寄生蜂携带的多DNA病毒的起源及其特性

病毒在通常意义上都是有害的寄生生物,但是有一类特殊的多DNA病毒(PDV)却成为在数量庞大的寄生蜂的生活史中不可或缺的共生病毒.PDV随着寄生蜂的卵一起被注入到寄主的体内,调控寄主的免疫和发育生理,从而确保幼蜂在寄主体内生存发育.PDV的基因组整合在寄生蜂的基因组内,因此PDV病毒粒子的形成并非在寄主受到侵染的组织内,而是位于寄生蜂卵巢的特定细胞(卵萼细胞)中,其编码的蛋白质几乎没有病毒结构性蛋白,主要的表达产物都用于调控寄主的生理活动.PDV基因编码序列比对分析结果显示,茧蜂病毒(BV)与致病性的裸病毒nudivirus和杆状病毒baculovirus存在一定的亲缘关系,然而这些同源基因已高度分化,具有不同的生物学特性,同时也不能确定这些基因是否还具有原始的功能.在寄生蜂基因组中尚有许多与裸病毒和杆状病毒类似的基因,其中一部分基因能够编码BV病毒粒子的结构蛋白,其表达模式亦与PDV病毒粒子的形成有关.由于PDV使用了与这2种病毒类似的传播途径,才使得寄生蜂的PDV基因转入寄主体内发挥作用,虽然这不能说明PDV属于这2种病毒,至少存在PDV从这2种病毒发展而来的可能性.     

MicroRNA对不完全变态昆虫变态及生殖调控作用的研究进展

MicroRNAs(miRNAs)是一类在真核生物中由内源基因编码的小分子RNA,参与昆虫变态、生殖发育、细胞分化等多种重要生物学过程,在转录水平上发挥重要作用.在完全变态昆虫中,大量调控其变态及生殖的miRNA被广泛报道且进行了深入的研究,但miRNA调控不完全变态昆虫的变态及生殖发育的研究仍比较少,对其具体的调控机制也需要进一步阐明.为此,本文综述了近年来miRNA在调控不完全变态昆虫(以直翅目飞蝗Locusta migratoria、半翅目褐飞虱Nilaparvata lugens和蚜虫以及部分蜚蠊目昆虫为代表)的变态及生殖方面的研究进展,以期深化理解miRNA对不完全变态昆虫变态和生殖发育方面的机制,为害虫生态治理和综合防控提供科学依据.     

二化螟盘绒茧蜂及稻虱缨小蜂对挥发物的嗅觉反应

【目的】揭示二化螟盘绒茧蜂Apanteles chilonis Munakata与稻虱缨小蜂Anagrus nilaparvatae对单一水稻挥发物组分的选择行为,了解水稻挥发物在其寄主搜寻过程中的作用,为水稻害虫寄生蜂引诱剂的研发提供技术基础。【方法】利用Y型嗅觉仪测定了二化螟盘绒茧蜂与稻虱缨小蜂对11种水稻挥发物组分(反-2-己烯醛、α-蒎烯、乙酸叶醇酯、芳樟醇、β-石竹烯、反-3-己烯醛、水杨酸甲酯、罗勒烯、苯甲醛、2-壬酮、柠檬烯)的嗅觉行为反应。【结果】β-石竹烯(10、50μg/kg)、罗勒烯(0.1、1、10μg/kg)、2-壬酮(10μg/kg)及反-2-己烯醛(50μg/kg)对二化螟盘绒茧蜂行为具有显著影响;稻虱缨小蜂对反-2-己烯醛(50μg/kg)、反-3-己烯醛(1、10、50μg/kg)、芳樟醇(0.1、1、10μg/kg)、β-石竹烯(0.1、50μg/kg)、罗勒烯(1μg/kg)、α-蒎烯(1μg/kg)和水杨酸甲酯(0.1、1、10、50μg/kg)有显著的嗅觉反应。【结论】寄生蜂对水稻挥发性气味的识别与挥发物的种类和浓度有很大关系,研发水稻害虫寄生蜂的引诱剂时需考虑挥发物的种类与浓度。     

布拉迪小环腹瘿蜂的生物学特性及其寄生对黑腹果蝇生长发育的影响

【目的】调查布拉迪小环腹瘿蜂Leptopilina boulardi的生物学特性,明确该寄生蜂寄生对寄主黑腹果蝇Drosophila melanogaster生长发育的影响。【方法】运用形态成像和统计学的方法,对布拉迪小环腹瘿蜂的发育历期和寄生效率等生物学特性进行研究,同时对布拉迪小环腹瘿蜂寄生后寄主黑腹果蝇发育历期以及蛹期体长和体重的变化进行统计分析。【结果】布拉迪小环腹瘿蜂的卵期平均为0. 98±0. 22 d,幼虫期为10. 22±0. 57 d,雄虫蛹期为8. 09±0. 19 d,雌虫蛹期10. 07±0. 30 d,雌蜂平均比雄蜂约晚2 d羽化。布拉迪小环腹瘿蜂寄生黑腹果蝇2龄幼虫后,黑腹果蝇幼虫出现明显的黑化包囊反应,幼虫发育显著延缓,蛹长和蛹重也显著降低。【结论】布拉迪小环腹瘿蜂是黑腹果蝇的专性寄生蜂。本研究的结果为寄生蜂调控寄主的机制提供了实验依据。     

取食转Bt基因水稻对稻纵卷叶螟幼虫中肠的组织病理学效应

利用透射电镜观察了稻纵卷叶螟 Cnaphalocrocis medinalis（Guenée）幼虫取食转Bt基因水稻后中肠的组织病理变化。结果表明：稻纵卷叶螟幼虫取食转cry1Ab基因水稻后,中肠上皮细胞的线粒体先发生形态变化,随连续取食时间的延长线粒体出现凝聚、内嵴稀疏、空泡化等,在后期还呈凝聚态随突起脱落或沿杯腔边沿单一排列。内质网的变化也很明显,病变过程中伴随着粗糙内质网的肿胀、核糖体脱落,粗糙内质网增多等现象。细胞核的变化较小,在处理后期出现细胞核拉长、核仁聚集等变化。组织病变程度不一,有的细胞在病变早期就出现了空泡化。     

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。     

重大外来害虫B型烟粉虱的入侵行为和生态机制

烟粉虱Bemisia tabaci(Gennadius)复合种是热带、亚热带及相邻温带地区的主要害虫之一。其中的B型烟粉虱在近20年来随观赏植物的运输在世界范围内广泛传播扩散,并在许多入侵地迅速取代本地的土著烟粉虱,通过直接取食植物汁液、传播植物双生病毒等方式对当地的农业生产造成极大危害。在B型烟粉虱入侵生物学研究方面,作者课题组研究发现,至少有两个主要机制导致或促进了B型烟粉虱的广泛入侵及其所伴随的双生病毒流行:(1)入侵烟粉虱与土著烟粉虱之间的"非对称交配互作";(2)入侵烟粉虱与所传双生病毒之间的间接互惠共生关系。这些研究结果从一定程度上揭示了B型烟粉虱成功入侵的行为和生态机制,并为进一步探讨烟粉虱的入侵机制提供了思路。     

松突圆蚧及友恩蚜小蜂空间分布型和种群消长动态研究

通过对广东省试验林区内松突圆蚧Hemiberlesia pitysophila Takagi及其本地种寄生蜂友恩蚜小蜂Encarsia amicula Viggiani et Ren林间空间分布型和种群消长动态的调查研究发现:两者空间分布型相吻合,都为均匀分布;两者在林间全年种群消长曲线均呈"S"型变化。松突圆蚧种群密度高峰期出现在3月下旬至4月下旬,友恩蚜小蜂种群密度高峰期则分别出现在2月下旬和4月下旬至5月中旬。另外友恩蚜小蜂对松突圆蚧的寄生率全年共出现2个高峰期,分别是2月下旬和4月下旬至6月上旬。结果表明,友恩蚜小蜂和寄主松突圆蚧在林间时空发生规律具有高度一致性。     

植食性昆虫学习行为与害虫治理的关系

植食性昆虫的学习行为一般具有习惯性反应、厌恶性学习、联系性学习、敏感性反应、嗜好性诱导几种类型,它们对害虫防治方法的效果具有重要影响。害虫通过嗜好性诱导对栖境中大面积单作农作物造成更大的危害,通过联系性学习可对诱虫植物的效果产生积极或消极的影响。害虫对驱避剂或杀虫剂等产生习惯性反应可降低其防治效果。害虫对寄主植物驱避抗性产生习惯性学习就会加重对作物的为害,产生厌恶性学习则有利于对作物的保护。利用害虫的联系性学习行为,释放前让不育雄虫学习自然交配场所的环境刺激,可增强通过释放不育雄虫控制害虫的防治效果。了解植食性昆虫学习行为对害虫治理的影响有助于研究和发展有效的栖境调控、行为调控等策略和方法。     

昆虫嗅觉神经的计算机三维重建

基于激光扫描共聚焦显微镜平台的计算机三维重建在昆虫嗅觉神经研究中发挥了重要作用。对经荧光标记的神经组织采集系列光学切片并进行三维重建,在双翅目、鳞翅目、膜翅目、蜚蠊目昆虫中均有进展。触角叶是昆虫的初级嗅觉中心,触角叶的解剖学图谱是识别不同种和雌雄虫间嗅球体特定功能的先决条件。了解构成嗅觉传输途径的主要神经元的形态和空间关系是理解气味信息在中枢神经系统编码的基础。三维重建昆虫的嗅觉神经,对于探讨昆虫嗅觉在其寄主选择、觅食以及寻找配偶等行为中的作用具有非常重要的意义。