半翅目昆虫卵黄原蛋白及其合成调控的研究进展

昆虫卵黄原蛋白（Vitellogenins, Vg）是一种多功能的生殖发育关键调控蛋白，在不同昆虫体内的结构、合成调控及功能不尽相同。随着基因编辑技术的成熟，运用分子手段调控Vg的合成，可减少卵黄发生，降低昆虫的繁殖力，成为有效防治害虫的优势方法之一。因此，Vg及其合成调控的研究受到广泛关注。半翅目害虫是农林业的重点防治对象之一，除直接刺吸为害寄主外，其常传播植物病原体，对农业生产造成了严重危害。半翅目昆虫Vg除在生殖发育中的关键作用外，还与病原菌的传播、寄主免疫等密切相关，可成为分子水平防治半翅目害虫及其继发病害的优势靶标。因此，本文总结了半翅目昆虫Vg的合成方式、合成场所，指明了其结构上蛋白亚基数目的差异，概述了其与昆虫免疫反应、植物防御、病毒传播等有关的研究进展，总结了其合成的保幼激素（包括保幼激素受体Methoprene-tolerant和转录因子Krüppel homolog 1等关键调控因子等）、蜕皮激素和胰岛素信号通路等主要的内分泌激素调控通路，以及以营养信号调控为主的非激素调控通路，为探索半翅目害虫的分子防控手段提供理论依据。     

昆虫表皮蛋白基因研究进展

在昆虫表皮的发生、分化和昆虫躯体外部重要部位及器官的构建中,表皮蛋白是不可或缺的组成元素。本文在简要总结了目前昆虫表皮蛋白鉴定与分类方面研究的基础上,重点对近10年来昆虫表皮蛋白基因的时空表达模式、激素及转录因子对表皮蛋白基因表达的调控、表皮蛋白基因功能的研究进展进行了综述,探讨了其在害虫防治中可能的应用前景,旨在为进一步研究昆虫表皮蛋白基因及其潜在利用价值提供参考。目前报道的昆虫表皮蛋白序列已超过1 400条,分为12个家族,如CPR, CPF, CPFL和Tweedle等。经由蜕皮激素激活的相关转录因子（如βFTZ-F1和BR-C等）作用于表皮蛋白基因上游的顺式作用元件,开启或关闭基因,以调控表皮蛋白基因的表达。表皮蛋白基因在昆虫表皮整合,体形塑造,活动能力,抗逆与抗药性,以及先天免疫等生理现象和生理过程中有不可或缺的作用。因此,如果能够通过抑制关键表皮蛋白基因的表达,或将其从基因组中删除,以阻碍昆虫的发育或扰乱昆虫的繁殖能力,或可为害虫防治策略提供参考。     

昆虫卵黄蛋白及其激素调控的研究进展

卵黄蛋白的结构及其合成、摄取过程与激素的调控机理是目前昆虫生理学的研究热点之一。近几年,随着分子克隆技术、基因工程手段和生物信息学的发展,对卵黄蛋白基因的研究将为寻找害虫生物防治提供新途径。本文对昆虫卵黄蛋白及其激素调控进行了综述。为防治害虫再猖獗的发生和促进大量繁殖益虫提供重要的理论依据。     

miRNA调控昆虫与病毒互作的研究进展

miRNA是一类重要的非编码小分子RNA,可在转录后水平调控基因表达,参与并调控机体的生长发育、细胞分化、细胞凋亡、抗病毒、激素分泌、神经系统等重要生物过程。本文介绍了miRNA的合成途径及其生物学功能,并重点阐述miRNA在昆虫宿主与病毒互作中的调控作用:通过mRNA剪切或抑制靶标蛋白的翻译负调控靶标基因,实现基因沉默,调控约50%的蛋白质编码基因的表达,许多miRNA已被发现在人体和植物中参与调控病毒的复制侵染,因此也有可能控制害虫对病毒抗性的产生,恢复病毒对害虫的防控作用。最近有研究将害虫特异的miRNA转入植物,干扰昆虫蜕皮过程导致幼虫的死亡,作为Bt转基因作物的替代,成为抗虫基因工程的新选择。研究miRNA在昆虫对病毒抗性产生中的作用,将为昆虫抗病毒机制的研究提供新的思路,为害虫生物防治措施的应用及改进提供理论参考。     

昆虫卵黄原蛋白受体( VgＲs) 及其主要功能综述

卵黄原蛋白受体(VgRs)属于低密度脂蛋白受体家族成员,具有该家族典型的保守结构域,包括配体结合域,表皮生长因子前体同源域,跨膜域,O-联糖功能域,以及胞质尾域。昆虫VgRs通常具有卵巢特异性,是卵黄原蛋白Vg的专一性胞吞作用受体,可介导Vg进入昆虫卵母细胞,而后沉淀积累形成昆虫生殖必须的卵黄蛋白YP。VgRs介导的胞吞作用是一个动态循环过程,它是卵黄发生的基础,对昆虫卵母细胞发育起着至关重要的作用。近年来的研究表明,VgRs不仅与卵巢激活、卵黄发生与卵子形成密切相关,而且在昆虫信息交流、社会分化、行为构建以及免疫调控等中也起到了至关重要的作用,已成为潜在的害虫控制新靶标。本文首次对昆虫VgRs基因的序列信息,分子结构,系统进化,表达模式以及调控功能等方面进行了综述,旨在为了解VgRs基因的研究进展及前景提供参考,对进一步改进害虫生态控制的策略和措施也具有指导意义。     

卵黄蛋白原的产生及其非营养功能的研究现状

卵黄蛋白原(Vitellogenin,Vg)是卵黄蛋白的前体,为卵生动物胚胎发育提供必需的营养物质。作为卵内重要的营养蛋白,物种之间的Vg在蛋白结构及蛋白修饰上有高度的保守性,一般包括Vit N,DUF,v WD结构域及丝氨酸修饰区等。在卵黄发育期,在激素的诱导下,雌性成年个体内的Vg在脊椎动物的肝脏或昆虫脂肪体中大量表达,经过修饰及蛋白酶剪切后,形成Vg聚合体,分泌到血淋巴中并运输至卵巢,由卵巢上的Vg受体识别,通过内吞作用入卵,并在卵内进一步加工成为成熟的卵黄蛋白。除经典的营养运输外,Vg在入卵过程中发挥多重非营养功能。Vg与病毒的结构蛋白互作,可将病毒携带入卵实现其垂直传播过程;血淋巴中的Vg通过对病原微生物的识别,介导昆虫对微生物的免疫清除;Vg在非雌性个体中的表达对虫媒病毒的水平传播及社会型昆虫的行为调节发挥功能。综述了Vg的表达、修饰、运输及其在非营养功能方向的主要研究进展,以期为后续Vg的功能研究提供指导。     

RNA干扰技术在昆虫滞育机制研究中的应用

滞育是昆虫对环境适应的一种重要的生理特性,研究其机理有助于对有益昆虫的开发利用和对害虫生态调控新途径的探索。RNA干扰是生物体内源基因发生转录后特异性降解的一种生理现象,作为一种强有力的分子生物学技术,已逐渐应用于昆虫功能基因研究以及害虫防治等领域。本文围绕RNAi的作用机理及其对昆虫滞育相关基因的沉默研究展开综述,旨在为进一步研究滞育分子机制提供新思路。     

转基因昆虫的应用研究进展

综述转基因昆虫技术的应用研究:转基因昆虫为农林害虫的防治提供了新策略,为削弱媒介昆虫传播能力提供了新方法;该技术已成为一种重要的分析基因功能的实验工具;同时转基因昆虫还是生产高附加值蛋白和昆虫自身改良的重要手段之一,文章还对转基因昆虫的应用前景作了展望。     

昆虫变态发育的激素和营养调控研究进展与展望

变态发育是促进昆虫进化和多样性形成的重要因素之一。昆虫变态发育主要受到蜕皮激素和保幼激素的协同调控,通过信号通路诱导下游基因表达,保证蜕皮、组织重塑等生理过程的正确发生。除内在激素外,外在营养物质亦可通过营养信号影响激素信号进而控制变态发育进程。本文主要综述了近十年来我国科研工作者在昆虫变态发育的激素和营养调控机制研究方面所取得的突出成果,并对未来潜在的研究方向进行了展望,以期对我国的害虫防治和益虫利用研究提供理论指导。     

昆虫滞育诱导的分子调控机制

滞育是昆虫长期适应不利环境的重要对策之一,对昆虫的生存、繁衍和进化都具有重要意义。滞育一般分为滞育前期、滞育期和滞育后期3个阶段,其中,滞育前期包括滞育诱导期和滞育准备期,是确保昆虫顺利进入滞育的重要时期。本文首先简要概括了光周期、温度、湿度、食料等外界环境因素在不同昆虫滞育诱导中的作用;然后系统综述了滞育激素、保幼激素、蜕皮激素、促前胸腺激素和胰岛素等内分泌激素,生物钟通路的节律基因,以及DNA甲基化、小RNA和组蛋白修饰等表观遗传修饰在昆虫滞育过程,尤其是滞育诱导调控中的作用,并以黑腹果蝇Drosophila melanogaster的生殖滞育为例,总结了昆虫滞育诱导调控的分子通路;最后就目前昆虫滞育诱导调控研究中亟待解决的问题和后续重点研究方向进行了探讨,展望了将昆虫滞育研究应用于害虫防控实践的主要策略和前景。     

21世纪害虫管理的一些特征展望

分析了近年来国内外IPM研究的进展 ,认为未来的害虫管理是以作物的控害作用为中心 ,以农田生态系统或区域性生态系统为对象 ,以大量信息管理为基础 ,以发展新技术 (转基因作物和昆虫性信息素 )和农民参与为重点 ,以生态调控为手段 ,以持续发展为方向。从而使害虫管理提高到一个新的境界     

温度对昆虫繁殖力的影响及其生理生化机制

生殖是昆虫维持种群繁衍的基本生命活动,温度是重要的影响因素之一。温度偏离正常生长温度会影响昆虫性腺发育和能量代谢,从而导致昆虫生殖生理异常,具体表现为产卵数降低、性比偏移、产卵前期变化、孵化率降低等。温度影响昆虫繁殖可能的生化与分子机制主要有性外激素、蜕皮激素、保幼激素及其他内分泌神经肽和热激蛋白等的参与,但该方面的研究尚处在初步探索阶段,多不成系统,需要进一步深入。研究温度对于昆虫繁殖力的影响对害虫爆发预测具有重要作用,可为害虫防治提供新思路;而且研究温度对繁殖力的影响可以预测在全球变暖的背景下昆虫种群密度的新变化和新分布情况,为全球生态系统的动态变化提供参考。     

Insect neuropeptides: Structures,chemical modifications and potential for insect control

Insect neuropeptides are involved in almost all physiological processes in insects, such as diuresis, ecdysis, pheromone biosynthesis and control of muscle activity. Thus, these small peptide hormones and their receptors are promising targets for a novel generation of selective and non-neurotoxic insecticides. However, due to poor bioavailability, pharmacokinetics and short half-life the peptides themselves cannot be used as insect control agents. The past two decades have seen an increase in research into the discovery of non-peptide small molecules that function as mimics for neuropeptides. This review presents an overview on structure–activity studies, conformational analyses and peptidomimetic modifications of selected insect neuropeptides with a special potential for application in pest control.     

RNAi技术在昆虫学中的研究进展及展望

在昆虫中,RNAi是一种对抗外源病毒的天然免疫方式,基于生物体中的这种内在机制而建立的RNAi技术已经被广泛用来研究多种昆虫基因的功能。近年的研究结果表明RNAi技术在抵御害虫和防治益虫疾病方面具有潜在的应用价值,有可能对农业有害生物的控制起到巨大的推动作用。本文综述了RNAi与昆虫免疫、及其在昆虫基因功能研究、害虫控制、益虫疾病控制和昆虫系统生物学方面的最新研究进展,并展望了RNAi在昆虫学研究中的发展趋势。     

我国农业害虫综合防治研究现状与展望

害虫综合防治作为农业生产的一项重要策略,在农业可持续发展中具有举足轻重的作用。近年来,针对我国害虫防治所存在的技术需求,科技部等部门先后通过973计划、863计划、科技支撑计划和农业行业专项等对重要害虫防治研究立项支持。通过这些项目的实施,我国建成了一支由国家和省级科研单位和大学组成的专业科研队伍和研究平台,对害虫监测预警技术、基于生物多样性保护利用的生态调控技术、害虫生物防治技术、化学防治技术、抗虫转基因作物利用技术等方面的研究取得了一系列的重要进展,研究建立了棉花、水稻、玉米、小麦和蔬菜等作物重要害虫的综合防治技术体系,并在农业生产中发挥了重要作用。以基因工程和信息技术为代表的第二次农业技术革命的到来,推动了害虫综合防治的理论发展,为害虫综合防治技术的广泛应用提供了新的机遇。地理信息系统、全球定位系统等信息技术和计算机网络技术的应用,提高了对害虫种群监测和预警的能力和水平,转基因抗虫作物的商业化种植等技术的应用显著增强了对害虫种群的区域性调控效率。针对产业结构调整和全球气候变化所带来的害虫新问题,进一步发展IPM新理论与新技术将成为我国农业昆虫学研究的重要方向之一。     

Why study diapause?

This review highlights a number of reasons why insect diapause merits attention. Knowledge of diapause is essential for understanding the seasonal biology of an insect species, and such information is also required for the development of effective pest management strategies; manipulating domesticated species used in pollination and silk production; developing accurate predictive models used to forecast periods of pest abundance; and increasing the shelf‐life of parasitoids and predatory mites used in the biological control industry. Mechanisms used by diapausing insects to survive low temperature may provide tips for cryopreserving insect stocks, a vital need within the research community. Diapause also presents an interesting model for probing fundamental questions in development, and we are indebted to diapause studies for early insights into insect hormones. In addition, I argue that insect diapause may provide insights into questions on aging, obesity and disease transmission, and diapausing insects offer a potentially rich source of pharmaceutical agents that may contribute to improvement of human health.     

昆虫种群遗传控制技术中启动子的研究

利用昆虫遗传转化技术对害虫进行遗传控制是害虫防治研究的新方向,该技术具有物种特异、防效高且对环境友好的特点。启动子是基因表达调控的重要元件,选择合适的启动子是外源基因高效、准确表达的关键,对获得高效、稳定的遗传修饰昆虫品系至关重要。本文简要介绍了昆虫基因启动子的结构特征,重点描述了昆虫种群遗传防治中组成型启动子、性别和组织特异型启动子、特定发育时期启动子和诱导型启动子的研究和应用概况,并对这几类启动子在害虫遗传控制中的应用前景进行了展望。     

螟蛉盘绒茧蜂的生活习性及其在生物防治中的应用

螟蛉盘绒茧蜂是夜蛾科和螟蛾科多种害虫幼虫期内寄生性天敌 ,寄主范围包括水稻、小麦、玉米、棉花等作物的多种重要害虫。该文综述了国内外在螟蛉绒茧蜂的生理生态学、化学生态学、人工繁殖和引种利用等方面的研究进展。螟蛉盘绒茧蜂寄主范围广 ,发育历期短 ,成虫寿命长 ,田间种群数量大 ,人工繁殖简便 ,通过合理保护利用、人工繁殖释放可以有效控制一些重要害虫 ,在生物防治中的具有良好应用前景。