论昆虫与植物的相互作用和进化的关系

昆虫与植物是陆地生物群落中最为重要的组成部分,二者间的相互作用是多方面的,其中最为重要的是昆虫选择植物作为食物和生长场所、昆虫为植物传授花粉两方面。该文集中讨论这两方面的相互作用有哪些因素与进化有密切的关系。植食性昆虫根据其寄主植物范围,通常分为专食性（寄主范围窄）和广食性（寄主范围广）。从生态关系来看,广食性的取食行为比专食性的更为有利,但实际情况却与此相反,统观植食性昆虫的取食行为,有向专食性演化更为普遍的倾向。专食性发展有利于提高昆虫对寄主植物的选择效率,还可缓和天敌作用所造成的压力。根据昆虫与植物相互作用的特点,目前已提出很多昆虫与植物的进化理论,包括成对的协同进化、弥散的协同进化、群落的协同进化以及顺序进化。在昆虫对寄主植物的选择中,以植物对昆虫的影响较昆虫对植物的影响更为重要,称为顺序进化是适宜的;昆虫为被子植物传授花粉造成互惠共生,其中的进化关系应称为协同进化。     

食虫蝙蝠与昆虫之间的相互作用和协同进化关系

食虫蝙蝠与昆虫之间是捕食和被捕食的关系,夜行性昆虫是食虫蝙蝠主要的食物来源。在漫长的协同进化中,蝙蝠施加的捕食压力导致夜行性昆虫一系列特征的进化,其中一部分昆虫进化出能听到蝙蝠的超声波信号并采取逃跑行为或者能通过其它方式躲避蝙蝠,同时昆虫的适应性特征同样影响着蝙蝠的回声定位和捕食策略。本文从蝙蝠捕食昆虫的种类、昆虫对蝙蝠捕食的反应和食虫性蝙蝠对昆虫防卫的适应对策等三个方面对食虫蝙蝠与昆虫之间的相互关系进行了概述。     

植菌昆虫与其共生真菌协同进化分子机制

昆虫菌业（fungiculture）是一种类似于人类种植业的昆虫种植体系,包括种植、耕作、收获和营养依赖4个过程,可分为高级的社会性昆虫如切叶蚂蚁、白蚁等和低级的非社会性昆虫如食菌小蠹虫、卷叶象甲、蜥蜴甲虫、树蜂等,它们均能种植并取食真菌。近年来随着组学及微生物组技术的发展,植菌昆虫与其共生真菌协同进化的分子机制研究方面取得了重要进展。系统发育分析阐明了植菌昆虫的起源与进化历程,并显示出与共生真菌系统发育的一致性;共生真菌细胞核数量也从双核增加到最多17个核,而染色体倍型也从单倍体增加为二倍体甚至多倍体;组学分析则揭示了植菌昆虫与其共生真菌在精氨酸、碳水化合物、木质素及几丁质合成或降解等方面显示出了高度的协同进化。本文系统综述了植菌昆虫及其共生真菌的系统进化、核进化及基因组进化进展,并探讨这种协同进化机制的生物学意义。     

昆虫与植物的协同进化:寄主植物-铃夜蛾-寄生蜂相互作用

近数10年内,Ehrlich和Raven于1964年提出的协同进化理论及Jermy于1976年提出的顺序进化理论极大地促进了对昆虫与植物相互作用的研究。文章首先简要介绍有关理论,对植食性昆虫与植物关系研究的若干核心问题进行评述。主要问题包括(1)植食性昆虫如何选择寄主植物?(2)植物次生物质是否作为植物防御昆虫取食的重要屏障?(3)昆虫能否适应植物的化学防御?(4)植食性昆虫寄主范围是否是从广到专演化的?随之,作者结合对铃夜蛾Helicoverpa系统研究取得的结果,对上述问题做了进一步的论证和阐述。最后,在继承协同进化、顺序进化等理论精髓的基础上,根据当今三营养级相互作用领域的研究新进展,提出一个新的假说,即多营养级协同进化假说。该假说肯定植物次生物质在植物防御和昆虫识别寄主植物上的重要作用,同时把其他营养级并列放入交互作用的系统,特别强调第三营养级在昆虫与植物关系演化过程中的参与和寄主转移与昆虫食性专化和广化的联系。     

植食性昆虫唾液效应子和激发子的研究进展

植食性昆虫与寄主植物通过协同进化形成了复杂的防御和反防御机制.本文系统综述了昆虫唾液效应子和激发子在植物与昆虫互作中的作用及机理.昆虫取食中释放的唾液激发子被植物识别而激活植物早期免疫反应,昆虫也能从口腔分泌效应子到植物体内抑制免疫;抗性植物则利用抗性(R)蛋白识别昆虫无毒效应子,启动效应子诱导的免疫反应,而昆虫又进化...     

昆虫CYP6家族多样性与进化

了解昆虫CYP6家族的多样性与进化 ,对认识昆虫细胞色素P45 0参与抗药性发生、发展的分子生物学机制具有重要的意义。作者就昆虫CYP6家族多样性的各种表现形式及其形成原因、自然进化史、内部进化关系及进化的分子机制作一综述     

虫害诱导的植物挥发物:植物与植食性昆虫及其天敌相互作用的进化产物

综述了植物、植食性昆虫及其天敌相互作用的进化过程。虫害诱导的植物挥发物的特征和功能是植物-植食性昆虫-天敌之间长期进化的结果。在植物、植食性昆虫与天敌相互作用的进化过程中,3个不同营养级,包括植物、植食性昆虫和天敌有着各自的调节和利用虫害诱导的植物挥发物的策略。但有一些问题,如通过实验研究得出的诱导防御在田间是否真正能起到保护作用等需进一步研究、阐明。     

植物病原-媒介昆虫互作:研究进展与展望

大多数植物病毒及一些植物病原细菌由介体昆虫传播。植物病原与介体昆虫关系的研究有助于找到防控介体传播病原的关键环节,因此植物病原与介体昆虫的互作关系是植物病原传播机理研究中的核心问题。本文概述了国内外在植物病原与介体昆虫互作研究的最新进展,推介了本专辑论文的主要内容,并在此基础上,从生态和进化的角度提出了在植物病原-媒介昆虫互作研究中以下3个值得关注的研究方向:(1)植物病原与介体昆虫互作对生态系统的影响;(2)昆虫介体传播植物病毒的不同方式之间的关联性以及病毒、介体和植物之间的协同进化关系;(3)自然条件下植物病原-媒介昆虫互作的机理。植物病原与媒介昆虫互作的研究,既是生态和进化的理论问题,也和植物病原及其介体昆虫的绿色防控密切相关。     

次生物质在植物与昆虫协同进化中的意义

次生物质是植物次级低谢的产物,它在植物与昆虫协同进化中起着主导作用。本文通过介绍次生物质在植物化学防御中的作用,昆虫对次生物质的适应及其利用等内容,阐述了次生物质在植物与昆虫协同进化中的意义。     

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。     

昆虫对植物的选择性以及植物化学成分对昆虫的影响

植物与昆虫之间的关系一直被人们作为重要的研究目标。昆虫依靠绿色植物生存,植物通过自身的化学物质影响昆虫的进化方向,两者形成了复杂的协同进化关系。本文阐述了昆虫在定居、产卵、取食过程中运用不同的嗅觉、味觉、触觉刺激标准来选择适宜的寄主或寄主位置的方法,以及植物体内的化学成分对昆虫的营养作用和通过毒杀、拒食、招引天敌寄生蜂等方式抵御昆虫的进攻。     

昆虫专性内共生细菌及其基因组研究进展

昆虫专性内共生细菌是一类与宿主昆虫长期协同进化的共生微生物,在许多昆虫体内均有发现,主要存在于昆虫特化的器官(含菌体)内,以垂直传播的方式由母系遗传。专性内共生细菌与昆虫的生存、繁殖以及进化等方面息息相关,其主要功能是为宿主提供必需氨基酸等营养物质。因其长期生活在宿主细胞内处于封闭的高营养的环境中,其基因组的特征与普通细菌基因组有很大区别,包括基因组大小、GC含量、基因缺失等方面。通过对共生细菌基因水平上的深入研究,有助于理解专性内共生细菌在宿主昆虫协同进化过程中的作用。目前,昆虫内共生细菌基因的生物学功能、内共生细菌之间以及内共生细菌与宿主之间的互作机制还不是很清楚,有待进一步的研究和探索。     

植物的传粉媒介

在长期的进化过程中，种子植物的传粉形成了多种媒介，具有高度的适应性，其中昆虫和风是两种最主要的传播媒介。昆虫与被子植物相互依存、相互促进，共同进化。     

昆虫基因组大小及其进化

基因组是物种遗传信息的集合,其大小是研究基因组进化、结构及功能的重要参数之一。本文介绍了测定基因组大小的方法,简述了基因组大小的进化假说及分子机制,综述了近年来昆虫基因组大小的研究进展,尤其是昆虫基因组大小变化的相关影响因子。总体而言,昆虫基因组大小变化是一个复杂的过程,与转座子的活性有密切的关系,是基因组序列丢失和获得两种过程平衡的结果。基因组大小的变化仍在不断地进化中,其对生物造成的影响是剧烈的,因此对昆虫的表型特征产生了重要的影响,但影响的程度和关系在不同的类群有明显的差异,表现出一定的随机性,目前尚未总结出明显的规律。昆虫是生物多样性最为丰富的动物类群,是研究基因组大小进化的最佳材料,随着越来越多的昆虫基因组被测序公开,对昆虫基因组数据进行深入分析,有利于破解基因组大小进化的"C值之谜",可为生物基因组大小的研究提供重要参考。     

白蚁的外部形态和分类系统

等翅目Isoptera(白蚁)在有翅昆虫亚纲进化的谱系中是属于一类比较原始的昆虫,与蜚蠊目Blattaria昆虫有比较密切的亲缘关系。 白蚁有翅成虫的头部形态、前后翅的等同、翅脉的复杂结构以及腹部的形态,都和低等的有翅昆虫或古代绝灭的昆虫相类似。但白蚁的生活习性和兵蚁的形态特征,在整个昆虫纲中是属于极为进化的一个类群。兵蚁的形态极为特化。双眼的退化、前后翅的     

昆虫标本馆建设与昆虫系统学的未来

昆虫标本馆是昆虫标本的保藏、研究和科学教育的实体,代表国家或者区域水平,致力于研究昆虫多样性、揭示昆虫进化规律,为国民经济建设持续发展服务。昆虫系统学研究是昆虫标本馆研究人员的主要任务,它的发展与昆虫标本馆的建设唇齿相依。本文阐述了昆虫标本馆的功能与作用,建设昆虫标本馆的重要性和迫切性;展望了昆虫系统学的未来以及昆虫系统学发展的机遇。     

昆虫嗅觉相关蛋白的结构和功能

昆虫在长期进化的过程中形成了复杂的嗅觉系统,气味剂结合蛋白(odorant binding proteins,OBPs)、嗅觉受体(olfactory receptors,ORs)是其最主要的组分.其主要作用是结合外围挥发性的气味分子并将信号传递给细胞内的第二信使.OBPs和ORs的结构、功能、表达、进化是昆虫行为与进化关系的重要研究领域和研究热点.本文主要总结了近年来昆虫OBPs和ORs的结构特点、生理功能、表达特点、遗传进化等方面研究的最新进展,对OBPs和ORs的研究趋势进行了展望,为昆虫嗅觉系统进化研究及寻找害虫防治新途径提供参考信息.     

麦类作物与蚜虫互作生化机制研究进展

植物与昆虫相互作用一直是昆虫进化和生态学研究的热点,了解这种互作关系有利于进一步探索植物-昆虫的协调进化以及有效地管理农业生态系统中的害虫。本文简要地概述了麦类作物主要防御性次生化合物对蚜虫的防御作用,麦类作物体内防御酶与其抗蚜性关系,以及蚜虫对植物防御的反应等方面最新研究进展,并提出深入研究麦类作物与蚜虫互作生化机制的意义和前景。     

双翅目昆虫传粉研究进展

昆虫传粉不仅在自然生态系统中发挥着十分重要的作用,也和农业生态系统中产量密切相关。众所周知,膜翅目昆虫是最重要的传粉昆虫。双翅目昆虫分布广,物种多,数量大,也是一类十分重要的传粉昆虫,但其传粉作用未受到足够的重视。本文主要综述了双翅目传粉昆虫的主要种类、传粉效力、传粉特征、与植物的协同进化以及双翅目昆虫传粉的生态学意义。据记载双翅目昆虫中至少有71个科涉及虫媒种类,目前有资料显示访花昆虫类群中双翅目约有54 417种,按涉及的种数排序居于昆虫纲传粉昆虫目中第4位。尽管双翅目昆虫单次访问可携带花粉量相对较少(相比于膜翅目),但是较高访问速率及庞大的个体数量,保证了其作为有效传粉者的地位。传粉综合征能够有效揭示植物与传粉者的协同进化关系,尤其是对一些专化传粉现象(如五味子科-瘿蚊系统)和泛化传粉的深入研究,更加深了我们对协同进化的理解。就生态学意义而言,一方面双翅目传粉昆虫是膜翅目传粉昆虫的有益补充,另一方面在一些特殊环境中,双翅目昆虫具有不可替代的作用。当前传粉昆虫(包括双翅目)数量急剧下降,而且双翅目昆虫的传粉价值还利用较少。结合我国当前的研究现状提出了以下未来研究重点:1)加深双翅目传粉效力和适应意义的案例研究以明确双翅目昆虫在传粉体系中的地位;2)加强栖息地格局变化与昆虫多样性的研究以明确栖息地改变对昆虫的影响程度;3)梳理访花和传粉、专化传粉和泛化传粉等关系以更加明确双翅目昆虫在与植物协同进化中的作用;4)逐步深入探讨花粉浪费和花粉竞争以探究传粉策略和植物繁殖策略。这些努力将为双翅目传粉昆虫的知识普及、资源保护与利用研究等方面提供参考。     

昆虫抗药性分子基础的研究进展

昆虫抗药性分子基础的研究进展涂纳新，陈红梅，林国芳，陈巧云（中国科学院上海昆虫研究所上海２０００２５）昆虫抗药性是昆虫在不利的环境条件下求得生存的一种进化现象。抗药性的现象反映了昆虫基因的突变性进化。半个多世纪以来，昆虫抗药性已成为害虫防治中甚为严重...