高温对昆虫影响的生理生化作用机理研究进展

温度是影响昆虫生命活动的重要因素，将其与某一时间的种群数量结合，可用于对昆虫未来种群数量进行预测预报。过高的环境温度常使昆虫的生长发育、生殖及存活等受到严重影响，对这种影响缺乏了解降低了害虫测报的准确性。探明高温对昆虫生理生化的作用机理是了解高温对昆虫生命活动影响的根本途径。总结了高温对昆虫生理生化的重要影响。高温使昆虫表皮的蜡质层瓦解，油脂融化，表皮渗透性增加，虫体大量失水。引起昆虫体内重要离子的浓度发生变化，改变许多重要大分子的电荷状态，使生物大分子的动力学能量增大，离子键、氢键和范德华力降低，分子间疏水作用增强，大分子保持形状的能力降低，空间构象发生改变，从而影响生物大分子行使其功能。高温使昆虫细胞骨架瓦解，细胞遭到破坏；细胞膜内磷脂组分比例改变，细胞膜流动性下降。虫体内重要遗传物质DNA和RNA复杂的二级结构和三级结构在高温下发生改变，对昆虫性状的稳定遗传造成严重影响。细胞内蛋白质的数量和种类组成均发生改变，原有常温下的蛋白质合成系统关闭，空间构象及功能发生变化，而产生耐热性物质（如热激蛋白）的蛋白质合成系统则开启。高温影响酶及酶促反应速率，对昆虫体内神经传导关键酯酶——乙酰胆碱酯酶的影响使昆虫无法进行正常的神经传递，丧失躲避不良环境的能力。高温影响脂质、低聚糖等物质的代谢。最后梳理了高温作用下昆虫各种生理生化指标发生变化之间可能存在的关联性，并提出高温对昆虫造成伤害的顺序过程假设。讨论了不同程度的高温对昆虫造成死亡的机理可能不同。指出了未来该领域研究的重点内容，如高温对昆虫造成损害的最初作用位点；高温伤害的完整生理生化路径；耐热性产生的生化基础；高温对昆虫不同发育阶段或生命过程的具体作用机制等。     

连续温度梯度下昆虫趋温性的研究现状与展望

昆虫作为一种能够自由活动的生物,可以通过运动主动选择对其有利的环境温度。大多数研究中昆虫被迫接受人为设定的恒温或变温,并未体现出昆虫本身对适宜温度的主动选择性。连续温度梯度是在某一介质的两端产生由高到低连续变化的温度范围。在一定温度梯度中昆虫趋温行为的研究揭示了其主动选择的适宜温度,这对了解昆虫的空间动态、提高测报准确性和开发防治新方法有重要意义。总结了产生连续温度梯度的各种装置,致冷、加热和温度测量方法以及昆虫趋温行为的观察装置和方法,包括在植物体上(内)及空气、下垫面、粮食和土壤等介质中产生温度梯度的方法及装置。各装置以水浴或电器设备制冷或加热,肉眼观察手工记录或以摄像机、声音信号采集系统等方法记录昆虫的行为。综述了多种昆虫生长发育、栖息、产卵或取食的偏好温度,总结了性别、发育阶段和生态型等生理因素及光照、湿度和预适应温度等环境因子对昆虫偏好温度变化的影响。昆虫的趋温性因种而异,同种昆虫不同发育阶段或不同生命活动所趋温度不同。多数种类昆虫雄性成虫的偏好温度比雌性略高。某些昆虫的多型现象可能导致其种内不同生态型的偏好温度存在差异。光照和湿度的变化会影响某些昆虫对温度的反应。有些昆虫经预适应温度训练后,其偏好温度发生改变。某些昆虫对温度的偏好呈现出一定的日变化和季节变化规律。饥饿条件下昆虫的偏好温度降低。温度梯度的有无及其方向、温度的高低、温差的大小等因素都会影响昆虫的活动性。最后分析了本类研究中存在的问题和不足,并展望了未来的研究方向,指出开展对重要农林作物害虫和天敌趋温行为及其生理学机制,外界环境因素影响昆虫趋温性等方面的探索将是未来该领域研究的重点内容。     

干旱对兴安落叶松枝叶非结构性碳水化合物的影响

降水格局的变化以及极端干旱的频繁发生是全球气候变化的重要特征之一。为了揭示干旱对树木碳代谢的影响,通过控雨试验研究兴安落叶松(Larix gmelinii Rupr.)枝叶的非结构性碳水化合物(NSC)及其组分(可溶性糖和淀粉)的浓度对降水减少的响应,探索枝叶NSC浓度与土壤含水率的关系。控雨试验包括减雨100%(100%RE)、减雨50%(50%RE)和对照(CK)3个处理;控雨时期为2012年生长季(6月至8月)。结果表明,叶NSC浓度对干旱处理的响应比枝更显著。控雨处理对枝叶总NSC浓度影响不显著(P0.05),试验期间叶总NSC平均浓度变化在9.45—14.12 mg/g范围内;枝总NSC平均浓度变化在7.72—9.26 mg/g之间。然而,不同处理之间的叶片可溶性糖浓度差异显著。100%RE最高(8.98±0.31)mg/g、50%RE次之(8.45±0.13)mg/g、CK最低(7.73±0.32)mg/g。相反,叶淀粉浓度以CK最高(2.99±0.22)mg/g、50%RE次之(2.68±0.32)mg/g、100%RE最低(2.63±0.17)mg/g。叶可溶性糖与淀粉浓度的比值的大小顺序为:CK(2.27)50%RE(2.51)100%RE(3.70)。叶可溶性糖浓度、可溶性糖浓度和淀粉浓度的比值与土壤含水率呈显著的负相关关系(P0.05),而叶淀粉浓度有随土壤含水率升高而增高趋势,但相关关系不显著(P0.05)。叶NSC总浓度、枝NSC及其组分浓度与土壤含水率的关系均不显著(P0.05)。研究表明,短期干旱对兴安落叶松树体内总NSC浓度的影响不显著,树木可以通过将淀粉转化成可溶性糖的方式维持其正常的呼吸作用等生理活动。