我国入侵昆虫研究进展

我国是世界上受外来入侵生物影响最为严重的国家之一。生物入侵已经成为威胁我国粮食安全、生态安全、经济安全的重要制约因子。调查发现,我国近20年入侵昆虫占已知入侵生物的70%,已对国家经济社会安全构成持续威胁。近年来,随着全球变化加快,入侵昆虫疫情不断突发,入侵昆虫扩散分布格局变化加剧。为此,总结梳理了建国70年以来入侵昆虫分布扩散特点、基础与应用研究进展,分析了未来面临的挑战,提出了相关管理建议。     

甘肃白银地区潜叶蝇及其寄生蜂的组成和发生调查

【目的】明确严重危害甘肃省白银地区作物的潜叶蝇及天敌寄生蜂的多样性和种群组成。【方法】采用五点取样法田间调查潜叶蝇危害的蔬菜、花卉、杂草并采样,室内对潜叶蝇及其寄生蜂进行形态鉴定和分子鉴定。【结果】在2016-2020年在甘肃白银地区采集的样本中发现6种常见潜叶蝇,包括本地种豌豆彩潜蝇Chromatomyia horticola和葱斑潜蝇Liriomyza chinensis,入侵种南美斑潜蝇L. huidobrensis、三叶草斑潜蝇L. trifolii、番茄斑潜蝇L. bryoniae和美洲斑潜蝇L. sativae。其中,豌豆彩潜蝇为优势种,可危害多科寄主植物;葱斑潜蝇仅在大葱上发现危害;南美斑潜蝇在温室内的蔬菜上发生严重;三叶草斑潜蝇首次在白银市发现;番茄斑潜蝇与美洲斑潜蝇的危害相对较轻。此外,调查的潜叶蝇寄生蜂包括3科12属24种,优势种包括豌豆潜蝇姬小蜂Diglyphus isaea、芙新姬小蜂Neochrysocharis formosa、万氏潜蝇姬小蜂D. wani和西伯利亚离颚茧蜂Dacnusa sibirica。【结论】一方面白银市应加强监测和预警入侵性潜叶蝇的发生,另一方面白银市潜叶蝇的天敌寄生蜂种类丰富,对田间主要危害的潜叶蝇可能发挥着重要的自然防控作用,建议保护利用本地寄生蜂天敌。     

昆虫内共生菌及其功能研究进展

昆虫内共生菌与宿主之间的互作关系已逐渐成为昆虫学的研究热点之一。昆虫内共生菌具有协助宿主营养代谢、 逃避天敌攻击和增强抗药性等功能： 通过协助宿主营养代谢, 提供食物中缺乏的营养物质来弥补食物中营养物质的不足; 分泌抗菌肽、 毒素等物质以增强对外源寄生物等的防御能力, 抑制对宿主的不利影响; 同时, 也可以增强宿主抗逆性, 调控植物生理反应, 抑制植物对宿主的不利影响; 利用对抗逆性基因精确的表达调控来增强宿主抗药性等。因此, 内共生菌介导的宿主生物学性状的改变, 扩大了宿主昆虫的生态位, 成为昆虫生长发育过程中的重要调控因子。目前, 昆虫内共生菌的功能往往是通过研究宿主感染共生菌前后性状的变化而证实。近几年, 转录组学、 蛋白质组学、 基因组学等技术的进步, 促进了内共生菌与宿主昆虫共生机制研究的发展。通过研究内共生菌及其功能基因在昆虫种群动态中的作用, 特别是内共生菌感染对宿主生殖、 存活、 适应环境能力的影响, 将有利于揭示内共生菌与宿主的共生机制, 并最终为开发新的防控技术提供理论依据。本文针对昆虫内共生菌的功能进行了综述, 并对日后的研究方向进行了展望, 提供了研究昆虫内共生菌与宿主互作关系的方法及建议。     

韧皮部取食昆虫诱导的植物防御反应

刺吸式昆虫与寄主植物之间具有特殊的生物互作关系。本文对刺吸式昆虫取食韧皮部诱导的植物防御反应类型、 防御物质变化、 信号途径以及植物反应转录组学研究等方面进行综述。韧皮部取食昆虫取食诱导的植物防御反应机制主要包括： (1)改变自身的营养状况; (2)产生有毒的次生化合物; (3)产生防御蛋白。防御反应与植物水杨酸、 茉莉酸、 乙烯等信号分子密切相关。研究表明, 刺吸式昆虫取食诱导的植物防御反应主要引发以水杨酸为主的信号途径, 但相关分子互作机制还有待明确。日益丰富的基因组资源和不断发展的分子生物学技术为揭示植物防御反应中信号分子的作用机制、 找出植物内生抗性的特异因子以及阐明诱导防御机制奠定了基础。了解刺吸式昆虫取食诱导的植物防御反应, 为深入理解植物-昆虫间协同进化关系提供了依据, 为害虫治理和抗虫植物的培育提供了新的思路。     

一种含特异性侵染内共生菌Rickettisa massilia的烟粉虱种群建立方法

【目的】烟粉虱Bemisia tabaci(Gennadaius)广泛分布于全球除南极洲外各大洲的90多个国家和地区,其寄主范围广,危害严重,属于农业上的重要害虫。烟粉虱体内的内共生菌有助于其扩散传播,提高其寄主适合度,但其体内的内共生菌大都为次生内共生菌,很难进行体外培养,因此,加大了其内共生菌研究的难度。【方法】采集我国部分地区的烟粉虱种群,然后利用基于mt DNA COⅠ基因的种特异性引物进行种群生物型鉴定,再用内共生菌的特异性引物来鉴定含有特异性侵染内共生菌种群,确定个体含内生菌类型后,采取继代饲养方法建立种群。【结果】经鉴定烟粉虱的生物型为Q型(MED隐种),经过5代种群筛选后,可以建立稳定遗传的含特异性侵染内共生菌Rickettisa massilia菌的烟粉虱种群。【结论】通过本方法可以获得稳定的含有特异性侵染内共生菌Rickettisa massilia菌的烟粉虱种群。该方法对研究烟粉虱与体内内共生菌、植物三者之间以及烟粉虱体内某几种内共生菌之间的互作有重要意义,同时也为明确烟粉虱体内Rickettisa菌的作用研究打下基础。     

重大潜在入侵害虫番茄潜叶蛾的SS-CoI快速检测技术

【背景】番茄潜叶蛾是源自南美洲的一种最具毁灭性的世界性入侵害虫,其适生区范围广,且与其他潜叶类昆虫难以准确、快速识别。【方法】以田间常见的其他6种潜叶类害虫为对照,采用基于mtDNACOl基因的种特异性SS—COI方法,研究番茄潜叶蛾快速分子检测技术。【结果】种特异性检测结果显示,SS-COl引物只对番茄潜叶蛾mtDNA具有扩增能力,对美洲斑潜蝇、南美斑潜蝇、三叶草斑潜蝇、葱斑潜蝇、豌豆潜叶蝇、桃潜叶蛾等其他潜叶类害虫不具有扩增效果。该引物不仅对成虫和单粒卵具有很好的扩增效能,对单根触角、头部、胸部、腹部以及翅和足等成虫残体亦具有同样的扩增能力,其最低检出阈值为312．5Pg·μL^-1。【结论与意义】该方法在有效防范番茄潜叶蛾侵入我国,保障农业生产安全和生态环境安全中意义重大。     

苹果蠹蛾气味结合蛋白基因CpomOBP20的克隆及表达分析

[目的] 通过克隆苹果蠹蛾气味结合蛋白CpomOBP20基因cDNA序列,分析其序列特征和表达谱,旨在更好地了解OBP基因在苹果蠹蛾生命活动过程中的作用,为该害虫的绿色防控提供理论支撑。[方法] 采用RT-PCR法扩增苹果蠹蛾气味结合蛋白CpomOBP20基因cDNA序列,并使用生物信息学软件对其核苷酸和氨基酸序列进行分析;基于qPCR技术分析CpomOBP20基因在苹果蠹蛾4龄幼虫不同组织(头、血淋巴、表皮、脂肪体、中肠、马氏管和唾液腺)以及雌雄成虫不同末端组织(头、触角、下唇须、喙、足和翅)中的表达情况,利用分子对接研究了CpomOBP20与3种保幼激素的结合能力。[结果] 苹果蠹蛾气味结合蛋白CpomOBP20基因的开放阅读框长459 bp,共编码152个氨基酸,等电点为6.30,蛋白分子质量为16.264 ku,N末端具有20个氨基酸组成的信号肽序列,蛋白质序列中具有6个保守的半胱氨酸残基,属于Classical OBP。序列分析表明,CpomOBP20的氨基酸序列与小菜蛾OBP (XP_011557123.1)的一致性最高,在亲缘关系上更加接近。qPCR结果表明,CpomOBP20基因在苹果蠹蛾4龄幼虫以及雌雄成虫不同组织中均有表达,其中在4龄幼虫的血淋巴中表达量最高,在雌雄成虫表达量最高的分别是翅和足,其次是头部。分子对接结果表明,CpomOBP20与3种保幼激素均具有较好的结合能力,可能参与保幼激素的结合与转运。[结论] 本研究明确了CpomOBP20的核苷酸和氨基酸序列的组成及编码蛋白的理化性质,并推测CpomOBP20的作用可能不仅局限于嗅觉识别,在非嗅觉器官中也可能起着重要的生理作用,为今后更深入地探究气味结合蛋白在苹果蠹蛾生命活动中的作用机理提供数据支撑。     

温度对芙新姬小蜂孤雌产雌品系成虫控制斑潜蝇的潜力的影响

【目的】芙新姬小蜂Neochrysocharis formosa是潜叶蝇类害虫的优势寄生蜂。该寄生蜂具有两性生殖和孤雌产雌生殖两种繁殖模式,其孤雌产雌品系可在低密度下快速建立种群,无需饲养雄蜂,具有种群繁育成本低,生防应用潜力突出等优点。本研究旨在明确环境温度对芙新姬小蜂孤雌产雌品系控害潜力的影响,为该蜂的低成本规模化繁育、田间释放等应用实践提供参考。【方法】在室内以美洲斑潜 蝇Liriomyza sativae 2龄末至3龄初幼虫为寄主,统计4个温度(22, 26, 30和34℃)下芙新姬小蜂孤雌产雌品系雌成虫的取食致死寄主数、寄生致死寄主数、叮蛰致死寄主数、总致死寄主数、日均致死寄主数和成蜂寿命等生活史和控害参数。【结果】随温度升高,芙新姬小蜂孤雌产雌品系雌成虫对美洲斑潜蝇幼虫取食致死寄主数、寄生致死寄主数、叮蛰致死寄主数、总致死寄主数和日均总致死寄主数呈现先增加后降低的趋势,其中取食致死寄主数、寄生致死寄主数和叮蛰致死寄主数在30℃下最高,分别为236.1, 69.2和49.7头;在34℃下最低,分别为115.2, 19.8和21.6头。总致死寄主数在26℃(282.4头)和30℃(355.0头)下显著高于22℃(194.5头)和34℃下(156.5头);日均总致死寄主数在30℃下最高(25.5头)。此外,随着环境温度升高,芙新姬小蜂孤雌产雌品系雌成虫的寿命逐渐缩短,在22℃下最长(16.9 d),在34℃下最短(7.2 d)。【结论】尽管高温缩短了芙新姬小蜂孤雌产雌品系成虫的寿命,但其在30℃下控害能力较强,说明芙新姬小蜂孤雌产雌品系成虫可在30℃高温条件下对耐高温的斑潜蝇如美洲斑潜蝇发挥其控害潜力。     

昆虫体内章鱼胺和酪胺的研究进展

章鱼胺(octopamine, OA)和酪胺(tyramine, TA)在昆虫体内扮演着各种重要的生理角色。它们协调控制着昆虫的各种器官和行为, 如调节外周淋巴器官功能和影响昆虫的学习与记忆、昼夜节律等, 使得昆虫能够以合理的方式来应对外界刺激, 并被认为在功能上对应于脊椎动物体内的肾上腺素和去甲肾上腺素。虽然都是酪氨酸脱羧基产物, 且酪胺是章鱼胺的生物合成前体, 但它们都通过不同的G蛋白偶联受体在昆虫体内发挥不同的神经调控作用。近年来, 对昆虫体内章鱼胺和酪胺, 尤其是它们与对应受体作用的研究, 日益受到关注。本文对昆虫体内章鱼胺和酪胺的生物合成, 在神经和非神经组织中的分布, 被突触前结构的再摄取以及它们在昆虫体内的不同生理功能等方面的研究进展进行了综述, 特别对章鱼胺和酪胺受体基因的克隆、信号转导途径以及药理作用特性等相关研究的最新进展进行了详细评述。     

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。