昆虫表皮蛋白基因研究进展

在昆虫表皮的发生、分化和昆虫躯体外部重要部位及器官的构建中,表皮蛋白是不可或缺的组成元素。本文在简要总结了目前昆虫表皮蛋白鉴定与分类方面研究的基础上,重点对近10年来昆虫表皮蛋白基因的时空表达模式、激素及转录因子对表皮蛋白基因表达的调控、表皮蛋白基因功能的研究进展进行了综述,探讨了其在害虫防治中可能的应用前景,旨在为进一步研究昆虫表皮蛋白基因及其潜在利用价值提供参考。目前报道的昆虫表皮蛋白序列已超过1 400条,分为12个家族,如CPR, CPF, CPFL和Tweedle等。经由蜕皮激素激活的相关转录因子（如βFTZ-F1和BR-C等）作用于表皮蛋白基因上游的顺式作用元件,开启或关闭基因,以调控表皮蛋白基因的表达。表皮蛋白基因在昆虫表皮整合,体形塑造,活动能力,抗逆与抗药性,以及先天免疫等生理现象和生理过程中有不可或缺的作用。因此,如果能够通过抑制关键表皮蛋白基因的表达,或将其从基因组中删除,以阻碍昆虫的发育或扰乱昆虫的繁殖能力,或可为害虫防治策略提供参考。     

昆虫发育模型研究进展

<正> 昆虫发育模型描述温度对昆虫发育过程的影响。目前,国内外广泛使用的昆虫发育模型归纳起来有3类:(1)发育速率模型;(2)发育时间分布模型;(3)随机发育模型。下面简要介绍各类模型的特点及应用情况。     

昆虫变态发育的激素和营养调控研究进展与展望

变态发育是促进昆虫进化和多样性形成的重要因素之一。昆虫变态发育主要受到蜕皮激素和保幼激素的协同调控,通过信号通路诱导下游基因表达,保证蜕皮、组织重塑等生理过程的正确发生。除内在激素外,外在营养物质亦可通过营养信号影响激素信号进而控制变态发育进程。本文主要综述了近十年来我国科研工作者在昆虫变态发育的激素和营养调控机制研究方面所取得的突出成果,并对未来潜在的研究方向进行了展望,以期对我国的害虫防治和益虫利用研究提供理论指导。     

中国昆虫表皮碳氢化合物与昆虫化学分类学的研究进展

基于表皮碳氢化合物的昆虫化学分类学已成为昆虫分类的一个重要工具。本文首先简述了世界范围内昆虫化学分类学的起源、发展及应用领域;其次在收集的大量文献基础上,综合分析了我国已开展昆虫表皮碳氢化合物组成研究的昆虫种类、研究内容、取样与进样技术、数据的统计分析、应用领域和存在的问题。针对我国昆虫表皮碳氢化合物研究进展及其在昆虫分类中应用的现状,提出了今后我国在昆虫化学分类领域的研究方向,并展望其应用前景。     

昆虫多巴胺及其受体的研究进展及展望

多巴胺(dopamine, DA)是一种重要的神经递质,通过特异地结合其相关的多巴胺受体(dopamine receptors, DARs)发挥作用。昆虫DARs可分为D1-like DARs, D2-like DARs和多巴胺/蜕皮激素受体(dopamine/ecdysteroid receptor, DopEcR)。D1-like DARs包含两种亚型即DOP1和DOP2,都能偶联G_s蛋白引起胞内cAMP上升,且DOP2还能偶联G_q蛋白引起胞内Ca²⁺浓度升高;D2-like DARs只有一种亚型DOP3,偶联G_i蛋白导致胞内cAMP下降;DopEcR可以同时被DA和蜕皮激素激活。本文综述了近年来关于昆虫DA的调控、多巴胺神经元、DARs的药理学特性及生理功能等方面的研究进展。DA合成、转运和降解过程中的基因调控昆虫的多种表型,如表皮黑化、翅的颜色和图案等。DA在多巴胺神经元中合成和释放,不同类型的多巴胺神经元参与调控不同的功能。随着近年来单细胞测序和DA实时成像技术的兴起,这将有利于进一步探讨...     

昆虫的表皮腺体

<正> 一、昆虫的表皮腺体及其分类 昆虫的表皮腺体是由昆虫体壁表皮细胞层中的某些特化的具有外分泌功能的细胞组成。这些表皮腺体除口腔中的唾腺在昆虫的消化、造丝等方面的功能之外,主要具有分泌种信息素和防御性物质的功能。近年来,由于人们逐渐认识到昆虫表皮腺体的分泌物对昆虫行为和生理的重要性,特别是利用昆虫性信息素在控制害虫和研究害虫的成功,加上扫描和透射电子显微镜使用的普及,促进了对表皮腺体的研     

昆虫表皮蛋白及其基因表达调控机理的研究进展

昆虫表皮蛋白(insectcuticular proteins,ICP)是结构蛋白,它和几丁质一起组成昆虫抵御外界环境的屏障——角质层。根据保守性基序的不同,ICP可分为CPR、CPF、CPFL、CPG和CPT5家族。它们都有独特的结构与性质。环境、激素、转录因子和内含子等共同影响昆虫表皮蛋白基因(insect cuticular protein genes,ICPG)的表达,进而使ICPG具有时期和组织特异性。ICP和ICPG被认为是研究昆虫蜕皮与变态的调控机理和理解昆虫发育期角质层在生物化学、物理化学以及结构上的修饰的重要模型,受到越来越多的重视。本文综述了ICP的分类以及环境、激素、转录因子和内含子等对ICPG表达的调控。     

昆虫腹肢发育相关基因的研究进展

昆虫躯干外着生有一系列附属器官,主要包括背侧附器和腹侧附器,其中腹肢的多样性表现尤为突出。腹肢的发育过程受到多种调控因子的作用。本文就腹肢发育相关基因的表达、功能及调控因子间的相互作用等方面进行简要的综述。一方面,腹肢作为整体受Hox基因和成形素基因（Dpp/Wg）的调控,Hox基因直接决定腹肢的有无,Dpp/Wg通过其表达产物形成浓度梯度调控整个腹肢的发育,两者在腹肢整体发育中的作用不可取代。另一方面,腹肢基部、中部及远端部位分别受到各自特异的调控因子的作用。其中hth,tsh及al等均主要调节腹肢基部的发育,dac通过与Dll和Dpp/Wg相互作用从而调节腹肢中部的发育,bab,Dll及Lim1等对腹肢远端发育发挥重要作用。关节的形成对腹肢分节的形成至关重要,Notch信号通路相关因子如配体基因Dl和Ser,修饰物基因fng及下游靶基因odd,sob,drm和bowl等调节该过程。因此,研究昆虫腹肢发育相关基因,对于深入揭示腹肢的发育及其在进化过程中多样性形成的分子机制具有至关重要的作用。     

昆虫共生微生物：研究进展与展望

昆虫共生微生物是指与昆虫宿主建立持久互作关系的微生物,这些微生物分布于昆虫的体表、肠道、血腔或者细胞内,参与调节宿主昆虫的多种生理功能。昆虫-共生微生物互作研究涉及多个学科领域的交叉。深入研究昆虫共生微生物的功能及其与宿主的互作关系不仅有助于阐明重要的生命科学机理,还将为害虫治理和虫传病害的防控以及益虫的有效利用提供新的思路和方法。近年来,我国学者在昆虫微生物组研究领域取得显著进展,在多个研究方向取得重要成果。本文概述了国内外昆虫共生微生物研究的最新进展,介绍了本专辑论文的主要研究内容,并提出了值得关注的3个研究方向：(1)昆虫细胞内共生微生物的功能;(2)昆虫调控共生微生物丰度和传播的机制;(3)昆虫共生微生物的遗传改造和应用。     

植物发育生理研究进展和展望

由于对发育研究的长期积累,近年来植物变种的大量发现和应用,以及分子生物学技术的发展,植物的发育生物学研究,尤其是繁殖器官发育的研究已成为当今相当活跃的领域,以下仅就光敏色素、成花、育性、胚胎发育和种子品质改良等方面目前的进展作一概述和展望。繁殖器官的发育与环境因子有着密切的关系,光周期和低温诱导成花是研究较多的二个方面。在低温诱导方面,已对春化代谢特点和专一性蛋白进行了研究。在光周期诱导方面,光敏色素因为能接受光的信号,并对许多光形态建成的反应具有调节作用而受到注意。光敏色素是一种可溶性蛋白,最…     

昆虫病原线虫感染期幼虫恢复发育的研究进展

昆虫病原线虫的感染期幼虫（infective juvenile,IJ）是其一生中唯一具有侵染能力和可自由生活于寄主体外的虫态,一般滞育不取食,体外包裹着已经蜕去的第2龄幼虫的表皮,对外界不良环境的耐受能力强,又称为耐受态幼虫(dauer juvenile,DJ),类似于秀丽隐杆线虫Caenorhabditis elegans的耐受态幼虫。在食物信息的诱导下,感染期幼虫脱鞘,释放出共生细菌,恢复取食并继续发育,这个过程称为感染期幼虫的恢复（IJ recovery）。这个过程是发生在寄生性线虫入侵寄主时的发育过程,对于成功寄生是必要的,在线虫的产业化培养中发挥着重要作用,感染期线虫的恢复率及其发育的同步性直接影响了线虫的产量。本文概述了感染期线虫的恢复发育过程,并对诱导感染期线虫恢复发育的食物信号（food signals）、恢复的影响因素及其检测手段进行了综述,同时讨论了未来的研究方向。     

天敌昆虫蠋蝽的研究进展与展望

蠋蝽是农林业上一种重要的捕食性天敌昆虫,可以捕食美国白蛾、马铃薯甲虫、棉铃虫、盲椿象等多种害虫。本文对近些年来蠋蝽的形态学、生物学、人工饲养、营养基因组学、储存技术、控害能力等作一阐述,并对蠋蝽应用前景进行了展望。     

昆虫平衡棒的发育及功能

平衡棒(haltere)是双翅目昆虫后翅特化而成的结构,可在飞行中起重要作用。平衡棒基部的感受器可以检测到飞行中的惯性力,向运动神经元提供反馈,迅速地平衡身体并纠正航向。昆虫的平衡棒由成虫盘发育形成,其特化受HOX基因(Ultrabithorax,Ubx)调控。发育成熟的平衡棒由两层上皮细胞组成,末端球状结构内部充满高度空泡化的细胞,基部具有大量感器。平衡棒的运动由独立的肌肉控制,相对于同侧的翅反向移动,翅与平衡棒的协同运动对于昆虫起飞和维持平衡十分重要。近年来,平衡棒的导航原理越来越多地应用于仿生学研究中,基于果蝇平衡棒的结构和功能,研制出多种飞行器的导航设备。本文结合近年来相关领域的研究成果,就平衡棒的发育、形态结构、功能和仿生应用等方面的研究进展进行综述,为深入理解昆虫平衡棒的发育机制和生物学功能提供参考。     

昆虫表皮中碳氢化合物在昆虫分类中的应用

碳氢化合物是昆虫表皮蜡层中的主要成分,利用气相色谱技术或气谱质谱联用技术对其进行分析,并以此为依据对昆虫进行分类鉴定,是近十几年来昆虫分类学发展的一个方面,主要用于近缘种及种下类群的研究。该文概述了这类化合物的研究方法及 应用情况     

树突状表皮T细胞在胸腺内发育的研究进展

树突状表皮T淋巴细胞(DETC),特异性分布在表皮组织内,在皮肤免疫监视,皮肤伤面愈合中发挥重要作用.小鼠DETC发育仅涉及胚胎14.5 ～ 18 d这一短暂时间窗,而后则不再产生这类细胞.本综述拟从DETC T细胞受体(TCR)基因重排特点及调控机制,DETC在胸腺中的阳性选择及调控机制等方面进行论述,以期对DETC...     

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。     

天敌昆虫大草蛉的研究进展与展望

大草蛉Chrysopa pallens(Rambur)是重要的捕食性草蛉种类之一,可捕食蚜虫、叶螨、粉虱、蓟马、鳞翅目卵及幼虫等多种害虫。本文综合分析了国内外近几十年对大草蛉的研究成果,对其生物学、生态学特性进行了归纳,尤其梳理了大草蛉嗅觉趋性行为、滞育特性、人工饲养、田间控害能力等研究热点,并对大草蛉的田间应用前景进行了展望。     

昆虫迁飞的调控基础及展望

昆虫迁飞是在长期适应多变的环境过程中进化形成的一种行为对策,也是昆虫的种类和数量繁多,以及迁飞害虫经常暴发成灾的主要原因.昆虫迁飞行为的发生不仅受到外界环境因素的影响,而且受到本身生理因素的调控.目前,国内外对此类研究主要集中在生态环境、生理因素、行为学以及种群遗传学方面的调控机制.随着分子生物学技术的发展,昆虫迁飞行为发生的分子调控机制也越来越受到重视.在对国内外主要昆虫迁飞调控机制概述的基础上,对新的分子生物学技术在昆虫迁飞调控中的应用进行了探讨与展望.     

昆虫的变态发育研究

昆虫变态发育使得昆虫成为地球陆地上种类最多、数量最大、分布最广、生活环境最多样化的一群生物。变态使昆虫在其生命周期中的不同发育时期表现出完全不同的形态、结构、功能和生活习性的变化,有利于昆虫迁飞转移,扩大其求偶交配、生活和生存环境空间。昆虫变态发育的变化是长期自然环境适应、协同进化的结果,受激素、营养和基因的精确调控。本文简要介绍了昆虫变态的类型、激素调控、营养调控和基因调控方面的研究进展,以及研究昆虫变态发育的科学和应用意义。     

整合昆虫发育生物学和果蝇遗传学来研究昆虫发育与变态

成熟动物(昆虫)个体大小主要由生长持续时间和生长速度2个因素所决定。蜕皮激素和保幼激素协同调控昆虫发育变态,并决定昆虫生长持续时间;胰岛素、营养和细胞接触抑制等生长死亡信号及其传导途径控制细胞分裂、长大、分化、死亡,并最终决定昆虫的生长速度。最近研究成果表明,蜕皮激素信号和胰岛素信号相互影响,对昆虫个体大小起决定性的作用;脂肪体和营养代谢把这2条信号传导途径整合起来。科学家将会整合昆虫发育生物学和果蝇遗传学,抓住生长持续时间和生长速率2个关键因素,并以营养代谢和脂肪体为切入点来研究昆虫的发育变态。