温度胁迫下越冬松针瘿蚊(Thecodiplosis japonensis)幼虫的生理生化机制(英文)

松针瘿蚊是韩国林业爆发性害虫,以 ３龄老熟幼虫在地表越冬。经冷休克（－１０ ℃和－５ ℃）和热休克（３７℃、４０℃和４５℃）处理的越冬幼虫与正常幼虫具有相同的过冷却点,保持在－２０℃左右。温度胁迫可以提高对亚致死温度（－１５℃、３ ｈ）的耐受性。对于存活率的提高,冷休克处理比热休克处理更有效。这是冷热休克能同时提高虫体亚致死温度的耐受性的第三例报道。在冷休克（－１０℃）和热休克（４０℃和４５℃）处理后,老熟幼虫表达一种特异的胁迫蛋白,分子量为 ８３ ｋＤ。本文还研究了温度胁迫对越冬老熟幼虫体内酶促与非酶促抗氧化系统的影响。温度胁迫使老熟幼虫产生氧化胁迫,而快速冷耐受（ｒａｐｉｄ ｃｏｌｄｈａｒａｅｎｉｎｇ）处理,由于体内谷胱甘肽含量的提高以及谷胱甘肽还原酶活性的增高,使之不发生氧化胁迫反应。     

冷驯化对松墨天牛幼虫脂代谢的影响

【目的】在低温环境下,昆虫会启用体内的生理调控机制稳定自身代谢,脂肪代谢在昆虫抵御低温的过程中发挥重要作用。本研究旨在探究松墨天牛Monochamus alternatus幼虫脂肪代谢在低温条件下的变化及其对耐寒性的影响。【方法】将室内25℃下饲养的松墨天牛4龄幼虫分别置于25℃(对照)和4℃(冷驯化)恒温培养箱,7 d后解剖幼虫,收集其脂肪体,观察冷驯化后脂滴变化,测定脂肪体内脂肪含量;利用气相色谱 质谱分析,检测脂肪体内游离脂肪酸组分及含量;并用RT-qPCR方法检测脂肪体内脂肪酸β-氧化关键酶(CPT1, 4KCT, VLCAD, ECH和3HCD-1)基因的相对表达量。【结果】冷驯化(4℃)7 d后松墨天牛4龄幼虫脂肪体中脂滴较对照变小,密度降低,脂肪含量下降;但其脂肪酸组成种类未变,对照组和冷驯化组主要脂肪酸均为C16∶0, C16∶1, C18∶0, C18∶1和C18∶2,其中C18∶2的相对含量在两组中均最高,由未驯化时的31.83%±8.82%降至冷驯化后的25.16%±2.88%。冷驯化后,松墨天牛4龄幼虫脂肪体中C16∶0,C16∶1和C18∶2脂肪酸含量减少,C18∶0与C18∶1的相对含量上升。在5种主要脂肪酸中,冷驯化后各脂肪酸的相对丰度较对照均有所减少,其中C16∶0, C16∶1及C18∶2的相对丰度则显著下降。但冷驯化后松墨天牛4龄幼虫脂肪体中游离脂肪酸的双键指数较对照上升3.88%。且冷驯化组脂肪体中VLCAD基因表达量较对照组显著上调。【结论】低温环境中松墨天牛幼虫通过消耗脂肪维持基本代谢,幼虫脂肪体的脂肪酸分解代谢水平提高;不饱和脂肪酸在松墨天牛的耐寒性中起关键作用。脂代谢调控为松墨天牛应对低温的重要生存策略。     

麦长管蚜的低温适应性及陕西杨凌小麦田春季虫源分析

【目的】本研究旨在探明低温条件下麦长管蚜Sitobion avenae的存活率和快速冷驯化反应,以期为该虫耐寒性的研究和准确预测预报提供依据。【方法】测定麦长管蚜实验室种群各发育阶段的过冷却点和结冰点;测定1龄若蚜和未产仔成蚜分别在-7.0～-11.0℃极端低温下暴露3 h和在0℃冷驯化1～5 h后暴露于致死温度3 h,再转移至15℃72 h后的存活率;调查自然条件下陕西杨凌小麦整个生育期麦长管蚜的种群动态。【结果】麦长管蚜1龄和2龄若蚜的过冷却点波动范围较小,分别为-27.4～-19.2℃和-27.3～-18.3℃;3龄若蚜、4龄若蚜和成蚜的过冷却点波动范围较大,分别为-27.4～-10.7℃,-26.7～-12.5℃和-26.7～-11.2℃。麦长管蚜的过冷却点和结冰点随龄期增加均显著升高,其中成蚜的过冷却点显著高于1龄和2龄若蚜。3龄若蚜、4龄若蚜和成蚜的过冷却点在不同翅型之间不存在显著性差异。低温存活率分析表明,麦长管蚜1龄若蚜和无翅成蚜的致死温度(80%死亡率)分别在-10.5℃和-8.1℃左右。0℃快速冷驯化显著提高了麦长管蚜1龄若蚜和无翅成蚜在极端低温下的存活率,其中冷驯...     

河南新乡小麦区荻草谷网蚜的冬季耐寒性研究

为给荻草谷网蚜Sitobion miscanthi的准确预测预报提供理论依据,本研究利用过冷却点(Supercooling point,SCP)、低温暴露死亡率和冷识别温度(80％死亡率时的温度)等昆虫耐寒性指标评价低温条件下不同发育阶段该虫的耐寒能力.结果表明,荻草谷网蚜各发育阶段的SCP变化范围为-27.10～-12.23℃,SCP为1龄若蚜>2龄若蚜>有翅孤雌成蚜>无翅孤雌成蚜>4龄若蚜>3龄若蚜,其中1龄和2龄若蚜的SCP均显著高于3龄和4龄的SCP(P<0.01),3龄和4龄若蚜的SCP无显著性差异(P>0.05),无翅孤雌成蚜与其它发育阶段蚜虫的SCP均无显著性差异(P>0.05);两种虫态的低温存活率和冷识别温度分析表明,在-10～-8℃不同低温下,荻草谷网蚜1龄若蚜低温存活率均显著高于初羽化有翅成蚜的低温存活率(P<0.05),1龄若蚜和初羽化有翅成蚜的冷识别温度分别为-8.5℃和-7.9℃;两种虫态在0℃经过4 h冷驯化后,1龄若蚜和初羽化有翅成蚜在2 h的存活率提升最高,分别为62％和64％,均显著高于无冷驯化的对照组(P<0.05).本研究结果充分说明了荻草谷网蚜具有极强的耐低温适应能力,结合河南新乡近5年冬季极端低温数据,本文推测该虫能在冬季极端低温高于其冷识别温度的年份在当地越冬.     

不同温度对食蚜瘿蚊生长发育和幼虫捕食能力的影响

【目的】明确不同温度对食蚜瘿蚊Aphidoletesaphidimyza(Rondani)幼虫生长发育、捕食能力及控蚜效能的影响。【方法】在实验室不同温度条件下,测定了食蚜瘿蚊从卵到老熟幼虫的发育历期和日捕食量,并测定了食蚜瘿蚊3龄初幼虫的捕食功能反应。【结果】随着温度的升高,食蚜瘿蚊卵和幼虫发育速度加快,捕食天数减少,总捕食量增加,各温度间的总捕食量差异显著。温度为22-30℃时,食蚜瘿蚊幼虫在第3-4天开始捕食蚜虫,随后的1-2d内日捕食量达到高峰,随猎物密度增加,3龄初幼虫捕食量有明显的逐级上升趋势。每个温度下食蚜瘿蚊幼虫对玉米蚜Rhopalosiphum maidis (Fitch)的捕食功能反应均符合HollingⅡ型方程,18-30℃最大捕食量分别为30.9、33.0、35.2、48.9头,食蚜瘿蚊幼虫瞬时攻击率26℃时最高为0.99,单头猎物处理时间在30℃时最短为0.02 d。食蚜瘿蚊的控蚜能力30℃时最强,当温度降低时,其控蚜能力相应减弱。【结论】较高的温度有利于食蚜瘿蚊幼虫的发育、捕食和对蚜虫的控制。     

食蚜瘿蚊全虫态形态记述

【目的】基于实验室饲养的食蚜瘿蚊Aphidoletes aphidimyza (Rondani)进行个体发育的形态特征描述。为食蚜瘿蚊的鉴定提供基本信息。【方法】在野外采集幼虫,温度(25±1)℃、相对湿度65%±5%、光照16 L∶8 D的室内条件下饲养获得食蚜瘿蚊卵、幼虫、蛹和成虫的全部虫态。通过数码采集和电子显微镜详细描述了各虫态的发育特征。【结果】食蚜瘿蚊卵的发育历期为2 d,幼虫期有3个龄期,发育历期5-8 d,蛹期7-10 d以及成虫期3-4 d。【结论】食蚜瘿蚊个体发育特征对食蚜瘿蚊的鉴定和分类有指导意义。     

食蚜瘿蚊对莴苣指管蚜的捕食作用

【目的】为明确食蚜瘿蚊Aphidoletes aphidimyza对莴苣指管蚜Uroleucon formosanum的控害潜能。【方法】本研究在室内条件下测定食蚜瘿蚊对莴苣指管蚜的捕食功能反应,并利用室外笼罩法模拟食蚜瘿蚊对莴苣指管蚜的田间控害潜能。【结果】食蚜瘿蚊3龄幼虫对1-5龄莴苣指管蚜的捕食功能反应符合HollingⅡ模型,对1-2龄莴苣指管蚜的瞬时攻击率(a)和捕食能力(a/T_h)均最高,分别为0.466和12.90;搜寻效应随莴苣指管蚜密度的增大而下降;食蚜瘿蚊3龄幼虫对1-5龄莴苣指管蚜的日均捕食量随自身密度的增加而增大,但捕食作用率随其密度的增加而逐渐降低,其种内干扰方程分别为：E_1–2=0.304P^﹣1.148、E₃=0.226P^﹣1.155、E₄=0.177P^﹣1.094、E₅=0.128P^﹣1.028;在捕食偏好选择中,食蚜瘿蚊3龄幼虫对莴苣指管蚜1-2龄及3龄若蚜的...     

异色瓢虫成虫冷驯化反应及体内几种酶活力的相关变化

为明确冷驯化反应对异色瓢虫Harmonia axyridis (Pallas) 实验种群成虫耐寒性及其生殖能力的影响, 本研究测定了成虫低温存活率、过冷却点(supercooling point, SCP)、体内含水量及雌虫繁殖能力等。结果表明: 冷驯化（在5℃下诱导3 d, 5 d）后, 成虫再在-5℃下暴露3 d的存活率由对照（预先未进行冷驯化）的46%分别提高至60%和67%, 而诱导10 d后的存活率(51%)反而下降。冷驯化效应在其成虫转移至饲养条件下7 d后就消失。随着低温诱导时间的延长过冷却点及体内含水量均呈现下降趋势, 短时间(5, 10 d)的诱导不能使成虫的SCP明显降低, 但可以使含水量极显著下降。冷驯化后异色瓢虫雌虫产卵前期延长; 虽然冷驯化对雌虫首次产卵量没有影响, 但是随着诱导时间的延长连续观察72 h内单头雌虫累计产卵量却降低。冷驯化过程中成虫体内几种酶活力的检测结果表明: 两种细胞保护酶超氧化物歧化酶(SOD)与过氧化氢酶(CAT)活性升高, 与新陈代谢有关的乳酸脱氢酶(LDH)及Na⁺, K⁺-ATP酶活性却降低。结果显示, 低温胁迫前异色瓢虫成虫经过不同时间的诱导后有可能提高其低温抵抗能力, 而且冷驯化诱导成虫耐寒性增加是一种复杂的生理生化过程, 这一过程对其生存和繁殖具有重要的适应意义。     

冷驯化对中缅树能量代谢的影响

在 5± 1℃条件下对中缅树鼠句进行冷驯化处理 ,测定其能量代谢。冷驯化 2 8d后 ,体重比对照组显著增加 7 3 3 % ;整体能值达到 3 0 47± 0 46kJ/g (N =8) ,比对照组增加4 98% ;摄入能比对照组增加 3 6 1 7% ;同化能比对照组增加 6 6 2 % ;生长能达到 6 98±0 5 3kJ/1 0 0g (N =7)体重·天 ,是对照组的 4 85倍 ;维持能比对照组增加 6 4 0 % ,达到3 5 2 96± 2 8 3 4kJ/1 0 0g体重·天 (N =7)。以上结果表明中缅树鼠句在冷胁迫影响下 ,以增加能量摄入、能量储存和维持能和降低排泄能量的生理机制来维持能量代谢平衡 ,以此对策来提高低温环境适应能力     

蠋蝽抗寒性对快速冷驯化的响应及其生理机制

快速冷驯化可以提高某些昆虫的耐寒性.为了探讨不同冷驯化诱导温度对蝎蝽抗寒性的影响及其生理机制,以室内人工饲养的第3代蝎蝽成虫为对象,利用热电偶、液相色谱分析等技术手段,测定了经15、10、4℃冷驯化4h和梯度降温(依次在15、10、4℃各驯化4h)冷驯化后,蠋蝽成虫过冷却点、虫体含水率及小分子碳水化合物、甘油和氨基酸含量,及其在不同暴露温度(0、-5、-10℃)下的耐寒性.结果表明:处理后暴露在-10℃时,梯度处理组和4℃冷驯化处理组的蝎蝽成虫存活率为58.3％,其他处理组及对照组(室温饲养)的存活率显著降低,平均为8.9％;梯度处理组与4℃冷驯化处理组蠋蝽成虫过冷却点平均为-15.6℃,比其他处理平均降低1.3℃;各处理虫体含水率无显著差异,平均为61.8％;与其他各组相比,梯度处理组和4℃冷驯化组蠋蝽成虫的葡萄糖、山梨醇和甘油含量分别增加2.82、2.65和3.49倍,丙氨酸和谷氨酸含量分别增加51.3％和80.2％,海藻糖、甘露糖和脯氨酸含量分别下降68.4％、52.2％和30.2％,而果糖含量各组间无显著差异.快速冷驯化对蠋蝽成虫具有临界诱导温度值,梯度降温驯化不能在快速冷驯化的基础上提高蠋蝽成虫的抗寒性.     

微管的冷稳定性与植物抗寒性关系的研究

利用间接免疫荧光的细胞化学技术对番茄、黄瓜、菠菜、甜菜及小麦等不同抗寒性植物微管的冷稳性进行了比较研究。结果指出,不抗寒的喜温性植物番茄和黄瓜的气孔保卫细胞的微管在0℃—1℃冷处理3小时即解聚;属于中等抗寒性植物的菠菜和甜菜幼苗经秋季低温锻炼后,其气孔保卫细胞的微管在0℃和—5℃低温处理3小时,均不发生解聚;具有较强抗寒性的冬小麦品种农大139幼苗在2—3℃低温锻炼期间,微管结构保持完整,经过15天低温锻炼的幼苗在-8℃冰冻处理3小时,微管也不受破坏。这些结果表明,微管的冷稳性与植物的抗寒性成正相关。     

RAPID COLD HARDENING PROVIDING HIGHER COLD TOLERANCE THAN COLD ACCLIMATION IN THE PINE NEEDLE GALL MIDGE THECODIPLOSIS JAPO‐NENSIS LARVAE*

Abstract The responses of overwintering larvae of the pine needle gall midge Thecodiplosis japonensis Uchida et Inouye to rapid cold hardening and cold acclimation were studied. A rapid cold hardening response is found in the 3rd instar larvae of T. japonensis. When overwintering larvae are transferred directly from 27°C to ‐ 15°C for 3 h, there is only 17.9% survival, whereas exposure to 4°C for 2 h prior to transfer to ‐ 15°C increases survival to 40.0%. The acquired cold tolerance is transient and is rapidly lost (after 15 min at 27°C). Rapid cold hardening is more effective in maintaining larval survival than cold acclimation. Different mechanisms are suggested to regulate the insect's cold hardiness under rapid cold hardening and cold acclimation.     

玉米花粉的冷藏研究

本研究的目的是寻找一种可行的花粉贮藏方法。我们采用快速冷冻－真空干燥－常低温保存的方法进行花粉贮藏研究。对贮藏花粉分别作了活性染色,过氧化物酶同工酶活性分析及花粉培养,以测定其生活力（以下称活力）。研究表明,快速冷冻－真空干燥－常低温（－１０℃─－２０℃）保存玉米花粉的方法是可行的。保存１５０天的玉米花粉仍有８％的萌发率。同时证明,常用的各种染色方法只能反映花粉的成熟度,而不能作为检验花粉是否具有活力的唯一标准。而花粉是否能够萌发,即长出正常的花粉管,才是判断花粉活力的主要指标。     

低温驯化对苗木生理及核酸转录的影响

以华北落叶松幼苗为材料,研究低温驯化对苗木生长发育有关的某些生理指标以及核酸转录的影响。试验结果表明,冷驯化可以提高植物的抗寒性。冷驯化后的幼苗受到－２０℃低温胁迫时,细胞质膜Ｋ＾＋的渗漏比对照少,光合性能提高,ＲＮＡ和可溶性蛋白质增加。     

常绿木兰科植物的抗寒性研究

连续4个冬季,对16种常绿木兰科植物进行了田间受冻程度观察,用电导法追踪了抗冻崩溃点温度的变化,并调查了这些树种在自然分布区北缘和垂直分布上缘30a内经历的最低气温,发现3者的种间差异相当一致。同时发现各树种的崩溃点温度最低值与它的生态分布北缘和上缘的常年最低气温接近,由此提出了生态分布最低温度的概念。它能较准确地指示植物的最大抗寒能力,从而有可能避免引种和推广工作中的盲目性。 文章还根据上海近100余年的低温资料,对这16个树种在今后越冬和春季萌发时可能受冻的前景做了预测。     

冷型小麦旗叶的形态解剖学研究

利用扫描电镜对冷型小麦及对照品种旗叶的比较观察表明,冷型小麦叶表具有蜡质,气孔微凹陷分布于表皮细胞间,叶上表皮中分布有泡状细胞等形态特征,是其适于北方非灌区种植的结构基础,与对照泪科相比,冷型小麦叶表的蜡质较薄,泡状细胞的数目较少,体积也较小,这正是其利于水分散失,蒸腾从导致冠层温度较低的结构基础。     

抗寒锻炼中不同抗寒性小麦细胞膜糖蛋白的细胞化学研究

本研究根据植物细胞的特点,修改了在动物和人体细胞方面立的酶标Con A的电镜细胞化学方法,成功地展现了2个不同抗寒性冬小麦品种幼苗在抗寒锻炼和脱锻炼过程中细胞膜系统上糖蛋白的分布动态,显示与Con A连接的标志酶-辣根过氧化物酶活性的反应产物呈颗粒状分散分布在质膜、内质网、核膜及液泡膜的一些部位上,揭示糖蛋白在冬小麦细胞膜系统上的分布似有其特定的位点。经抗寒锻炼后,强抗寒性品种燕大1817细胞内的糖蛋白在内质网和核膜上的分布量明显地增加;同时,几乎所有的胞间连丝通道中都有糖蛋白的分布。脱锻炼后,内质网和核膜上的糖蛋白分布量又减少,胞间连丝通道中的糖蛋白也消失,基本上回复到抗寒锻炼前的分布状态。抗寒性弱的冬小麦品种郑州39-1幼苗在同样的抗寒锻炼和脱锻炼过程中不产生这些明显的变化。这些结果说明,抗寒锻炼中内质网和核膜上糖蛋白分布量的增加,以及糖蛋白输入胞间连丝的动态变化是与植物抗寒力的提高和保持稳定密切相关的。     

低温预处理影响水稻花药培养效率的机理初探

低温预处理延缓药壁中层和绒毡层的降解,促进表皮层和药室内壁层的发育,延缓花药过氧化物酶同工酶活性的增强。处理期间花药可溶性蛋白质、淀粉酶同工酶潜带发生明显变化。处理期间花药的~3H-TdR渗入和花粉的发育、分裂,表明花粉存在合成和充实活动。绒毡层和花粉间存在囊泡,表皮层和药室内壁层之间存在多泡体的穿壁运动,说明低温处理中药壁向花粉输送雄核发育所需的物质。在进入正常培养初期,经过低温处理的花药药壁仍有表皮层和药室内壁层的发育,多细胞花粉出现提早、数量增加,花粉退化延缓。而未经处理的花药药壁各层均迅速降解,花粉大量退化。     

大麦花粉在低温预处理及培养中DNA含量的显微光度测定

大麦幼穗在低温条件(7℃)下,其花粉DNA的合成并未停止,但速度大为降低。花粉处于单核中期的幼穗,在最适预处理时期(14天)内其花粉DNA含量由1C增加到2C;而单核晚期的幼穗,其花粉通常在预处理期间分裂而形成营养细胞和生殖细胞。但与正常植株上的情况不同,约有60～70％花粉的营养细胞核的DNA合成也很快启动,致使在预处理结束时相当一部分花粉的营养细胞和生殖细胞的DNA均达到2C水平。 用经低温预处理过的幼穗的花药培养时,开始3～4天内形成的多细胞花粉其细胞核的DNA值多数保持在1～2C水平。但5～7天时在部分多细胞花粉中其核的DNA水平增加到2～4C,或4～8C。由同一多细胞花粉内不同细胞核的DNA值的差异可见已出现明显的混倍情况。     

mRNA差别显示技术分离草菇低温诱导基因

本文报道采用改良的mRNA差别筛选法,通过选用3'锚定引物和18-25碱基的PCR随机引物组合,以琼脂糖凝胶电泳,EB显色替代聚丙烯酰胺凝胶电泳和放射自显影,对低温处理草菇(Volvariella volvacea)及正常草菇基因表达进行筛选、分析,结合RNA斑点杂交技术加以验证,分离得到70个草菇低温诱导DNA片段。