昆虫对全球气候变暖的响应

过去的100年全球地表平均温度显著上升,全球气候变暖对生物的影响引起世界范围内的广泛关注。和其他生物一样,昆虫也受到了气候变暖的影响,如繁殖发育速度增快、遗传变异、种群多样性降低、分布区扩大、种群爆发、外来入侵、种群灭绝等等。全球变暖引起的昆虫响应对农林业以及人类健康存在潜在风险,因此本文主要从物候、分布区、生长发育及繁殖、形态、行为与生理、分子水平这些方面综述全球气候变暖背景下昆虫如何响应,并讨论了目前研究动态和未来的研究方向,意在为气候变化条件下昆虫科学管理策略(如种群监控、模型预测、风险评估、遗传多样性、抗性遗传等)提供指导意义。     

基于Solexa高通量测序的黄曲条跳甲转录组学研究

黄曲条跳甲Phyllotreta striolata (Fabricius) 是十字花科蔬菜的重要害虫。为深入了解其遗传信息, 本研究应用新一代高通量测序技术Illumina’s Solexa平台对黄曲条跳甲成虫的转录组进行测序, 并结合SOAPdenovo拼接聚类等分析软件, 获取大量的EST和挖掘功能基因。本文最终获得了4 924条序列重叠群（contig）, 其中包含2 209种与黑腹果蝇Drosophila melanogaster蛋白基因具直系同源的独立基因（unigene）和610种黄曲条跳甲物种特有的unigene。结合Gene Ontology （GO）数据库进行分析, 发现大部分的unigene具结合能力（binding capability）和催化活性（catalytic activity）; 上百种unigene可聚类于生物学过程分类中的配子发生、 生殖腺发育和交配行为等重要功能。另外, 结合KEGG Pathway数据库分析发现, 共有363种unigene参与或涉及了40种代谢路径, 其中生物钟调控路径和植物次生代谢物路径等相关基因的发现, 有助于深入研究黄曲条跳甲行为发生的内在机理。Solexa高通量测序技术作为昆虫功能基因组研究的重要手段, 为发掘黄曲条跳甲功能基因发挥了重要作用, 也为在分子水平上研发黄曲条跳甲的防治新策略提供了更翔实的基因信息。     

亚致死浓度吡虫啉和毒死蜱对柑橘木虱成虫组织蛋白酶基因表达的影响

昆虫组织蛋白酶属于多功能酶系,在昆虫生命活动中具有重要作用,但昆虫组织蛋白酶对化学农药的响应却鲜有报道。吡虫啉和毒死蜱是目前防治柑橘木虱Diaphorina citri常用的化学药剂。本研究旨在探究吡虫啉和毒死蜱亚致死浓度处理对柑橘木虱成虫组织蛋白酶基因表达的影响。本研究基于柑橘木虱的转录组数据库,同时结合NCBI数据库,通过Blast比对鉴定得到8个柑橘木虱组织蛋白酶基因,序列分析得出其均属于半胱氨酸蛋白酶家族且含有保守的组氨酸活性位点。研究采用浸叶法处理得到经吡虫啉和毒死蜱处理24 h对柑橘木虱成虫的致死中浓度LC50分别为97.88 mg/L和47.94 mg/L。采用荧光定量PCR（qPCR）分析这两种药剂亚致死浓度（LC20和LC50）胁迫下柑橘木虱成虫组织蛋白酶基因表达水平变化。结果表明吡虫啉胁迫显著下调柑橘木虱DcCath-B,DcCath-F,DcCath-L和DcCath-L1基因表达量;毒死蜱LC20浓度胁迫显著下调柑橘木虱DcCath-B,DcCath-L和DcCath-W基因表达量,LC50浓度胁迫下仅DcCath-B表达量显著下调,其他基因表达无明显差异。以上结果表明吡虫啉和毒死蜱亚致死浓度胁迫下,柑橘木虱成虫下调表达体内部分组织蛋白酶基因以响应此逆境。本研究为探索亚致死浓度吡虫啉和毒死蜱对柑橘木虱的毒理机制提供了一定的理论依据。     

柑橘木虱速激肽相关肽基因Dc-TRP克隆及表达分析

【目的】昆虫速激肽相关肽(Tachykinin-related peptides,TRPs)属于肽类神经递质,参与调控昆虫生长、发育、变态、繁殖等多种生命活动。本文旨在探究柑橘木虱Diaphorina citri速激肽相关肽(Dc-TRP)基因序列信息,进一步分析其在不同发育时期及成虫不同组织中的表达情况。【方法】本文克隆得到柑橘木虱速激肽相关肽全长序列,并根据核苷酸系列进行系列分析及结构预测。利用RT-q PCR对柑橘木虱不同发育时期及成虫不同组织部位Dc-TRP的表达情况进行分析。【结果】(1)Dc-TRP编码区全长600 bp,预测编码199个氨基酸,具有多个保守区域。(2)时空表达结果表明Dc-TRP在各发育时期和组织均有表达,其中各发育历期表达差异不明显,而组织中表达差异显著且头部表达最高。【结论】Dc-TRP在柑橘木虱不同发育时期表达无显著性差异,但在成虫不同组织中差异显著。以上实验结果具有一定的生物学意义,为进一步研究Dc-TRP的生理功能提供一定的理论基础。     

几种拟除虫菊酯类杀虫剂对美洲斑潜蝇的防治效果

测定了拟除虫菊酯类农药功夫、灭扫利、速灭杀丁和兴棉宝对美洲斑潜蝇各龄幼虫、雌成虫的毒力以及对成虫取食、产卵的影响,并进行了田间小区试验。结果表明：美洲斑潜蝇一、二、三龄幼虫和雌成虫对功夫最敏感,一、二、三龄幼虫对功夫的 ＬＣ５０分别是 ０．００７５、０．００９３、０．０１１２ ｇ（ａ．ｉ．）／Ｌ,雌成虫对功夫的 ２４小时、４８小时的 ＬＣ５０分别是０．００２７、０．００２５ ｇ（ａ．ｉ．）／Ｌ。功夫对美洲斑潜蝇的取食、产卵拒避持效期分别是 ４天和 ６天,用浓度 ０．０２５ ｇ（ａ．ｉ．）／Ｌ的功夫药液处理 ０、２、４、６天后接虫,幼虫存活率分别是０、６．３％、６．８％和 ６１．６％,田间用浓度 ０．０２５、０．０１６７ ｇ（ａ．ｉ．）／Ｌ功夫分别处理,６天的校正虫口减退率分别是９１．９６％和８３．６０％。     

香茅精油对桔小实蝇产卵驱避作用及其化学成份分析

研究了香茅Cymbopogon nardus精油对桔小实蝇Bactrocera dorsalis (Hendel)的产卵驱避作用及其化学成分。结果表明,香茅精油对桔小实蝇产卵具有一定的驱避作用,不同浓度香茅精油处理芒果上的产卵量均显著低于对照,且随着香茅精油浓度的提高其产卵量逐渐减少,当浓度为10000μg/mL时,产卵驱避率为70.06%。采用气相色谱—质谱联用(GC-MS)技术分析了香茅精油的化学成份,结果发现该精油挥发物中含量较高的是3-蒈烯,香茅醛,香叶醇,香茅醇,柠檬烯。     

黄曲条跳甲谷氨酸门控氯离子通道（GluCl）基因序列特征及表达分析

氯离子通道与农业害虫的抗药性发生有密切关联。本研究结合转录组测序及荧光定量PCR技术, 鉴定和分析黄曲条跳甲Phyllotreta striolata (Fabricius)谷氨酸门控氯离子通道（GluCl）的基因序列特征、 功能及基因表达谱。结果表明: 本研究所获得的GluCl cDNA序列长度为1 430 bp, 开放阅读框（open reading frame, ORF）长为1 344 bp, 编码447个氨基酸残基。其推测蛋白分子主要含神经递质分子胞外结合域和胞内跨膜域两大功能域, 其亲水的胞外结合域又含有2个由半胱氨酸二硫键形成的氨基酸残基桥环, 表现出GluCl α亚基的典型特征。cDNA序列的系统发育分析表明, 该GluCl与其他昆虫的GluClα高度同源, 而在脊椎动物中则与γ-GABA或甘氨酸配体门控氯离子通道同源。荧光定量PCR分析表明, 该GluCl基因在黄曲条跳甲雌雄成虫的不同部位中都有表达, 但是在头部的表达量非常高, 如雄虫头部的表达量是其精巢的65.7倍、 是其中肠的227.5倍, 揭示GluCl基因在中枢神经组织中具有重要作用。本研究为进一步研究GluCl介导的黄曲条跳甲抗药性的发生及其分子机理奠定了基础。     

应用微卫星标记分析不同桔小实蝇种群的遗传多样性

为探究不同桔小实蝇Bactrocera dorsalis (Hendel)地理种群的遗传变异、入侵来源和扩散情况,利用13对引物对中国南方10省区、泰国、夏威夷、菲律宾和老挝的30个桔小实蝇种群共180个个体的遗传多样性水平进行了研究。 Popgene32和NTSYS-pc2.10e软件分析结果表明：30个不同桔小实蝇种群的遗传相似度在0.3599~0.9153范围内。种群的Nei氏基因多样性指数平均为0.6464±0.1026,Shannon信息指数I平均为1.2845±0.2632, 提示桔小实蝇种群具有较丰富的遗传多样性。UPGMA聚类分析显示,福建地区和海南地区分别独立一支,广东地区和台湾地区种群聚成一支,而广西、泰国、湖南、云南、老挝、四川、 重庆和贵州地区聚为一大支系。据此提出泰国种群和老挝种群是最早入侵我国的种群,云南地区是最早的入侵地,广西地区可能为又一较早入侵地。     

瓜实蝇嗅觉受体基因的克隆及表达谱分析

昆虫的嗅觉受体是一个高度变异的蛋白家族, 其中一类Or83b嗅觉受体在不同昆虫体内高度保守, 在昆虫的行为调控过程中起到十分重要的作用。为进一步探讨Or83b受体的功能, 本研究利用RT-PCR和RACE方法克隆获得瓜实蝇Bactrocera cucurbitae (Coquillett) Or83b-like受体的全长cDNA序列, 命名为BcucOr83b-like（GenBank登录号： HM745934）。测序结果表明, BcucOr83b-like开放阅读框全长1 422 bp,编码473个氨基酸残基。氨基酸序列比对表明, 此序列具有Or83b受体的典型特征, 序列中具有7个跨膜区和高度保守的C端区域。BcucOr83b-like与其他昆虫的Or83b具有较高的氨基酸序列一致性, 其中与桔小实蝇Bactrocera dorsalis（Hendel）Or83b的序列一致性高达99.6%。对该基因在瓜实蝇成虫不同组织和发育时期表达量的荧光定量PCR分析表明, BcucOr83b-like主要在瓜实蝇成虫触角中表达, 头部（去除触角）、 雌虫前足和翅中也有较高的表达; 瓜实蝇在各个发育时期的表达水平不同, 在刚羽化雌成虫中的表达量最高。本研究为深入研究瓜实蝇Or83b受体的功能提供了理论依据。     

喜树碱对草地贪夜蛾幼虫中肠细菌群落组成及多样性的影响

草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda(J.E.Smith)是一种重要的入侵害虫,对多种作物生产造成严重的威胁.喜树碱是一种单萜类吲哚生物碱,对草地贪夜蛾幼虫生长发育具有显著抑制效果.本研究采用饲料混药法将喜树碱以1 mg/kg浓度处理草地贪夜蛾4龄幼虫3 d,解剖幼虫收集中肠内容物后采用16S rDNA...