基因组学时代害虫治理的研究进展及前景

随着DNA测序技术的不断更新和生物信息学的快速发展,昆虫基因组学的研究与日俱增,提高了人们对种群遗传学和进化生态学的理解和认识,促进了对重要农业害虫的适应性和致害机理的研究,为安全、有效、可持续地开展害虫综合治理提供了新思路和新手段。近两年来,全球发布的昆虫基因组数量每年可达30个。在遗传学、生态学和进化论等生命科学基本原理和方法的指导下,基因组学的研究为揭示害虫遗传变异的内在机制、生态适应性策略和种群变动规律提供了重要的数据和信息资源,同时催生了一系列害虫治理新技术和新方法的研发与应用。为了进一步促进和加强基因组时代的害虫治理研究,拓展该领域研究的广度与深度,本文就昆虫基因组的研究,昆虫与植物协同进化模式及其互作机理,昆虫免疫和抗药性分子机制,以及害虫防治新技术等方面进行了综述,旨在为了解基因组时代害虫治理的研究进展及前景提供参考,对进一步改进害虫生态控制的策略和措施也具有指导意义。     

水稻害虫化学生态调控研究进展

自然界中,在昆虫和植物种内与种间都存在着复杂的化学联系。开发利用生态系统中这些调控生物种内种间关系的生态功能分子,可望有效降低害虫的种群密度,从而减少化学农药的使用。本文根据目前国内外在利用生态功能分子调控水稻害虫方面的最新研究成果,分别就利用昆虫性信息素、水稻挥发物、非寄主植物提取物、化学激发子以及遗传改良水稻品种等在调控水稻害虫及其天敌中作用的研究进展进行了综述,并提出了今后的研究重点与方向。希望通过本文能促进化学生态调控技术在水稻害虫治理中的应用,以减轻水稻害虫治理对化学农药的依赖。     

昆虫抗药性机制及抗性治理研究进展

化学杀虫剂的广泛使用,使昆虫产生抗药性的现象日渐突出。抗药性是一种潜在的、强大的、普遍的自然现象。研究昆虫的抗药性对于农林害虫防控、新型杀虫剂研发、生态环境的多样性等具有重要的意义。近年来随着昆虫基因组学的发展,昆虫抗药性研究取得突破性进展,本文介绍了基因组学在昆虫抗药性研究中的应用,着重概述了昆虫抗药性形成的分子机制以及其治理策略,并对今后如何延缓抗性的发展进行了探讨和展望。     

害虫的遗传与行为调控

本文综述了昆虫的行为遗传机制、昆虫的发育与变态、昆虫对主要环境因子变化的响应、害虫与寄主植物的化学通讯和多营养级信息网及其对昆虫行为调控等国内外研究进展,提出了害虫治理要从杀灭防治转变为行为调控的新思路和新理念,认为未来的研究将围绕害虫暴发成灾的遗传与行为机理等科学问题,通过深入研究害虫发育变态、行为遗传,及其对关键生态因子和食物网内信号物质适应机制,揭示影响害虫发生的内外关键因素,寻找基于基因和生态调控行为治理害虫的新技术和新方法,为有效开展害虫治理、减少化学农药做出贡献。     

基于服务功能的昆虫生态调控理论

鉴于昆虫在植物传粉授精、害虫生物控制、土壤有机物分解中提供多种生态系统服务功能,本文在害虫生态调控、区域性害虫生态调控与生境管理的基础上,进一步提出基于多种生态服务功能的农田景观昆虫生态调控理论、方法与实践。认为:昆虫管理不仅仅是害虫的管理,还应包括有益昆虫(如传粉昆虫、天敌昆虫、分解昆虫)的管理,这种管理应从单一农田生态系统扩展到农田景观生态系统,充分考虑农田景观中昆虫的传粉功能、生物控害功能和分解功能,通过对功能植物、作物与非作物生境的空间布局以及时间序列上的生态设计,从空间上明确昆虫(包括害虫、天敌、传粉昆虫、分解昆虫)在不同生境中的转移扩散动态,从时间上掌握昆虫在不同寄主植物与非作物生境上的演替过程,从技术上着重发挥有利于昆虫的传粉功能、生物控害功能和分解功能的综合措施,在研究方法上突出使用稳定同位素、生态能量学、化学生态学等定量分析手段,研究景观区域内中"植物-昆虫"互作过程及其生态调控措施的作用,寻求不同时空条件下控害保益的关键措施,设计和组装出维持多功能的农田景观昆虫生态调控技术体系,创造有利于天敌控害、蜜蜂传粉、土壤分解的环境条件,以发挥昆虫类群在农田景观中最大的生态服务功能。     

我国城市昆虫学研究的回顾与展望

我国城市昆虫学的研究兴起于20世纪80年代中期,此后,该领域的研究获得了长足的进展。城市生态系统不同于自然或农业生态系统,特别是城市化的进程对城市昆虫的生物学特性造成显著影响,致使城市害虫拥有自身的特点,其综合治理的理念和措施也相应有所变化。城市害虫主要包括卫生害虫、仓储害虫、园林害虫等,相关领域的研究也日益成为昆虫学家关注的焦点。本文从城市昆虫在城市化作用下的生物生态学基础、城市害虫群落发生特点、基因组测序概况、抗性分子机制以及城市害虫综合治理体系等方面入手,阐述城市害虫暴发成灾的内因及其抗性综合治理策略的制定原则。同时,本文对城市昆虫学未来研究方向和防控策略进行了展望,以期为我国城市害虫生物学特性及其防控策略的制定提供依据。此外,文中还讨论了基于分子生物学或昆虫不相容技术的具有应用前景的几种防控策略。     

索科线虫分子系统学研究进展

昆虫病原索科线虫是一类宝贵的昆虫天敌资源,对农、林及卫生害虫的综合治理、环境保护以及实现农田生物多样性,都具有重要的学术和实用价值。其分子系统学研究涉及RAPD技术、SAFLP技术和基因分子标记技术对索科线虫种属间的亲缘关系探究,以及其线粒体全基因组分析等。     

中国茧蜂系列专著书评

茧蜂科(包括蚜茧蜂)是农林和卫生害虫的天敌昆虫,在生物多样性研究、害虫生物防治、种群数量控制和生态环境保护方面具有重要的意义。随着贯彻科学发展观和可持续发展战略的实施,加强环境生态保护而应用天敌昆虫进行生物防治和推进综合治理已日益得到重视。茧蜂科是天敌昆虫类群尤为引人瞩目的研究领域之一。对其进行系统分类鉴定、查明我国资源情况,开展生物多样性和生物防治研究,皆是重要的基础理论研究和应用基础的需要。     

RNA干扰技术在昆虫滞育机制研究中的应用

滞育是昆虫对环境适应的一种重要的生理特性,研究其机理有助于对有益昆虫的开发利用和对害虫生态调控新途径的探索。RNA干扰是生物体内源基因发生转录后特异性降解的一种生理现象,作为一种强有力的分子生物学技术,已逐渐应用于昆虫功能基因研究以及害虫防治等领域。本文围绕RNAi的作用机理及其对昆虫滞育相关基因的沉默研究展开综述,旨在为进一步研究滞育分子机制提供新思路。     

昆虫趋光性研究的回顾

利用昆虫的趋光性开展农林卫生害虫诱杀,一直是害虫绿色防控的组成部分。本文综述了昆虫的多种趋光性行为,昆虫趋光性机制—罗盘理论、马赫带效应理论和开放空间理论,对在物理、生物环境条件、光和光源属性条件下昆虫趋光的生态适应性,以及对昆虫抵达光源的位置和移动轨迹进行了讨论。     

基于全基因组学的非人灵长类适应性进化的研究进展

开展非人灵长类的基因组学研究不仅能够深入探究其演化与适应的分子机制,同时有助于非人灵长类遗传资源的开发和利用.近年来,由于研究方法和技术手段的不断发展和完善,非人灵长类基因组学的相关研究,特别是有关其适应性演化方面的研究也得到了极大的发展.为此,本文对非人灵长类基因组研究现状进行了概述,分析和探讨了目前非人灵长类适应性演化及其在生物医学研究方面的主要研究进展,并对本领域的研究进行了展望,旨在为非人灵长类的基因组学研究及其遗传资源的可持续开发与利用提供参考.     

生态基因组学研究进展

生态基因组学是一个整合生态学、分子遗传学和进化基因组学的新兴交叉学科。生态基因组学将基因组学的研究手段和方法引入生态学领域,通过将群体基因组学、转录组学、蛋白质组学等手段与方法将个体、种群及群落、生态系统不同层次的生态学相互作用整合起来,确定在生态学响应及相互作用中具有重要意义的关键的基因和遗传途径,阐明这些基因及遗传途径变异的程度及其生态和进化后果的特征,从基因水平探索有机体响应天然环境(包括生物与非生物的环境因子)的遗传学机制。生态基因组学的研究对象可以分为模式生物与非模式生物两大类。拟南芥、酿酒酵母等模式生物在生态基因组学领域发挥了重要作用。随着越来越多基因组学技术的开发与完善,越来越多的非模式生物生态基因组学的研究将为生态学的发展提供重要的理论与实践依据。生态基因组学最核心的方法包括寻找序列变异、研究基因差异表达和分析基因功能等方法。生态基因组学已广泛渗透到生态学的相关领域中,将会在生物对环境的响应、物种间的相互作用、进化生态学、全球变化生态学、入侵生态学、群落生态学等研究领域发挥更大的作用。     

遗传控制技术在实蝇类害虫中的研究进展

实蝇类害虫严重危害多种水果和蔬菜,是世界果蔬产业最重要的害虫类群之一,严重影响了发生地的果蔬生产和出口贸易活动。昆虫不育技术(SIT)是一种物种特异和环境友好型防治措施,在多种实蝇类害虫的防治、阻截和根除中起到了不可替代的重要作用。通过分子生物学技术对昆虫的基因组进行遗传修饰,可对SIT进行改进,提高其防控效果并扩大应用的物种范围,近年来相关方面的研究已取得重要进展,成为害虫遗传控制的研究热点。本文阐述了通过受四环素调控的tet-off基因表达系统来实现昆虫"不育"的基本原理和在果蝇及其他几种主要实蝇类害虫中建立的不同类型的遗传控制体系,以及类似体系在其他农业昆虫中的应用情况。简要介绍了在橘小实蝇遗传控制技术体系构建方面的工作进展,并对该技术的在害虫综合治理(IPM)尤其是实蝇类害虫防治中的应用前景进行了讨论和展望。     

中华蜜蜂种群遗传分化与环境适应机制研究进展

中华蜜蜂Apis cerana cerana是我国十分关键和重要的传粉媒介昆虫，在不同栖息地中广泛分布，表现出飞行敏捷、采蜜期长和适应性强等优点。但近些年中华蜜蜂正面临前所未有的种群多样性下降，为保护这些特定的中华蜜蜂种群的遗传资源，研究人员基于几何形态学、分子生物学和基因组学等技术手段对中华蜜蜂遗传分化和环境适应机制进行了研究，而在我国这些多样化的中华蜜蜂种群为揭示其种群适应性进化规律提供了绝佳材料。本文从中华蜜蜂种群遗传分化与环境变化的相关性、形态变异与环境适应、环境适应性生理和行为改变及这些表型变化的遗传机制4个方面综述了相关研究进展。研究发现，物理屏障和生态环境的变化，特别是海拔和纬度相关环境变化是造成中华蜜蜂种群分化的主要原因。气候因子中，温度、氧气、辐射和湿度等对中华蜜蜂环境适应性的形态发育和生理生态特征产生重要影响。形态特征的变化主要体现在体型大小和体色上，代谢生理和行为改变是其环境适应的重要策略。基于现代基因组学和分子生物学技术的种群遗传学和种群基因组学研究发现，与社会分工行为、学习感知行为、信息感知、生长发育、温度适应和代谢等相关的基因或通路受到自然选择作用，这为中华...     

中国昆虫染色体的研究现状

<正> 昆虫染色体的研究,对昆虫分类学如分类系统的建立、近缘种的区分乃至种下分类;对遗传学包括分子遗传学及对害虫的遗传防治等;对昆虫的种类演替规律、种间种内进化甚至对害虫产生抗药性的机理等自然奥秘的揭示具有重要意义。中国自从李汝琪教授于1930年首     

昆虫翅多型的分子调控机制研究进展

生物如何适应复杂的环境变化是生物学研究的重要科学问题。其中,昆虫在长期的进化过程中形成了翅多型现象以适应复杂的环境,由此通过调控翅型的转换,对不同的环境条件做出响应,从而优化资源分配以平衡迁移或繁殖的需求,但目前对其分子调控机制仍不十分清楚。本文基于国内外最新研究进展,结合作者自己的研究,系统地综述了昆虫体内参与翅型转换调控的多种途径的研究进展,包括胰岛素信号通路、蜕皮激素信号通路、保幼激素信号通路、JNK信号通路、生物胺信号通路和病毒基因水平转移,指出了未来发展的方向。这些研究成果不仅对于进一步阐明昆虫翅多型的分子机制具有指导意义,也为开发以翅型调控为主要内容的害虫综合治理技术提供参考。     

利用生物多样性控制作物害虫的理论与实践

生物多样性是人类可持续发展的重要基础,保护和利用生物多样性是国际社会普遍关注的问题。近年来,通过改善农田生物多样性和强化农田生态系统保益控害的服务功能,实现作物病虫害生态调控已成为国内外研究的热点。本文在总结分析国内外利用生物多样性控制害虫理论研究和实际应用的基础上,综述了该领域的研究进展、实践成果和发展前景。文中介绍了生物多样性的基本概念及其与害虫综合治理的关系,系统概述了利用农田生物多样性控制作物害虫的各种理论假说,包括天敌假说、资源集中假说、联合抗性假说、"推-拉"假说、中度复杂假说、景观缓冲假说等;从提高天敌多样性、作物多样性、非作物多样性和景观多样性等方面综合评述了利用农田生物多样性控制作物害虫的应用实践,重点介绍了我国的一些典型的实际应用案例,旨在充分展示中国昆虫学科技工作者在该领域做出的贡献;针对现代农业集约化经营导致农田生态系统结构简单、农田生物多样性不断下降等特点,对如何以农田景观为单元进一步做好利用生物多样性控制作物害虫的理论研究和应用实践进行了讨论和展望。     

具保幼激素活性的昆虫生长调节剂应用前景展望

随着对常现杀虫剂不良作用的认识日益深刻,人类对杀虫剂的理解和认识也发生了根本性的变化,不仅要求有效地控制害虫,而且更注重生物合理性或环境和谐性;日趋强调对害虫的种群进行控制和调节（regulation）,而不是“杀死”[1]。在昆虫生理学、生物化学和分子生物学等相关学科迅速发展的推动下,昆虫毒理学有关害虫防治机理的研究不断取得突破和进展。同时对节肢动物内分泌机理的不断了解,更进一步促进了生物合理性农药（biorahonalpestiddes）的研究设计与开发,具保幼激素活性的昆虫生长调节剂（insectgrowthregulator,IGR)便是其成…     

象甲科昆虫转录组研究进展

转录组是细胞在特定发育阶段或生理条件下的全部转录本及其数量总和,并能揭示特定状态下的基因表达模式及分子机理。象甲科昆虫拥有动物界中最多的物种种类,该科许多昆虫也是我国粮食仓储和农林产业上的重大害虫。通过研究象甲科昆虫转录组,从分子水平揭示其生命过程中相关的基因及其功能,对寻找害虫防治的新方法具有重要意义。本文对象甲科昆虫转录组研究现状进行了浅析,涉及象甲科不同发育阶段基因差异、昆虫触角、与植物互作、防治、免疫机制、进化、基因沉默7个方面的分析,可在理论上丰富对象甲科昆虫遗传发育、免疫、潜在RNA干扰靶点筛选等方面的理解,并在此基础上提出了象甲科转录组今后的研究热点与应用前景,为害虫防控提供理论指导。     

昆虫学研究进入基因组学时代

自2000年果蝇(Drosophila melanogaster)基因组公布以来,昆虫基因组学得到了快速发展并为昆虫学的研究思路和方法带来了革命性转变.本文介绍了近年来DNA测序技术和生物信息学的发展及其对昆虫基因组学研究的促进作用,综述了模式昆虫、卫生害虫、社会性昆虫和农业昆虫的基因组学研究现状,并对昆虫基因组学研究的意义和发展趋势进行了总结和展望.