昆虫肠道微生物的研究进展和应用前景

昆虫肠道的独特结构和理化性质为多种多样的微生物定殖提供了特殊环境,肠道微生物的群落组成与宿主昆虫的生长发育、代谢繁殖等生命活动密切相关。种类丰富多样、生态位分布广泛的昆虫体内含有大量特化的肠道微生物群落,经过长期协同进化形成的共生关系具有多方面无可替代的优势。这种相对稳定的共生关系对昆虫整个生命周期具有极其重要的作用,肠道微生物不仅为宿主提供重要的营养物质、协助消化食物、提高宿主防御和解毒能力,还影响宿主昆虫的寿命、发育周期以及交配与繁殖能力等。同时,昆虫肠道微生物在农业、生态、医药以及能源环保等多个学科领域也显示出了巨大的应用前景。本文就昆虫肠道微生物群落的多样性、功能和影响肠道微生物生存因素,以及应用前景等方面进行综述,讨论了昆虫肠道微生物的最新研究进展。     

植物介导的昆虫内共生菌水平传播及其对宿主生物学特性的影响

内共生菌(Endosymbionts)与其昆虫宿主的生物学特性联系非常密切。近年来,昆虫内共生菌水平传播的途径及机制已经成为昆虫学研究的热点之一。越来越多的研究表明,亲缘关系相距甚远的昆虫可以感染有相同或相似的内共生菌,说明昆虫内共生菌的水平传播在自然界中普遍存在。植物介导的昆虫内共生菌水平传播便是其中的一条途径,即同种或不同种类的昆虫可以通过取食,获得供体昆虫传入植物组织中的内共生菌,形成内共生菌从供体昆虫-寄主植物-受体昆虫传播的路径。本文主要以植物介导的昆虫内共生菌水平传播途径为对象,介绍了昆虫内共生菌的水平传播途径,以及内共生菌传入后对新宿主生物学、生态学特性的影响,以期为昆虫内共生菌水平领域的研究提供更多有价值的参考。     

使用数字绘图方法绘制透翅毛瓣寄蝇彩图

【目的】传统彩色昆虫绘图技法技术难度大,且受限于颜料、纸张等绘画媒介。新近出现的数字绘图技法难度较低,便于修改,在绘制科学图方面有着显著的优势。本文详细叙述了使用数字绘图技术绘制透翅毛瓣寄蝇(双翅目:寄蝇科)彩图的步骤及操作方法,向昆虫学工作者介绍这一高清绘图新技术,便于提高昆虫物种形态描述或重新描述的效果。【方法】新的彩色数字绘图技术利用数位板和SAI绘图软件,借助于该软件中的铅笔工具、喷枪和作者开发的"厚涂笔"、"炭笔"、"粉被"等笔刷工具和绘图素材,对透翅毛瓣寄蝇不同形态部位的线稿图层进行细化、底色、阴影、高光、翻转等绘制处理,创造了一套图层命名管理方法及绘图技巧组合方法。【结果】利用本文介绍的彩色数字绘图技术可以很好地表现透翅毛瓣寄蝇的色泽和质感,完成7 000×5 000像素(35 M)的超高清整体背面观形态图的绘制。【结论】利用这种数字彩色绘图技术绘制的昆虫图像具有色泽丰富、容易修改、节约时间、节省储藏空间、细节逼真、保存和携带方便、永不褪色。这种数字彩色绘图技术具有很强的实用性。     

虎杖象甲培植真菌营养特性及对菌丝附属物形成的影响

虎杖象甲培植共生真菌形成的共生体系是植菌昆虫菌业中的典型代表。共生真菌Penicillium herquei如何向虎杖象甲Euops chinensis提供营养尚未明确。本研究发现共生真菌P. herquei的菌丝表面存在大量瘤状凸起物及由凸起物衍生的附属丝等特化结构,该结构可能为虎杖象甲提供营养;对共生真菌的营养研究表明,共生真菌能高效利用山梨醇、蔗糖、海藻糖、葡萄糖等单糖或双糖,以及酪氨酸、甘氨酸、谷氨酰胺等昆虫非必须氨基酸,同时在高碳和最适碳源条件下有利于菌丝特化附属物的产生。研究结果不仅提供了植菌卷叶象甲菌业中共生真菌在营养方面的适应性进化证据,而且为进一步揭示共生真菌适应卷叶象甲的营养机制奠定了基础。     

昆虫血细胞功能、形态及细胞免疫反应研究前沿

细胞免疫反应是昆虫先天免疫系统的重要组成部分,与体液免疫反应共同作用以防御外源物。不同类群的昆虫其血细胞种类不同,空间形态及免疫应答功能也各具特征,但在细胞免疫中大都发挥着吞噬、结节与包囊作用。本文根据国内外的研究,对昆虫血细胞的类型、功能、形态、吞噬过程、细胞表面吞噬受体、以蚜虫为代表的不完全变态昆虫免疫学和影响蚜虫免疫系统的共生体等研究动态进行了综述,以期为害虫防治提供思路和防治策略。     

黑水虻卵胚胎发育过程及在生产上的应用

黑水虻作为近年来广受关注的资源昆虫,其规模化应用的基础理论研究成为热点。本文对其胚胎发育过程进行研究,利用显微镜对资源昆虫黑水虻卵孵化发育过程进行观察并拍照,对胚胎各个时期的发育时间和形态进行记录。试验发现,在32℃下,黑水虻卵的发育历期为51 h。黑水虻的胚胎发育经过卵裂期、胚盘胚带形成期、原肠形成期、胚体分节期、体壁形成期、器官形成期6个典型时期。试验对孵化过程中的15个具体发育时期的特征和发育时间进行记录,形成了一套虫卵镜检技术应用于实际生产。在生产上,通过镜检技术对每一批次待孵化虫卵进行镜检观察,可初步判定该批次待孵化虫卵所处的发育阶段和死亡率,预估虫卵孵化时间和孵化率,为规模化稳定培育黑水虻苗种提供理论依据。     

昆虫与其肠道菌群互作机理的研究进展及其在害虫管理中的应用前景

昆虫肠道中栖息着真菌、病毒、细菌、原生动物和古菌等种类繁多、数量庞大的微生物,总称为肠道微生物群。其中,细菌是最主要的类群,统称为肠道菌群。一方面,肠道菌群广泛参与了宿主昆虫的生长发育、免疫防御与器官稳态维持、抗药性的产生、逆境抗性和社会行为等众多关键生理过程。另一方面,昆虫的肠道免疫系统中有一套精细的调控机制来维持宿主与其肠道菌群之间的共生关系。高通量测序技术与组学技术的发展和应用极大地促进了对昆虫体内微生物群的结构与功能的认识和理解,并明显提高了人类对昆虫微生物资源的利用能力。本文综合介绍了关于昆虫肠道菌群的组成、功能及其与宿主互作机理等方面的研究现状,并在此基础上对昆虫耐受与调控其肠道菌群稳态的机理研究及其相关的应用前景进行了展望。     

水椰八角铁甲不同日龄和性别成虫表皮碳氢化合物的种类及动态

水椰八角铁甲Octodonta nipae(Maulik)是一种严重为害棕榈科植物的外来入侵害虫。为了明确日龄和性别等个体因素对水椰八角铁甲成虫表皮碳氢化合物的影响,本研究采用化学萃取法和气相色谱-质谱联用技术,分析了不同日龄的水椰八角铁甲雌、雄成虫表皮碳氢化合物的组成和含量。结果表明,水椰八角铁甲成虫的表皮碳氢化合物由21种C_(18)-C_(30)的碳氢化合物构成,包括11种正构烷烃、2种单甲基烷烃、1种多甲基烷烃、3种正构烯烃、1种单甲基烯烃和3种环烷烃。不同日龄和性别成虫的表皮碳氢化合物的组成种类相同,但是一些组分的含量有明显变化,例如1 d、5 d、10 d和15 d雌、雄成虫之间正二十四烷、正二十六烷、2-甲基十九烷和1-二十烯的含量存在显著差异。水椰八角铁甲成虫表皮碳氢化合物具有性二型,如性成熟雄虫的表皮的正二十烷、正二十一烷、正二十四烷、正二十六烷、2-甲基十九烷、10-甲基二十烷、1-二十烯和1-二十二烯的含量显著高于性成熟雌虫。本文的研究结果可为检验检疫过程中水椰八角铁甲近缘种,以及日龄、性别和性成熟的快速鉴定提供支持。     

植物与植食性昆虫化学互作研究进展

植物与植食性昆虫之间存在着复杂的化学相互作用。一方面,当遭受植食性昆虫为害时,植物能识别植食性昆虫相关分子模式,触发早期信号事件和激素信号转导途径,并由此引起转录组与代谢组重组、直接和间接防御化合物含量升高,最后提高对植食性昆虫的抗性。另一方面,植食性昆虫也能识别植物的防御反应,并能通过分泌效应子、选贮、解毒以及降低敏感性等反防御措施抑制或适应植物的化学防御。深入剖析植物与植食性昆虫的化学互作,不仅可在理论上丰富对昆虫与植物互作关系的理解,而且可在实践上为作物害虫防控新技术的开发提供重要的理论与技术指导。