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。     

农业昆虫的功能基因组学研究:回顾与展望

昆虫种类丰富,数量庞大,与人类生活关系密切,在农业生产中已经成为不可忽视的一部分。基因组学测序技术的迅速发展大大促进了昆虫功能基因学。本文综述了农业昆虫功能基因组学在生长发育、多型现象、抗药性、化学信号感受机制、代谢组学以及肠道微生物等方面的最新研究进展,并对农业昆虫在未来研究中新思路和新技术的应用做出了展望。     

中国昆虫基因组学的研究进展

随着测序技术的革新和多种组学综合分析方法的应用,昆虫基因组学研究领域得到了迅速的发展。目前,我国昆虫学家已经发表了家蚕Bombyx mori、小菜蛾Plutella xylostella、飞蝗Locusta migratoria、榕小蜂Ceratosolen solmsi、褐飞虱Nilaparvata lugens、柑橘凤蝶Papilio xuthus、烟粉虱Bemisia tabaci等多种昆虫基因组图谱,同时在比较基因组学、功能基因组学、生物信息学以及基因编辑等研究领域也取得了突出的成绩。本文主要综述了近五年我国昆虫基因组学的重要进展,并提出了未来在数据分析、团队合作和基因操作等领域面临的挑战。     

昆虫肠道的宏基因组学:微生物大数据的新疆界

微生物作为自然界中普遍存在的生命体,通常以"微生物群落"的形式共存。这些物种相互协作适应环境变化的同时,也对环境产生了长期而深刻的影响。随着人类对于微生物了解的深入,微生物群落基础研究及其在健康和环境等领域的应用研究日益重要。昆虫肠道内存在种类繁多、数量庞大的微生物,一方面,这些肠道微生物种群结构的多样性与昆虫种类、龄期、消化道形式、食物的来源、环境等都息息相关。另一方面,这些菌群也对宿主的一些生理活动有着一定的影响。随着高通量测序技术、组学技术的发展,昆虫肠道宏基因组大数据挖掘和应用已经成为研究热点,极大地推动人类微生物资源利用的能力。本文概述了昆虫肠道微生物宏基因组学的发展现状和发展趋势,特别是肠道宏基因组学大数据的挖掘工具和应用,以及现阶段昆虫肠道宏基因组学的研究进展、应用、优势和瓶颈,并对今后昆虫肠道微生物组大数据研究方向进行展望。     

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。     

基因组学与昆虫抗药性研究

主要综述近年来基因组学技术在昆虫抗药性研究中的应用以及取得的新成果、新进展。基因组学是对生物体整个基因组结构、功能及其进化的研究。遗传连锁作图、定位克隆、数量特性位点作图、微阵列分析及转录沉默等 ,是近年来常用的基因组学研究技术。研究表明 ,应用基因组技术不仅能揭示新的昆虫抗药性机制 ,发现并定位、克隆新的抗药性基因 ,还有助于发现新型的杀虫剂作用靶标 ,改进昆虫抗药性的检 (监 )测技术以及加深人们对昆虫抗药性进化的认识等。     

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。     

系统RNA干扰及在昆虫中的应用

系统性是RNA干扰(RNA interference,RNAi)在植物和线虫中的一个重要特性,即RNAi沉默信号可以在细胞和组织间进行传递,近年来研究发现某些昆虫中也存在系统RNAi现象.RNAi技术对很多领域的发展具有重要的促进作用,包括功能基因组学和害虫防治等领域.综述线虫,昆虫的系统性RNAi研究概况以及RNAi在昆虫领域的应用现状,并展望其应用前景.     

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。     

金小蜂基因组学研究前沿

金小蜂不仅是重要的昆虫天敌资源,还是理想的模式生物。2010年1月15日,3种金小蜂(丽蝇蛹集金小蜂Nasonia vitripennis、吉氏金小蜂N.giraulti和长角金小蜂N.longicornis)的基因组在《科学》上发表。这一事件标志着金小蜂研究"后基因组时代"的开始。金小蜂基因组测序完成后,科学家们就利用生物信息学、比较基因组学、功能基因组学等方法,基于基因组平台,在进化遗传学、发育生物学、神经生物学、行为学等领域开展了系列研究,取得了重要进展,国际著名杂志《昆虫分子生物学》和《遗传》还以特刊的形式进行刊载。本文就金小蜂基因组学相关研究取得的进展予以扼要概述,并探讨其研究方向和发展前景。     

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。     

半翅目昆虫线粒体基因组学研究进展

线粒体基因组广泛应用于昆虫系统发育、分子进化、种群遗传学及谱系地理学等众多研究领域.半翅目是昆虫纲外翅部中最大的一个目,具有重要的经济意义.目前,已对100种半翅目昆虫进行了线粒体基因组测序,其中81种在中国完成测序.本文综述了半翅目昆虫线粒体基因学研究的已有成果,比较分析了半翅目昆虫线粒体基因组的基本特征,包括基因组大小、基因含量、基因重排、碱基组成、密码子使用、蛋白质编码基因的进化模式、RNA基因及非编码区,并系统总结了线粒体基因组数据在半翅目昆虫系统进化研究中的应用现状.最后,针对线粒体基因组的获得、注释和应用过程中存在的问题进行了讨论,并提出了今后半翅目昆虫线粒体基因组学的研究重点.     

国家自然科学基金动物学科资助昆虫生理学项目综述

昆虫生理学是昆虫学分支学科中发展最快的学科之一。本文对国家自然科学基金委员会生命科学部动物学科成立20多年以来昆虫生理学项目的资助情况进行了分析, 截止2009年, 昆虫生理学面上项目共资助92项, 占总资助项目1 208项的7.62%; 青年基金共资助16项, 占总资助项目132项的12.12%; 资助重点项目10项。目前, 我国昆虫生理学基础研究的发展已经从组织、 细胞水平深入到分子和基因水平。昆虫的基因组学, 昆虫发育的功能基因及激素调控, 寄主植物、 昆虫、 天敌三者之间的协同进化, 昆虫免疫及其机制等将是昆虫生理学的发展趋势。未来我国昆虫生理学研究应在研究方向、 人才队伍建设、 国际合作以及发挥基金的引领作用等几个方面有所加强。     

信息与动态

国际昆虫中肠生物学研讨会第一轮通知在过去的几年里,全世界的科学家们在昆虫中肠生物学,包括生理学、生物化学、分子生物学、基因组学和蛋白组学等研究方面取得了很大的进展,这些进展为杀虫剂的作用机理,昆虫抗药性,昆虫与植物间的相互作用以及和疾病转播等方面的研究做出了显     

昆虫抗药性分子机制研究的新进展

昆虫抗性机制的研究对于抗性监测、治理及新农药的研制具有重要意义。在过去几十年中,人们对与昆虫杀虫剂抗性有关的昆虫行为、生理代谢活动以及作用靶标等进行了广泛的研究。已经证实,昆虫的抗药性与行为改变、生理功能改变、解毒功能增强以及靶标不敏感性有关。近年来,随着分子生物学以及昆虫基因组学的发展,昆虫抗药性的分子机理有了突破性进展,已发现并克隆了一些靶标基因,与抗药性相关的基因突变也得到广泛验证。本文综述了昆虫的抗药性机理在分子生物学上的研究最新进展,重点阐述了与昆虫抗性相关基因的扩增、表达及基因结构的改变等相关内容。     

昆虫肠道菌群组学研究及功能和应用进展

近年来,随着昆虫微生态领域研究的发展,昆虫肠道菌群组学研究越来越受关注。由于昆虫肠道菌群种类繁杂、数量巨大、功能多样,因此,其组学研究方法的选取至关重要,与研究是否科学、高效及合理密切相关。常见的昆虫肠道菌群组学研究方法包括宏基因组学、蛋白质组学、代谢组学、培养组学及多组学技术。昆虫肠道菌群在与宿主长期共同进化中对宿主的营养代谢、生长发育、保护防御等起到了至关重要的作用,随着其功能研究的不断深入,昆虫肠道菌群应用研究也越来越广泛。本文将从昆虫肠道菌群的概述、组学研究方法的选择、昆虫肠道菌群的功能及应用4个方面,对近年来的研究进行总结,为昆虫肠道菌群的深入研究提供文献参考。     

蛋白质组学方法在昆虫学研究中的应用

蛋白质组学作为后基因组学时代研究的一个重要内容,已广泛深入到生命科学和医药学的各个领域,其理论和技术的发展完善也为昆虫学研究带来了新的思维方式和研究方向。文章就近年来蛋白质组学在昆虫研究中的应用加以综述。     

从基因组学到全球变化的昆虫学研讨会暨《昆虫知识》第十届编委会第一次会议会讯

<正>为了进一步办好《昆虫知识》,提高其影响力,促进我国昆虫学事业的发展,由《昆虫知识》编辑部主办、浙江大学昆虫科学研究所承办的"从基因组学到全球变化的昆虫学研讨会暨《昆虫知识》第十     

从结构基因组学到功能基因组学

基因组学研究随着模式生物基因组全序列测定的完成由结构基因组学阶段发展到功能基因组学阶段,基因组学成为当今最为活跃、最有影响的前沿学科.以结构基因组学的研究成果为基础,功能基因组学中各学科因其原理不同及其关键技术的特点和优势,具有各自的应用范畴和发展趋势.功能基因组学不断渗透入现代科学的各领域,促成了适用于不同研究目的新兴学科的诞生.     

探索染色质三维构象的“工具箱”研究进展

三维基因组学是研究基因组三维空间结构与功能的一门学科.基于不同的研究目的和生物学问题,目前发展出了各种各样的三维基因组学研究方法,这些方法对推动三维基因组学发展有积极的影响.本文以三维基因组学的提出和发展过程为线索,对三维基因组学的主要研究方法进行了系统地归类与介绍,包括基于测序技术(基于邻近连接)的Hi-C, capture Hi-C, single-cell Hi-C, DLO Hi-C, ChIA-PET, Hi-ChIP等;基于测序技术(不基于邻近连接)的ChIA-Drop, SPRITE, GAM;以及基于影像技术的seqFISH, CRISPRainbow, SABER amplifies FISH.最后,本文对染色体构象捕获技术的发展方向进行了简单的展望.