Induction of diapause and seasonal morphs in butterflies and other insects: knowns,unknowns and the challenge of integration

The ‘choice’ of whether to enter diapause or to develop directly has profound effects on the life histories of insects, and may thus have cascading consequences such as seasonal morphs and other less obvious forms of seasonal plasticity. Present knowledge of the control of diapause and seasonal morphs at the physiological and molecular levels is briefly reviewed. Examples, mainly derived from personal research (primarily on butterflies), are given as a starting point with the aim of outlining areas of research that are still poorly understood. These include: the role of the direction of change in photoperiod; the role of factors such as temperature and diet in modifying the photoperiodic responses; and the role of sex, parental effects and sex linkage on photoperiodic control. More generally, there is still a limited understanding of how external cues and physiological pathways regulating various traits are interconnected via gene action to form a co‐adapted complete phenotype that is adaptive in the wild despite environmental fluctuation and change.     

Blockage of glucocorticoid receptors during memory acquisition, retrieval and reconsolidation prevents the expression of morphine-induced conditioned place preferences in mice

Association between the reward caused by consuming drugs and the context in which they are consumed is essential in the formation of morphine-induced conditioned place preference (CPP). Glucocorticoid receptor (GRs) activation in different regions of the brain affects reward-based reinforcement and memory processing. A wide array of studies have demonstrated that blockage of GRs in some brain areas can have an effect on reward-related memory; however, to date there have been no systematic studies about the involvement of glucocorticoids (GCs) in morphine-related reward memory. Here, we used the GR antagonist RU38486 to investigate how GRs blockage affects the sensitization and CPP behavior during different phases of reward memory included acquisition, retrieval and reconsolidation. Interestingly, our results showed RU38486 has the ability to impair the acquisition, retrieval and reconsolidation of reward-based memory in CPP and sensitization behavior. But RU38486 by itself cannot induce CPP or conditioned place aversion (CPA) behavior. Our data provide a much more complete picture of the potential effects that glucocorticoids have on the reward memory of different phases and inhibit the sensitization behavior.     

溶藻弧菌溶血活性检测及溶血素基因、启动子区功能

[目的]研究溶藻弧菌的溶血现象,溶血素基因vah的分布及vah基因、vah启动子区对溶藻弧菌溶血活性的贡献.[方法]对46株分离自华南沿海水生动物体内和海水的溶藻弧菌环境株及溶藻弧菌标准株1.1587进行溶血实验;比较具有溶血活性的溶藻弧菌野生株ZJ051、vah基因大肠杆菌BL21重组表达株、vah缺失突变株和基因回补株间溶血能力的差异;检测vah基因在溶藻弧菌中的分布,比较溶血株与非溶血株vah基因及上游启动子区的序列差异.[结果]47.8％的溶藻弧菌菌株产生溶血活性,因此溶血现象普遍存在于溶藻弧菌环境株中;vah基因的表达产物具有溶血活性,vah基因缺失突变株不具有溶血活性,而vah基因回补株恢复溶血活性.vah基因普遍存在于溶藻弧菌中,且基因序列非常相似,氨基酸序列完全相同,然而不同菌株的启动子区第188-190碱基位点存在差异.[结论]溶藻弧菌vah基因是造成溶藻弧菌溶血的直接原因,但溶藻弧菌溶血能力的差异并非是由vah基因本身差异决定,极有可能与启动子区第188-190碱基位点相关.     

New fossil hangingflies (Insecta: Mecoptera: Raptipedia: Cimbrophlebiidae) from the Middle Jurassic of Inner Mongolia,China

Abstract: Two new genera with six new species of hangingflies (Mecoptera: Raptipedia: Cimbrophlebiidae) are described. They were collected from the Middle Jurassic nonmarine sedimentary strata of the Jiulongshan Formation in Daohugou, Inner Mongolia, north‐eastern China. This report of Cimbrophlebiidae from the Yanliao Biota provides detailed morphological information and evidence of a broad diversity of Cimbrophlebiidae during the Middle Jurassic. A key to the known species of Cimbrophlebiidae is provided.     

崇明东滩鸟类栖息地优化区越冬水鸟的栖息地利用及影响因子

阐明水鸟栖息地利用与环境因子的关系有助于制定针对性的水鸟保护对策。本研究在2012~2013年冬季对崇明东滩鸟类栖息地优化区内越冬水鸟的种类、数量以及6种环境因子(植被面积比例、裸地面积比例、水深、地形变异、栖息地结构多样性和干扰)进行调查,以了解水鸟对人工湿地的栖息地利用及其影响因子。野外调查共记录到水鸟24种9 018只,其中优势种为斑嘴鸭(Anas poecilorhyncha)和绿头鸭(A.platyrhynchos);栖息地优化区内水鸟休息的个体数量占总数量的79.2%,这表明优化区是大多数水鸟的休息地,而小(Tachybaptus ruficollis)、白骨顶(Fulica atra)、黑水鸡(Gallinula chloropus)、白琵鹭(Platalea leucorodia)和黑脸琵鹭(P.minor)的觅食个体数量超过60%,说明优化区也为这些鸟类提供了觅食地。逐步回归分析表明,裸地面积比例是影响越冬水鸟种类分布的最主要因子;尽管游禽在地形变异较大、植被面积比例较低的区域数量较多,但在休息时游禽更偏好于裸地面积比例较高的区域,而涉禽休息时偏好于地形变异较大的区域。为增加栖息地优化区内的水鸟多样性,建议在优化区内种植水鸟可食的沉水植物以增加水鸟的食物资源,同时增加裸地面积比例和地形变异程度,更好地为水鸟提供栖息地。     

转Bt基因棉花对烟粉虱天敌昆虫龟纹瓢虫的影响

在实验室控制条件下,以转Bt基因棉花GK12、33B、SGK321上的烟粉虱为食料饲养龟纹瓢虫,研究转Bt基因棉花上的烟粉虱对龟纹瓢虫生长发育及捕食的影响,同时利用Y型嗅觉仪,观察龟纹瓢虫对来自不同类型棉花的棉叶及其烟粉虱的嗅觉反应和视觉反应。结果表明,转Bt基因棉花和对应的常规棉亲本上的烟粉虱对龟纹瓢虫的发育历期和存活率没有明显的影响。龟纹瓢虫对棉花叶片、烟粉虱若虫、蜜露、蜕等4种物质的视觉反应之间没有明显的差异。对4种嗅源物质的嗅觉选择性的大小依次为：烟粉虱若虫＞蜕＞棉花＞蜜露;在两类不同的棉花之间,转基因棉花和常规棉,龟纹瓢虫对GK12、33B、SGK321等三种转基因棉花上的烟粉虱若虫的嗅觉选择性明显较对应的常规棉亲本SM3、33、SY321上的烟粉虱若虫小;对烟粉虱若虫的蜕,两种转单价基因棉花GK12、33B较对应的常规棉亲本上的小,而转双价基因的棉花SGK321上与对应的常规棉之间没有明显的差异。烟粉虱密度大于200头.皿_-1时,龟纹瓢虫捕食转基因棉花上烟粉虱的数量大于对应的常规棉花亲本,但烟粉虱密度小于200头.皿_-1时,龟纹瓢虫捕食转基因棉花上烟粉虱的数量小于对应的常规棉花亲本。龟纹瓢虫对烟粉虱的捕食符合HollingⅡ型反应。龟纹瓢虫取食转基因棉花上的烟粉虱的理论极限值、瞬间攻击率均大于常规棉花。     

南美斑潜蝇为害对黄瓜体内4种防御酶活性的影响

植物对昆虫取食产生的防御反应,在昆虫与植物相互作用关系中起着重要的作用。为明确南美斑潜蝇Liriomyza huidobrensis(Blanchard)取食与植物防御之间的作用关系,本文分别测定了南美斑潜蝇幼虫持续为害1、3、5、7及9d后黄瓜叶片中苯丙氨酸解氨酶(PAL)、多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)及超氧化物歧化酶(SOD)活性的变化。结果表明：在南美斑潜蝇幼虫持续取食下,PAL、PPO、POD和SOD等4种酶活性显著上升;PAL、PPO和POD等3种酶活性随受害程度的加重而上升幅度加大,即重度受害>轻度受害>系统对照>健康对照,而SOD活性变化没有规律。在系统对照黄瓜叶片中,PAL、PPO、POD和SOD等4种酶活性最大值分别在第5、1、5和5d;在轻度受害黄瓜叶片中,PAL、PPO、POD和SOD等4种酶活性最大值分别在第5、9、5和9d;在重度受害黄瓜叶片中,PAL、PPO、POD和SOD等4种酶活性最大值分别在第7、7、5和5d。黄瓜叶片受害后,POD和PPO活性上升幅度较大,PAL和SOD活性上升幅度较小,说明POD和PPO对取食胁迫响应比PAL和SOD更灵敏。     

北京城区道路沉积物污染特性

为了解城市道路沉积物污染物的浓度水平及可能造成的生态环境危害,在北京城区的生活区、文教区、交通干线和公园绿地这四种功能区的道路沉积物进行了取样监测,并分析了道路沉积物中总氮(TN)、总磷(TP)、重金属铜(Cu)、铬(Cr)、铅(Pb)、锌(Zn)和有机质(TOC)的污染特性.研究结果表明,各类功能区道路沉积物中TN、TP和TOC的含量较高.交通干线、文教区、生活区和公园绿地道路沉积物TN均值分别为0.1009、0.1440、0.1071、0.0974mg/kg,文教区道路沉积物的TN显著高于其他类型道路沉积物;TP均值分别为0.0695、0.0729、0.0665、0.0608mg/kg,以文教区最高,但未达显著水平.交通干线和文教区道路沉积物TOC浓度显著高于生活区和公园绿地,交通干线、文教区和生活区道路沉积物重金属的含量高于公园绿地.主要原因可能是人类活动和车辆交通量的影响.四类功能区氮主要以可溶态赋存,磷主要以颗粒态赋存在沉积物中,并且交通干线道路沉积物中溶解态磷比例最低.溶解态的重金属占总量的比例均较低,只有溶解态Cu达到5％以上,表明重金属主要赋存在颗粒态存在的沉积物中.道路沉积物或者外界带入的固体物质是地表径流污染物的重要来源,研究结果为城市地表污染控制提供重要参考.     

北京城区气传花粉季节分布特征

研究北京城区气传花粉种类、数量及季节消长规律,为防治花粉症及建设合理城市绿地提供有效资料.应用Burkard采样器于2010年12月31日至2011年12月31日对北京城区气传花粉浓度进行监测,并对花粉浓度进行统计学分析.研究结果显示,2011年北京城区的花粉季节从3月20日起始,至10月18日截止,持续213d,占全年天数的58％;全年花粉含量月分布呈现两个高峰,第1个高峰为3-4月,主要花粉为木犀科、杨属、柳属等树木花粉,占全年花粉总量的30％;第2个高峰为8-9月,主要花粉为菊科、藜科及苋科等莠草花粉,占全年花粉总量的50％;2011年度北京城区最具代表性的气传花粉来自于菊科,比重占了收集到气传花粉的35％.研究结果还表明,秋季的气传花粉致敏性强,所以北京花粉症的高发季节主要集中在秋季,以8-9月为最高,其中有95％的病人在此期间出现花粉症症状.花粉浓度及飘散规律受当地植被状况及气候等多种因素影响,因此,北京城区空气中气传花粉飘散种类、数量及季节分布规律的调查结果,可以为本地区花粉症防治及绿化品种的选择提供可靠依据.     

低温对蝶蛹金小蜂卵成熟及其数量动态的影响

寄生蜂卵成熟动态影响其产卵决策行为,因而对于认识寄生蜂搜寻行为生态学机理具有重要意义。以蝶蛹金小蜂(Pteromalus puparum)-菜粉蝶(Pieris rapae)为模式生物,首先连续3周每隔24 h详细观察子代蜂幼期不同发育阶段的体型、卵巢管以及寄主蛹的外部形态,以此为基础观察了低温处理(模拟越冬温度)被寄生蛹对子代蜂成熟卵数量动态的影响。蝶蛹金小蜂胚后发育历时约2周,其中卵期1 d;幼虫历期约7 d。初孵幼虫体透明;胚后第3—6天体积快速增大,然后减缓,体色由绿变黄;胚后第8天进入预蛹,第9—12天蛹淡色,复眼由淡黄变为深红,第13—14天蛹暗黑色,并逐渐带有金属光泽。卵巢管在羽化当天即开始沉积卵黄,并在羽化后1—4 d连续增加直到出现卵吸收;羽化后5—6 d成熟卵数量增速不明显甚至略有减小。寄主蛹随子代蜂从卵发育至幼虫再到蛹体色从绿色变为灰褐色再到土黄色。低温处理被寄生的寄主蛹(寄生蜂处于老熟幼虫或蛹期)后,羽化成虫的卵巢管略细,成熟卵数量较少。成熟卵数量的变化不仅受低温处理的影响,而且受雌蜂体型大小和日龄的影响;低温处理明显减缓卵成熟速率,各日龄期成熟卵数量均明显减少;适温下成熟卵数量于羽化后第4天达到峰值,而低温处理下成熟卵数量达到峰值的时间延迟至第7天。研究表明,越冬低温对来年羽化的蝶蛹金小蜂卵成熟动态具有不良影响。