不同地区田间草地贪夜蛾卵巢的结构和发育

【目的】探明田间草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda卵巢的发育状态及其变化,为草地贪夜蛾种群的发生和迁飞动态提供精准监测依据。【方法】采用雌性生殖系统解剖法,比较不同日龄和地区的田间草地贪夜蛾雌蛾卵巢的形态差异,分析卵巢成熟状态与雌蛾交配的关系。【结果】草地贪夜蛾雌蛾生殖系统包含卵巢、输卵管、交配囊、导精管、受精囊、附腺和产卵器。根据形态特征可以将田间草地贪夜蛾卵细胞分为卵黄发生前期、卵黄期和成熟期3个时期。田间雌蛾1日龄卵巢中发育最快的卵仅处于卵黄期中期,卵巢管柄为空;3日龄卵巢出现分化,一部分卵巢仍然和1日龄相似,另一部分卵巢中存在成熟卵;这种卵巢发育分化到羽化后11 d时仍然存在。云南江城、弥勒,广西田阳以及浙江瑞安和镇海等地的田间雌蛾,到死亡时分别有61.5%, 51.7%, 41.7%, 42.1%和35.5%卵巢发育不成熟。室内饲养第1代雌蛾中,有39.6%的个体到死亡时卵巢未发育成熟,和田间雌蛾比例相似。交配雌蛾卵巢可以是发育成熟和未成熟的,但是未成熟卵巢的比例仅为18.0%±5.0%。【结论】结果提示同一代次的田间草地贪夜蛾可能同时存在迁飞和非迁飞个体,其比例随地理位置和季节发生变化。本研究的结果在一定程度上解释了单纯依据化学农药难以防治草地贪夜蛾的原因,也为田间草地贪夜蛾的迁飞监测和绿色防控提供了一定依据。     

大豆蚜嗅觉在选择寄主植物中的作用

大豆蚜ＡＰｈｉｓｇｌｙｃｉｎｅｓ有翅和无规孤雌生殖蚜为其寄主植物大豆叶和鼠李叶气味所引诱,而非奇主植物棉花叶和黄瓜叶气味处于中性,丝瓜叶和南瓜叶气味具有明显的排斥作用。非寄主植物气味可以遮蔽寄主植物气味的引诱作用。大豆蚜触角感受器对植物气味具有嗅觉生理反应,对一些化合物的最小感觉阈值达１０－５至１０－６体积比浓度,表明大豆蚜触角上存在识别植物气味的嗅觉受体细胞。由此证明,嗅觉在大豆蚜选择寄主植物过程中起重要作用。     

大豆蚜嗅觉在选择寄主植物中的作用

大豆蚜 Aphis hlycines 有翅和无翅孤雌生殖蚜为其寄主植物大豆叶和鼠李叶气味所引诱,而非寄主植物棉花叶和黄瓜叶气味处于中性,丝瓜叶和南瓜叶气味具有明显的排斥作用。非寄主植物气味可以遮蔽寄主植物气味的引诱作用。大豆蚜触角感受器对植物气味具有嗅觉生理反应,对一些化合物的最小感觉阈值达10-5至10-6体积比浓度,表明大豆蚜触角上存在识别植物气味的嗅觉受体细胞。由此证明,嗅觉在大豆蚜选择寄主植物过程中起重要作用。     

三种蚜虫对植物挥发性次生物质触角电位反应的比较研究(英语)

用触角电位法研究了大豆蚜、棉蚜和桃蚜对39种挥发性次生化合物的反应,结果如下:1)绿叶气味化合物及其异构体的去极化电压远强于萜烯类;具有6个碳原子的醇类和醛类是最有活性的化合物.2)大豆蚜和棉蚜对醛类和脂类的反应要比对相应的醇类强,这与桃蚜的实验结果刚好相反.3)蚜虫嗅觉系统所显示的活性与刺激化合物的结构有关,醇类和醛类刺激所引起的EAG饱和的要比不饱和的强.4)大豆春迁蚜对萜烯衍生物(醇、醛、脂)的触角电位反应高于棉蚜,而对萜烃化合物的反应刚好相反.5)各种化合物引起的EAG峰形不同;牛儿醇、癸醇和香茅醇刺激所引起的波形回复最慢,而在直链饱和醇中随着碳原子数的增加而回复速度减慢.     

黄杨绢野螟雌蛾性信息素的鉴定及诱蛾活性

【目的】研究旨在深入探讨中国黄杨绢野Diaphania perspectalis 的雌蛾性信息素组成及诱蛾活性。【方法】利用气质联用仪（GC-MS）对黄杨绢野螟正常型性成熟雌蛾的性腺体提取物和合成标样比较分析,并用反-11-十六碳烯醛(E11-16:Ald) 、顺-11-十六碳烯醛（Z-11-16:Ald）、顺-9-十六碳烯醛（Z-9-16:Ald)、顺-11-十六碳烯醇（Z-11-16:OH)等物质进行触角的电生理测定,最后开展田间诱集比较试验以筛选出最佳性信息素混合物。【结果】Z-11-16:Ald为中国黄杨绢野螟正常型性信息素主要组分,E-11-16:Ald的含量极低,Z-11-16:OH未检测到。正常型雄性黄杨绢野螟触角对Z-11-16:Ald, E-11-16:Ald, Z-9-16:Ald和Z-11-16:OH产生强烈的EAG反应,并随着浓度的提高而显著增加;而对Z-11-16:Ac和E-11-16:Ac的嗅觉反应较弱,低于对植物绿叶气味顺3-己烯乙酸酯（Z-3-6:Ac）的反应。单一Z-1-16:Ald对正常型雄性黄杨绢野螟具有强烈的诱集效果,加入E-11-16:Ald有一定的增效作用,但在统计上则不显著。单一Z-11-16:Ald组分对黑化型雄性黄杨绢野螟无引诱活性,必需加入一定比例的E-11-16:Ald才显示诱蛾活性。Z-11-16:Ald:E-11-16:Ald的比例为250 μg:250 μg时诱集到的黑化型雄性黄杨绢野螟数量最多,而Z-11-16:Ald:E-11-16:Ald的比例为429 μg:71 μg时则诱集到的正常型雄性黄杨绢野螟数量最多。同时,单一Z-11-16:Ald也可引诱大量雄性粘虫Mythimna separata,但E-11-16:Ald抑制其活性。【结论】中国黄杨绢野螟的性信息素主成分是Z-11-16:Ald,单一组分即可在田间强烈引诱雄蛾,E-11-16:Ald的功能只起到微弱的增效作用,但也可能起种的专一性的作用。正常型与黑化型黄杨绢野螟对性信息素的嗅觉反应存在差异,黑化型黄杨绢野螟的性信息素接近日本种,即性信息素组成为Z-11-16:Ald和E-11-16:Ald 的混合物,其比例为1:1,且E-11-16:Ald为必需。     

视觉和嗅觉信号对果蝇食物搜寻行为的协同作用

为了探索视觉和嗅觉信号在昆虫食物搜寻过程中的作用, 本研究利用杨梅和橘子为引诱物, 在实验室条件下测定了嗅觉和视觉信号诱集到的黑腹果蝇Drosophila melanogaster数量, 分析了嗅觉经历对果蝇嗅觉和视觉食物搜寻的影响。发现同源性嗅觉和视觉信号存在的杨梅诱集到的果蝇数量显著大于单一的视觉信号和嗅觉信号, 但异源性嗅觉和视觉信号组合诱集到的果蝇数量和单独的嗅觉信号相似。嗅觉信号预处理不仅能够显著增加嗅觉信号诱集到的果蝇数量, 其中杨梅嗅觉信号对杨梅预处理果蝇的吸引能力与视觉和嗅觉信号存在的杨梅相似, 而且异源性嗅觉和视觉信号组合诱集到的预处理果蝇数量也不低于视觉和嗅觉信号存在的杨梅。另外杨梅嗅觉信号预处理也能够显著增强杨梅视觉信号诱集到的果蝇数量。但嗅觉预处理并不会改变同源性视觉和嗅觉信号组合诱集到的果蝇数量。本研究表明, 果蝇同时利用视觉和嗅觉信号进行食物搜寻, 因此同源性视觉和嗅觉信号在果蝇诱集过程中具有协同作用。另外果蝇具有较强的记忆和学习能力, 能够将记忆中的嗅觉信号应用于食物搜寻。本研究结果不仅有利于我们了解果蝇在自然状态下的食物搜寻机制, 而且有利于开发更有效的果蝇新型诱捕器。     

植物气味化合物与斜纹夜蛾性信息素的协同作用

为提高现有性信息素对雄蛾的引诱活性, 本研究通过大量的田间试验探索植物气味化合物与斜纹夜蛾Spodoptera litura性信息素（顺9, 反11-十四碳二烯乙酸酯∶顺9, 反12-十四碳二烯乙酸酯=10∶1）的协同作用机制。从斜纹夜蛾寄主植物和花的气味化合物中, 选择9种有代表性的化合物, 并以一定剂量分别加入到斜纹夜蛾性信息素诱芯中, 在田间测试对雄蛾的引诱活性。结果表明: 在测试的9种植源性化合物中, 发现一定剂量(每个诱芯加入0.4 mg)的苯乙醛(PAA), 具有显著提高斜纹夜蛾性信息素的引诱作用, 而高剂量的苯乙醛则强烈抑制性信息素的引诱活性; 此外, 其他各种浓度的测试化合物或混合物对性信息素则没有统计上显著的增效作用。不同剂量的苯乙醛单个化合物及各种植物气味化合物组成的混合物对斜纹夜蛾也有微弱的引诱作用。苯乙醛必须要与性信息素的完整组分(以10∶1比例混合的顺9, 反11-十四碳二烯乙酸酯和顺9反, 12-十四碳二烯乙酸酯)混合才能起作用, 缺少顺9, 反12-十四碳二烯乙酸酯则没有引诱活性。本研究证明, 苯乙醛作为理想的性信息素诱芯增效剂, 可应用于建立更理想的斜纹夜蛾性信息素诱杀技术, 对性诱害虫防治和测报具有应用价值。     

斜纹夜蛾嗅觉受体基因Ⅱ的表达谱分析

气味调控斜纹夜蛾Spodoptera litura的觅食、 交配和产卵等行为, 而嗅觉受体（olfactory receptor, OR）作为气味的直接受体, 是嗅觉神经信号产生的起点, 是嗅觉信息的编码及信号的传递通路的重要组成部分。本研究通过RT-PCR和Western blot技术, 对斜纹夜蛾嗅觉受体基因Ⅱ（Spodoptera litura olfactory receptor gene Ⅱ, SlitOR2）（GenBank登录号： DQ845292）的组织特异性和不同发育阶段表达情况进行分析鉴定。半定量RT-PCR研究结果表明, SlitOR2主要在成虫期的触角中表达, 其他部位和发育期未检测到表达。Western blot鉴定结果表明SlitOR2主要在成虫触角表达, 与半定量RT-PCR结果基本一致。但在成虫足、 头和中期蛹中也看到有微量蛋白表达。可能是与目的蛋白大小类似的其他非特异性蛋白条带, 也可能是该蛋白在成虫足部、 头部和中期蛹中有微量表达, 因为足部的跗节和头部的口喙也分布有少量的嗅觉感器。目的条带单一清晰, 表明制备的多肽抗体特异性较好, 可以用于后续相关实验。     

松墨天牛OBP基因MaltOBP2和MaltOBP6的克隆、序列分析及组织表达谱和原核表达研究

【目的】本研究旨在探索松墨天牛Monochamus alternatus Hope在嗅觉识别寄主植物过程中扮演重要角色的气味结合蛋白(odorant binding proteins,OBPs)的结构及功能。【方法】利用生物信息学方法对得到的Malt OBP2和Malt OBP6基因序列和蛋白结构进行分析,并通过实时荧光定量PCR分析Malt OBP2和Malt OBP6在松墨天牛雄虫不同组织和时空中的表达差异,利用p ET32a(+)原核表达载体对Malt OBP2和Malt OBP6进行了诱导蛋白表达。【结果】本研究得到两个松墨天牛气味结合蛋白基因——Malt OBP2(Gen Bank登录号:KP120891)和Malt OBP6(Gen Bank登录号:KP120892),ORF长度分别为402 bp和408 bp,翻译的氨基酸序列均含有4个保守的半胱氨酸位点,表明得到的两个OBP基因的编码蛋白均属于Minus-C OBP亚家族;推导的两个OBP蛋白均有6个α螺旋区域,且α螺旋区域在两个蛋白的位置非常相似,但是两个OBP蛋白推测的配体结合位点和位点极性却完全不同。组织表达模式表明,Malt OBP2和Malt OBP6在成虫头部、触角、下颚(唇)须、腹部末端和足中均有表达,表达程度不一,但都在头部显著表达,触角中的表达量相比其他组织中较低或只是持平。发育表达结果表明,Malt OBP2在蛹触角中的表达量最高,而Malt OBP6在幼虫头部的表达量最高。本研究成功构建了原核表达载体p ET32aMalt OBP2和p ET32a-Malt OBP6,并进行了OBP蛋白诱导表达,低温(16℃和20℃)条件利于蛋白表达在上清液中,延长诱导表达时间(12 h)可以增加蛋白的表达量。【结论】本研究从松墨天牛体内得到了Minus-C OBP蛋白亚家族的两个基因Malt OBP2和Malt OBP6,通过配体结合位点推测它们具有不同的生理功能;通过组织表达谱结果推测这两个OBP基因在松墨天牛中的功能不仅仅局限于嗅觉识别,或还有味觉感受、化学感受等其他生理功能。本研究结果为两个OBP蛋白的结构和功能研究奠定了基础,为探索松墨天牛的化学感受机制提供了条件。     

昆虫嗅觉系统结构与功能研究进展

昆虫的脑由前脑、中脑和后脑组成,其中前脑含有高级感觉中枢,如蘑菇体和中央复合体,控制昆虫的学习、记忆和运动等高级神经活动;中脑包含触角叶,是嗅觉神经中心;而后脑则通常不发达,主要包括内分泌神经元和控制进食与消化的运动神经元。不同于其他物种,昆虫由于其特殊的生活习性,听觉和视觉系统相对退化,主要依赖嗅觉来捕食、交流和求偶,因此嗅觉系统尤其发达。本文综述了目前对昆虫的脑部主要神经结构和功能(中央复合体、蕈形体和触角叶结构)以及昆虫脑部结构遗传变异(性别异构,不同发育时期、不同昆虫以及昆虫与其他动物的脑部结构差异)的研究进展,并总结了目前昆虫脑对信号的加工处理和识别机制的研究结果。