计算机虚拟筛选技术在害虫行为调节剂研究中的应用

害虫行为调节剂是一种以嗅觉系统为靶标的绿色农药,在害虫的田间管理中发挥着重要的作用。然而,其先导化合物的发现通常依赖一系列生物测定的方法,不仅费时费力,且发现效率低。近年来,随着昆虫嗅觉功能数据的积累和结构生物学的飞速发展,以机器学习技术和分子对接为代表的2种基于计算机的药物虚拟筛选方法在害虫行为调节剂的先导化合物研究中发挥着重要的作用,极大地促进了先导化合物的发现效率,减少了筛选的盲目性。本文系统综述了2种虚拟筛选方法及其在害虫行为调节剂先导化合物研究中的应用,并对2种筛选策略在实际应用中存在的问题及应用前景进行了讨论。     

New method of FACS analyzing and sorting of intact whole ovarian fragments (COPAS) after long time (24 h) cooling to 5 °C before cryopreservation

As recently announced by the American Society for Reproductive Medicine (ASRM), human ovarian tissue cryopreservation is an established option for fertility preservation in prepubertal girls and young women undergoing gonadotoxic treatments for cancer as well as some autoimmune diseases. Proper ovarian tissue assessment before and after cryopreservation is essential to increase success rates. Ovarian fragments from 16 patients were divided into small pieces in form of cortex with medulla, and randomly divided into the following two groups. Pieces of Group 1 (n?=?16) were frozen immediately after operation, thawed and just after thawing their quality was analyzed. Group 2 pieces (n?=?16) after operation were cooled to 5 °C for 24 h, then frozen after 24 h pre-cooling to 5 °C, thawed and just after thawing their quality was analyzed. The effectiveness of the pre-freezing cooling of tissue was evaluated by the development and viability of follicles (Calcein-AM and Propidium Iodide) using complex object parametric analyzer and sorter machine (COPAS). Positive effect of cooling of cells to low supra-zero temperatures on their future development after re-warming has been observed. New flow cytometry- technique is suitable for the evaluation and sorting of cryopreserved whole human whole intact ovarian fragments. Long time (24 h) cooling of ovarian tissue to 5 °C before cryopreservation has a trend of a cell viability increasing.

     

转Bt基因棉田节肢动物群落营养层及优势功能团的组成与变化

1998年在河北南皮棉区转Bt基因棉棉田和常规棉综防田的生物群落变化的研究表明,与常规棉综防田相比,转Bt基因棉棉田的节肢动物种类增加30.7%,功能团多样性增加66.9%,天敌类和中性节肢动物类的丰富度分别增加97.6%和158.0%,害虫类的丰富度减少45.7%。就功能团的种群数量来看,主要害虫棉铃虫、蚜虫和蓟马种群数量分别减少98.9%、69.0%和72.6%;而次要害虫害蝽、粉虱、叶蝉类昆虫的种群数量分别增加了2.2、3.2和14.8倍,棉花生长中期,转Bt基因棉棉田中的基位物种丰富度大于中位和顶位物种;常规棉田中的差异则更大,出现天敌控制“空缺”。综合分析表明,转Bt基因棉棉田生态系统比常规棉综防田稳定;转Bt基因棉棉田的中性节肢动物和次要害虫在害虫－天敌的营养链中起到了重要的调控作用。     

Effects of leachates of the invasive plant, Ageratina adenophora (Sprengel) on soil microbial community

The invasive plant Ageratina adenophora (Sprengel) changed soil microbial communities in the invaded area to facilitate its growth and inhibit native plants. However, little is known about the driving forces underlying the alteration of soil biota. Leachates from root and aerial part (stem and leaves) of A. adenophora were mixed into soil to imitate field invasion processes for evaluation of its impact on invasion of soil microbial community. The results indicated that soil microbial community was significantly changed when the soil taken from the newly-invaded area was treated with A. adenophora root and aerial part leachates for 3 and 5 weeks, respectively. The biota of newly invaded soil treated with concentration of 100 mg/mL A.adenophora leachates was much closer to that of heavily invaded soil, but was significantly different from that of control soil (newly invaded soil without treatment). A.adenophora leachates promoted growth of the seven dominant rhizosphere bacterial species in the invaded soil. The effect of A.adenophora leachates on soil biota and dominant rhizosphere bacteria was positively correlated with the concentration of leachates, however, the effect of root leachates was stronger than the aerial part leachates. It is assumed that A.adenophora change soil microbial community via nutritional and chemical communication, which helps it in better colonization of the invaded soil.     

3种入侵植物叶片挥发物对旱稻幼苗根的影响

入侵植物通过化感作用对入侵地的生态系统构成了严重的威胁,影响了入侵域农作物的生产。采用石蜡切片技术,利用光学显微镜进行观察,研究了不同质量浓度的黄顶菊、三叶鬼针草、胜红蓟3种入侵植物的叶片挥发物对旱稻幼苗初生根的结构以及根系发育的影响,结果表明:低质量浓度(5g)的三叶鬼针草和胜红蓟叶片挥发物对根皮层起抑制作用,低质量浓度(5g)的三叶鬼针草挥发物对维管柱有促进作用,而黄顶菊挥发物对髓腔影响比较大,表现为低浓度抑制,高浓度促进;20g质量浓度的三种入侵植物叶片挥发物对旱稻幼苗初生根结构影响最大,均出现结构上的变异;对侧根的发育随浓度的增加而呈现明显的抑制作用,20g质量浓度时没有侧根的发生。表明入侵植物对受体植物根结构的影响随植物种类和挥发物浓度的不同而有不同的特点。     

紫茎泽兰(Ageratina adenophora)入侵对土壤微生物群落和理化性质的影响

外来入侵植物与入侵地土壤微生物群落的互作关系是影响外来植物入侵力和生态系统可入侵性的一个重要领域。因此,研究外来植物入侵对入侵地土壤微生物群落及其理化性质的影响不仅可以全面地评估入侵植物对生态系统的影响,而且对于探索外来植物入侵的土壤微生物学机制尤为重要。采用磷脂脂肪酸(PLFAs)和传统培养相结合的方法研究了外来入侵植物紫茎泽兰对入侵地土壤微生物群落结构的影响;同时研究了紫茎泽兰入侵对11种土壤理化因子的影响。结果表明紫茎泽兰入侵改变了土壤微生物群落结构,提高了土壤自生固氮菌、氨氧化细菌和真菌的数量;同时,显著地提高了土壤的有效磷、速效钾、硝态氮、氨态氮和土壤有机碳含量,降低了土壤总钾含量和pH值。土壤微生物不同生理类群的变化与土壤中植物可直接吸收利用养分的变化显著相关。紫茎泽兰在入侵地成功定殖后,可能通过改变土壤微生物群落结构,特别是增加了与土壤养分循环相关的微生物功能类群数量,进而提高了土壤可利用的养分水平,创造对自身生长有利的土壤环境。紫茎泽兰改变土壤微生物群落是其入侵的一部分,这种改变进而加速了土壤养分循环,可能增强了紫茎泽兰的养分吸收,进而促进其生长、竞争和扩张。     

中国新发现外来入侵害虫——南美番茄潜叶蛾(鳞翅目:麦蛾科)

2017年8月,在新疆维吾尔自治区伊犁哈萨克自治州露地鲜食番茄上发现一种鳞翅目害虫,以幼虫潜食叶肉、蛀食果实,经鉴定为南美番茄潜叶蛾。该害虫原产南美洲的秘鲁,2006年入侵欧洲的西班牙,截至2017年5月,已在南美洲、欧洲、非洲、中美洲和亚洲的80多个国家和地区发生,严重危害鲜食番茄、加工番茄和樱桃番茄/圣女果,产量损失最高可达80%～100%。本文提供了南美番茄潜叶蛾的危害情况及主要形态鉴定特征,提出了防范其进一步扩散危害的措施建议以及今后应开展的主要研究方向,包括植物检疫、发生分布调查、生物学生态学特性研究、天敌资源挖掘利用等,以为积极应对南美番茄潜叶蛾对我国农业生产安全的威胁提供参考。     

草地贪夜蛾综合防控技术研究进展

草地贪夜蛾是世界重大入侵性害虫,我国于2019年初发现草地贪夜蛾大面积危害西南地区玉米、高粱、甘蔗等多种作物,随后迅速扩散至主要玉米产区,严重威胁和影响我国粮食安全。国内研究人员已开展了大量关于草地贪夜蛾监测预警与防控技术的研究,在其种群发生规律监测、迁飞路径研判、化学防治、生物防治、物理防治等方面取得了系列进展,基本明确了草地贪夜蛾在我国西南、江南江淮、北方各地区的发生与危害规律,建立了一套草地贪夜蛾综合防控技术体系,有效阻断了其大面积扩散危害。本文综述了2019—2022年间国内草地贪夜蛾防控技术的研究进展,以期为开发草地贪夜蛾综合防控技术提供参考。     

“世界100种恶性外来入侵物种”在我国大陆的入侵现状

[目的] 明确世界自然保护联盟公布的“世界100种恶性外来入侵物种”在我国大陆发生分布现状,为我国制定外来入侵物种管控对象和分级管理对策提供依据。[方法] 基于在线数据库系统、文献报道以及外来入侵物种本底调查结果,采用分类统计方法,对物种的分类地位、原产地、在我国的入侵状态及其所在的生态系统进行分析。[结果] 世界100种恶性外来入侵物种已有82种在我国发生分布,包括本地种33种、外来入侵种32种、外来非入侵种16种,以及未明确入侵状态1种。其中,32种外来入侵种包括陆生无脊椎动物8种、哺乳动物2种、鱼类2种、两栖动物1种、爬行动物1种、水生无脊椎动物2种、陆生植物9种、水生植物4种、真菌1种、卵菌1种和病毒1种。以上物种主要分布在东南沿海地区和西南地区,而较少分布在西北地区和东北地区;约75%物种分布在农田、城镇、森林和湿地4类生态系统。[结论] 建议外来入侵物种管理部门重点关注尚未在国内发生分布的18种潜在外来入侵物种,并列入国家外来入侵物种相关管理对象,严防其传入与扩散;严密监控国内已发生且具有潜在危险的外来物种,防止其向可能入侵的生态系统边缘扩散;继续对在国内已发生的外来入侵种实施区域性分级控制管理措施。     

我国外来入侵生物防控现状、问题和对策

外来物种入侵已经威胁全球多个国家和地区,严重影响农林牧渔业生产,威胁生态系统稳定,是当前全球生物多样性丧失的主要原因之一,开展入侵物种防控已成为生物多样性保护与农业绿色发展的重点工作。我国已经成为全球遭受生物入侵威胁与损失最为严重的国家之一,截至2018年底,入侵我国的外来物种有近800种,已确认入侵农林生态系统的有638种,全国31个省（区、市）均有外来生物入侵发生并带来危害,半数以上县域都有入侵物种分布,几乎涉及所有类型的生态系统。本文对全球主要发达国家外来入侵物种发生情况及防控进行梳理发现,从国家层面立法开展外来入侵生物防控成为主流,制定长期防控战略并增加投入是入侵物种防控成功的关键。近些年,我国在外来入侵物种防控方面初步建立了工作机制,发布了重点管理外来入侵物种名录,完成了重点入侵物种的调查监测,开展了局部地区的防控措施,积极推动立法工作。根据国外生物入侵防治经验与我国实际情况,本研究提出我国外来入侵物种防控对策建议,包括加强法制建设、开展本底调查和启动重大防控工程等,为我国外来侵入生物的防控提供借鉴。