暗褐蝈螽与优雅蝈螽精子超微结构的比较研究(直翅目,螽斯科)

研究了暗褐蝈螽Gampsocleis sedakovii(Fischer von Waldheim)和优雅蝈螽G.gratiosa Brunner von Wattenwyl精子的超微结构。这两种蝈螽精子头部的顶体复合体由顶体外层、顶体本体和顶体组成,顶体复合体位于细胞核前端,并包裹部分细胞核;颈部具5纵层细胞器;尾部鞭毛轴丝为典型的9+9+2型,线粒体衍生体部分晶状化。暗褐蝈螽精子较短,顶体复合体夹角较大,精子鞭毛横切面直径稍大;优雅蝈螽精子稍长,顶体复合体夹角较小,精子鞭毛横切面直径较小,两种精子超微结构差异不显著,其生殖隔离机制有待进一步研究。     

优雅蝈螽精子形成期间微丝和微管蛋白的动态变化

【目的】分析微丝和微管蛋白在优雅蝈螽Gampsocleis gratiosa精子形成过程中的作用,为昆虫精子顶体复合体形成和细胞核重建机制研究奠定基础。【方法】应用免疫荧光、PAS-苏木精染色和透射电镜等方法,对优雅蝈螽成虫的精巢、雄性贮精囊和雌性受精囊内精子的发育以及微丝和微管蛋白在精子形成各个时期的分布进行了观察。【结果】精巢中,早期圆形精子细胞中微丝在精子细胞的某区域大量聚集,而微管蛋白随机分布在细胞质中。伸长的精子细胞中,顶体开始形成时,微丝首先在亚顶体区域出现,历经球形、短棒形,然后向细胞核的两侧扩展成倒"Y"形,接着形成箭头形;在顶体的外周即微丝的周围,细胞核周围以及鞭毛中发现微管蛋白。在雄虫贮精囊和雌虫受精囊中,精子和精子束中仅有微管存在,且仅存在于鞭毛中;精子头部的微丝和微管蛋白均消失。【结论】综合分析,我们认为微丝和微管作为"脚手架"结构在优雅蝈螽精子形成期间参与顶体复合体形成和细胞核重建,精子成熟形成精子束过程中"脚手架"结构拆除。     

优雅蝈螽雄性附腺的超微结构及其腺管提取物对精子束的作用

为阐明优雅蝈螽Gampsocleis gratiosa Brunner von Wattenwyl雄性附腺的结构与功能的关系, 本文利用透射电镜(transmission electron microscope, TEM)技术研究了优雅蝈螽雄性附腺的超微结构, 利用微分干涉相差显微镜(differential interference contrast microscope, DIC)技术并结合雄性附腺匀浆提取物与精子束在体外的短暂培养, 研究了优雅蝈螽雄性附腺对精子束的作用。结果表明： 优雅蝈螽雄性附腺3类腺管组织结构相似, 腺管管壁为单层上皮细胞, 缺少内表皮, 说明其来源于中胚层。上皮细胞富含粗面内质网、 线粒体、 高尔基体, 具有分泌细胞的特点。腺管管腔中分泌物有4种形态, 即电子透明的物质、 电子致密的颗粒物质、 细纤维状物质以及绒球状物质。上皮细胞的分泌方式主要有2种, 即顶质分泌和局部分泌。乳白短腺管的匀浆提取物参与了帽状精子束解聚的过程, 乳白长腺管和透明腺管的匀浆提取物有维持精子束活性的作用。本研究结果为进一步阐明螽斯雄性附腺的生理功能奠定了基础。     

优雅蝈螽雌虫性选择

优雅蝈螽雌虫在交配过程中接受雄虫分泌的精包,并且在交配后一段时间内把精包吃掉。精包对雌虫的生殖是必需的,体重大的雄性分泌的精包较大。把2只鸣叫的且体重不同的雄虫放在一起,雌虫会选择体重大的个体交配。     

优雅蝈螽精子形成过程中核的形态结构变化观察（英文）

【目的】螽斯精子结构复杂,具有特征性的箭头状顶体,是研究昆虫精子形成的理想材料。为了研究螽斯精子形成过程中的动态变化机制,特别是细胞核的凝集机制和箭头状顶体的发生机制,本研究对优雅蝈螽Gampsocleis gratiosa精细胞和精子的细胞核进行了观察。【方法】选择发育良好的优雅蝈螽成虫精巢为研究材料,利用透射电镜技术、普通光学显微镜和荧光显微镜技术,制作光镜切片和电镜切片进行观察。【结果】根据其形态结构变化特征,将优雅蝈螽精子形成过程中的细胞核分为4个阶段：圆形核、叶形核、柱状核和成熟阶段。我们还通过常规HE染色,结合DNA特异性荧光探针DAPI,证明了圆形核时期,精细胞内具有两个明显的球状结构,一个为细胞核,另一个是原顶体;精子成熟阶段,精子尾部排出的细胞质微滴中含有DNA。【结论】优雅蝈螽精子形成过程中,精细胞的细胞核经历了显著的形态变化,精细胞核的形态变化与细胞骨架微管相关,细胞核塑形伴随着染色质的重组。本研究为进一步阐明直翅目昆虫精子形成的分子机制奠定了基础。     

优雅蝈螽精子形成过程中F-肌动蛋白的动态变化

为阐明F-肌动蛋白在优雅蝈螽Gampsocleis gratiosa Brunner von Wattenwyl精子形成过程中的动态变化, 本研究利用微分干涉相衬技术和免疫荧光技术首次对优雅蝈螽精子形成过程中的F-肌动蛋白进行了细胞定位, 利用透射电镜技术从超微水平观察了优雅蝈螽精子顶体复合体的结构。结果显示： 精子形成早期, F-肌动蛋白富集于亚顶体区域, 形态由“球状”转变为“棒锥状”; 精子形成中期, F-肌动蛋白呈“倒Y型”分布于亚顶体区域和细胞核前端两侧; 精子形成后期, 亚顶体区域的F 肌动蛋白解聚消失, F-肌动蛋白呈“箭头状”, 仅分布于顶体复合体扩张的两翼中。F-肌动蛋白动态变化伴随着细胞核和精子头部的形态改变, F-肌动蛋白的动态装配在精子顶体复合体形态构建和细胞核的形变中起着重要的作用。本研究还发现未成熟的精子尾部有一些富含F-肌动蛋白的细胞质微滴, 与精子形成过程中多余细胞质和细胞器的外排有关。F-肌动蛋白的动态变化研究为进一步阐明细胞骨架蛋白在昆虫精子形成过程中的功能和作用机制奠定了基础。     

优雅蝈螽雄性附腺结构与分泌蛋白特性

通过组织切片和SDS-PAGE方法,研究优雅蝈螽Gampsocleis gratiosa Brunner von Wattenwyl雄性附腺的结构及分泌蛋白的特性。结果表明,优雅蝈螽雄性附腺由3类腺管组成:乳白长腺管、透明腺管和乳白短腺管,腺管的管壁组织结构相似,从内到外依次为单层上皮细胞、基膜、肌肉层,不同腺管管腔分泌物H-E染色后呈现不同颜色。SDS-PAGE分析各种腺管的分泌蛋白具有特异性。     

乌苏里蝈螽和优雅蝈螽雄性鸣声结构的比较研究

应用计算机技术分析了内蒙古草原乌苏里蝈螽Gampsocleis ussuriensis和优雅蝈螽Gampsocleis gratiosa2种螽斯雄性的鸣声结构。乌苏里蝈螽鸣声较复杂,一次鸣叫持续时间6~27s(平均12.5s),每个脉冲组由两类脉冲组组分构成,第1类脉冲组组分为振幅较大的脉冲组,脉冲组持续时间0.0065s,由6~8个脉冲串组成,每个脉冲串持续时间为0.00047s,间隔时间为0.00027s,每个脉冲串含5~10个单脉冲,脉冲串持续时间、间隔时间较短;第2类脉冲组组分为振幅较小的脉冲组,脉冲组持续时间0.0191s,约含有15个左右脉冲串,持续时间为0.00041s,间隔时间约为0.00127s,每个脉冲串含有3~5个单脉冲,脉冲串持续时间、间隔时间也较短,主能峰频率为7.98kHz。优雅蝈螽鸣声则较规则,一次鸣叫持续时间4~232s(平均41.7s)。每个脉冲组也由两类脉冲组组分构成,第1类脉冲组组分振幅较大且逐步增强,脉冲组持续时间0.119s,由10个振幅较大的脉冲串组成,每个脉冲串持续时间为0.00576s,间隔时间为0.005s,每个脉冲串含18~25个单脉冲;第2类脉冲组组分为振幅较小的脉冲组,脉冲组持续时间0.07s,约含有25个左右脉冲串,脉冲串振幅较小,含有6~9个单脉冲,主能峰频率为6.87kHz,次能峰频率为3.25kHz。结果表明乌苏里蝈螽与优雅蝈螽雄性鸣声既有相似的共同特征,同时存在较显著差异。     

北方两种常见蝈螽鸣声与发声器的比较研究

研究了北方常见的优雅蝈螽Gampsocleis gratiosa和暗褐蝈螽Campsocleis sedakovii雄性鸣声特征和发声器结构.优雅蝈螽鸣声规则,脉冲组序列由2种类型的脉冲组组成,第1种类型的脉冲组持续时间约0.09 s,脉冲持续和间隔时问约0.01 5;第2类型的脉冲组持续时间约0,04 s,脉冲持续和间隔时间均约0.003 s;鸣声的主能峰频率约7 kHz.暗褐蝈螽雄性鸣声包含短促的开翅鸣声和由2种类型的脉冲组组成的脉冲组序列构成的闭翅鸣声,第1种脉冲组持续时间约0.012 s,间隔时间约0.002 s;第2种脉冲组持续时间约0.013 s,间隔时间极短;鸣声主能峰频率约9.1kHz.2种蝈螽镜膜的形状、发声锉的形状和长度、发声齿的形状具显著差异.     

中华蝈螽与中华螽斯精子超微结构研究(直翅目,螽斯总科)

研究了中华蝈螽Gampsocleis sinensis与中华螽斯Tettigonia chinensis精子的超微结构.两种精子的顶体复合体侧生于核上且包裹了核的一部分,顶体复合体横切面两侧角分离或两侧角与细胞核远离,或仅见其一侧角;中华蝈螽顶体外层在顶体本体两侧角外多呈晕圈状;轴丝为典型的9 9 2型;轴丝两侧的副纤维结构为2副微管;轴丝与线粒体衍生体之间的连接带3条;中华蝈螽有的横切面中两扁平膜池连接在一起;两种精子的中心粒侧体部位具五纵层细胞器.     

两近缘种烟草上棉铃虫种群适合度的比较研究

分别在室内和自然条件下,比较研究了普通烟草和黄花烟草两种不同寄主植物上棉铃虫生长发育、食物转化和利用及种群增长情况。结果表明： (1) 室内26±1℃、75%±5% RH和16L∶8D光周期条件下,与普通烟草相比,黄花烟草上幼虫的发育历期显著延长,1龄和2龄幼虫的存活率及雌蛾产卵量显著下降,种群净增殖率（R₀=30.5374）和内禀增长率（r_m=0.0951）减小;(2) 6龄幼虫对两种烟草的近似消化率及其相对生长率无显著差异,但对黄花烟草的利用率和转化率显著下降,相对取食量显著提高;(3) 第2代棉铃虫在普通烟田的种群增长（I=1.9922>1）比黄花烟田（I=1.1581>1）快,“烟草和其他”对种群起主要控制作用,特别是对低龄幼虫;第3代棉铃虫在普通烟田的种群增长有所减慢但仍呈上升趋势（I=1.5994>1）,而在黄花烟田则呈下降趋势（I=0.6434<1）,低龄幼虫受烟草抗性和雨水等的影响较大,高龄幼虫被病菌感染的数量增多。这些结果表明,与普通烟草相比,黄花烟草不适合棉铃虫种群的增长和繁殖。     

中国部分地区柑桔木虱体内感染Wolbachia的检测及其系统发育分析

Wolbachia是一种广泛分布于节肢动物体内的共生细菌, 该共生菌经寄主卵的细胞质传播并参与多种寄主生殖活动调控, 对节肢动物的物种进化有着重要意义并可能应用于害虫的生物防治。本研究以柑桔黄龙病（Huanglongbing, HLB）的主要传播媒介——柑桔木虱Diaphorina citri为研究对象, 通过Wolbachia的16S rDNA、 细胞分裂基因（ftsZ）、 表面蛋白基因（wsp）的特异引物对来自于中国广西北海、 广西柳州、 广东深圳、 广东阳春、 福建福州5个地区的柑桔木虱进行PCR扩增, 并对扩增产物进行克隆测序, 与GenBank中相关序列进行比对分析, 建立了柑桔木虱共生Wolbachia的系统发育树。结果显示上述5个地区的柑桔木虱均存在Wolbachia感染, 通过Wolbachia的16S rDNA, ftsZ基因和wsp基因DNA序列的系统发育分析表明, 5个地区的柑桔木虱体内的Wolbachia均属于B组; 基于wsp基因的系统发育分析进一步表明5个地区的亚洲柑桔木虱体内的Wolbachia属于B组的Con亚组, 且不同地区柑桔木虱体内的Wolbachia的16S rDNA, ftsZ基因和wsp基因序列差异不明显。研究结果为认识柑桔黄龙病传播媒介昆虫的进化及其综合防治提供了重要的参考依据。     

松褐天牛的交配行为

采用室内试验和野外观察相结合的方法,对松材线虫病的主要媒介昆虫松褐天牛Monochamus alternatus Hope的交配行为进行了研究。结果表明： 松褐天牛一次完整的交配包括相遇抱对、插入输精和配后保护3个阶段,在交配过程中雄虫有多次插入输精现象发生。室内试验中共观察到松褐天牛的交配123次,松褐天牛一次完整的交配过程平均需时63.49 min,其中输精前的抱对时间平均为1.68 min,交配过程中每次输精插入时间平均为57.60 s,配后保护时间为15.18 min。松褐天牛在开始交配的4天内平均交配5.15次,不同雄性个体所获得的交配机会差异很大。松褐天牛的交配行为表现出强烈的雄性竞争现象,雄虫能根据雌虫或自身的交配经历调整交配投入,当雌虫或者雄虫是初次交配时,总输精时间和插入输精的次数显著大于与有交配经历的雌虫或雄虫交配时的输精时间和插入输精次数。田间松褐天牛的交配行为与室内观察结果基本一致。     

绿盲蝽和中黑盲蝽对不同抗性和虫害处理棉花的选择趋性

研究绿盲蝽Apolygus lucorum和中黑盲蝽Adelphocoris suturalis对不同抗性和虫害处理棉花的选择趋性,为棉盲蝽的综合治理提供理论依据。本研究以抗性棉花品种BR-S-10（抗性品种）和感性棉花品种科林08-15（感性品种）,以及绿盲蝽和中黑盲蝽分别危害处理后的该两种棉花植株为试验材料,以纯净空气为空白对照,共成对设置15个气味源组合,采用“Y”型昆虫嗅觉仪室内研究了绿盲蝽和中黑盲蝽对不同抗性和虫害处理棉花的选择趋性。结果表明,绿盲蝽显著选择感性品种、中黑盲蝽危害感性品种和绿盲蝽危害感性品种。中黑盲蝽显著选择绿盲蝽危害感性品种、中黑盲蝽危害感性品种和感性品种。总的来说,两种棉盲蝽趋向于选择敏感棉花品种,抗性棉花品种对供试昆虫有显著趋避性;绿盲蝽显著趋向选择中黑盲蝽危害感性品种和绿盲蝽危害感性品种,中黑盲蝽显著趋向选择绿盲蝽危害感性品种和中黑盲蝽危害感性品种。     

共生菌Cardinium对朱砂叶螨的生殖调控作用

为了了解共生菌Cardinium对朱砂叶螨Tetranychus cinnabarinus (Boisduval)的生殖调控作用,从检测到感染Cardinium的种群中选取山西运城和甘肃兰州2个感染率较高的种群作为实验材料,对Cardinium在寄主生殖调控方面的作用进行研究。通过人工培养100%感染Cardinium的种群和100%不感染的种群,并从中挑取不同感染类型的雌雄螨单独进行杂交实验,设立感染Cardinium(♀)×感染Cardinium(♂),感染Cardinium(♀)×不感染(♂),不感染(♀)×感染Cardinium(♂),不感染(♀)×不感染(♂) 4种杂交组合。结果发现,抗生素处理后不感染的雌螨和受感染雄螨的交配表现出了单向的胞质不亲和,而且2个种群表现出了2种类型：在山西种群不亲和的组合中,CI表现为卵孵化率显著降低,多数雌螨都产生出F₁雌螨后代,但是F₁代雌螨数量相对于其他3种组合明显减少; 而在甘肃种群不亲和的组合中则表现为卵全部孵化且幼螨100%存活,但全部为雄螨后代。2个种群中Cardinium的亲缘关系非常相近,而它们却能够在不同的地理种群中表现出不同的CI表型,这提示亲缘关系非常接近的品系也可以产生不同的表型。研究结果为深入揭示Cardinium的感染机制和生殖调控作用提供重要基础。     

感染稻水象甲的Wolbachia基因组中插入序列的鉴定与分析

共生细菌Wolbachia对宿主的生殖起多种调控作用。以往研究表明, Wolbachia基因组中广泛存在插入序列(insertion sequence, IS), 它们对宿主基因组的可塑性、 多样性和进化起重要作用。稻水象甲Lissorhoptrus oryzophilus Kuschel在东亚是一种外来水稻害虫, 在原产地北美营两性生殖, 而在所有入侵地均营孤雌生殖。本研究采用PCR法从河北唐海孤雌生殖型稻水象甲体内克隆获得了Wolbachia的2条IS序列, 即ISWosp4和ISWosp6; 从美国德克萨斯州两性生殖型稻水象甲成虫体内克隆获得了Wolbachia的2条IS序列, 即ISWosp3和ISWosp5。碱基序列比对显示: ISWosp3和ISWosp4属于IS3家族IS3组成员, ISWosp5为IS4家族IS231组成员, ISWosp6为IS5家族IS1031组成员。对这些IS的ORF结构、 所编码氨基酸序列的结构等进行了分析, 推测ISWosp5具有潜在转座活性。所得结果增进了我们对Wolbachia IS3, IS4和IS5家族插入序列的认识, 同时为今后从IS的角度探讨Wolbachia与稻水象甲生殖的关系奠定了基础。     

岩木瓜化学成分的分离、结构鉴定与杀虫活性

为明确岩木瓜Ficus tsiangii Merr. ex Corner的杀虫活性成分及杀虫活性,利用活性跟踪分离技术,通过硅胶柱层析、薄层层析及葡聚糖凝胶等手段对岩木瓜茎和根皮的化学成分进行了分离、纯化,结合化合物理化性质和波谱数据对其结构进行了鉴定.结果表明,从岩木瓜中分离得到4个生物活性化合物,分别为β-香树脂醇乙酸酯、蒲公英赛酮、柯依利素及齐墩果酸.利用胃毒法测定了这些化合物（500μg/g糖）对家蝇Musca domestica成虫的生物活性,其中蒲公英赛酮处理试虫48 h后的校正死亡率达到83.33%,表现出较强杀虫活性,并进一步测定了其对试虫的毒力.结果表明,蒲公英赛酮处理家蝇成虫48 h后表现出较强毒力,其LC₅₀值为89.82μg/g糖,略低于对照药剂鱼藤酮毒力（LC₅₀值为67.58μg/g糖）.因此,蒲公英赛酮值得进一步深入研究.     

大豆蚜细胞色素氧化酶Ⅱ基因的克隆及其在捕食性天敌昆虫鉴定中的应用

利用通用引物,对大豆蚜Aphis glycines Matsumura的细胞色素氧化酶Ⅱ（COⅡ）基因序列进行克隆和测序。测得的序列长度为810 bp,并与已在GenBank上登录的其他蚜虫COⅡ基因序列进行比较分析,验证其同源性,同时将该序列在GenBank进行了登记 (登录号为DQ265743)。根据此片段的碱基序列设计了1对大豆蚜特异引物,其扩增片段约为270 bp;种特异性检验结果表明,该引物只对大豆蚜具有扩增能力,对其他相关蚜虫种类不具有扩增效果;并用此引物对大豆蚜捕食性天敌进行定性检测,结果表明,在取食过大豆蚜的异色瓢虫Harmonia axyridis、龟纹瓢虫Propylaea japonica、大草蛉Chrysopa septempunctata幼虫以及小花蝽Orius similes 成虫和幼虫等捕食性昆虫的中肠中均能检测到大豆蚜的DNA片段; 而在未取食蚜虫的上述天敌中却未能扩增出来。     

大叶铁线莲访花昆虫调查及盗蜜昆虫行为研究

大叶铁线莲Clematis heracleifolia DC. 的花朵大多下垂,需要传粉昆虫为其传粉,目前尚无关于其访花昆虫研究的报道。 通过2年的野外观察研究,共观察到27种昆虫访问大叶铁线莲。 发现有盗蜜行为的昆虫7种, 其中1种同时具有初级盗蜜和次级盗蜜行为,2种具有初级盗蜜行为,4种具有次级盗蜜行为;黄胸木蜂Xylocopa appendiculata Smith是主要的盗蜜昆虫,其盗蜜行为影响了其它昆虫的访花行为,对大叶铁线莲的传粉造成一定的影响。 在其余20种访花昆虫中,双带弄蝶Lobocla bifasciata (Bremer et Grey)、贡尺蛾Gonodontis aurata Prout、熊蜂Bombus sp.和姬蜂虻Systropus sp.是优势种; 而小青花金龟Oxycetonia jucunda Faldermann和日本条螽Ducetia japonica (Thunberg)访花频率最低,且访花目的只是取食花朵。 通过对大叶铁线莲访花昆虫的调查和盗蜜昆虫行为的研究,为大叶铁线莲的传粉生物学和保护提供参考依据。     

棉花叶片性状（厚度和油点密度）与其对绿盲蝽抗性的关系

为了明确棉花叶片性状（厚度和油点密度）与其对绿盲蝽Apolygus lucorum （Meyer-Dür）抗性的关系,以期为棉花抗盲蝽品种(系)选育提供理论依据,本研究选用对绿盲蝽有不同抗性的20个棉花品种(系)为材料,分别测定其叶片厚度、表皮层厚度和油点密度。结果表明：晋棉26、冀丰989、常D、亚洲棉对绿盲蝽表现为高抗;棉花叶片厚度、表皮层厚度和油点密度在不同生长期均有差异;棉花对绿盲蝽的综合抗性指数与其铃期叶片表皮层厚度和油点密度有显著相关性（y=20.673+0.415x,R²=0.305,P=0.012;y=1.049+0.049x,R²=0.207,P=0.044）。结果显示,在一定的生长期,叶片表皮层厚和多油点棉花品种可以减少绿盲蝽的危害。