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。     

昆虫与其肠道菌群互作机理的研究进展及其在害虫管理中的应用前景

昆虫肠道中栖息着真菌、病毒、细菌、原生动物和古菌等种类繁多、数量庞大的微生物,总称为肠道微生物群。其中,细菌是最主要的类群,统称为肠道菌群。一方面,肠道菌群广泛参与了宿主昆虫的生长发育、免疫防御与器官稳态维持、抗药性的产生、逆境抗性和社会行为等众多关键生理过程。另一方面,昆虫的肠道免疫系统中有一套精细的调控机制来维持宿主与其肠道菌群之间的共生关系。高通量测序技术与组学技术的发展和应用极大地促进了对昆虫体内微生物群的结构与功能的认识和理解,并明显提高了人类对昆虫微生物资源的利用能力。本文综合介绍了关于昆虫肠道菌群的组成、功能及其与宿主互作机理等方面的研究现状,并在此基础上对昆虫耐受与调控其肠道菌群稳态的机理研究及其相关的应用前景进行了展望。     

灵长类比较基因组学的研究进展

随着人类和黑猩猩全基因组测序工作宣布完成,以及其他灵长类基因组测序工作的逐步开展,目前已经积累了大量的灵长类基因组数据,一个崭新的研究领域——灵长类比较基因组学应运而生。该文主要通过对人类和其他非人灵长类系统关系和基因组结构的比较,从系统进化、基因组结构和基因表达调控等方面评述该领域的研究进展,阐述人类、黑猩猩与其他非人灵长类之间的主要生物学差异,揭示人类进化的生物学机制。     

乳酸菌基因组学研究进展

伴随着高通量测序技术的快速发展和测序成本的降低,越来越多的微生物基因组全序列测定得以实现,从基因组学的层面了解乳酸菌的遗传结构和组成,进而分析和掌握其生物学功能已经逐渐成为可能.迄今为止已经有22株乳酸菌的基因组完成测序并公开发表,还有至少12株测序工作仍在进行中.本文在分析相关文献和生物信息数据基础上,从乳酸菌基因组特点、代谢多样性、进化及共线性四个方面对乳酸菌基因组学研究进展进行了总结,旨在为乳酸菌研究和应用提供参考.     

景观基因组学的研究进展及其在害虫综合治理中的应用

随着测序技术和生物信息学的快速发展,昆虫基因组学及其相关研究成果与日俱增。把农田景观要素嵌入基因组结构、适应性遗传变异和基因功能的研究,揭示在特定景观背景下害虫适应性和致害性的分子机理,是景观基因组学与害虫治理研究的新领域。景观基因组学是景观生态学与种群基因组学的交叉学科,旨在探究生物对所处环境适应性的遗传基础;研究重点是在环境因子的选择作用下,考察和分析物种的适应性进化及群体之间的基因流和遗传漂变;研究方法可以概括为空间采样策略的设计、分子标记的使用、数据的采集与分析。本文概述了景观基因组学的研究现状,包括近年来的主要研究发现和成果,并进一步阐述了景观基因组学在昆虫抗药性治理、保护性生物防控、全球气候变化背景下的害虫综合治理等方面的应用及前景,旨在促进更加有效地开展可持续的害虫综合治理,减少化学农药的使用,促进作物安全生产。     

害虫抗药性的显性水平与抗性进化

对杀虫剂的代谢抗性和主要靶标抗性的显性水平作了理论解释,其中包括昆虫对Bt抗性的显性水平的解释。并对抗性显性具有的多变性作了阐述。分析抗性显性水平与抗药性进化的关系,认为在抗性进化早期抗性表现为显性的基因频率上升快于抗性表现为隐性时;但在抗性等位基因频率较高且出现抗性纯合子个体时,抗性表现为隐性的基因频率上升显著快于抗性表现为显性时。最后论述抗性显性在抗性治理中的应用。     

进化基因组学在昆虫天然免疫研究中的应用前景

整合基因组学和进化论而发展起来的进化基因组学正在逐渐改变传统昆虫学的研究模式。对昆虫天然免疫的研究已不再仅仅依靠实验学方法。3种全基因组序列被破译的模式昆虫(黑腹果蝇、冈比亚按蚊和意大利蜜蜂)将为这些研究引入新的方向。该文将以模式昆虫为代表,简要介绍如何利用进化上的趋同和趋异概念建立一特定昆虫物种的抗微生物肽基因蓝图;以及如何利用基因组数据和进化分析方法鉴定控制昆虫Toll信号通路关键组分Spatzle配体的进化优势位点。     

真菌群体基因组学研究进展

近年来,随着第二代高通量测序技术的出现和发展,测序成本不断降低,完成全基因组测序的真菌物种迅速增加。以大规模测序为基础的群体基因组学,也逐渐应用于解析真菌的群体结构、物种形成、种群分化和位点特异性效应。本文综述了群体基因组学在工业真菌、病原真菌、食用真菌、共生真菌及其在表型性状遗传基础解析中的研究进展,并对其今后的发展方向进行了展望。     

《中国茶树害虫及其无公害治理》

由安徽农业大学张汉鹄教授与湖南农业大学谭济才教授编著,安徽科学技术出版社出版,精装,53万字。共10章,分别阐述了我国茶树昆虫区系分布,茶树害虫来源、发生与种群演替,茶园生物群落,茶园天敌资源及其对害虫的自然控制,茶园害虫生态控制与无公害茶叶生产,国内常见100余种茶树害虫的发生规律与无公害防治技术,还特约有各生产茶区专家的相关论述。书附有一批彩图．中国荣树有害昆虫名录,中国茶树害虫天敌名录,     

昆虫基因组及数据库研究进展

基因组序列为昆虫分子生物学研究提供丰富的数据资源,推动系统生物学在古老的昆虫学中蓬勃发展。昆虫基因组学研究已经成为当前的研究热点,目前在NCBI登录注册的昆虫基因组测序计划有494项,其中已提交原始测序数据的昆虫有225种,完成基因组拼接的有215种,具有基因注释的有65种,公开发表的昆虫基因组有43篇。本文综述了测序技术发展的历史及其对昆虫基因组研究的推动作用、昆虫基因组的组装和注释及其存在的问题、昆虫基因组测序进展、昆虫基因组数据库的发展及基因数据挖掘利用的基本思路和对策,以及昆虫基因大数据在害虫防治和资源昆虫利用中的应用前景。     

华北棉区主要害虫抗药性监测与治理技术示范

【目的】华北地区转基因Bt棉大面积种植后,刺吸式口器害虫已成为棉花主要害虫。本研究旨在监测明确棉花主要害虫对田间常用杀虫剂抗性水平变化,以指导田间合理用药。【方法】2013-2015年分别采用叶片药膜法和点滴法系统监测了河北省邱县、山东省滨州市、河南省西华县棉铃虫Helicoverpa armigera、棉蚜Aphis gossypii、绿盲蝽Apolygus lucorum对常用杀虫药剂的抗性动态变化情况。【结果】棉铃虫对辛硫磷、高效氯氟氰菊酯抗性呈上升趋势,抗性倍数都在20倍以上,对甲氨基阿维菌素苯甲酸盐从敏感状态转为中等水平抗性,抗性倍数在10倍以上。棉蚜对杀虫剂抗性水平都比较高,特别是对氧化乐果、高效氯氰菊酯、吡虫啉都已产生了高水平抗性,抗性倍数都在100倍以上。绿盲蝽对吡虫啉从敏感状态转为中等水平抗性,抗性倍数在10倍以上,对马拉硫磷、灭多威等药剂抗性倍数还维持在10倍以下,对高效氯氟氰菊酯只监测到滨州种群产生了中等水平的抗性,抗性倍数达到了95倍。在明确棉花害虫抗药性水平的基础上,对山东滨州棉花害虫实施了以轮换用药为主的抗性治理示范,示范区比农户自防对照区减少3次用药,增加棉花产量7.53%,节本增收109.16元,取得了较好的示范效果和经济效益。【结论】当前华北棉区主要害虫抗性水平上升,急需开展以轮换用药为主的抗性治理措施。     

广东国兰虫害发生调查

2009年12月至2013年3月,调查了广东省国兰虫害种类及其危害,调查结果表明：在广东为害国兰的节肢动物有：半翅目的牡蛎蚧Lepidosaphinae、褐软蜡蚧Coccus hesperidum (Linnaeus)和蚜虫Aphidae、缨翅目的兰花蓟马Dichromothrips corbetti (Priesner)、直翅目的Locustoidea、螽斯Tettigoniidae、鳞翅目的蓑蛾Psychidae以及软体动物蜗牛和蛞蝓等9种（类）有害生物,并对国兰虫害的为害状和发生情况进行了简要描述,以期为国兰虫害的诊断和预防提供指导。     

Baculovirus-based strategies for the management of insect pests: a focus on development and application in South Africa

There is growing concern among governments, scientists, agricultural practitioners and the general public regarding the negative implications of widespread synthetic chemical pesticide application for the control of crop pests. As a result, baculovirus biopesticides are gaining popularity as components of integrated pest management (IPM) programmes in many countries despite several disadvantages related to slow speed of kill, limited host range and complex large scale production. In South Africa, baculoviruses are incorporated into IPM programmes for the control of crop pests in the field, and recent bioprospecting has led to the characterisation of several novel isolates with the potential to be formulated as commercial products. This contribution will provide an overview of the use of baculoviruses against insect pests in South Africa, as well as research and development efforts aimed at broadening their application as biocontrol agents. Challenges faced by researchers in developmental projects as well as potential users of baculoviruses as biopesticides in the field are also discussed.     

不同蔬菜害虫对色彩的趋性差异

试验表明,黄曲条跳甲PhyllotretastriolataF.、桃蚜Myzuspersicae(Sulzer)、和美洲斑潜蝇LiriomyzasativaeBlanchard对不同颜色的趋向性存在差异,黄曲条跳甲对黄色和白色的趋性强,桃蚜和美洲斑潜蝇对黄色最敏感,小菜蛾Plutellaxylostella(L.)成虫对绿色的敏感性明显强于其他色彩。在生产上,可利用害虫对颜色的趋性进行害虫预测预报或害虫控制。     

21世纪害虫管理的一些特征展望

分析了近年来国内外IPM研究的进展 ,认为未来的害虫管理是以作物的控害作用为中心 ,以农田生态系统或区域性生态系统为对象 ,以大量信息管理为基础 ,以发展新技术 (转基因作物和昆虫性信息素 )和农民参与为重点 ,以生态调控为手段 ,以持续发展为方向。从而使害虫管理提高到一个新的境界     

蚜虱净对苜蓿主要害虫及天敌种群数量的影响

在甘肃省定西市九华沟系统研究了喷施蚜虱净对苜蓿主要害虫及天敌种群数量动态的影响。结果表明,施药田蚜虫和蓟马的季节平均数量极显著高于对照田,而盲蝽和瓢虫、小花蝽、蜘蛛等大多数天敌的季节平均数量则极显著低于对照田,寄生蜂与对照田没有湿著差异。喷施蚜虱净对种群数量时序动态的影响在不同害虫和天敌种类中表现不同,5月底施药后7d对照田蚜虫和蓟马的种群数量分别为施药田的4．13倍和5．2倍,此后施药田害虫的种群数量开始迅速增加,到6月底2种害虫的种群数量均与对照田无显著差异,到7月中旬以后反而显著高于对照田。施药对盲蝽种群数量时序动态的影响与蚜虫和蓟马不同,5月底施药后盲蝽的种群数量一直显著低于对照田,直到7月下旬以后,种群数量才恢复到对照田的水平。喷施蚜虱净对天敌种群数量的时序动态有极显著的影响,大多数天敌的种群数量在5月底施药后到7月底都一直显著低于对照田,直到8月上旬才恢复到对照田的水平。施用杀虫剂在防治害虫的同时杀伤大量天敌,使害虫的种群数量迅速增加,甚至造成更严重的为害。因此在菖蓿上使用对天敌杀伤力小的杀虫剂对保持天敌的自然控制能力有重要作用。     

Accumulation of a chymotrypsin inhibitor in transgenic tobacco can affect the growth of insect pests

A member of the potato proteinase inhibitor II (PPI II) gene family that encodes for a chymotrypsin iso-inhibitor has been introduced into tobacco (Nicotiana tabacum) usingAgrobacterium tumefaciens-mediated T-DNA transfer. Analysis of the primary transgenic plants (designated R₀) confirmed that the introduced gene is being expressed and the inhibitor accumulates as an intact and fully functional protein. For insect feeding trials, progeny from the self-fertilization of R₀ plants (designated R₁) were used. Leaf tissue, either from transgenic or from control (non-transgenic) plants, was fed to larvae ofChrysodeixis eriosoma (Lepidoptera: Noctuidae, green looper),Spodoptera litura (F.) (Lepidoptera: Noctuidae) andThysanoplusia orichalcea (F.) (Lepidoptera: Noctuidae) and insect weight gain (increase in fresh weight) measured. Consistently,C. eriosoma larvae fed leaf tissue from transgenic plants expressing thePPI II gene grew slower than insects fed leaf tissue from non-transgenic plants or transgenic plants with no detectablePPI II protein accumulation. However, larvae of bothS. litura andT. orichalcea consistently demonstrated similar or faster growth when fed leaf tissue from transgenic plants compared with those fed non-transgenic plants. In agreement with the feeding trials, the chymotrypsin iso-inhibitor extracted from transgenic tobacco effectively retarded chymotrypsin-like activity measured inC. eriosoma digestive tract extracts, but not in extracts fromS. litura. We conclude, therefore, that for certain insects the use of chymotrypsin inhibitors should now be evaluated as an effective strategy to provide field resistance against insect pests in transgenic plants, but further, that a single proteinase inhibitor gene may not be universally effective against a range of insect pests. The significance of these observations is discussed with respect to the inclusion of chymotrypsin inhibitors in the composite of insect pest resistance factors that have been proposed for introduction into crop plants.     

植物介导的害虫RNA干扰

摘要: 应用植物介导的昆虫RNAi进行害虫防治近10年来受到了广泛的关注,其作用机理包括两个阶段,首先是害虫靶标基因dsRNA在植物体内的表达、运输和贮存,然后是害虫取食该植物后,dsRNA特异性抑制害虫体内靶标基因的表达。目前,植物介导的昆虫RNAi主要针对鳞翅目、鞘翅目和同翅目害虫,可以引起害虫生长发育的异常,导致死亡/繁殖力下降,甚至影响到其子代的生长。影响植物介导昆虫RNAi效率的因素主要包括害虫靶标基因的选择、dsRNA靶定位点及长度、植物表达dsRNA载体的结构和转基因植物的遗传转化方式等。植物介导昆虫RNAi防治害虫的策略也面临着潜在的安全性问题,如转基因植物安全性和RNAi潜在脱靶性等。随着植物介导昆虫RNAi技术的成熟,该方法有望成为害虫防治的新策略。