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。     

家蚕滞育的分子机理2.蛹期滞育激素基因的表达与滞育决定

滞育激素是由食道下神经节分泌的重要昆虫神经肽,诱导昆虫的滞育。选择具有ＲＮＡ聚合酶能够识别的启动子的质粒载体,将滞育激素ｃＤＮＡ克隆进去,在体外大量合成单一的滞育激素ｃＲＮＡ为参照,测定食道下神经节分泌滞育激素ｍＲＮＡ量来确定滞育激素的分泌量。结果证明食道下神经节分泌的滞育激素的数量决定昆虫的滞育。     

家蚕滞育的分子机理

滞育激素是由食道下神经节分泌的重要昆虫神经肽，诱导昆虫的滞育。选择具有ＲＮＡ聚合酶能够识别的的质粒载体，将滞育激素ｃＤＮＡ克隆进去，在体外大量合成单一滞育激素ｃＤＮＡ为参照，测定食道下神经节分泌带育激素ｍＲＮＡ量来确定滞育激素的分泌量。结果证明食道下神经节分泌的滞育激素的数量决定昆虫的滞育。     

蚊虫的滞育

<正> 蚊虫的滞育(diapause)是指其个体对不良环境条件长期适应的一种生理状态。滞育的发生与解除是需要一定的环境因素刺激导致体内激素参与的复杂过程。蚊虫的滞育类型主要为兼性滞育(facultative diapause),已知具有滞育现象的蚊虫多达40余种。     

昆虫延长滞育的研究

持续时间达1年以上的滞育,称为延长滞育,延长滞育的诱导、维持、解除均不同于简单滞育(滞育期短于1年)。本论文系统阐述了昆虫延长滞育的类型、滞育诱导及解除的环境因子、延长滞育物候学和生物学特性,延长滞育的遗传学及延长滞育的生态学意义。延长滞育是昆虫生活史的重要组成部分,是一种普遍现象。     

昆虫滞育关联热休克蛋白的研究进展

滞育是昆虫逃避不利环境条件的基本方式之一, 益虫的合理利用和害虫的综合治理, 都离不开对滞育调控机理的研究。滞育可以诱导一些基因表达模式的改变, 如热休克蛋白基因的差异表达, 导致昆虫抗逆性增强。本文综述了与昆虫滞育关联的热休克蛋白的研究概况, 从热休克蛋白与滞育的关联、 不同虫态滞育期间热休克蛋白基因的差异表达和滞育相关的蛋白质组学研究几个方面进行了概述。与其他的胁迫反应均诱导热休克蛋白同步上调表达不同, 热休克蛋白在不同种类昆虫以及同种昆虫的不同滞育生理阶段的表达模式差别很大。热休克蛋白在滞育期间的表达是决定越冬抗逆性和存活的重要因子之一。本文可为昆虫滞育如何应答环境条件刺激的研究提供参考信息。     

朱砂叶螨滞育诱导的研究

朱砂叶螨滞育诱导反应曲线为长日照型,临界光照长度为9小时45分。15℃条件下诱导,0～1小时30分和11～24小时光照时无滞育发生,光照6小时15分至9小时45分则几乎完全滞育。后若螨期和成螨期具光敏感性,最敏感虫态是成螨期。诱导其他虫态,滞育不发生。     

中红侧沟茧蜂滞育诱导和滞育茧的冷藏

中红侧沟茧蜂Microplitis mediator (Haliday)是夜蛾科害虫低龄幼虫的重要寄生蜂。田间实验表明,在冀中地区秋季田间条件下,当日平均气温为21.5℃、日平均光照时间为12 h 33 min时,少数个体进入滞育;当气温降至17.9℃以下、日光照时间缩短到11 h 45 min以下时,全部个体进入滞育。室内模拟实验结果表明,在17～26℃、光照时间10～14 h范围内,随着温度的降低和光照时间的缩短,滞育率明显提高。高温能抵消短光照对滞育诱导的影响,在26℃下,短光照不能诱导滞育。因此,低温和短光照是诱导该种天敌昆虫滞育的主要因子。中红侧沟茧蜂感受滞育信号的敏感期为低龄幼虫期,以预蛹（茧）进入滞育。低龄幼虫感受滞育信号以后,需要在滞育环境中发育到老熟幼虫才能全部进入滞育。将室内诱导的滞育茧在4℃左右环境条件下冷藏240天,成蜂的羽化率和寄生能力与没有冷藏的非滞育茧差异不显著;冷藏300天,滞育茧仍有81.4%可以正常羽化。本项研究结果为中红侧沟茧蜂的规模化、标准化生产提供了科学的依据。     

白蛾周氏啮小蜂滞育诱导及滞育后发育

本研究针对人工繁育白蛾周氏啮小蜂Chouioia cunea Yang过程中出现的小蜂滞育现象, 对其滞育诱导的光周期反应及敏感光照虫态进行了调查。结果表明: 沈阳地区的白蛾周氏啮小蜂属长日照型昆虫, 以老熟幼虫进入滞育状态, 但在不同的温度条件下诱导滞育的临界光周期不同, 在18℃时诱导滞育的临界光周期处于13L∶11D和14L∶10D之间; 在21℃和24℃时诱导滞育的临界光周期变短, 处于12L∶12D和13L∶11D之间。白蛾周氏啮小蜂滞育诱导的敏感光照虫态为幼虫期, 且以幼虫的后期最为敏感, 但整个幼虫期接受短光照对滞育的形成更为有利。通过观察白蛾周氏啮小蜂滞育后在18℃, 21℃, 24℃和30℃的恒温条件下的发育历期, 由最小二乘法计算出白蛾周氏啮小蜂老熟幼虫滞育后发育起点温度和有效积温分别为14.60±0.31℃和209.38±8.72日·度。这些结果可为进一步研究白蛾周氏啮小蜂的种蜂长期保存技术和指导商品蜂生产, 正确把握放蜂时机提供理论依据。     

光温条件明显影响棉铃虫的滞育强度

为了探明不同地理种群棉铃虫Helicoverpa armigera滞育强度的地理变异, 本研究系统地比较了光温条件（光照时数 11～16 h, 恒温20, 22, 25, 28和31℃及变温）对来自中国的4个地理种群（广东广州、 江西永修、 山东泰安和辽宁喀佐）棉铃虫滞育强度的影响。结果表明： 滞育诱导的光周期对继后棉铃虫的滞育强度有明显影响。在光照时数11～14 h范围内, 各地理种群的滞育持续期均随着光照时数的增加而延长。滞育强度也受到滞育诱导的温周期影响, 当光期温度相同时, 低纬度的GZ种群温周期比恒温有更强的诱导效应; 中纬度的YX种群温周期与恒温具有相同的滞育诱导强度; 高纬度的KZ和TA种群温周期所诱导的滞育强度一般低于恒温。滞育解除过程中的温度也显著影响到滞育的解除, 在20~31℃下, 温度愈高滞育解除愈快; 滞育持续期同时受到滞育诱导温度的影响, 对于北方的泰安种群和喀佐种群, 较高的滞育诱导温度能诱导更强的滞育。     

白纹伊蚊卵滞育的实验观察

对两个地理品系的白纹伊蚊卵期滞育的实验观察表明:白纹伊蚊宜兴品系(约北纬31°N)不仅亲代受短光照作用后可诱导卵期发生滞育,而且卵期仍具有光照敏感性;海南岛品系(约北纬18°N)中,光期变化不能诱导卵期滞育.宜兴品系卵滞育率随亲代光期缩短而增高的现象只发生在一定范围内(约L:D=9:15到L:D=15:9).卵滞育还受卵期低温、干燥以及孵化时水中溶解氧的影响.卵进入深度滞育是多种环境因素作用的结果.     

昆虫滞育持续时间的影响因子及其对滞育后生物学的影响

滞育持续时间(diapause duration)是昆虫的一种生理特性,它主要由特定环境条件下的滞育强度或滞育发育速率来决定,滞育强度或滞育发育速率通常以将滞育状态的昆虫转移至解除滞育的条件(如低温处理、光周期的转换)后,滞育消除所需时间的长短来衡量。文章系统综述昆虫滞育持续时间的影响因子及其对滞育后生物学的影响。     

光周期对大草蛉(Chrysopa pallens)滞育及发育的影响

在22℃条件下,研究大草蛉对光周期的敏感性,结果表明:大草蛉属短日照滞育型,在短光照条件下饲养获得的预蛹进入滞育状态,诱导预蛹滞育的临界光周期为10.5L-13.5D到11L-13D.2龄幼虫期是诱导预蛹滞育的敏感虫期,只有当2龄幼虫期处于短光照条件下时才能进入滞育状态.1龄和3龄幼虫期也在滞育诱导条件下进行滞育诱导,能够提高滞育率.光周期对大草蛉幼虫历期及预蛹重的影响研究结果表明:光周期对幼虫历期有一定的影响,特别对2龄幼虫期的影响比较明显.幼虫期的光周期条件影响预蛹的重量,滞育预蛹的重量显著高于非滞育预蛹.     

松毛虫赤眼蜂滞育诱导及解除条件研究

【目的】以柞蚕Antheraea pernyi卵为繁殖寄主,对松毛虫赤眼蜂Trichogramma dendrolim滞育诱导及解除条件进行研究,以解决赤眼蜂工厂化生产和大面积应用中面临的的中、长期储存问题。【方法】通过观测不同发育阶段(寄生柞蚕卵在26℃培养40、96和144 h)、滞育诱导温度(10、13和16℃)和诱导时间对松毛虫赤眼蜂滞育的影响,确定松毛虫赤眼蜂滞育诱导条件;通过观测滞育诱导温度和滞育后的贮藏温度对滞育解除的影响,确定松毛虫赤眼蜂滞育解除条件。【结果】在松毛虫赤眼蜂的不同发育阶段对其进行持续的低温刺激均能使其导入滞育,但以小幼阶段(26℃培养40 h)开始效果最佳,寄生卵在26℃培养40 h后,转入10℃和13℃下连续诱导31 d,滞育率可达100%和99.12%。滞育诱导温度和滞育后的贮藏温度对松毛虫赤眼蜂解除滞育所需时间和解除滞育后的羽化出蜂率有较大影响,10℃诱导滞育后置于1℃冷藏的赤眼蜂解除滞育所需时间最短,解除滞育后的羽化出蜂率和单卵出蜂数更高,更耐储存。此条件下冷藏约30 d开始打破滞育,在正常发育下温度下羽化出蜂,60 d羽化出蜂率达到95.24%,冷藏4个月后羽化出蜂率仍在60%以上,单卵出蜂数高于50头。【结论】松毛虫赤眼蜂最佳滞育诱导条件为26℃培养40 h后,转入10℃连续低温诱导31 d;最佳滞育解除条件为1℃低温储存,但储存期不能超过4个月。     

35℃下烟青虫夏滞育率、蛹重及代谢速率的变化

【目的】本文旨在研究烟青虫Helicoverpa assulta在高温下的滞育的发生和生理的变化。【方法】高温可以诱导不同龄期的烟青虫进入夏滞育,本实验在35℃,L︰D=16︰8条件诱导3龄、4龄、6龄、预蛹期的烟青虫夏滞育,并比较研究了滞育蛹和非滞育蛹代谢水平的差异。【结果】研究结果发现,在35℃下,烟青虫的3龄、4龄、6龄幼虫与预蛹期的夏滞育率分别为25.96%、25.71%、22.76%、11.31%,3个幼虫期的滞育率显著高于预蛹期滞育率。不同龄期的滞育诱导中,雄性的夏滞育率都明显高于雌性夏滞育率。并且,滞育蛹显著比未滞育蛹重。对滞育蛹和未滞育蛹的失重动态与呼吸代谢速率比较研究,结果发现:夏滞育虫蛹的失重曲线平缓,显著低于未滞育蛹;并且呼吸代谢速率曲线平缓且显著低于未滞育蛹。【结论】研究表明,高温能诱导烟青虫能进入夏滞育,并且夏滞育蛹能通过维持低的代谢水平来度过不利环境,具有一定的生态适应意义。     

光周期对梨小食心虫滞育诱导的影响

在实验室条件下对梨小食心虫滞育诱导的光周期反应和不同日龄幼虫对滞育诱导光周期的敏感性进行了研究。结果表明:梨小食心虫属于典型的短日照滞育型,在20℃条件下,当光周期为8L ∶ 16D,10L ∶ 14D和12L ∶ 12D时,梨小食心虫的滞育率均达95%以上,诱导滞育的临界光周期为13.75L ∶ 10.25D;在24℃条件下,当光周期为10L ∶ 14D和12L ∶ 12D时,滞育率均达95%以上,诱导滞育的临界光周期为13.68L ∶ 10.32D。在幼虫期,分别给不同日龄幼虫以12L ∶ 12D和16L ∶ 8D光照处理后,在不同发育时间内幼虫对滞育诱导光周期反应均显示出一定程度的敏感性,无明显的临界时间点,但仍以第5-8日龄幼虫接受滞育诱导光周期反应更为敏感。     

海洋浮游桡足类滞育的研究进展

海洋桡足类在海洋生态系统中占有重要的地位,其重要的生理现象一滞育是影响其种群数量变动的重要因子。本文对海洋桡足类滞育的形式、滞育的意义、滞育卵的孵化与发育以及诱导桡足类滞育的环境因子等方面的研究进行了综述,同时还提出了今后研究的方向,以期对桡足类滞育机制的研究提供新的思路。     

草地螟阿格姬蜂的滞育诱导和滞育茧的低温贮藏

为了阐明环境因子对草地螟阿格姬蜂Agrypon flexorium (Thunberg)滞育诱导作用, 测定了5个光周期和4个温度处理对阿格姬蜂的滞育诱导和该蜂感受光周期的敏感虫态以及不同时间段低温贮藏对滞育虫茧的影响。结果表明： 在17~23℃、 光照时间10~14 h范围内, 随着温度的降低和光照时间的缩短, 滞育率明显提高。高温能抵消短光照对滞育诱导的影响, 在26℃下, 短光照不能诱导滞育。因此, 低温和短光照是诱导草地螟阿格姬蜂滞育的主要因子。草地螟阿格姬蜂感受滞育信号的敏感虫态为卵和1龄幼虫。卵和1龄幼虫感受滞育信号以后, 需要在滞育环境中发育到老熟幼虫才能全部进入滞育。将室内诱导的滞育茧在4℃左右环境条件下冷藏80 d, 成蜂的羽化率和寄生能力与没有冷藏的非滞育茧差异不显著, 冷藏120 d, 滞育茧仍有71.7%可以正常羽化。结果说明,可在17℃,光周期8L∶16D条件下对寄生后3 d内的草地螟Loxostege sticticalis幼虫进行滞育诱导, 滞育后的虫茧最佳贮藏时间为80 d, 不宜超过120 d。本研究为室内扩繁、 防止蜂源退化、 控制寄生蜂发育时间以便适时释放提供了参考依据。     

小蜂滞育的研究进展

滞育现象在多种小蜂类天敌昆虫中存在,通过研究小蜂滞育技术,可实现蜂种的长期贮存、延长防控作用时间、提高产品的抗逆性,对小蜂工厂化生产及应用具有重要意义。本文在分析国内外小蜂总科昆虫滞育文献的基础上,总结了已开展滞育研究的69种小蜂类昆虫的滞育虫态、滞育持续期、主要诱导因子以及亲代效应等,分属小蜂科、赤眼蜂科、姬小蜂科、跳小蜂科、金小蜂科、蚜小蜂科、旋小蜂、长尾小蜂科、广肩小蜂、四节小蜂科10科。小蜂多以幼虫或预蛹滞育,其滞育敏感阶段因种不同而异。滞育持续期相对较长,大多可维持数月。一种寄生麦红吸浆虫的金小蜂Macroglenes penetrans在2.5℃的土壤中,其滞育持续期可达16个月。低温、短日照和寄主是影响多数小蜂滞育的主要因子;但也有少数小蜂进行夏滞育,如普金姬小蜂Chrysocharis pubicornis、Aphelinus flavus、车轴草广肩小蜂Bruchophagus platypterus等。另外,亲代也可对小蜂滞育产生一定影响。目前,对小蜂滞育后发育生物学评价的研究报道较少,尚待进一步探索研究。     

茧蜂滞育的研究进展

滞育现象在多种茧蜂类天敌昆虫中存在, 通过调控茧蜂滞育, 可达到延长产品货架期、延长防控作用时间、提高产品的抗逆性和繁殖力的目标, 对茧蜂的扩繁和应用具有重要意义。本文通过总结1910年以来的2 545篇国内外滞育文献, 统计得出有明确滞育诱导或滞育解除报道的茧蜂有37种, 分属7亚科16属, 其中对滞育特征有详细描述的有23种。茧蜂大多以预蛹进入滞育, 其次为幼虫滞育, 少数为成虫滞育, 其滞育敏感阶段因种不同而异。滞育持续期相对较长, 大多可维持数月, 最长的可达14个月。光周期、温度和寄主是影响茧蜂滞育的主要因子, 湿度、亲代和寄主植物也可在一定程度上影响滞育进程。目前, 茧蜂滞育的研究仅限于生物学观察阶段, 对茧蜂滞育的生理学特征、激素调控和分子调控等尚未有研究报道, 有许多问题有待进一步探讨。