昆虫多样性三十年研究进展

当前, 全球昆虫数量和多样性均处于下降趋势, 而导致这一趋势的原因主要包括人为干扰及气候变化。本文基于森林、草地、农业、水生和土壤生态系统, 以植食性、访花、捕食性、寄生性、食果以及食腐昆虫为重点功能昆虫群, 综述了近三十年来国内外昆虫多样性研究领域的主要进展, 并分析了发展趋势。近年来, 昆虫多样性的研究维度不断拓展, 形态多样性研究不断深入, 系统发生多样性、功能多样性和遗传多样性等研究也显著加强。此外, 昆虫多样性研究的空间尺度也逐步扩大, 大尺度区域性研究甚至全球范围的调查持续增长。昆虫进化历史也被引入多样性格局研究中, 并随着系统发生信息学方法的普及而被整合到生态系统建成和生物多样性形成机制研究中。未来需要加强关键昆虫类群整合分类学研究、功能性状多样性、林冠昆虫多样性、互作网络结构等方向的研究。     

2个银叶真藓HSP70序列的生物信息学相关分析

从银叶真藓(Bryum argenteum)转录组数据库出发,使用Pfam数据库提供的HMM模型共得到33条长度大于200aa,注释的热休克蛋白Ba HSP70;其中2条(Ba HSP70-1,Ba HSP70-2)具有完整ORF,NCBI核酸数据库登录号为KP087877和KP087878。使用生物信息学在线分析工具和软件,对真藓HSP70的两条蛋白质序列从氨基酸组成、保守结构域、理化性质、疏水性/亲水性、信号肽、蛋白质结构、模体的识别及同源性分析等方面进行了预测和分析。结果表明:2条Ba HSP70s基因序列ORF全长分别为2 396 bp和2 356 bp,分别编码649aa和650aa。序列模体分析表明Ba HSP70s和其它报道的植物HSP70均含有4个相同的模体,并且各模体在蛋白质序列上顺序一致。通过对2条Ba HSP70s进行氨基酸多序列比对及基因树分析,发现Ba HSP70-1和Ba HSP70-2雪莲相似度最高,分别是91.2%和86.6%。本研究为进一步研究HSP70基因的克隆和功能验证奠定了基础。     

缘叶舌蜂与其天敌窄头褶翅蜂的生物学特性 及其与环境变量的相关性

【目的】记录亚热带地区独栖性膜翅目昆虫的生物学特性,研究乔木树种多样性对缘叶舌蜂Hylaeus perforata及其天敌窄头褶翅蜂Gasteruption corniculigerum的影响。【方法】2015年8月至2018年9月,在江西省德兴市新岗山镇的生物多样性与生态系统服务功能实验样地人工林设置了标准化的人工巢管收集缘叶舌蜂与窄头褶翅蜂,观察其生物学特性,分析缘叶舌蜂和天敌窄头褶翅蜂多度以及窄头褶翅蜂寄生率与乔木树种丰富度、海拔、坡度、北向指数和东向指数5个环境变量的相关性。【结果】缘叶舌蜂一年多代,每年5-9月筑巢,4-8月羽化活动;使用树脂筑巢;平均每次建造巢室3.75±2.24个;巢的平均直径4.73±1.31 mm;以末龄幼虫越冬;后代性比显著偏向雌性。窄头褶翅蜂营盗寄生;每年仅在7月寄生缘叶舌蜂,后代会消耗掉寄主巢内所有蜂粮;9月羽化活动;羽化时间远晚于同期的寄主缘叶舌蜂。缘叶舌蜂和窄头褶翅蜂的多度与树种丰富度呈正相关,而其他4个环境变量对缘叶舌蜂和窄头褶翅蜂的多度没有显著影响。【结论】缘叶舌蜂是典型的独栖性蜜蜂,每次筑巢会产下多个后代,在春夏及初秋活动;窄头褶翅蜂在夏季寄生缘叶舌蜂,秋季羽化活动,发育时间远长于寄主,其他盗寄生类群一般寄生单个寄主的巢室,而窄头褶翅蜂会将寄主的所有巢室破坏并消耗掉寄主储存的所有蜂粮;树种多样性更高的环境更有利于高营养级的物种生存。     

神经血管单元和Notch信号通路在缺血性卒中后的作用

缺血性卒中是临床常见疾病,且致死致残率高,幸存的患者预后多不同程度的患有偏瘫等后遗症,但目前还没有好的治疗方法。很长一段时间以来,卒中后的治疗关注点在于神经元的保护,割裂了神经元和周围细胞的联系。2001年,"神经血管单元"概念的提出为缺血性卒中的临床治疗提供了新的角度。此外,有研究表明Notch信号通路参与了神经、血管再生过程,对于卒中后神经血管单元的修复有调节作用。因此,本文从神经血管单元和Notch信号通路两个切入点综述了二者在缺血性卒中发生后的作用。     

茅山地区南苍术的特异性分子标记研究

以中国野生南苍术〔Atractylodes lancea(Thunb.)DC.〕全部分布区9个居群(包括江苏句容的茅山居群、射乌山居群和小九华山居群,安徽金寨的燕子河居群和天堂寨居群,河南嵩县的五马寺居群和纸坊居群,湖北的保康后坪居群和红安七里坪居群)为研究对象,进行rbcL、matK、psbA-trnH、ITS和nadF片段序列比对及SRAP指纹图谱比较来筛选江苏句容茅山居群南苍术的特异性分子标记.结果表明:通过5个DNA片段的序列比对,江苏句容茅山居群南苍术在nadF片段的第581位点处碱基为T,其余8个居群为A,可以将江苏句容茅山居群与其余8个居群区分开.利用SRAP随机引物筛选出1条江苏句容茅山居群南苍术特有的长度为323 bp的条带,根据该条带序列设计1对SCAR引物,正向引物序列为5′-ATCTTTGCTATTAACTATTAAGCTATTCTTCGCTATTCA-3′,反向引物序列为5′-CGATGTTGAAATTGCTGTCTCTGCTTTCTATTC-3′,该引物可在江苏句容茅山居群所有南苍术单株中扩增得到长度为268 bp的特异性条带,而在其他居群中均不能扩增出该条带.本研究筛选出的2种特异性标记可以为鉴定南苍术的道地性提供可靠的技术支持.     

江西新岗山森林昆虫种内遗传距离研究

DNA条形码目前广泛用于昆虫多样性研究。本研究采用DNA条形码（即线粒体细胞色素c氧化酶亚基I基因COI 5′端），通过比较所获分子分类操作单元（Molecular operational taxonomic units，MOTU）的种内遗传距离，探究DNA条形码在亚热带森林（位于我国江西省新岗山）不同昆虫类群中的物种鉴定和界定效用。数据分析中结合数据库比对信息，采用jMOTU、ABGD、bPTP、GMYC 这4种物种界定方法获得MOTU，从而开展种内遗传距离分析。本研究共挑选出479个昆虫样本，获得475条COI序列，经NCBI、BOLD在线数据库比对属于6个目，与形态初步划分一致；物种界定分析获得288个MOTU，其中鳞翅目最多，达85个，膜翅目、双翅目、半翅目、鞘翅目次之，分别为80、74、21和20个，直翅目最少，仅8个。膜翅目和双翅目的种内遗传距离均值及标准偏差较大（膜翅目：0.89%±0.87%；双翅目：0.73%±0.58%），鳞翅目的最小（0.28%±0.20%）。研究表明：不同昆虫类群的种内遗传距离虽然整体在一定范围，但仍然存在一定的差异，因此不能笼统地依靠遗传距离的距离阈值进行物种划分；现有数据库需要补充足够的昆虫物种信息，才能提升物种鉴定效率。本研究丰富了亚热带森林昆虫分子数据库，同时也为进一步探索基于分子分类学开展昆虫多样性研究提供了基础数据和参考。     

植物热激蛋白70基因家族及其生物学功能研究进展

植物热激蛋白70(heat shock protein 70,Hsp70)是热激蛋白家族中保守、普遍表达的家族,有两个主要功能区:N端核酸结合区和C端底物结合区。通常Hsp70具有分子伴侣功能,参与新生蛋白的折叠、转运、重折叠变性蛋白、协助降解变性蛋白;Hsp70不仅受高温胁迫诱导,且受其它多种胁迫诱导;同时,Hsp70参与植物正常发育过程。Hsp70基因分布广泛,序列高度保守,在植物基因组中以基因家族形式存在,最近广泛用于遗传多样性和系统发育研究。文章对植物中Hsp70的基因家族、结构、表达调控机制和生物学功能进行了综述。     

中国亚热带森林筑巢独栖蜂类群及其寄生者多样性

筑巢独栖蜂包括捕食者和传粉者,在生态系统中具有重要的生态功能。巢管法用于研究筑巢蜂的生物学、生活史、多样性和生态学特性,但此前较少用于研究亚热带森林中的独栖蜂。经过在生物多样性-生态系统功能实验(BEF-China)新岗山样地5年的长期定点监测和实验样本积累,我们发现了独栖蜂的主要类群和发生规律。巢管法共获得128个物种,隶属于3目25科。其中传粉者占全部独栖蜂的26.6%,共2科12种,主要为分舌蜂和切叶蜂;捕食者约占全部独栖蜂的73.4%,有4科44种,以蜾蠃、蛛蜂、泥蜂和方头泥蜂为主;独栖蜂寄生者有19科72种,主要类群是麻蝇、蜂虻、青蜂、钩腹蜂和姬小蜂。独栖蜂物种组成中传粉者多样性显著低于捕食者。同时独栖蜂中普遍存在着雌雄羽化异律现象,即雄性先羽化,并在越冬个体中更明显。切叶蜂科和方头泥蜂科的发生时间比蜾蠃亚科和蛛蜂科的发生时间更集中。此外,通过构建独栖蜂及其寄生者的互作网络,我们发现寄生者多度和多样性受较低营养级寄主的上行控制效应调节。上述结果揭示了对中国亚热带森林地区独栖蜂及其寄生者多样性,有利于更好地保护野生独栖蜂资源,发挥其生态服务功能。