脑及前胸腺对蓖麻蚕成虫特征与生殖腺发育的作用

许多试验已证明,昆虫成虫特征的发育与分化是受内分泌系统所控制的。作者已证明蓖麻蚕的脑及前胸腺对化蛹起决定性作用,为了进一步观察脑及前胸腺对成虫特征的发育与分化有何显著影响,特别是蓖麻蚕雌雄两性生殖腺的发育,是否也受内分泌中心所控制,故进行这一工作。     

棉铃虫前胸腺的神经解剖研究(英文)

用光学显微镜和电子显微镜对棉铃虫(Helicoverpa armigera)前胸腺的形态、超微结构、神经分布及末龄幼虫和早期蛹前胸腺的超微结构变化作了观察和研究。前胸腺呈T形,每对由76—116个大小不同的腺细胞组成;在末龄腺体中发现一种直径约6μ的微腺细胞;在28C,光周期L:D=15:9条件下,前胸腺在化蛹后第三天完全消失,前胸腺布满大量的气管或微气管,并有三根神经分布。腺细胞质膜内陷形成细胞间隙系统(ICS):ICS的宽度和深度在末龄幼虫蜕皮甾类分泌达到峰值时增至最大。在第4天末龄幼虫的前胸腺中观察到大量的多泡囊体(MVS)及其残片、粗面内质网、线粒体基质的电子透性增至最大。最后,对第十天末龄幼虫前胸腺细胞间边的冷冻复型膜进行了观察。前胸腺结构的变化与其分泌状态密切相关。     

昆虫蛹滞育的神经内分泌调控

从神经内分泌的角度,分别介绍了脑、前胸腺和咽侧体在昆虫蛹滞育中所起的作用。脑主要是通过对促前胸腺激素的合成和释放的控制来参与滞育调节的;而前胸腺的活性过低,分泌的蜕皮激素远远低于启动成虫发育所需要的量,是导致蛹滞育的最根本原因;咽侧体在某些虫种中对蛹滞育可能起到间接的调控作用。     

亚洲玉米螟末龄幼虫促前胸腺激素与蜕皮甾类激素滴度的变化

用放射免疫分析法(Radioimmunoassay,RIA)以12小时间隔测定了亚洲玉米螟Ostrinia tfurnacalis末龄非滞育幼虫血淋巴中蜕皮甾类激素滴度.通过前胸腺体外培养,以12小时间隔测定了前胸腺体外分泌活性的变化.发现二者的变化在相同发育阶段是一致的.在亚洲玉米螟上建立了促前胸腺激素(PTTH)体外测定法,并用此法以24小时间隔测定了末龄幼虫脑和血淋巴中PTTH滴度.发现血淋巴中PTTH滴度在末龄第5和7天各有一高峰,脑中只在第5天有一高峰.     

鳞翅目昆虫的化蛹场所及行为

鳞翅目昆虫的主要化蛹场所为地下(即入土化蛹)和地上(寄主植物及地表)。入土化蛹的昆虫挖掘蛹道,进入土壤并分泌丝状物和粘液将土粒粘在一起做成一定形状的蛹室化蛹。在地上化蛹的部位较多,有茎杆、叶片和果实等,以在茎杆内和叶片上化蛹居多。蝶类幼虫多在寄主植物上化蛹,常见种类的蛹可分为悬蛹和缢蛹。对鳞翅目幼虫化蛹的影响因素主要有温度、降雨和土壤湿度。通过研究鳞翅目幼虫的化蛹场所、化蛹行为及影响化蛹的因素,了解越冬蛹的化蛹场所,为野外调查、预测预报以及制定防治措施提供参考依据。     

外源昆虫激素对柞蚕成虫发育的促进作用

柞蚕(Antheraea pernyi)是我国重要的经济昆虫,但其生活史较长。在河南一化性柞蚕老熟幼虫六月上旬化蛹,成虫要到次年四月才能羽化,滞育期大约8、9个月。这种情况不但对于蚕丝生产有一定影响,而且对于柞蚕的综合利用也是一种损失。所以,解决漫长的滞育问题是个现实问题。 许多研究已经表明蛹的变态是受激素控制的。郭郛(1964)证实了粘虫的成虫发育必须依靠脑激素和蜕皮激素。Agui等(1975)研究了不同情况下脑激素如何激活前胸腺,Bollenbacher(1979)指出脑激素的作用是提高蜕皮激素的基本合成率。Bergtrom等(1975)报道了脱皮激素能诱导器官芽的形态发生。小林和市川等分别发现注射脑激素提取液能使蓖麻蚕无脑蛹全数羽化(诸星静次郎,1976)。     

幼虫的滞育

昆虫幼虫的滞育,当是一种复杂的生理现象,以前有人认为昆虫的蛹在缺乏必要的激素,可以苏醒过来,蚕卵的滞育,许多人都认为卵中含有滞育激素的缘故。最近经过好些人的研究结果,认为昆虫幼虫的滞育,乃是它的内分泌器官的咽侧体中含有返幼激素(corpus allatum hormone)来控制着的。最近已有将幼龄激素的提炼及其化学性貭研究     

苜蓿夜蛾促前胸腺激素基因的克隆与原核表达

促前胸腺激素(Prothoracicotropic hormone,PTTH)是一类重要的昆虫激素,它对昆虫生长、蜕皮、变态、滞育具有重要调控作用。以苜蓿夜蛾5龄幼虫为材料提取总RNA,利用RT-PCR和RACE技术,扩增得到苜蓿夜蛾促前胸腺激素基因的cDNA序列,该序列含有823个碱基,包括1个681个碱基的开放阅读框,编码1个含226个氨基酸的蛋白,分子量约为26.3 kD,等电点为8.51。序列分析表明,苜蓿夜蛾PTTH的氨基酸序列与其他昆虫,尤其是鳞翅目夜蛾科昆虫的PTTH高度同源。获得的基因已登录GenBank,登录号为JF731347。利用原核表达载体pET21b在大肠杆菌中成功表达了苜蓿夜蛾PTTH基因,并用Ni-NTA亲和层析柱将带His-tag的目的蛋白进行纯化。     

家蚕幼虫-蛹变态期前胸腺和脂肪体细胞解离和程序性细胞死亡的比较分析

【目的】检测家蚕Bombyx mori变态期前胸腺细胞的解离、自噬与凋亡,并与脂肪体的进行对比,从而解析昆虫幼虫-蛹变态期过程中不同组织重塑的异同。【方法】以家蚕5龄期、游走期、预蛹期和蛹期前胸腺和脂肪体组织为材料,在光学显微镜下观察前胸腺和脂肪体细胞解离情况;分别利用Lyso-Tracker和TUNEL染色,在荧光共聚焦显微镜下观察细胞自噬和细胞凋亡的发生情况;利用qRT-PCR检测家蚕前胸腺中自噬发生标志基因Atg8的表达水平;利用透射电镜观察前胸腺和脂肪体细胞自噬小体和前胸腺线粒体;利用Caspase3酶活性检测试剂盒测定Caspase3酶活性;利用qRT-PCR检测前胸腺中蜕皮酮(ecdysone)合成相关基因Spo,Phm,Dib和Sad的表达水平;利用酶免疫试验(enzyme-immunoassay, EIA)测定前胸腺中蜕皮酮的含量,进而检测合成蜕皮酮的活力。【结果】在家蚕幼虫到蛹的变态发育过程中,在化蛹第1天家蚕前胸腺和脂肪体细胞中同时开始出现细胞解离;脂肪体细胞自噬和凋亡分别在游走期和预蛹第1天开始出现并逐渐增强;而前胸腺一直到化蛹第2天都没有发生明显的细胞自噬和凋亡;此外,前胸腺中线粒体的形态变化和蜕皮酮合成相关基因的转录水平均与对应时期前胸腺合成蜕皮酮的活力一致。【结论】在变态发育时家蚕不同组织消亡发生的时间不同,虽然前胸腺和脂肪体在化蛹第1天同时出现细胞解离,但是前胸腺直到化蛹第2天都不发生细胞自噬和凋亡,可能与其持续合成蜕皮酮的功能有关。本研究为昆虫幼虫-蛹变态发育时期组织消亡的深入研究提供了理论依据与工作基础。     

中华蜜蜂中央复合体的结构及胚后发育

中央复合体是昆虫脑中一个非常特殊的结构,与昆虫的视觉认知学习等许多复杂的行为有关。本研究通过形态解剖、免疫组织化学等技术,对中华蜜蜂中央复合体的组织结构以及胚后发育过程进行了比较研究。结果表明,中华蜜蜂的中央复合体包括前脑桥、中心体和2个球形的小结;中央复合体的发育从1龄幼虫开始,中心体上区的发育在末龄幼虫基本完成,前脑桥和中心体下区的发育集中在蛹发育早期;中央复合体中神经胶质数量的快速增加集中在预蛹期。本研究为昆虫中央复合体的发育以及功能研究提供理论基础。     

鞭角华扁叶蜂蜕皮甾类激素滴度的变化

用放射免疫分析法测定了鞭角华扁叶蜂Chinolyda flagellicornis末龄幼虫及滞育预蛹血淋巴中蜕皮甾类激素滴度。结果表明,末龄幼虫血淋巴中蜕皮甾类激素滴度在第2和4天各有一高峰;滞育预蛹血淋巴中保持一定滴度的蜕皮甾类激素,并随发育时期的不同有所波动;预蛹化蛹前一周血淋巴中蜕皮甾类激素滴度存在两个与变态相对应的峰值。表明鞭角华扁叶蜂的滞育与蜕皮甾类激素相关。     

利用末龄幼虫蜕和蛹壳对单头昆虫基因的无损伤检测

【目的】在昆虫基因功能等相关研究中,通常需要利用单对交配策略来筛选纯合突变品系,如何在配对前确定个体基因型同时又不对昆虫造成损伤,显得尤为重要。本文旨在探讨利用末龄幼虫蜕和蛹壳进行单头昆虫的无损伤基因检测方法。【方法】针对大小不同的3种鳞翅目昆虫斜纹夜蛾Spodoptera litura Fabricius、二点委夜蛾Athetis lepigone M?schler和小菜蛾Plutella xyllostella Linnaeus,收集末龄幼虫蜕及蛹壳,利用常规分子生物学技术进行基因组DNA提取、靶标基因PCR扩增、琼脂糖凝胶电泳检测、连接转化和单克隆测序验证。【结果】从斜纹夜蛾、二点委夜蛾末龄幼虫蜕和蛹壳提取的基因组DNA,以其为模板对GOBP1基因进行PCR扩增,产物经琼脂糖凝胶电泳检测得到单一、明显的条带,进一步经连接转化和单克隆测序得到目的序列;但由于小菜蛾末龄幼虫蜕和蛹壳太小,以同样方法提取的基因组DNA浓度太低,PCR产物经电泳检测,未能得到目的条带。【结论】对于与斜纹夜蛾和二点委夜蛾相近或更大的昆虫,可以利用单头末龄幼虫蜕或蛹壳提取基因组DNA,通过常规PCR技术克隆特定基因序列,为突变品系筛选过程中昆虫个体的无损伤基因型检测提供了方法。     

二十六种常见农林昆虫幼虫期体长增长率的探讨

许多昆虫幼虫从卵孵化后至化蛹前,需要经过多次蜕皮而分为若干龄次。体长是区别各龄幼虫的重要指标之一。对各种昆虫幼虫期体长增长速度规律的研究,对于正确区分幼虫龄期,探讨其生长发育规律,指导适时防治,具有重大意义。近年来,笔者通过室内饲养、田间观察和参阅外地资料等,曾对鳞翅目、同翅目、直翅目、半翅目、双翅目、鞘翅目等26种常见农林     

东方粘虫末龄幼虫血淋巴蜕皮甾类滴度的变化及促前胸腺激素对前胸腺的活化作用

东方粘虫六龄幼虫血淋巴蜕皮甾类滴度,在幼虫的取食生长期一直处在很低的水平(<6pg/μl血淋巴),其后于徘徊期的前一天开始升高,至预蛹期形成唯一的1个高峰(～450pg/μl血淋巴)。前胸腺离体培养的结果表明,前胸腺分泌活力与血淋巴蜕皮甾类滴度的动态呈基本平行的趋势,只是较后者超前了约24小时。促前胸腺激素粗提物能直接活化离体前胸分泌蜕皮甾类。粘虫六龄2日龄(LVI_2)幼虫的前胸腺已能被促前胸腺激素活化,说明此时的前胸腺对促前胸腺激素已具感受性。     

毛毛虫的保命“神通”

<正>作为昆虫类第二大类群,鳞翅目昆虫的一生充满着奇幻色彩,它们要经历卵、幼虫、蛹和成虫四个阶段,该过程被称为完全变态发育,即它们的幼虫和成虫个体在外形和生活习性方面截然不同。于鳞翅目昆虫而言,幼虫期持续时间最长,我们一般称鳞翅目幼虫为毛毛虫,也是疯狂取食的阶段。值得一提的是,幼虫阶段的活动能力有限,容易受其主要天敌(如鸟类、寄生蜂等)的攻击。然而,在自然界中,每种生物都具备有利于其生存的“看家本领”。今天我们就来盘点一下不同毛毛虫如何练就各自“本领”。     

昆虫激素和抗激素类在蚕业上的应用研究进展

控制家蚕幼虫蜕变和变态的内分泌系统是脑一咽侧体一前胸腺。咽侧体分泌的保幼激素（JH）和前胸腺分泌的蜕皮激素（MH）调节着家蚕的幼虫蜕皮、变态等生命现象,而脑分泌的促咽侧体激素和促前胸腺激素又控制着这两种腺体的分泌活动。家蚕的MH和JH的化学结构早在60年代中期被先后阐明,70年代后对这两种主要激素在血淋巴中的浓度已能精确定量,从而阐明了发生幼虫蜕皮和变态的激素环境。与此同时,发现了一些天然化合物能影响家蚕正常的内分泌活动,导致早熟变态和其他生理变化（如体色变化、生有障碍等）,称之为抗激素类物质。家蚕内分…     

中华蜜蜂蕈形体的发育

中华蜜蜂(Apis cerana cerana)的脑由前脑、中脑和后脑三部分构成,蕈形体位于前脑的背侧,是其重要的学习及其他复杂行为的整合中心。通过对中华蜜蜂工蜂的幼虫、蛹及成虫的蕈形体形态发育的观察研究,发现中华蜜蜂的蕈形体包含约1000个成神经细胞,它们最终形成了蕈形体的所有Kenyon细胞。这些成神经细胞来自于在新孵化的幼虫脑中已存在的四丛成神经细胞,每一丛细胞的数量不多于45个。蕈形体柄区的出现约在3龄幼虫,而α叶和β叶在5龄幼虫已可明显辨认。冠区出现较晚,大约在蛹期的第二天以后。由于社会性昆虫复杂的学习、记忆和认知需求,其蕈形体的体积和复杂程度都优于其他昆虫。     

小粉虫各发育期的临界热极值和失水的研究

本文研究了升高环境温度对小粉虫(Alphitobiusdiaperinus,鞘翅目拟步行虫总科)末龄幼虫、蛹以及成虫的失水和热敏性(临界热极值,Criticalthermalmaximum,CTmax)的影响。小粉虫成虫和蛹的CTmax值显著低于末龄幼虫(末龄幼虫:CTmax=48.5±0.5℃;蛹:CTmax=48.0±0.9℃;成虫:CTmax=47.8±1.1℃)。此外,成虫的适应性对其CTmax没有显著的影响。在20至60℃连续记录失水值中,三个龄期之间存在显著差异。随着超过临界点温度(约为40℃)的快速升高,末龄幼虫与成虫的失水程度相近。蛹具有明显低的失水速率,即使在温度高于40℃的情况下。当温度升高10℃时(25-35℃),会造成小粉虫蛹和成虫失水增加2.0倍和2.6倍,分别为:Q10=2.05±0.70和2.49±1.31,而幼虫则为3.52±1.27。当高于35-45℃时,幼虫和成虫失水增加甚快(Q10=6.85±1.90和8.51±2.32)。而蛹在高于35-45℃时失水也增加(Q10=3.76±1.83),但低于幼虫和成虫。小粉虫的蛹处于静止和不取食状态,代谢速率较低,其具有特殊结构的气孔能较好地保持关闭状态,且蛹的表皮由脂肪和蛋白质组成,以上诸因素可解释其失水减少的原因     

粘虫咽侧体对卵巢发育与成熟的作用

内分泌控制昆虫卵巢的发育与成熟已为大家所承认;特别是在直翅目、半翅目、鞘翅目、革翅目、双翅目等昆虫中卵巢的发育已证实由内分泌中心之一——咽侧体所调节。但在某些鳞翅目昆虫中所得的试验结果与上述结论不一致, 它们的卵巢发育似与咽侧体激素无关;这一事实已有分别用家蚕、天蚕蛾、蓖麻蚕等昆虫为材料的试验结果证明。我们分析了这些资料, 发现这些昆虫的卵巢皆在蛹期发育成熟, 成虫期均不取食。而在有些鳞翅目昆虫如粘虫等中, 它们的卵巢需要在成虫期获得补充营养后方能成熟, 我们怀疑粘虫卵巢发育成熟与内分泌的关系可能与上述几种昆虫不一样。 本试验用移植和结扎的方法证明了:(1)粘虫雌蛾卵粒中卵黄的沉积与咽侧体体积的变化相关, 交配后咽侧体体积增大时卵黄沉积最快;(2)粘虫卵巢的发育与成熟是受咽侧体激素的控制, 而与脑无直接关系;(3)激素控制粘虫卵巢发育与成熟的临界期为羽化取食后24小时;(4)粘虫成虫期雌雄两性咽侧体的体积均有明显变化, 雄性的比雌性的大1—3倍。 因此, 通过本工作说明了在鳞翅目昆虫中, 由于生殖腺在蛹期或成虫期发育的不同, 在生殖腺发育的内分泌控制机制上也有差别。     

本期重点推介

正Br是全变态昆虫蛹期蜕皮激素的初级响应基因,Br蛋白可结合下游靶基因如caspase家族基因Dronc及reaper,hid和Drice等细胞凋亡关键基因的启动子区域,影响化蛹进程,在害虫控制及新农药开发中具有应用价值。小菜蛾Plutella xylostella中已发现Br-Z2/3及Br-Z7两种Br异构体,其中Br-Z2/3在4龄幼虫末期和预蛹期高表达,与小菜蛾化蛹关系密切。为了进一步验证Br-Z2/3在小菜蛾化蛹中的作用,福建农林大学植物保护学院胡晓汉、顾晓军和黄劲飞等通过原核表达制备Br-Z2/3 dsRNA,显微注射至小菜蛾4龄幼虫进行RNAi,采用qPCR检测RNAi后试虫体内Br-Z2/3及细胞凋亡基因reaper,caspase-9和Gadd45g的表达变化,并观察幼虫死亡和化蛹情况,结果证明Br-Z2/3对小菜蛾正常化蛹至关重要(pp. 141-148)。