新研究进展。鉴于昆虫体内受体的多样性、复杂性及当前研究手段的局限性,对APN功能的全面了解还有赖于研究方法的改进和提高而逐步深入。     

昆虫视蛋白的研究进展

昆虫是地球上种类最为繁多的生物,具有发达和敏感的视觉系统。昆虫视蛋白是一种膜蛋白,是昆虫视觉系统的重要组成部分。根据是否直接参与视觉成像,可将昆虫视蛋白分为视觉视蛋白和非视觉视蛋白两大类。昆虫视蛋白在视觉成像和生物钟昼夜节律同步调节等方面发挥着重要作用。本文在系统分析国内外文献的基础上,主要对目前已报道的昆虫视蛋白的种类、表达特征、分子结构、生物学功能、吸收光谱的分子机制和分子进化等方面进行综述。     

利用天敌昆虫治理豚草的研究进展

豚草Ambrosia artemisiifolia L.起源于北美洲,一年生草本植物,靠种子繁殖。豚草在入侵地逃离了天敌等生物因子的制约,种群得以快速发展,并暴发成灾,对人类健康、农牧业生产、生态环境等均造成严重的影响。从20世纪60年代开始,许多国家从原产地寻找天敌,开始豚草生物防治。我国从20世纪80年代,先后从国外引进了5种植食性昆虫,对其生物学、生态学特性及其应用等开展了研究,最终确认豚草条纹叶甲和豚草卷蛾是2种具有应用前景的天敌昆虫。这两种天敌昆虫在野外释放后,仅有豚草卷蛾能在野外成功建立种群,一定程度上延缓了豚草种群的蔓延。随后,2001年,在南京市郊的豚草上发现一种来自北美的广聚萤叶甲,经过寄主专一性测定后,发现其具有严格的寄主专一性。同时,这种叶甲气候适应能力、繁殖力和对豚草控制潜力均较强。在中国,广聚萤叶甲和豚草卷蛾生态位互补的生物防治技术已被提出,并在南方各省市大面积推广应用,取了非常理想的控制效果。然而,广聚萤叶甲尚未能在北方建立种群,这给北方豚草的生物防治带来了许多困难。因此,通过野外创造有利于广聚萤叶甲成虫越冬的人工保护生境,或通过人工冷驯化和筛选获取高产耐寒种群,将有助于这些问题的解决。     

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。     

两种昆虫生长调节剂对黑腹果蝇和斑翅果蝇的生物活性

为探讨昆虫生长调节剂氟铃脲和虱螨脲对黑腹果蝇Drosophila melanogaster和斑翅果蝇D.suzukii的毒性机制,采用室内生测法测定氟铃脲、虱螨脲对2种果蝇2龄幼虫的毒力,以及其在亚致死浓度LC_(10)、LC_(20)下对2种果蝇体内几丁质酶活性的影响。结果显示,经不同浓度的氟铃脲和虱螨脲处理后,随着时间的延长和浓度的增加,2种果蝇的死亡率均明显增加,氟铃脲处理可使2种果蝇的死亡率最高达到83.33%,明显高于虱螨脲处理后黑腹果蝇(65.00%)和斑翅果蝇(66.66%)的死亡率。亚致死浓度LC_(10)和LC_(20)的虱螨脲处理果蝇2龄幼虫24 h后,黑腹果蝇2龄幼虫体内的几丁质酶活性呈下降趋势,而斑翅果蝇2龄幼虫体内的几丁质酶活性则呈上升趋势。另外,亚致死浓度的氟铃脲可明显抑制黑腹果蝇体内几丁质酶的活性。表明昆虫生长调节剂氟铃脲和虱螨脲对果蝇有较强的毒力,氟铃脲的毒力高于虱螨脲,且果蝇体内几丁质酶的活性与氟铃脲和虱螨脲密切相关。     

温度和相对湿度对斑翅果蝇和黑腹果蝇飞行能力的影响

为研究不同温度和相对湿度对斑翅果蝇Drosophila suzukii与黑腹果蝇D. melanogaster飞行能力的影响,了解2种果蝇的飞行规律,利用26路昆虫飞行磨系统测试2种果蝇在不同条件下的总飞行距离、总飞行时间和平均飞行速度。结果表明,斑翅果蝇雌虫飞行的最适宜温度为18℃,总飞行距离达358.04 m,总飞行时间为3 082.68 s;雄虫更适宜在较高温度下飞行,当温度为30℃时,其总飞行距离和总飞行时间分别为171.37 m和3 075.89 s,且飞行速度较快。黑腹果蝇雌虫的飞行能力在30℃时最强,总飞行距离为702.77 m,雄虫的最适飞行温度是18℃和24℃。当相对湿度为75%时,斑翅果蝇雌虫的飞行能力最强,总飞行距离为262.10 m,总飞行时间也较长,为1 224.12 s,雄虫则在相对湿度44%时表现出较强的飞行能力;当相对湿度为58%时黑腹果蝇雌、雄虫的总飞行距离均达到最大,分别为554.30 m和514.47 m,此条件下雌、雄虫的总飞行时间也最长,分别为2 606.57 s和6 079.07 s。表明温度和相对湿度对2种果蝇飞行能力的影响存在差异,低温高湿条件有利于斑翅果蝇雌虫飞行,高温低湿条件下斑翅果蝇雄虫的飞行能力最强,高温中湿环境下黑腹果蝇的飞行能力较强,且黑腹果蝇的飞行能力总体上强于斑翅果蝇。     

沃尔巴克氏体感染对黑腹果蝇头部转录组的影响

为明确沃尔巴克氏体Wolbachia对果蝇神经行为影响的分子机制,采取转录组测序技术对感染沃尔巴克氏体和未感染的黑腹果蝇Drosophila melanogaster头部样本进行转录组测序、组装、注释,筛选感染沃尔巴克氏体wMel和未感染黑腹果蝇头部转录组间的差异表达基因,并选择差异表达基因中差异倍数较大或与神经行为相关的基因进行qPCR验证。结果表明,感染沃尔巴克氏体wMel和未感染黑腹果蝇头部差异表达基因有679个（差异倍数≥2,P<0.05）,其中,由于感染沃尔巴克氏体wMel而上调表达的基因有566个,下调表达的基因有113个。GO功能注释分析显示,差异表达基因与代谢过程、催化和结合功能相关。KEGG通路注释分析发现,差异表达基因主要富集在蛋白消化与吸收、内分泌、神经活性配体-受体互作以及激素合成等通路中。从差异表达基因中筛选出11个基因进行qPCR验证,有9个基因的表达趋势与RNA测序结果一致。表明沃尔巴克氏体可广泛影响果蝇头部基因的表达水平,暗示可能由此影响宿主的神经行为。     

昆虫不育技术在害虫防治中的应用和研究进展

昆虫不育技术是一种通过释放不育昆虫来控制田间害虫种群的生物防治新策略。为将昆虫不育技术应用于防治全球入侵害虫草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda,该文对昆虫不育技术的作用机理和防治现状进行了综述,并对国内外利用该技术成功防治害虫的作用原理、作用方式和对多种害虫防治的成功案例进行了归纳;同时,对防治靶标基因doublesex的功能性作用进行总结。本综述基于CRISPR/Cas9基因编辑系统调控靶标基因,整理并展望通过释放携带显性致死基因的昆虫种群实现虫口密度控制的研究现状,为促进昆虫不育技术防治害虫提供理论基础。     

入侵害虫草地贪夜蛾取食七种食物的种群生命表

为阐明入侵害虫草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda对我国不同农作物的适应性,利用年龄-阶段两性种群生命表技术研究取食玉米粒以及玉米、花生、棉花、大豆、高粱和谷子叶片等7种不同食物对草地贪夜蛾生长发育与繁殖的影响。结果表明,不同食物显著影响草地贪夜蛾种群。整个成虫前期从长到短依次为取食棉花叶>取食大豆叶>取食高粱叶>取食花生叶>取食谷子叶>取食玉米叶>取食玉米粒,取食玉米粒要比取食棉花叶的时间缩短27.95 d。雌雄成虫寿命均以取食玉米粒和高粱叶的最长,以取食玉米叶的较短,且取食棉花叶的雄成虫寿命仅有3.00 d。产卵量以取食玉米粒的最多,为619.27粒,是取食其他食物的6.00倍～61.25倍。取食玉米叶的草地贪夜蛾初孵幼虫个体完成幼虫、蛹和成虫阶段的概率均较高,分别为95.38%、78.46%和78.46%,而取食棉花叶的最低,分别为37.29%、20.34%和20.34%。草地贪夜蛾取食玉米粒的净增值率、内禀增长率、周限增长率均最高,分别为105.59、0.12 d-1、1.13 d-1,平均世代周期最短,为36.91 d,而取...     

六种农药对两种果蝇成虫室内毒力和主要解毒酶活性的影响

为明确田间常用农药对伊米果蝇Drosophila immigrans和海德氏果蝇D. hydei的毒力和解毒机制,采用药膜法在室内测定6种田间常用农药原药对2种果蝇实验种群成虫的LC_(10)、LC_(20)和LC_(50),并研究其中3种农药的亚致死剂量(LC_(10)、LC_(20))对果蝇谷胱甘肽S-转移酶(GST)、羧酸酯酶(CarE)、乙酰胆碱酯酶(AchE)3种主要解毒酶活性的影响。结果表明,乙基多杀菌素对伊米果蝇的毒力最大,LC_(10)、LC_(20)和LC_(50)分别为0.29、0.51和1.51 mg/L;甲维盐对海德氏果蝇的毒力最大,LC_(10)、LC_(20)和LC_(50)分别为0.14、0.36和2.09 mg/L;吡虫啉对2种果蝇的毒力均最低。不同亚致死浓度的乙基多杀菌素处理伊米果蝇24 h后,CarE和AchE活性均显著高于对照,而GST活性在低浓度时显著高于对照;高浓度甲维盐仅对海德氏果蝇AchE活性有显著抑制作用;吡虫啉可抑制伊米果蝇AchE和海德氏果蝇CarE活性。表明伊米果蝇和海德氏果蝇可通过改变3种解毒酶的活性来防御杀虫剂对其造成的影响。     

抗感褐飞虱水稻遗传群体差异蛋白质组分析

为明确抗感褐飞虱Nilaparvata lugens水稻遗传群体在细胞水平的生理变化差异,通过蛋白质组学法对抗褐飞虱水稻遗传群体16W19-1-1和感稻飞虱水稻遗传群体16W45水稻叶片的差异蛋白质组进行研究,采用串联质谱标签标记和液相色谱-串联质谱联用仪进行差异蛋白质谱分析,利用Mascot search results软件进行搜库以确定差异表达蛋白,应用qPCR技术对差异蛋白关联基因在抗感褐飞虱遗传群体中的表达情况进行验证分析。结果表明,从抗感褐飞虱遗传群体中共鉴定出7 625个蛋白,其中差异蛋白229个,涉及上调蛋白156个,下调蛋白73个,主要集中在代谢蛋白、氧化还原蛋白和应激蛋白,主要参与了氰胺基酸代谢、牛磺酸代谢、聚糖降解、脂肪酸链伸长等通路。最终找到9个关键蛋白,关联6种酶,分别为γ-谷氨酰基转移酶、β-葡糖苷酶、β-N-乙酰-D-氨基葡萄糖酶、谷氨酸脱羧酶、甚长链烯酰-CoA还原酶和甚长链3-氧酰辅酶,对应8个基因。表明以上6种酶与植物抗虫性关系密切,可能在上述水稻品系抗褐飞虱中起着重要作用。     

虫尸表面罗伯茨绿僵菌产孢、致病力及其相关基因的表达特征

为明确绿僵菌在其致死害虫表面生长发育和致病力等相关分子机制,通过显微观察大蜡螟Galleria mellonella虫尸表面罗伯茨绿僵菌Metarhizium robertsii生长和产孢特性,并测定其致病力,分别对虫尸表面和PDA培养基上罗伯茨绿僵菌的菌丝生长阶段和大量产孢阶段进行高通量测序,对虫尸表面罗伯茨绿僵菌产孢及致病力通路相关基因进行系统分析,并采用荧光定量PCR技术对高通量测序结果进行验证。结果表明,PDA培养基上培养5 d后,罗伯茨绿僵菌开始大量产孢,培养14 d时产孢量最高,为4.6×10~7个/cm~2,大蜡螟幼虫注射罗伯茨绿僵菌4 d后,其体表出现菌丝,5.5 d后虫尸表面罗伯茨绿僵菌大量产孢,9 d后产孢量最高,为2.6×10~8个/cm~2。与PDA培养基上罗伯茨绿僵菌对大蜡螟幼虫的半致死时间(7.09 d和4.66 d)相比,体壁侵染法和显微注射法侵染的虫尸表面罗伯茨绿僵菌对大蜡螟幼虫的半致死时间(6.33 d和4.49 d)分别显著缩短和无显著变化。高通量测序结果显示,在菌丝生长阶段和大量产孢时期,虫尸表面罗伯茨绿僵菌中共有810个基因上调表达,452个基因...     

21种化学药剂对新疆棉田主要害虫毒力及对多异瓢虫的安全性

为明确现阶段棉田常用化学杀虫剂对新疆维吾尔自治区（简称新疆）棉花主要害虫的毒力以及对新疆本地优势天敌多异瓢虫Hippodamia variegata的安全性,于室内分别测定当前21种棉田常用化学药剂对新疆棉田3种主要害虫棉蚜Aphis gossypii、截形叶螨Etranychus truncatus和棉铃虫Helicoverpa armigera以及优势天敌多异瓢虫的毒力,比较不同药剂对各种害虫和天敌的相对毒力指数以及益害毒性比。结果表明,药剂处理24 h后,10种蚜虫防治药剂对棉蚜成蚜的半致死浓度LC₅₀由高到低依次为氟啶虫胺腈、啶虫脒、吡虫啉、环氧虫啶、噻虫嗪、丁硫克百威、烯啶虫胺、呋虫胺、螺虫乙酯和吡蚜酮,其中益害毒性比较高的药剂主要有氟啶虫胺腈和螺虫乙酯;5种叶螨防治药剂对截形叶螨成螨的LC₅₀从高到低依次为阿维菌素、哒螨灵、四螨嗪、噻螨酮和炔螨特,其中益害毒性比较高的药剂主要有四螨嗪、噻螨酮和阿维菌素;6种鳞翅目害虫幼虫防治药剂对棉铃虫3龄幼虫的LC₅₀由高到低顺次为甲氨基阿维菌素苯甲酸盐（简称甲维盐）、氯虫苯甲酰胺、茚虫威、灭多威、毒死蜱和高效氯氰菊酯,其中益害毒性比较高的药剂主要有甲维盐和氯虫苯甲酰胺。综合上述2个方面结果,氟啶虫胺腈、阿维菌素、甲维盐和氯虫苯甲酰胺不仅对棉花害虫毒力效果强,而且对有益天敌安全性高。