寄生蜂抗药性研究进展

植物-植食性昆虫-寄生蜂三级营养结构之间由于长期相互适应和协同进化,产生了一系列独特的相互关系。选择压力将对害虫和寄生蜂的抗药性演化产生影响,但由于寄生蜂具有与植食性昆虫不同的生物学及生态学特性,选择压力对害虫和寄生蜂抗药性演化的影响作用也是不同的。研究结果表明,除体外杀虫剂对寄生蜂的直接汰选因素外,进入寄主昆虫体内的杀虫剂成分、寄主昆虫取食不同植物的特有成分以及气候因子等均会对寄生蜂的抗药性演化产生影响。     

寄生蜂基于嗅觉信号识别的宿主定位及其机制的研究进展

寄生蜂对宿主的成功定位是其繁衍后代的关键步骤之一，主要受挥发性化合物的调节。首先，雌性寄生蜂可根据寄主植物挥发物尤其是植食性昆虫诱导的植物挥发物(herbivore-induced plant volatiles, HIPVs)对宿主的栖息环境进行远距离定位，它们可根据HIPVs提供的信号缩小宿主范围，而HIPVs的混合物极为复杂，其成分和含量受多种因素的调节。尽管如此，萜类是HIPVs中常见的化合物，且被多数行为研究证实在寄生蜂宿主定位中发挥作用。随后，当寄生蜂发现并降落到与宿主相关的植物后，它们可利用宿主衍生的信号近距离定位宿主。宿主的虫体、茧和粪便等释放的挥发性化合物对寄生蜂具有吸引作用，有些宿主粪便的气味可以作为寄生蜂执行宿主定位行为的主信号，而且宿主粪便挥发物的成分因昆虫取食的植物种类的不同而发生变化。此外，来自寄生蜂自身的信息化学物质也有助于同种寄生蜂的其他个体对宿主的定位。寄生蜂对气味分子的感知依赖其主要位于触角上的嗅觉感器，而关于其嗅觉识别的分子机制的研究仍较为薄弱。由于气味结合蛋白(odorant-binding proteins, OBPs)是嗅觉系统中介导气味识别...     

虫害诱导的植物挥发性次生物质及其对寄生蜂的招引作用

在植物-植食性昆虫-寄生蜂三级营养系统中,虫害诱导的植物挥发性次生物质是当前害虫生物防治、化学生态学和昆虫行为学研究的热点之一.本文概述了虫害诱导的植物挥发性次生物质的特性及其对寄生蜂的招引作用,可望为害虫生物防治研究提供参考.     

昆虫唾液成分在昆虫与植物关系中的作用

近年来,人们对于植食性昆虫唾液的深入研究,揭示出其在昆虫与植物的相互关系和协同进化中起到非常重要的作用。植食性昆虫唾液中含有的酶类和各种有机成分,能诱导植物的一系列生化反应,而且这些反应有很强的特异性,与为害的昆虫种类甚至龄期有关。鳞翅目幼虫口腔分泌物（或反吐液）中含有的β-葡糖苷酶、葡萄糖氧化酶等酶类和挥发物诱导素等有机成分,已经证明可以诱导植物的反应; 刺吸式昆虫的取食也可以刺激植物产生反应,但其唾液内的酶类,如烟粉虱的碱性磷酸酶, 蚜虫的酚氧化酶、果胶酶和多聚半乳糖醛酸酶, 蝽类的寡聚半乳糖醛酸酶等是否发挥作用,目前还没有直接的证据。寄主植物对昆虫的唾液成分也有很大的影响,可能是昆虫对不同植物营养成分和毒性成分的适应方式。对昆虫唾液蛋白的分析表明,具有同样类型口器、食物类型接近的昆虫,唾液成分有更多的相似性。研究植食性昆虫的唾液成分,对于阐明昆虫和植物的协同进化关系、昆虫生物型的形成机理、害虫的致害机理,以及指导害虫防治等,有着一定的理论和实际意义。     

植物光活化毒素与植食性昆虫的相互作用

在大自然中,没有一种植物能逃脱昆虫的为害,但也没有一种昆虫可在所有植物上取食生存。很明显,现存的每一种植物都不同程度的具有抵抗绝大多数植食性昆虫为害的机制,否则,它就会在生存竞争中被淘汰。而各种昆虫为求得生存,就得适应植物抵抗机制的各种变化[1]。1植物光活化霉素对植食性昆虫的防御Thomas[2]指出植物在受到植食性昆虫的进攻时,并不是束手无策,在长期的进化过程中,它们已发展了多种方式予以回击,例如,当害虫变得味口越来越大时,植物就会发展毒素来毒杀它们;当害虫发展其解毒酶系时,植物也会发展其它的防御策略,…     

植物与植食性昆虫的分子互作:基础与应用

植物与植食性昆虫之间存在着复杂的分子互作.首先,植食性昆虫会利用自身的嗅觉和味觉化学感觉系统,通过对植物挥发性和非挥发性信息化合物的编码与解析,结合对植物颜色、形状等物理信息的感觉与编码,定位及确定寄主植物.其次,植物可以通过位于细胞膜的受体识别植食性昆虫相关模式分子和损伤相关模式分子,启动由早期信号事件和植物激素信号途径介导的防御反应,并由此而影响植食性昆虫的种群适合度.最后,为抵御寄主植物的防御反应,植食性昆虫会通过复杂多样的反防御策略适应或抑制寄主植物的防御反应.本文对如上所述的植物与植食性昆虫分子互作研究进展及由此而开发的一些害虫防控新技术进行了综述.     

虫害诱导的植物挥发物:基本特性、生态学功能及释放机制

植物在遭受植食性昆虫攻击时,能通过释放挥发物调节植物、植食性昆虫及其天敌三者间的相互关系,并由此而防御植食性昆虫。主要就虫害诱导的植物挥发物的基本特性、生态学功能及其释放机制进行了系统性综述,并提出了今后的研究方向。     

粉蝶盘绒茧蜂中国和荷兰种群学习行为及EAG反应的比较

昆虫的取食危害可导致植物释放的挥发物发生质和量的变化,天敌利用植物在受到植食性昆虫的危害后释放的挥发性物质来寻找寄主,这种植物挥发物在寄生蜂寻找寄主过程中扮演者重要的角色。粉蝶盘绒茧蜂(Cotesia glomerata)是菜粉蝶(pieris rapae)主要的内寄生蜂,是优良的蜂种,在生物防治上具有广阔的应用前景。分别以中国种群和荷兰种群的粉蝶盘绒茧蜂为研究对象,利用Y型嗅觉仪和触角电位(Electroantennogram,EAG)技术,比较了不同地理种群粉蝶盘绒茧蜂雌蜂的学习行为和触角电生理反应差异。旨在明确虫害植株释放的挥发物在两个地理种群中的作用。Y型嗅觉仪试验结果表明,雌蜂不同的学习经历会影响其对寄主植株的趋性行为。没有学习经历的中国种群雌蜂对虫害甘蓝挥发物较虫害紫甘蓝和虫害羽衣甘蓝挥发物表现出更强地趋性行为,无学习经历荷兰种群对虫害甘蓝挥发物同样表现出更强地趋性行为,中国种群3次间隔产卵和3次间隔气味学习使其对经历过的寄主植物挥发物趋性明显提高。荷兰种群3次间隔气味学习也会提高该蜂对经历寄主挥发物的趋性。EAG试验结果显示,两个地理种群雌蜂对所测定三类挥发物(体积比10-1)的反应强弱依次为:C6化合物>脂肪族化合物>萜类化合物;且在所测定的6种化合物剂量范围内,两个地理种群雌蜂均与trans-2--己醛和乙酸己酯(体积比10-4—10-1),壬醛、月桂烯和里那醇(体积比10-4—10-2)化合物的活性成正相关。结果表明,中国和荷兰种群雌蜂均表现出较为一致的学习能力和电生理反应。研究显示粉蝶盘绒茧蜂雌蜂可能利用甘蓝挥发物作为利它素而寻觅适宜的寄主,学习经历会明显提高该蜂对经历的寄主挥发物的趋性的行为。实验结果为菜粉蝶的生物防治提供理论基础。     

虫害诱导的植物挥发物:植物与植食性昆虫及其天敌相互作用的进化产物

综述了植物、植食性昆虫及其天敌相互作用的进化过程。虫害诱导的植物挥发物的特征和功能是植物-植食性昆虫-天敌之间长期进化的结果。在植物、植食性昆虫与天敌相互作用的进化过程中,3个不同营养级,包括植物、植食性昆虫和天敌有着各自的调节和利用虫害诱导的植物挥发物的策略。但有一些问题,如通过实验研究得出的诱导防御在田间是否真正能起到保护作用等需进一步研究、阐明。     

虫害诱导的植物挥发物代谢调控机制研究进展

长期受自然界的非生物/生物侵害,植物逐步形成了复杂的防御机制,为防御植食性昆虫的为害,植物释放虫害诱导产生的挥发性化合物(herbivore-induced plant volatiles,HIPVs)。HIPVs是植物-植食性昆虫-天敌三级营养关系之间协同进化的结果。HIPVs的化学组分因植物、植食性昆虫种类的不同而有差异。生态系统中,HIPVs可在植物与节肢动物、植物与微生物、虫害植物与邻近的健康植物、或同一植株的受害和未受害部位间起作用,介导防御性反应。HIPVs作为寄主定位信号,在吸引捕食性、寄生性天敌过程中起着重要作用。HIPVs还可以作为植物间信息交流的工具,启动植株的防御反应而增强抗虫性。不论从生态学还是经济学角度来看,HIPVs对于农林生态系中害虫综合治理策略的完善具有重要意义。前期的研究在虫害诱导植物防御的化学生态学方面奠定了良好基础,目前更多的研究转向阐述虫害诱导植物抗性的分子机制。为了深入了解HIPVs的代谢调控机制,主要从以下几个方面进行了综述。因为植食性昆虫取食造成的植物损伤是与昆虫口腔分泌物共同作用的结果,所以首先阐述口腔分泌物在防御反应中的作用。挥发物诱导素volicitin和β-葡萄糖苷酶作为口腔分泌物的组分,是产生HIPVs的激发子,通过调节伤信号诱发HIPVs的释放。接着阐述了信号转导途径对HIPVs释放的调节作用,并讨论了不同信号途径之间的交互作用。就HIPVs的代谢过程而言,其过程受信号转导途径(包括茉莉酸、水杨酸、乙烯、过氧化氢信号途径)的调控,其中茉莉酸信号途径是诱发HIPVs释放的重要途径。基于前人的研究,综述了HIPVs的主要代谢过程及其过程中关键酶类的调控作用。文中的HIPVs主要包括萜烯类化合物、绿叶挥发物和莽草酸途径产生的芳香族化合物,如水杨酸甲酯和吲哚等。作为化学信号分子,这些化合物中的一部分还能激活邻近植物防御基因的表达。萜烯合酶是各种萜烯类化合物合成的关键酶类,脂氧合酶、过氧化氢裂解酶也是绿叶挥发物代谢途径中的研究热点,而苯丙氨酸裂解酶和水杨酸羧基甲基转移酶分别是合成水杨酸及其衍生物水杨酸甲酯的关键酶类。这些酶类的基因在转录水平上调控着HIPVs代谢途径。最后展望了HIPVs的研究前景。     

植食性昆虫的嗅觉选食过程及其机制研究进展

植食性昆虫的嗅觉在其选择食物的过程中发挥了重要的作用,它能通过对植物挥发物的感受来定向和定位食物源并产生趋近行为,进而根据特殊的化合物或者多种化合物的特异浓度组合来区分寄主和非寄主植物.在这个过程中,昆虫嗅觉器官上相关的嗅觉感受蛋白被植物挥发物激活,形成特异的嗅觉感受通路,在行为上调控昆虫嗅觉选食的能力.本文主要从植食性昆虫嗅觉选食过程中植物挥发物的散布特征、昆虫识别植物信息的嗅觉感受机制及其相关的分子基础等方面进行叙述,同时讨论了近年的研究成果并展望了下一步的研究方向.     

虫害诱导植物间接防御反应的激发与信号转导途径

植物通过产生和释放挥发性物质增加植食性昆虫的天敌对其寄主或猎物的定位,减少植食性昆虫对植物的取食,从而达到间接防御的目的。植物对植食性昆虫所做出间接防御反应激发因子和信号转导途径的研究,对应用虫害诱导植物挥发物引诱害虫天敌,并进一步从植物、植食性昆虫及其天敌间三级营养关系,研究动植物协同进化机理和病虫害防治具有深远意义。本文根据国内外最新研究进展,对虫害诱导植物间接防御反应的激发因子,昆虫取食信号的转导途径及对植物间接防御相关基因的激活等方面进行了系统地综述。     

植物-害虫-天敌互作机制研究前沿

植物-害虫-天敌之间的三级营养互作关系是当今进化生态学和化学生态学研究领域的前沿课题,也是寻找害虫可持续控制途径的重要基础。自2006年以来,我国昆虫学家在973项目《重大农业害虫猖獗危害的机制及可持续控制》的支持下,围绕害虫、植物、天敌协同进化机理的关键科学问题,以棉花-害虫-天敌、水稻-害虫-天敌和蔬菜-害虫-天敌系统为研究对象开展研究,发现OsHI-LOX参与虫害诱导的水稻茉莉酸(JA)信号途径合成,并通过水稻对二化螟和褐飞虱不同抗性作用的调控;寄主植物烟草受到棉铃虫和烟青虫危害后将被诱导产生化学防御作用,但它们的作用不同;绿叶挥发物(3Z)-hexen-ol是寄生蜂天敌定位寄主的最关键化合物,植物-害虫-天敌之间的互作关系受到光周期和CO2浓度升高而改变;植物对害虫直接的防御和通过寄生蜂对害虫的间接防御存在"权衡"关系;转基因棉花种植加重了盲椿象灾变。这些研究成果在Science,New Phytology,Plant Journal,Plant,Cell and Environment等刊物上发表论文150余篇,极大地提高了我国在作物-害虫-天敌三者之间关系的研究水平。     

信息与动态

昆虫危害的玉米根系从地下吸引昆虫致病性线虫植物在受到昆虫的危害时常常会从叶片上释放出挥发性化合物来吸引害虫的天敌。以瑞士Neuchatel大学TedTurlings为首的科学家与德国马普学会化学生态学研究所的合作者 ,首次鉴定出一种昆虫取食诱导的、可在地下传播的信号物质 (E) β caryophyllene(以下简称吸引剂 ) ,这种化合物可吸引昆虫致病性线虫。玉米根叶甲Diabroticavirgiferavirgifera是一种正在入侵欧洲的甲虫 ,当玉米的根部受其危害时 ,会释放出这种倍半萜化合物。许多北美的玉米品系不能释放吸引剂 ,而欧洲的玉米品系以及野生的玉…     

毛虫唾液激发植物的求援信号

科学家发现,当毛虫开始啃咬野生烟草植物的时候,它们的唾液会使植物发出一种紧急求助信号,而这种信号将吸引捕食性的昆虫飞来营救。植物在受到损害时即刻散发出的化合物被称作绿叶挥炭性物质（GLVs）。     

虫害诱导蔬菜作物挥发物的研究进展

蔬菜作物释放的虫害诱导植物挥发物(Herbivore-induced plant volatiles,HIPVs)是蔬菜作物受害虫胁迫后产生的一类启动防御反应的化合物,可以作为蔬菜作物的对外重要信息交流媒介和防御措施实施前体.蔬菜作物通过释放HIPVs来增强自身防御反应、调节昆虫行为和向邻近作物发出"预警信号",从而直接或间接地抵御植食性昆虫危害.近年来,有关HIPVs的研究已成为昆虫行为学与化学生态学的关注热点.本文系统综述了虫害诱导蔬菜作物挥发物类别、释放特性、生态功能及应用等方面,以期梳理和阐释HIPVs在蔬菜-害虫二级营养结构以及蔬菜-害虫-害虫天敌三级营养结构的化学生态网络中的重要化学信号功能,并对未来该方向的研究进行展望.     

植物的诱导抗虫性

植物对植食性昆虫的抗性可包括两个方面,即植物的组成抗性（constitutiveresistance）和诱导抗性（inducedresistance）。组成抗性是指植物在遭受植食性昆虫进攻前就已存在的抗虫特性;而诱导抗性是指植物在遭受植食性昆虫进攻后所表现出来的一种抗虫特性[1,2]。根据作用世代的不同,诱导抗性又分为迅速的诱导抗性（rapidlyinducedre－sistance,RIR）和滞后的诱导抗性（delayedinducedresistance,DIR）。前者是指对当前世代的植食性昆虫的影响,而后者是指对后续的1～几个世代的植食性昆虫的影响[2]。研究植物的诱导抗虫性,不仅能在…     

植物气味多样性与昆虫关系的研究进展

植物气味是多种挥发物组成的混合物,具有丰富的多样性。由于植物气味多样性在植食性昆虫及其天敌与植物的关系中起着决定性作用,近年来将昆虫化学生态学、昆虫行为学与景观生态学研究相结合,探讨田间和不同景观尺度上植物气味多样性与昆虫嗅觉行为的关系受到关注。本文从植物气味多样性相关概念的分析、植物气味多样性与植食性昆虫的关系、植物气味多样性与天敌昆虫的关系、植物气味多样性研究方法等方面,介绍了国内外最新的研究进展,期望为推进我国该领域研究提供参考。     

被昆虫危害的玉米根系从地下吸引昆虫致病性线虫

植物在受到昆虫的危害时常常会从叶片上释放出挥发性化合物来吸引害虫的天敌。以瑞士Neuchatel大学Ted Turlings为首的科学家与德国马普学会化学生态学研究所的合作,首次鉴定出一种昆虫取食诱导的、可在地下传播的信号物质(E)-β-caryophyllene(以下简称吸引剂),这种化合物可吸引昆虫致病性线虫。玉米根叶甲Diabrotica virgifera virgifera是一种正在入侵欧洲的甲虫,     

几个树种机械损伤诱导挥发物的比较初报

植物创伤诱导挥发物在植物与昆虫、植物与植物之间的相互关系中起着非常重要的信号作用。为了深入了解其诱导机制并探讨植株间信号传导 ,选择了复叶槭 (AcernegundoL .)、旱柳 (SalixmatsudanaKoidz.)、毛白杨(PopulustomentosaCarr.)、合作杨 (P .simonii×P .pyramibaliscv .)等 4个树种 ,利用气相色谱质谱联用技术对人为损伤后的挥发物变化情况进行了研究。多数诱导挥发物在 5h左右达到高峰 ,主要是开环单萜、脂肪酸衍生物和芳香族化合物。己二酸二甲酯、丁二酸二异丁酯、苯骈噻唑在以前的昆虫 草本植物系统中未见报道。损伤 2h后绿叶气味即已大量产生 ,其他化合物变化不大。驱避物质 2 4h后挥发量很大。不同树种在释放时间上也存在明显差异 ,但有些化合物广泛存在于不同树种。挥发物在种间存在差异 ,正常的复叶槭挥发大量的萜烯 ,而杨柳产生苯系物较多