草地贪夜蛾解毒代谢相关基因家族的进化分析

近年来草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda在世界各地猖獗为害,其寄主范围广,且已对多种化学药剂和转Bt玉米产生抗性。本文对包括草地贪夜蛾在内的14种昆虫进行了解毒代谢相关基因家族的注释,在草地贪夜蛾中发现了152个细胞色素P450(cytochrome p450,P450)、92个ABC转运蛋白(ATP-binding cassette transporter,ABC transporter)、44个谷胱甘肽转移酶(glutathione s-transferase,GST)以及39个尿苷二磷酸葡萄糖醛酸转移酶(UDP-glucuronosyl-transferase,UGT)。与其他鳞翅目物种相比,草地贪夜蛾的P450和GST基因数量最多,其中152个P450基因可被归类至Mito、CYP2、CYP3和CYP4四个簇中;Mito和CYP2簇的P450基因总数与家蚕Bombyx mori相近,但CYP3和CYP4簇的P450基因明显多于家蚕,进化分析结果显示CYP3和CYP4簇的P450基因发生了明显的扩增;与家蚕P450基因的共线性分析发现草地贪夜蛾89个P450基因在其基因组上呈簇分布并发生了簇的扩增;与家蚕相比,GST和ABC转运蛋白家族基因的数量明显增多。UGT基因家族没有明显增加,但在基因进化分析中有成簇现象,表明可能存在近期的扩增事件。本研究首次从基因组水平鉴定了草地贪夜蛾解毒代谢相关基因家族,对理解草地贪夜蛾的生物学特性及抗性的形成具有重要指导意义。     

昆虫基因组大小及其进化

基因组是物种遗传信息的集合,其大小是研究基因组进化、结构及功能的重要参数之一。本文介绍了测定基因组大小的方法,简述了基因组大小的进化假说及分子机制,综述了近年来昆虫基因组大小的研究进展,尤其是昆虫基因组大小变化的相关影响因子。总体而言,昆虫基因组大小变化是一个复杂的过程,与转座子的活性有密切的关系,是基因组序列丢失和获得两种过程平衡的结果。基因组大小的变化仍在不断地进化中,其对生物造成的影响是剧烈的,因此对昆虫的表型特征产生了重要的影响,但影响的程度和关系在不同的类群有明显的差异,表现出一定的随机性,目前尚未总结出明显的规律。昆虫是生物多样性最为丰富的动物类群,是研究基因组大小进化的最佳材料,随着越来越多的昆虫基因组被测序公开,对昆虫基因组数据进行深入分析,有利于破解基因组大小进化的"C值之谜",可为生物基因组大小的研究提供重要参考。     

广西西大明山冠斑犀鸟的繁殖生物学

作者于2014和2015年在广西西南部的西大明山自治区级自然保护区研究冠斑犀鸟（Anthracoceros albirostris）的繁殖生物学特征,以直接观察法或红外相机共观察5巢犀鸟,2014年2巢,2015年3巢。研究显示,西大明山的冠斑犀鸟在每年4月下旬至5月下旬开始营巢繁殖,雌鸟进入巢洞并在雄鸟协助下自封在其内,期间与幼鸟完全依靠雄鸟喂食。雄鸟带回巢的食物中,数量上有超过80%是果实。雌鸟在封巢期间完成换羽,并和幼鸟在7月中旬至8月中旬破巢而出,封巢时间为89 d 和93 d（n = 2）,繁殖成功率为100%（n = 4）,平均出巢幼鸟为（2.3 ± 0.5）只（2或3只,n = 4）。营巢树与人工林/林下作物的平均距离为87 m（0 ~ 210 m,n = 3）,其中,两棵生长在当地人经常使用的山路旁。营巢树种分别为南酸枣（Choerospondias axillaris）及金叶树（Chrysophyllum lanceolatum）,营巢树平均胸径为73.7 cm（72.0 ~ 75.0 cm,n = 3）,巢洞高度为7.8 m和9.0 m（n = 2）。其中两棵营巢树在2014年和2015年的繁殖季均被重复利用。研究结果显示,西大明山的冠斑犀鸟在繁殖期间能承受一定程度的人为干扰;从封巢时间来看,雏鸟成长所需的时间与南宁动物园笼养环境下差别不大,显示当地食物资源不缺,但天然林破碎化严重,高大乔木较少,营巢树洞资源的缺乏似乎是制约西大明山冠斑犀鸟种群发展的重要因素。建议保护区加强护林力量,积极探索种植速生大胸径本土树种的可行性,并同时开展人工巢箱应用的研究。     

若尔盖退化高寒湿地土壤理化性质、酶活性及微生物群落的季节动态

以若尔盖退化高寒湿地为研究对象,连续3年(2015—2017年)于植被返青期(4—5月)、草盛期(7—8月)和枯黄期(10—11月)监测高原鼢鼠鼠丘密度、3个土层(0—10、10—20、20—30 cm)土壤理化性质、酶活性及微生物数量的季节动态,并分析土壤生物学特征与土壤环境间的季节相关性。结果表明:(1)各植被物候期,土壤pH值、容重指标均随土层加深而显著升高(P0.05),土壤含水量、有机质、全氮、碱解氮、有效磷、速效钾、酶活性及微生物数量指标均随土层加深而显著降低(P0.05);(2)植被物候期对高寒鼠荒地非土丘土壤养分在不同土层的垂直分配有显著影响,对0—10 cm土层土壤生物学特征含量的影响程度显著大于10—20 cm和20—30 cm土层。(3)冗余分析(RDA)表明3个植被物候期,土壤生物学特征指标与土壤理化性质指标间显著相关(P0.05),主成分分析(PCA)表明各指标在不同土层均呈现明显的季节性分布,数量特征表现为:枯黄期返青期草盛期。揭示了高寒鼠荒地高原鼢鼠季节性活动对土壤理化性质、酶活性及微生物数量的影响,为今后青藏高原鼠荒地的分级恢复治理提供理论依据。     

途经甘肃的3种水鸟新纪录

2007年10月13日至11月5日进行敦煌市湿地鸟类调查时,分别在南湖湿地与候鸟自然保护区及党河水库使用Leica apo77高倍望远镜观察到3种水鸟,在以往的文献资料中未见其分布于甘肃的报道,应为甘肃鸟类新纪录。笔者用500mm镜头分别拍下3种水鸟的照片。1.赤颈(Podiceps grisegena)2007年10月13日13:30时,在南湖湿地与候鸟自然保护区的阳关水库(渥洼池)记录到2只赤颈。当时水面上同时有凤头(P.cristatus)、黑颈(P.nigricollis)以及大量鸭类、潜鸭类游禽活动,赤颈体形较凤头小,而又明显比黑颈大。其中一只赤颈的…     

青藏高原高寒草地3米深度土壤无机碳库及分布特征

准确评估土壤无机碳库的大小及其分布特征有助于全面理解陆地生态系统碳循环与气候变暖之间的反馈关系.然而, 由于深层土壤剖面信息匮乏, 使得目前学术界对深层土壤无机碳库的了解十分有限.该研究基于342个3 m深度和177个50 cm深度的土壤剖面信息, 采用克里格插值方法估算了青藏高原高寒草地不同深度的土壤无机碳库大小, 并在此基础上分析了该地区土壤无机碳密度的分布特征.结果显示, 青藏高原高寒草地0-50 cm,0-1 m,0-2 m和0-3 m深度的土壤无机碳库大小分别为8.26,17.82,36.33和54.29 Pg C, 对应的土壤无机碳密度分别为7.22,15.58,31.76和47.46 kg C·m^-2.研究区土壤无机碳密度总体呈现由东南向西北增加的趋势; 高寒草原土壤的无机碳密度显著大于高寒草甸的无机碳密度.整体上, 不同深度的高寒草原无机碳库约占整个研究区无机碳库的63%-66%.此外, 深层土壤中储存了大量无机碳, 1 m以下土壤无机碳库是1 m以内无机碳库的2倍.两种草地类型土壤无机碳的垂直分布存在差异: 对高寒草原而言, 0-50 cm土壤无机碳所占的比例最大; 但对高寒草甸而言, 在100-150 cm深度土壤无机碳出现富集.这些结果表明青藏高原深层土壤是一个重要的无机碳库, 需在未来碳循环研究中予以重视.     

基于残差网络的自然环境下蝴蝶种类识别

【目的】蝴蝶属鳞翅目(Lepidoptera)昆虫，其对生存环境敏感，能够作为区域生态环境的指示物种，自然环境下蝴蝶种类自动识别对生态系统稳定有重要意义。现有研究中蝴蝶种类和数量较少，且多以标本图像作为识别对象，鉴于此，本研究构建了自然环境下蝴蝶图像数据集，提出一种以残差网络为基础的蝴蝶种类识别模型LDResNet。【方法】首先，引入可变形卷积，增强网络对不同形状蝴蝶图像的特征提取能力，获得更细粒度的特征；其次，在可变形卷积后嵌入注意力机制，增大蝴蝶特征权重，降低冗余信息干扰；最后，利用改进的深度可分离卷积降低模型参数量。【结果】在自建数据集上实验，LDResNet模型取得了87.61%的平均识别准确率，较原始模型提升了3.14%,模型参数量仅为1.04 MB。【结论】LDResNet模型相较其他模型，在平均识别准确率和参数量方面均有明显优势，本研究模型可为自然环境下的蝴蝶种类自动识别提供技术支持。     

《昆虫生物化学》——为读者展示昆虫生命的奥秘

由南京农业大学植物保护学院昆虫学系王荫长教授主编 ,李国清、陈长琨和韩召军教授参编的《昆虫生物化学》已由中国农业出版社出版。发行一年多来 ,受到海峡两岸昆虫学界同行的认可与欢迎。该书以详尽的资料介绍了昆虫生物化学各个领域的基本理论以及最前沿的研究进展。全书 72万字 ,共 15章。第 1、 2章以昆虫生物化学的基础 (细胞的结构与功能 )为导论 ,并详细阐述了昆虫的中间代谢 (包括碳水化合物、脂肪和氨基酸等 ) ;第 3章为昆虫表皮化学 ;第 4至第 7章分别介绍了昆虫贮存蛋白和热激蛋白、神经肽及相关激素、生物胺及其受体 ,叙述了它…