实蝇类害虫分子鉴定研究进展

随着国际贸易活动的日趋频繁及其复杂化,实蝇类害虫的传播扩散机率越来越大,直接威胁农业生产安全,成为影响果蔬等进出口贸易的重要检疫问题之一。因此,实蝇的准确识别与快速鉴定受到了世界各国的高度重视。本文主要对目前已经被用于实蝇鉴定的分子生物学技术的原理、优缺点及其研究进展进行概述;同时,根据BOLD Systems现有的数据,汇总了截至2014年10月22日实蝇DNA条形码的种类、已公布研究的记录数及涉及的实蝇种类。结果表明:目前应用于实蝇鉴定的DNA条形码有COⅠ-5P、COⅠ-3P、COⅡ、COⅢ、CYTB、atp6、28S等7种;其中以COⅠ标记为主,已公布的记录数为4540,是其他5种DNA标记的113.5倍,COⅠ-5P标记研究的实蝇科种类有315种,COⅠ-3P标记的有116种;目前研究较多的为果实蝇属、寡鬃实蝇属、腊实蝇属。本文对今后选用分子生物学技术鉴定实蝇种属具有重要的理论意义。     

实蝇肠杆菌科共生菌的研究进展

实蝇与体内微生物的共生关系是目前较受关注的研究课题。其中,肠杆菌科细菌是这些内共生微生物中的重要一类,广泛存在于实蝇肠道和生殖系统中。研究证明,共生肠杆菌科细菌在参与实蝇的碳氮循环、营养代谢、生殖免疫及生物防治等方面都发挥着极大的作用。近年来,人们利用分子生物学技术已鉴定出部分实蝇内共生肠杆菌科细菌的类群,发现许多优势的益生肠杆菌种和代谢产物,它们能增强实蝇的健康,提高昆虫不育技术的应用高效性。本文对实蝇共生肠杆菌科细菌的种类、分布和作用,以及它们在不育昆虫技术中的应用进展作一综述,这不仅有助于人们更深入地了解宿主与共生菌群落间的互作关系,而且对人类开发新型实蝇防治饵剂以及将此类共生益生菌应用于实蝇不育技术有重要意义。     

害虫遗传防治的研究历史与现状

作为防治或根除重大害虫最为有效的手段之一,害虫遗传防治在世界范围内被广泛采用并取得了巨大成功。本文综述了不育昆虫技术、雌性致死系统和昆虫显性致死技术等经典害虫遗传防治策略的发展历史、技术特点和应用情况。近年来,许多新的分子生物手段被不断提出并整合到害虫遗传防治策略中,包括归巢核酸内切酶基因、锌指核酸酶、转录激活因子样效应因子核酸酶、CRISPR/Cas9系统、Medea元件、Killer-Rescue系统、Wolbachia-细胞质不亲和性系统等。基于这些新的工具手段,许多国家已经在不同程度上启动了下一代害虫遗传防治项目。而我国在该领域的研究相对薄弱,需要在借鉴国外成功经验的同时,进一步加强害虫遗传防治的基础和应用研究,从而实现本地有害生物的可持续治理和外来入侵生物的有效狙击,确保我国未来的粮食和生态安全。     

遗传不育技术在蚊媒疾病防控中的应用

疟疾、登革热等重大传染性蚊媒疾病严重危害人类健康,且目前缺乏有效的药物和疫苗,防治埃及伊蚊、冈比亚按蚊等媒介昆虫是控制和消除这些疾病的有效手段。化学杀虫剂的大规模使用在一定程度上控制了疾病的传播,但其抗药性和环境污染等问题也随之而来。分子生物学的飞速发展为昆虫不育技术(SIT)的更新及害虫防治提供了新的策略,由此发展起来的以释放携带显性致死基因昆虫(RIDL)为代表的一系列遗传不育技术为蚊虫种群防控提供了更加有效的选择。本文概述了遗传技术在蚊虫防控中的应用进展,包括蚊虫遗传防治的历史和策略,阐述了RIDL技术体系的原理,同时介绍了相关遗传控制品系和已经开展的田间释放研究,展示了遗传修饰不育技术在蚊媒疾病防治中的巨大潜力。     

纳米孔测序技术在实蝇类害虫检疫鉴定中的应用

【目的】纳米孔测序技术是单分子实时测序技术的一种,正在被广泛应用于临床快速诊断及微生物检测等领域。本研究以实蝇这一类重要的检疫性有害生物为例,探究该技术在昆虫检疫鉴定中应用的可行性,为昆虫检疫鉴定提供新方法。【方法】分别采用一代测序技术和纳米孔测序技术,对14种经形态学鉴定的实蝇成虫进行DNA条形码测序,通过BOLD和NCBI数据库对测序结果进行比对分析,并比较2种测序技术所得序列结果准确性的差异。【结果】通过纳米孔测序,14个实蝇样品在44 min内获得181 Mb bases,每个样品平均得到11280条reads,单个reads的准确度为92.10%~94.53%;经一致性序列校正,所有实蝇样品均可得到与一代测序结果完全一致的序列,序列分析结果与形态学鉴定结果完全一致。【结论】采用本研究的实验流程和数据分析方法,纳米孔测序技术可以应用于实蝇类害虫的检疫鉴定,测序结果准确、高效;本研究提供的实验方案同样适用于基于扩增子测序的物种鉴定,满足大规模样品的高通量精准鉴定需求。     

昆虫不育技术防治柑橘大实蝇研究概况

柑橘大实蝇Bactrocera minax(Enderlein)是柑橘果树上的重要害虫,我国在20世纪80、90年代曾经成功利用昆虫不育技术防治柑橘大实蝇的危害。本文从人工饲养、不育昆虫的获取以及野外释放等方面对利用昆虫不育技术防治柑橘大实蝇进行了综述,以期为我国柑橘大实蝇的可持续治理提供参考。     

昆虫种群的遗传调控

昆虫种群的遗传调控是利用昆虫自身生长发育的关键基因,采用性别控制开关,通过遗传转化使雄虫成为携带导致后代雌虫发育异常或雌性不育的遗传控制复合体（性别开关元件和靶标基因的复合体）．昆虫种群遗传调控是一种基于不育技术的昆虫种群控制系统,具有种类特异、环境友好和便捷高效等特点．目前为止,已经由早期的通过辐射不育方法发展到释放携带显性致死基因昆虫的方法,并在多种昆虫中获得成功．本文综述了昆虫种群遗传调控的发展历程,介绍了昆虫种群遗传调控相关的理论与方法,包括特异的调控元件、致死或缺陷基因和遗传转化体系的应用,并列举了几种昆虫种群遗传调控的实例,最后对于昆虫种群遗传调控系统中存在的问题以及可能的发展方向进行了展望．     

苹果蠹蛾的综合防控和遗传控制研究进展

苹果蠹蛾是仁果类水果的重要检疫害虫,在世界各地造成了巨大的经济损失。目前对其化学防治、化学生态调控、病毒等防治方法研究较多,但仍不能满足防控该害虫的需要,对新型防控技术的需求日益增强。不育昆虫释放技术(SIT)是一种可控制甚至根除靶标害虫的环境友好型防控技术,但传统SIT技术存在一定的局限性,如较难区分性别与筛选雌雄虫、辐射不育昆虫的交配竞争力和适合度降低等问题,这些缺陷随着昆虫遗传修饰技术的发展将得以解决,并将在害虫防控进程中起到积极作用。本文综述了苹果蠹蛾主要防控技术研究现状,介绍了通过遗传修饰技术改善SIT的技术策略,并综合分析了我国开展苹果蠹蛾遗传修饰研究情况和将其应用在苹果蠹蛾防控体系中的可行性及优势。     

昆虫种群遗传控制技术中启动子的研究

利用昆虫遗传转化技术对害虫进行遗传控制是害虫防治研究的新方向,该技术具有物种特异、防效高且对环境友好的特点。启动子是基因表达调控的重要元件,选择合适的启动子是外源基因高效、准确表达的关键,对获得高效、稳定的遗传修饰昆虫品系至关重要。本文简要介绍了昆虫基因启动子的结构特征,重点描述了昆虫种群遗传防治中组成型启动子、性别和组织特异型启动子、特定发育时期启动子和诱导型启动子的研究和应用概况,并对这几类启动子在害虫遗传控制中的应用前景进行了展望。     

害虫遗传不育技术中致死基因的研究与应用

基于遗传修饰手段的昆虫不育技术(SIT)作为一类物种特异、环境友好、科学高效的新兴策略,在害虫防治中具有广阔的应用前景。释放携带显性致死基因昆虫的技术(RIDL)是改进传统SIT的重要手段之一,主要包括四环素调控系统、特异性启动子、性别特异剪接系统和特异性致死基因等重要元件,其中根据不同昆虫的特点选择合适的特异性致死基因对于构建遗传不育品系至关重要。这些致死基因或受到阻遏调控系统的控制、或特异的在雌虫中表达、亦或直接作用于X染色体,导致后代在特定发育阶段或特定性别中条件致死。本文综述了RHG家族(reapr、hid、grim、michelob_x)细胞凋亡基因、转录激活因子t TA及Nipp1Dm、归巢内切酶基因等在害虫遗传不育技术中的研究和应用,讨论了特定致死基因的效应机理和应用特点,并对其可能的发展方向进行了展望。由于不同效应基因的致死作用和调控机理尚未完全明晰,因此深入研究特异致死基因的凋亡机制和在不同物种中的兼容作用,将为害虫遗传防控提供更多的研究思路和手段。     

转基因在苹果蠹蛾不育昆虫释放技术中的应用

使用不育昆虫释放技术是一项新兴的苹果蠹蛾Cydia pomonella(L.)防治方法,使用转基因得到不育雄蛾具有比传统辐射方法更多的优点。转基因技术通过使用基于piggyBac等转座子的质粒载体,并插入显性条件致死基因以培育遗传性别品系,同时插入荧光蛋白等标记基因来显示转基因的效果;在人工控制的发育条件,建立成熟的稳定苹果蠹蛾品系,用以最终的田间释放以达到防治的目的。     

益生真菌在橘小实蝇规模化扩繁中的应用潜力

【目的】葡萄汁有孢汉逊酵母Hanseniaspora uvarum是存在于橘小实蝇Bactrocera dorsalis肠道的共生有益真菌,本研究通过改变饲料中酵母浸粉、麦麸和H. uvarum菌液的配比,筛选获得最优的橘小实蝇幼虫的饲料配方,为橘小实蝇规模化扩繁提供理论基础。【方法】利用响应面法（Responsesurface methodology,RSM）设计人工饲料中酵母浸粉、麦麸与H.uvarum的配比,统计取食不同配比的饲料后橘小实蝇幼虫的发育历期、蛹重和成虫羽化率,并计算每种饲料配方的成本;根据实验结果进行配方优化,预测取食最优配方饲料幼虫的发育历期、蛹重、成虫羽化率以及成本节约的百分比,同时,采用预测的最优饲料配方饲喂幼虫,统计取食最优饲料配方幼虫的发育历期、蛹重以及成虫羽化率,验证优化模型下的预测值与试验结果的相符性。【结果】饲料中酵母浸粉、麦麸和H.uvarum成分之间的拮抗或协同作用显著影响幼虫的发育历期、蛹重和成虫羽化率(P <0.000 1)。在饲料中添加H. uvarum菌液,可以减少酵母浸粉的添加量,并降低饲养成本。通过响应面法模型预测,获得最优的橘小实蝇饲料配方比例：每份人工饲料（375 g）包括酵母浸粉3.13 g、麦麸87.45 g、H. uvarum菌液4.42 g、玉米粉40 g、蔗糖40 g及水200mL。与传统饲料费用相比,每份人工饲料可节省成本2.35元,三组分（酵母浸粉、麦麸和H.uvarum菌液）的成本节约百分比为74.35%。采用最优饲料配方饲喂的幼虫发育历期为8.76 d,比预测值缩短了0.8 d,蛹重为13.85mg,羽化率为93.76%,与预测值没有显著性差异。【结论】响应面法设计优化饲料配方具有一定的可靠性,葡萄汁有孢汉逊酵母H. uvarum在橘小实蝇的规模化扩繁中具有一定的应用潜力。     

柑橘大实蝇生物、生态学及辐照不育技术最新研究进展

柑橘大实蝇是柑橘类果树的一种重要害虫,近几年在我国柑橘种植区的危害呈上升趋势,给柑橘产业造成了巨大损失。本文概述了环境因素包括温度、光周期、营养状况(饥渴)以及水淹对柑橘大实蝇生物学特性和成虫行为的影响,柑橘大实蝇成虫和幼虫人工饲养技术参数,柑橘大实蝇蛹滞育机制,辐照不育关键技术包括最佳辐照剂量和辐照时期,及其在湖北柑橘园柑橘大实蝇防控中的应用与示范情况等,并指出了尚需进一步开展的研究内容。     

双翅目害虫性别分离技术的研究进展及展望

在过去的几十年中,昆虫不育技术(sterile insect technique, SIT)已被用于防治农业害虫和人类健康相关的病媒害虫。相较于传统的农药控制策略,昆虫不育技术具有物种特异性和环境友好型等特点。通过释放不育雄虫的昆虫不育技术的主要障碍是在大规模饲养阶段将雄性与雌性分离,从而提高这些防治方法的成本效率,并防止释放携带和传播疾病的雌性群体。目前大多数针对双翅目害虫的遗传防治策略没有进行性别分离,少数害虫性别分离方法是基于蛹的大小或者雌雄蛹羽化时间差异进行人工识别和机械识别分离。双翅目昆虫性别决定及分化分子机制多种多样,其性别决定主要信号差异巨大,其多种性别决定基因已用于性别分离系统的开发。性比失衡性别分离策略通过破坏性别决定途径关键基因的表达获得雄性偏向后代,雌性条件性致死分离策略利用性别决定关键基因的雌雄选择性剪接差异实现性别分离,这两种性别分离策略目前正在害虫不育防治中接受大规模饲养应用评估,而基于双翅目昆虫雌雄性二态和基因标记发展的可视化性别分离策略也已成功实现多种害虫的性别分离。我们对性比失衡分离策略、雌性条件性致死分离策略和可视化性别分离策略在双翅目害虫中的研究进...     

双翅目害虫性别分离技术的研究进展及展望

在过去的几十年中,昆虫不育技术(sterile insect technique, SIT)已被用于防治农业害虫和人类健康相关的病媒害虫。相较于传统的农药控制策略,昆虫不育技术具有物种特异性和环境友好型等特点。通过释放不育雄虫的昆虫不育技术的主要障碍是在大规模饲养阶段将雄性与雌性分离,从而提高这些防治方法的成本效率,并防止释放携带和传播疾病的雌性群体。目前大多数针对双翅目害虫的遗传防治策略没有进行性别分离,少数害虫性别分离方法是基于蛹的大小或者雌雄蛹羽化时间差异进行人工识别和机械识别分离。双翅目昆虫性别决定及分化分子机制多种多样,其性别决定主要信号差异巨大,其多种性别决定基因已用于性别分离系统的开发。性比失衡性别分离策略通过破坏性别决定途径关键基因的表达获得雄性偏向后代,雌性条件性致死分离策略利用性别决定关键基因的雌雄选择性剪接差异实现性别分离,这两种性别分离策略目前正在害虫不育防治中接受大规模饲养应用评估,而基于双翅目昆虫雌雄性二态和基因标记发展的可视化性别分离策略也已成功实现多种害虫的性别分离。我们对性比失衡分离策略、雌性条件性致死分离策略和可视化性别分离策略在双翅目害虫中的研究进展进行了综述,重点评估了这些方法在雄虫大规模饲养和释放的应用潜力,以期在更完善的性别分离技术支持下为害虫防治研究取得更多突破性进展。     

简述引诱剂在实蝇防治中的作用

引诱剂是实蝇类害虫监测、调查和防治中最重要的手段之一,被广泛采用.本文对实蝇引诱剂的种类与诱捕范围进行了总结,并简述了引诱剂在实蝇防治中的监测与防治作用.     

PPARγ在脂肪生成中的遗传和表观遗传调控

过氧化物酶体增殖物激活受体γ(peroxisome proliferator-activated receptor gamma, PPARγ)是脂肪生成和脂肪组织发育的关键调控因子,另外在糖脂代谢、炎症和免疫反应等多种生物学过程中也发挥重要作用。近年来,对PPARγ基因的研究一直是脂肪生物学研究的热点。随着研究的不断深入,人们发现PPARγ基因不仅受遗传调控,还受DNA甲基化、组蛋白修饰、非编码RNA和染色质重塑等表观遗传调控。本文综述了PPARγ基因在脂肪生成中的遗传和表观遗传调控研究进展,探讨了未来PPARγ基因调控的研究方向和趋势。     

分子生物学技术在双翅目实蝇科昆虫系统发育研究中的应用

分子生物学技术如同工酶电泳、RFLP、RAPD、核酸序列分析、微卫星DNA和探针杂交等,在实蝇科昆虫系统发育研究中具有重要作用。利用这些技术对实蝇种群进行系统发育研究,揭示其亲缘及进化关系,从生命本质上寻找实蝇种群间的内在联系。文章综述上述几种分子生物学技术在实蝇科昆虫核酸结构、种内和种间的亲缘及进化关系等方面的研究进展,分析在应用中存在的问题,展望这些分子生物学技术在实蝇科昆虫系统发育中的应用前景。     

害虫的遗传与行为调控

本文综述了昆虫的行为遗传机制、昆虫的发育与变态、昆虫对主要环境因子变化的响应、害虫与寄主植物的化学通讯和多营养级信息网及其对昆虫行为调控等国内外研究进展,提出了害虫治理要从杀灭防治转变为行为调控的新思路和新理念,认为未来的研究将围绕害虫暴发成灾的遗传与行为机理等科学问题,通过深入研究害虫发育变态、行为遗传,及其对关键生态因子和食物网内信号物质适应机制,揭示影响害虫发生的内外关键因素,寻找基于基因和生态调控行为治理害虫的新技术和新方法,为有效开展害虫治理、减少化学农药做出贡献。     

微卫星遗传标记及其在昆虫种群遗传学中的应用

微卫星是一类短串联重复的寡核苷酸序列,广泛地分散于各类真核生物基因组中,它具有多态性高、检测结果稳定可靠等特点,是目前较为理想的群体遗传研究的分子标记之一。该文阐述了微卫星DNA构成及特点,多态性形成机制、位点获得途径,列举了微卫星遗传标记在昆虫种群遗传学研究中的应用实例,并展望了该技术的应用前景。