基于线粒体DNA COⅡ基因的亚洲玉米螟中国不同地理种群遗传分化及基因流研究

本文通过对中国亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis (Guenée)17个地理种群的线粒体COⅡ基因进行序列分析, 对中国亚洲玉米螟种群间的遗传分化程度和基因流水平进行了初步研究。在获得的413条序列样本中共发现了34个变异位点、35种单倍型。总体单倍型多样性指数Hd为0.811, 种群内单倍型多样度在0.424~0.862范围内。17个种群间的平均基因流(Nm)为2.02。总群体的固定系数Fst为0.234。AMOVA分子方差分析结果表明中国玉米螟的遗传分化主要来自种群内部(76.45%)。各种群的Tajima’s D值中性检验符合中性突变, 说明中国亚洲玉米螟在历史上没有出现群体扩张, 群体大小稳定。各地理种群的遗传距离与地理距离间不具有显著的相关性。各地理种群中的单倍型在系统发生树上散布在不同的分布群中, 缺乏明显的地理分布格局。     

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。     

米蛾体内Wolbachia的wsp基因序列测定与系统发育分析

Wolbachia是广泛分布于节肢动物体内的一类共生菌, 它们参与多种调控寄主的生殖活动机制。通过对wsp基因的特异性扩增和测序,发现了Wolbachia在米蛾Corcyra cephalonica (Stainton)体内的感染。利用所测序列和其他已发表的序列建立系统树,结果表明米蛾体内Wolbachia属于B大组的Pip类群,与其寄生物茧蜂及赤眼蜂中的Wolbachia各株系遗传距离相差较远。据此推测米蛾体内感染的Wolbachia不是由寄生物（茧蜂、赤眼蜂）水平传播所致。     

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。     

中国菲寄蝇属分类研究(双翅目: 寄蝇科)

经研究发现中国菲寄蝇属现共有9种,其中包括4新种：金额菲寄蝇Phebellia aurifrons sp. nov.,褐粉菲寄蝇Ph. fulvipollinis sp. nov.,宽叶菲寄蝇Ph. latisurstyla sp. nov.和毛基节菲寄蝇Ph. setocoxa sp. nov.。我国新记录3种：叶蜂菲寄蝇Ph. clavellariae (Brauer & Bergenstamm),灰粉菲寄蝇Ph. glauca (Meigen)和拟灰粉菲寄蝇Ph. glaucoides Herting。本文除详细描述新种特征及绘制特征图外,还提供中国菲寄蝇属已知种类的分种检索表。     

斜纹夜蛾两个天蚕素D基因的克隆及序列分析

天蚕素是昆虫抵御病菌入侵的一类抗菌肽家族。根据斜纹夜蛾Spodoptera litura天蚕素B基因设计特异引物,通过PCR扩增得到2个新的天蚕素基因部分序列,分别命名为cecD1和cecD2（GenBank登录号分别为EF555567和EF555568）。2个基因编码同一个天蚕素D蛋白,该蛋白的成熟肽与天蚕素B存在2个氨基酸残基差异。序列分析发现cecD1和cecD2中分别包含568 bp和377 bp的内含子序列,它们有相同的5′和3′拼接位点,A+T含量分别为59.7%和69.8%,符合大多数真核生物内含子高A+T含量的特征。     

家蚕核型多角体病毒egt基因的分子进化分析

过PCR方法获得家蚕核型多角体病毒（Bombyx mori nuclearpolyhedrosis virus,BmNPV）的蜕皮甾体尿苷二磷酸葡萄糖基转移酶基因（egt）片段,序列分析表明该片段带有EGT的完整ORF,推测的多肽可形成EGT结构域的高级结构。为了研究egt的起源,利用家蚕基因组数据库,电子克隆了多个家蚕尿苷二磷酸葡萄糖醛酸转移酶（UGT）基因,在此基础上进行了进化分析,表明BmNPV的EGT为antennal-enriched型UGT;推测核型多角体病毒（nucleopolyhedrivirus,NPV）和颗粒体病毒（granulovirus,GV）的egt基因在进化上来源于昆虫的UGT基因,但GV的egt基因在进化上的起源可能要早于NPV的egt基因;可能在昆虫祖先种进化形成不同昆虫目的某一时期,杆状病毒的祖先种从昆虫中获得了antennal-enriched型UGT基因,并进化为egt基因。家蚕的部分UGT基因与转座子元件连锁的基因组结构特点反映了杆状病毒的egt基因可能通过转座子的传递而获得。     

棉铃虫细胞色素P450 CYP6B7基因的克隆与融合表达

细胞色素P450 CYP6B7被推测与棉铃虫Helicoverpa armigera对拟除虫菊酯类杀虫剂的抗性有关,但至今尚无CYP6B7参与杀虫剂代谢方面的直接证据。为揭示CYP6B7的代谢功能,作者以棉铃虫幼虫基因组DNA 为模板,以CYP6B7基因设计特异性引物,扩增出包含321 bp内含子的CYP6B7基因。用反向PCR的方法消除内含子,获得包含完整的CYP6B7基因的开放阅读框。将CYP6B7基因与pMAL-c2X载体连接,并转化E.coli TB1细胞,在IPTG诱导下,CYP6B7能与载体基因编码的麦芽糖结合蛋白（MBP）在大肠杆菌中融合表达,表达产物经直链淀粉（amylose） 柱亲和层析分离洗脱后,得到SDS-PAGE电泳纯的融合蛋白。     

铃刺蛾属在中国的首次发现及七新种记述（鳞翅目：刺蛾科）

首次报道铃刺蛾属Kitanola Matsumura及环铃刺蛾K. uncula (Staudinger)在中国有分布,并记述7新种,即针铃刺蛾K. spina sp. nov.,小针铃刺蛾K. spinula sp. nov.,线铃刺蛾K. linea sp. nov.,灰白铃刺蛾K. albigrisea sp. nov.,蔡氏铃刺蛾K. caii sp. nov.,短颚铃刺蛾K. brachygnatha sp. nov.和宽颚铃刺蛾K. eurygnatha sp. nov.。编制了本属中国已知种的检索表,提供了成虫彩色照片和外生殖器特征图。新种模式标本均保存在中国科学院动物研究所。     

棉铃虫P450基因CYP6AE12和CYP9A18的克隆与mRNA表达水平

采用RT-PCR和RACE技术克隆到2个新的棉铃虫细胞色素P450基因：CYP6AE12和CYP9A18。CYP6AE12的cDNA编码区长1 569 bp,编码523个氨基酸;CYP9A18的cDNA编码区长1 590 bp,编码530个氨基酸。用实时定量PCR技术分析了这2个基因在棉铃虫YS敏感品系和YS-FP抗性品系(由氰戊菊酯加辛硫磷混剂筛选YS品系而得) 6龄幼虫脂肪体和中肠中mRNA的表达水平。结果表明：CYP6AE12和CYP9A18的mRNA表达具有组织特异性,CYP6AE12在脂肪体中表达量较高,而CYP9A18在中肠中的表达量较高。与相对敏感品系YS相比,CYP6AE12在YS-FP抗性品系中肠和脂肪体中的mRNA表达量分别为YS品系的3.6倍和1.3倍;CYP9A18在YS-FP品系中肠和脂肪体的mRNA表达量分别为YS品系的0.3倍和1.0倍。CYP6AE12的过量表达与YS-FP品系棉铃虫的抗药性可能有一定关系。     

我国甜菜夜蛾大尺度暴发频度与广域温度和广域降雨量关系的预测模型

甜菜夜蛾Spodoptera exigua (Hübner)是我国多种农作物上的重要害虫, 在我国许多地区频繁暴发成灾。为探索甜菜夜蛾种群动态规律并建立种群数量发生趋势预测模型, 作者应用时间序列分析和逐步回归分析方法研究了我国广域（较大范围）温度和广域降雨量变化趋势对我国广域甜菜夜蛾年暴发频度的影响规律。结果表明: 甜菜夜蛾发生的长期趋势和年间波动状况均与广域温度和广域降雨量具有复杂的影响关系。在1979-2008年间, 我国甜菜夜蛾暴发频度呈现出波浪式上升趋势, 其暴发指数平均年递增率为0.076, 而我国广域温度（以27个省市级气象台数据统计为例）在1990-2008年间的平均年递升率为0.039℃, 即我国甜菜夜蛾暴发频度上升趋势与我国广域温度升高趋势同向而行。作者从52个因素（当年和上年1-12月各月及全年日均温和月均降雨量）中筛选出了具有显著回归影响（P<0.05或0.01）的10个因素进入回归模型, 初步找出了能够预测广域甜菜夜蛾暴发趋势指数的温度与降雨量或其组合因素, 并使其模型达到99%以上的历史符合率和预测准确度。作者认为, 广域温、 雨因素与广域甜菜夜蛾暴发趋势指数的这种密切相关性, 不是偶然的巧合, 而是必然的环境（温度和降雨量）作用于生物（甜菜夜蛾）的因果关系。     

灰飞虱体内WO噬菌体和Wolbachia的侵染关系

WO噬菌体是侵染节肢动物体内感染的Wolbachia的细菌病毒, 人们推测WO噬菌体可能参与了寄主遗传变异的过程。我们对采自中国境内4个地理种群（上海闵行、 云南普洱、 山东济宁和宁夏青铜峡）的灰飞虱Laodelphax striatellus 1~2龄若虫用抗生素HCl-tetracycline处理过的水稻饲养, 每隔20 d取样测定并比较其体内Wolbachia和WO噬菌体的感染率, 以此来初步研究灰飞虱体内WO噬菌体与Wolbachia的侵染关系, 结果表明: WO噬菌体感染率的变化趋势与其宿主Wolbachia的基本一致, 都随着时间推移逐步下降。我们进一步对未经HCl-tetracycline处理的灰飞虱, 用实时定量PCR的方法对WO噬菌体和Wolbachia在不同日龄灰飞虱雌虫体内的菌量进行测定, 结果显示, 二者菌量都随着日龄的增长有所变化, 在第8天达到最大, 二者的变化趋势基本一致。由此我们推断WO噬菌体是侵染胞内共生菌Wolbachia的专性病毒, 并且感染Wolbachia的WO噬菌体很可能是溶原性的噬菌体。     

大分舌蜂营巢生物学

于2009和2010年对广东河源大分舌蜂Colletes gigas的巢穴结构及生物学习性进行了初步研究。对分布在同一区域大分舌蜂的巢穴进行了挖掘, 详细记录了两个巢穴的结构; 挖出的卵、 幼虫及蛹的形态进行了解剖镜和电镜观察, 并做了简要描述。另外, 还通过分子及形态学方法对与大分舌蜂共用筑巢场所的另一种分舌蜂进行了鉴定。研究发现大分舌蜂喜欢在沙土中筑巢, 并且有集中筑巢的习性。大分舌蜂的巢穴由一条主道和几条虫室道组成, 虫室建在主道及各个虫室道的末端。大分舌蜂往年的巢穴可以被翌年羽化的大分舌蜂再次利用, 沿主道重新建造自己的虫室道或扩展原有的虫室道。大分舌蜂在中国南方专性取食山茶科植物尤其是油茶的花粉及花蜜, 蜂粮由于花蜜含量较多而呈液体状。通过进一步比较COI与28S D2区数据, 甄别出同一巢区中还存在另一种分舌蜂属物种, 表明大分舌蜂可以与另一种分舌蜂Colletes sp.共用筑巢场所。     

基于SAFLP的我国常见索线虫科昆虫病原线虫亲缘关系分析

本研究建立并优化了索线虫科(Mermithidae)SAFLP体系,构建了我国常见索线虫科昆虫病原线虫6属11种/亚种的指纹图谱。采用EcoRⅠ和MseⅠ两种限制性内切酶单酶切,结果显示EcoRⅠ酶更适合作为索线虫科线虫SAFLP的内切酶。3个带有3个选择性碱基的EcoRⅠ引物进行扩增共得条带225个,片段大小为250～1 650 bp。通过NTsys-PC2.1软件计算了索线虫科6属11种/亚种的Nei-Li遗传距离(0.1980～034554)和相似系数,利用NTsys-PC2.1软件中的UPGMA方法构建其聚类图。索线虫科这6属11种/亚种从属级阶元可以分为两大类群：罗索属Romanomermis和八腱索属Octomyomermis聚为一支构成第一大类群;六索属Hexamermis与卵索属Ovomermis先聚在一起然后与多索属Agamermis聚在一起,再与两索属Amphimermis聚在一起构成第二大类群。在八腱索属和两索属中属内不同种/亚种间线虫采集地相距较近的其遗传距离较近。优化的索线虫科线虫SAFLP体系能够反映索线虫科线虫种属间的亲缘关系,并与形态学的研究结果基本相符,可以用于属种的分类和亲缘关系的研究。     

尼日利亚西南部奥孙河沿线黑蝇Simulium damnosum Theobald complex的形态分类研究(双翅目: 蚋科)（英文）

黑蝇Simulium damnosum sensu lato是由多个姊妹种组成的复合体,这些种在生态学和盘尾丝虫病的传播方面各不相同。本文对奥孙河沿线的尼日利亚西南部森林区域的黑蝇S. damnosum s.l.复合体的组成以及成虫的形态学特征进行了研究。本研究所用的黑蝇S. damnosum s.l.成虫标本来源于奥孙河沿线的3个区,分别是Osun Eleja, Osun Ogbere和Osun Budepo。标本采集通过人体诱捕的方式,采集时间从2008年2月至2009年6月上午7:00到下午6:00,每两周采集1次。通过观察成虫的翅毛簇（wing tufts）和其他形态特征,对其进行分类研究。结果表明：存在同域分布的森林种和稀树草原种。在奥孙河沿线3个区内,森林种为优势种,占总捕获量的99.18%,而稀树草原种仅占0.82%;森林种和稀树草原种在多度上存在显著差异(P<0.05)。所捕获的所有稀树草原种的翅毛簇均为灰白色,而捕获的森林种的翅毛簇颜色存在显著差异(P<0.05)。为了更清楚地揭示该地区黑蝇S. damnosum s.l.的物种组成,建议进行更深入的研究。     

利用ENFA生态位模型分析玉带凤蝶和箭环蝶异地放飞的适生性

活体蝴蝶异地放飞存在潜在的入侵风险。本文采用生态位因素分析（ENFA）模型分析包括气候、地形、生境结构、植被类型、人类活动在内的影响玉带凤蝶Papilio polytes Linnaeus和箭环蝶Stichophthalma howqua(Westwood) 两种放飞蝴蝶分布的生态地理变量,模拟其在中国的适宜生境,评估其入侵风险。对现有分布记录的分析表明： 影响这两种蝴蝶分布的主要环境变量与其生态学特性相一致,且影响其扩散范围的主要因素为年总积温和冬季低温等;同时,人类活动的干扰对其分布影响很大。根据适生性图推测,这两种蝴蝶的适宜生境大部分重叠,主要集中在中国大陆中部及东南部,其扩散趋势由东南向西北发展。为防止活体蝴蝶放飞带来的潜在入侵风险,根据不同适生等级提出：HSI≥50的地方,不能开展室外放飞;5≤HSI<50的地方,可采取限制性室外放飞; HSI<5的地方,可进行自由室外放飞。     

旋幽夜蛾迁飞的雷达观测和虫源分析

旋幽夜蛾Scotogramma trifolii Rottemberg是我国北方农牧地区局部暴发为害的农业害虫,近年来危害逐渐呈上升趋势,但目前的研究对其大范围发生危害规律及是否具有迁飞性尚缺乏明确的认识。本文利用垂直监测昆虫雷达和相关辅助设备的长期自动观测和基于GIS的地理信息系统分析,研究了2005年吉林省白城地区通榆县和大安市旋幽夜蛾暴发的虫源性质及成虫空中飞行参数。结果表明：白城地区5月中旬20 cm的平均地温并不满足越冬代蛹羽化的最低温度;2005年5月下旬成虫盛发期东北、华北地区空中风场以南风和偏南风居多,为成虫迁入提供了有利的运载气流。6月下旬雷达观测点卵巢解剖显示,雌蛾卵巢发育进度整齐、级别较低,具有典型的迁出昆虫生理特征。雷达观测显示,成虫飞行最高可达距地面1 000 m, 主要选择在距地面300～500 m高度段,在500 m高度可以整夜飞行。初步判定旋幽夜蛾具有迁飞特性,这一发现为进一步认识其发生规律以及提高其预测预报水平提供了科学依据。     

基于径向基小波网络的二代棉铃虫卵峰日预测模型

为了提高害虫预报的准确率, 将径向基小波网络首次引入农作物害虫预测预报领域, 改进了径向基小波网络的学习算法, 使之适合于害虫预测的应用: 利用径向基小波函数族时、 频两域支撑完全或部分覆盖被分析数据序列时、 频两域支撑的原理来确定小波函数族尺度参数和平移参数取值; 根据中心向量之间的欧式距离大小来初步筛选隐含层神经元。在实例分析中, 本文利用1966-1995年山东省惠民县棉铃虫Helicoverpa armigera的监测数据建立了基于径向基小波网络的2代棉铃虫卵量峰值日期预测模型, 利用1996-2000年的监测数据对模型进行了检验。检验结果表明: 在5年的预测数据中, 4年的预测数据偏差在3 d以内, 另外1年的预测数据偏差4 d, 预测效果令人满意。本文为害虫预测预报研究提供了一种可行的新方法。     

不同土地利用方式对河北坝上步甲物种多样性的影响

为了探讨土地利用方式对步甲物种多样性的影响及其与环境因子的关系, 于2009年5-10月利用巴氏罐法, 对河北坝上塞北管理区内的灌草丛、马铃薯地、苜蓿地、围封草地、中度放牧草地和重度放牧草地6种生境的步甲进行了系统调查。结果表明: （1）共捕获步甲标本10 804号, 计10属18种, 其中强足通缘步甲Pterostichus fortipes、侧步甲Carabus latreillei和双斑猛步甲Cymindis binotata占优势, 个体数分别占总数的67.5%, 7.53%和7.06%。（2）苜蓿地中的步甲密度、物种丰富度、Margalef丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数和均匀度指数均较高, 其他样地较低。（3）聚类分析结果显示, 不同生境的步甲群落相似性与受干扰强度和土地利用方式一致。（4）步甲主要在6-9月活动, 高峰期为7-8月。各物种在不同土地利用方式生境内的季节变化趋势与不同生境植被生长季节相关, 步甲个体数量随着植物生物量的增加而增加。强足通缘步甲Pterostichus fortipes高峰期大多出现在植物生长旺盛的7月, 仅围封草地内的高峰出现在8月; 双斑猛步甲Cymindis binotata的高峰期出现在8-9月。（5）典范对应分析表明, 土壤含水量、土壤温度、植物盖度、植物生物量及植株高度是影响步甲群落组成的重要环境因子。结论认为, 不同土地利用方式对环境的干扰影响了步甲赖以生存的生境, 进而影响了其物种的组成和数量分布格局。     

谢氏宽漠王HSP70基因cDNA片段的克隆及热激条件下的表达

谢氏宽漠王Mantichorula semenowi Reitter是一种沙漠指示性甲虫。本研究由该种甲虫体内克隆到两种不同的HSP70基因片段,分别为MsHSP70和MsHSC70。同源性发现表明这两个基因片段与已报道的其他昆虫的热休克蛋白核苷酸序列高度同源。半定量RT-PCR分析显示：经42℃热激1 h 后立即诱导MsHSP70表达至最高峰;在恢复到室温的1～4 h 内MsHSP70表达量逐渐降低,但仍然高于未热激对照组。而MsHSC70在42℃热激1 h后表达受到抑制,但在恢复2 h和4 h时有少量的表达,分别仅为未热激对照组的0.25和0.28倍。结果提示MsHSP70和MsHSC70在保护细胞方面具有不同的作用。本实验结果为谢氏宽漠王在极端的沙漠环境胁迫下的抗逆适应性研究提供了理论基础。