昆虫行为的左右非对称性研究进展

大脑和行为的左右非对称性一直以来被认为是人类特有的,现在广泛存在于脊椎动物中,而近期又发现无脊椎动物中也存在行为偏侧性。近年来大量研究表明,群居型昆虫的嗅觉行为和大脑的非对称性表现在种群水平上,少数散居型昆虫行为的非对称性往往表现在个体水平上。当前,昆虫行为的单侧性是一个重要的研究领域,有助于对生物多样性中单侧性的早期起源有一个更深刻的认识,对探索昆虫进化发展具有重要的科学意义。对大多数昆虫而言,行为的偏侧性都是通过对触角的左右非对称性研究来实现的,触角作为昆虫感觉系统的重要组成部分,在昆虫寄主定位、识别、取食、觅偶、交配、繁殖、栖息、防御与迁移、稳定飞行速率等社会性行为过程中起着极为重要的作用。本文回顾了国内外膜翅目、双翅目、半翅目、蜚蠊目和直翅目昆虫行为非对称性研究的最新进展,有助于分析不同种类昆虫在进化历史上的相似性以及探讨昆虫在个体水平和群体水平上的进化差异。     

黄胸蓟马触角感器的形态和分布

摘要: 【目的】本研究旨在明确黄胸蓟马Thrips hawaiiensis各个发育阶段触角感器类型、形态和分布。【方法】运用扫描电镜技术观察黄胸蓟马雌雄成虫、若虫、预蛹、蛹触角的形态结构以及触角上感器类型、形态和分布。【结果】黄胸蓟马成虫触角由柄节、梗节和鞭节3个部分组成,其中长的鞭节分为5个鞭小节(I-V)。雌成虫触角平均长度为263.70±5.78 μm,雄成虫触角平均长度为225.79±8.92 μm。触角长度随着虫龄的增长而显著增加。雌雄成虫触角上共发现Bhm氏鬃毛、钟形感器、刺形感器(I和II)、毛形感器、锥形感器(I, II和III)、腔锥形感器和腔形感器7种触角感器以及微毛和表皮齿2种表皮结构。预蛹触角呈锥形,无明显分节,可以自由活动,平均长138.81±6.29 μm。蛹触角紧贴头胸背部,圆柱形、无明显分节,不能自由活动,平均长213.07±6.30 μm。1龄和2龄若虫触角由柄节、梗节和鞭节组成,其鞭节分为4个鞭小节(I-IV),触角平均长度分别为122.48±1.72和134.58±3.75 μm。1龄若虫触角上分布有Bhm氏鬃毛、钟形感器、刺形感器(I和II)、锥形感器(I和II)、腔锥形感器、腔形感器、毛形感器和特殊结构感器共8种类型感器,表面分布表皮齿和舌状结构2种表皮结构;2龄若虫触角上分布有Bhm氏鬃毛、钟形感器、刺形感器(I和II)、毛形感器、锥形感器(I和II)、腔锥形感器、腔形感器7种类型感器以及表皮齿1种表皮结构。【结论】本研究较全面地对黄胸蓟马各个发育阶段的触角及触角感器形态和分布进行了观察和描述,并对其功能进行了推测。研究结果为进一步研究蓟马类昆虫触角感器的生理功能奠定了理论基础。     

小菜蛾活化蛋白激酶C受体1基因PxyRACK1在变态发育调控中的作用

【目的】活化蛋白激酶C受体1(receptor for activated C kinase 1, RACK1)参与了多细胞生物体中重要的信号传导,调节生物体的生长发育。本研究旨在克隆小菜蛾Plutella xylostella RACK1基因PxyRACK1,调查其表达模式,明确其对小菜蛾化蛹的影响及其机制。【方法】克隆PxyRACK1的全长cDNA,进行生物信息学分析,并利用qPCR检测其在小菜蛾各发育阶段(卵、1-4龄幼虫、预蛹、蛹和成虫)的表达;通过dsPxyRACK1显微注射小菜蛾4龄幼虫进行RNA干扰,并检测RNAi后PxyRACK1及蛹期特异表达基因PxyBr-Z2/3的表达量;统计死亡率、化蛹率、平均化蛹时间以及蛹重。【结果】小菜蛾PxyRACK1(GenBank登录号: MW160739)序列全长为1 148 bp,开放阅读框长960 bp,编码319个氨基酸,具有7个WD40重复序列,每个WD40重复序列包含39~42个氨基酸。PxyRACK1在小菜蛾各发育阶段均有表达,其中4龄第2天幼虫中表达量最高,2日龄蛹中表达量最低。显微注射dsPxyRACK1 24 h后,处理组4龄幼虫中PxyRACK1和PxyBr-Z2/3表达量较对照组(dsGFP注射组)的分别显著降低了36.26%和83.46%,并且显微注射dsPxyRACK1导致试虫死亡率上升、化蛹推迟、化蛹率降低以及蛹重减轻。【结论】结果说明PxyRACK1参与调控小菜蛾蛹期变态发育。本研究为进一步阐明小菜蛾变态发育的信号调控通路及开发新型昆虫生长调节剂提供了思路。     

芒果不同部位挥发物及横线尾夜蛾对其触角电位反应

【背景】芒果横线尾夜蛾是严重危害芒果花序和嫩梢的重要害虫,其发生面积不断扩大,给我国南方芒果造成了巨大损失。【方法】通过气质联用仪（GC-MS）对芒果花、梢和成熟果实的挥发性物质及其相对含量进行分析;采用触角电生理方法,测定不同性别和交配状态的芒果横线尾夜蛾对12种芒果挥发物的触角电位反应。【结果】芒果3个部位的挥发性物质多为萜烯类化合物,主要物质（相对含量在O．06％以上）的数量分别为芒果花中22种、梢11种和成熟芒果13种。芒果花中含量较高的为d．水芹烯（43．64％）和异松油烯（29．33％）;芒果梢中α-古芸烯（23．63％）含量最高;成熟芒果中8-石竹烯含量最高,为29．47％。仅异松油烯和β-荜澄茄油烯在芒果3个部位中均被检测到,但其含量差异较大;异松油烯在花、梢、果实中的含量分别为29．33％、19．99％、0．59％,而β-荜澄茄油烯分别为3．51％、2．18％、6．05％。芒果横线尾夜蛾未交配雌、雄蛾和已交配雌、雄蛾对同一种化合物的触角电位相对值之间均无显著差异。4种成蛾对反-2-已烯醛的触角电位反应值与其他化合物相比均有显著差异。交配后雌、雄蛾的触角电位反应值均有所降低,但与交配前相比无显著差异。【结论与意义】筛选出的反-2-己烯醛可作为横线尾夜蛾信息素的增效物质,对性引诱剂的研制具有重要意义。本研究可为从化学信号角度阐明横线尾夜蛾寄主定向和雌、雄交配机理,以及其致害机理提供依据。     

不同种类蔬菜对黄粉虫成虫繁殖和种群生命表参数的影响

【目的】筛选能够提高黄粉虫Tenebrio molitor Linnaeus成虫繁殖能力的蔬菜种类,降低养殖成本,提高产量,增加利润。【方法】以萝卜、马铃薯、白菜、胡萝卜、蕹菜和黄瓜6种蔬菜作为辅助饲料,研究添加不同蔬菜对黄粉虫成虫寿命、繁殖和生命表参数的影响。【结果】黄粉虫成虫的产卵期和寿命以添加黄瓜和胡萝卜的为最长,但二者的内禀增长率(r_m)和周限增长率(λ)明显最低,种群倍增时间(t)显著加长。添加萝卜、马铃薯、白菜和胡萝卜的黄粉虫其总产卵量最多,但添加后者的日均卵量却显著少于前三者。添加萝卜、马铃薯、白菜和蕹菜的黄粉虫在世代平均历期(T)、r_m、t和λ4个参数上均没有显著差异,但添加蕹菜的净增殖率(R_0)和产卵量却显著少于前三者,雄虫比例在所有6种处理中最高。【结论】萝卜、马铃薯和白菜3种蔬菜有助于提高黄粉虫成虫的繁殖力和种群增长率。     

四种农药对小菜蛾体温的影响

【目的】本研究旨在为阐明小菜蛾Plutellaxylostella体温在其防治中的应用价值提供资料。【方法】在不同人工气候箱内温度(环境温度)下,测定小菜蛾2, 3和4龄幼虫的体温,建立各龄幼虫体温(y)与环境温度(x)的关系方程;同时测定了不同环境温度下不同浓度阿维菌素、毒死蜱、氟虫腈和高效氯氰菊酯分别处理后小菜蛾3龄幼虫在不同处理时间的体温。【结果】小菜蛾2, 3和 4龄幼虫体温(y)与环境温度(x)关系方程分别为y＝0.95x+1.19(r=0.9463), y＝0.95x+1.18(r=0.9988),以及y＝0.93x+1.45(r=0.9989),等温点分别为22.16℃,21.40℃和21.41℃。在气候箱温度设定为15℃或40℃时,4种农药都对小菜蛾3龄幼虫体温无影响;而其他温度条件下,农药处理都可能改变小菜蛾3龄幼虫体温。对于阿维菌素,25℃下 2, 4和8 mg/L处理12 h,2和4 mg/L处理24 h, 0.5, 2, 4和8 mg/L处理36 h以及0.5, 1, 2和8 mg/L处理48 h时3龄幼虫体温均显著高于对照, 8 mg/L阿维菌素处理24 h时3龄幼虫体温显著低于对照;30℃下0.5 mg/L处理24 h及1 mg/L处理36 h 3龄幼虫体温显著低于对照,1 mg/L处理48 h和各浓度处理60 h时3龄幼虫体温均显著高于对照;35℃下只有1和8 mg/L处理48 h时3龄幼虫体温显著低于对照。对于毒死蜱,20℃下50, 200和800 mg/L处理24 h, 100, 400和800 mg/L处理36 h时3龄幼虫体温都显著低于对照;25℃下100和200 mg/L处理12h, 800 mg/L处理24 h, 100, 200和800 mg/L处理60 h时3龄幼虫体温均显著低于对照,而50, 100, 200和400 mg/L处理24 h, 100和200 mg/L处理36 h及100和400 mg/L处理48 h时3龄幼虫体温均显著高于对照;30℃下只有800 mg/L处理24 h时3龄幼虫体温显著低于对照,50, 100, 200和800 mg/L处理60 h时3龄幼虫体温显著高于对照。对于氟虫腈,20℃下只有0.5 mg/L处理36 h时3龄幼虫体温显著低于对照;25℃下 4 mg/L处理12 h和各浓度处理60 h时3龄幼虫体温显著低于对照,0.5 mg/L处理24 h以及0.25, 1和2mg/L处理48 h时3龄幼虫体温均显著高于对照;30℃下 0.25和0.5 mg/L处理12 h, 0.25和2 mg/L处理24h, 4 mg/L处理48 h以及2 mg/L处理60 h时3龄幼虫体温显著低于对照;35℃下只有0.25和0.5 mg/L处理60 h时3龄幼虫体温显著高于对照。对于高效氯氰菊酯,20℃下2和8 g/L处理36 h, 4和8 g/L处理48 h时3龄幼虫体温显著高于对照;25℃下 2, 4和8 g/L处理12 h时3龄幼虫体温均显著低于对照, 0.5, 4和8g/L处理24 h, 1, 4和 8 g/L处理36 h以及1, 2和4 g/L处理60 h时3龄幼虫体温均显著高于对照;30℃下 0.5和1 g/L浓度处理12 h, 0.5, 1, 4和8 g/L处理24 h以及1, 2和8 g/L处理60 h时3龄幼虫体温都显著低于对照。【结论】小菜蛾幼虫自律性体温调节能力低;阿维菌素、毒死蜱、氟虫腈或高效氯氰菊酯处理影响小菜蛾3龄幼虫的体温,影响形式随农药种类和浓度,环境温度及处理时间不同而不同。本研究拓宽了农药毒理学及害虫防治研究内容。     

福建省不同产地及不同生育期土荆芥精油化学成分的比较

采用气相色谱-质谱联用技术(GC-MS),对来源于福建省不同产地(福州新店镇、平潭县城关、连城县城关)以及不同生育期(苗期、生长期、果熟期)土荆芥(Chenopodium ambrosioides L. )地上部分精油的化学成分及其相对含量进行了比较分析.结果表明,福州新店镇、平潭县城关和连城县城关产土荆芥精油的主要化学成分(相对含量0.04%以上)分别有12、11和27种,3个产地的共有成分为11种;福州新店镇产土荆芥精油中相对含量较高的成分有对-聚伞花素(49.60%)、α-松油烯(26.81%)和异驱蛔素(8.16%)等,平潭县城关产精油中相对含量排在前3位的成分也为对-聚伞花素(47.25%)、α-松油烯(27.27%)和异驱蛔素(8.82%),连城县城关产精油中相对含量较高的成分有对-聚伞花素(36.33%)、2,5-二甲基-3-己炔-2,5-二醇(20.03%)、α-松油烯(12.71%)和异驱蛔素(3.07%)等.苗期、生长期和果熟期土荆芥精油的主要成分分别有17、12和12种,3个时期的共有成分为10种;苗期精油中相对含量较高的成分有对-聚伞花素(49.75%)、异驱蛔素(10.77%)、1-(1,3-二甲基-3-环己烯-1-基)乙酮(8.08%)和2,5-二甲基-3-己炔-2,5-二醇(7.79%)等;生长期精油中相对含量较高的成分有对-聚伞花素(49.60%)、α-松油烯(26.81%)和异驱蛔素(8.16%)等;果熟期精油中相对含量较高的成分有对-聚伞花素(43.65%)、α-松油烯(24.09%)和异驱蛔素(19.12%)等.研究结果显示,产地的地理环境和土荆芥的生育期对福建产土荆芥地上部分精油的化学成分及其相对含量均有一定的影响.     

RNAi抑制小菜蛾Br-Z2/3基因对下游细胞凋亡基因表达及化蛹的影响

【目的】本研究旨在构建用于小菜蛾Plutella xylostella蛹期特异表达基因Br-Z2/3 dsRNA合成的体外原核表达系统,研究RNAi抑制Br-Z2/3基因对小菜蛾Br-Z2/3和细胞凋亡基因表达及化蛹的影响。【方法】构建小菜蛾L4440-Br-Z2/3重组载体,转化大肠杆菌Escherichia coli HT115感受态细胞,经IPTG诱导大量获得Br-Z2/3 dsRNA,显微注射Br-Z2/3 dsRNA至小菜蛾4龄幼虫进行RNAi;qPCR检测干扰Br-Z2/3基因12和24 h后小菜蛾4龄幼虫Br-Z2/3及其下游细胞凋亡基因reaper, caspase-9和Gadd45g的表达量;观察并统计Br-Z2/3 RNAi后小菜蛾4龄幼虫的化蛹率、平均化蛹时间、蛹畸形率和幼虫死亡率。【结果】成功实现了Br-Z2/3 dsRNA的原核表达。qPCR结果表明,RNAi干扰Br-Z2/3后,小菜蛾4龄幼虫Br-Z2/3基因和相关联的细胞凋亡基因reaper表达量显著下降,但caspase-9和Gadd45g表达量显著上升。注射Br-Z2/3 dsRNA的处理组,化蛹率显著低于对照组,且化蛹高峰期推迟,幼虫死亡率显著高于对照组且畸形蛹率增加。【结论】本研究成功构建了用于小菜蛾Br-Z2/3基因dsRNA合成的体外原核表达系统,利用显微注射法对Br-Z2/3进行RNA干扰,证明Br-Z2/3是调控小菜蛾化蛹的关键基因。     

六种新烟碱类杀虫剂和三氟苯嘧啶对黄胸蓟马及南方小花蝽的选择毒性

【目的】评估6种新烟碱类杀虫剂和1种新型杀虫剂三氟苯嘧啶对黄胸蓟马Thrips hawaiiensis及其天敌南方小花蝽Orius strigicollis的选择毒性,为杀虫剂与南方小花蝽联合防控黄胸蓟马提供依据。【方法】采用药膜法测定吡虫啉、呋虫胺、氟吡呋喃酮、氯噻啉、烯啶虫胺和噻虫嗪6种新烟碱类杀虫剂及三氟苯嘧啶对黄胸蓟马成虫的毒力及对南方小花蝽5龄若虫的急性毒性,并评估其对南方小花蝽5龄若虫的暴露风险。【结果】供试的7种杀虫剂对黄胸蓟马成虫的半致死用量(median lethal rate, LR₅₀)均低于田间最大推荐用量。氯噻啉对黄胸蓟马成虫的LR₅₀值最低(0.183 g a.i/hm²),显著低于其他杀虫剂;氟吡呋喃酮和三氟苯嘧啶对黄胸蓟马成虫的LR₅₀值分别为3.066和3.949 g a.i/hm²,显著高于其他杀虫剂;两种烯啶虫胺制剂(20%烯啶虫胺可溶液剂和10%烯啶虫胺水剂)对黄胸蓟马成虫的LR₅₀分别为0.327和0.201 g a.i/hm²;两种噻虫嗪制剂(70%噻虫嗪水分散粒剂和25%噻虫嗪水分散粒剂)对黄胸蓟马成虫的LR₅₀值分别为0.970和0.685 g a.i/hm²;不同剂型和含量的烯啶虫胺和噻虫嗪对黄胸蓟马成虫的毒力差异显著。测试的6种新烟碱类杀虫剂对南方小花蝽5龄若虫的LR₅₀值均低于田间最大推荐用量,而三氟苯嘧啶对南方小花蝽5龄若虫的LR₅₀值高于田间最大推荐用量。三氟苯嘧啶对南方小花蝽5龄若虫的毒性最低(LR₅₀>65.736 g a.i/hm²),吡虫啉和呋虫胺次之(LR₅₀值分别为21.317和24.486 g a.i/hm²)。吡虫啉、呋虫胺、三氟苯嘧啶对黄胸蓟马成虫和南方小花蝽5龄若虫具有较高的选择毒性。三氟苯嘧啶和吡虫啉对农田内、农田外南方小花蝽的风险均可接受,氯噻啉和噻虫嗪均不可接受。【结论】黄胸蓟马成虫对6种新烟碱类杀虫剂和三氟苯嘧啶均具极高的敏感性,其中以吡虫啉和三氟苯嘧啶对南方小花蝽5龄若虫的风险较低;三氟苯嘧啶与南方小花蝽兼容性较高,二者在黄胸蓟马的联合防控中具备良好的潜力。