昆虫体内微生物多样性的影响因素研究进展

昆虫体内的微生物种类繁多,在长期的协同进化中与其宿主昆虫形成了密切的共生关系。近年来,随着分子生物学技术的快速发展与应用,昆虫体内微生物多样性得到广泛的研究。本文综述了影响昆虫体内微生物多样性的各种因素。体内微生物多样性除与昆虫种类相关外,还与昆虫自身因素(性别、发育龄期和种群)、生态因子(食物、温度、CO_2浓度和辐照)以及技术本身的局限性等方面密切相关。     

水果害虫斑翅果蝇体内微生物菌群研究进展

斑翅果蝇是一种在全球范围内造成危害的重要水果害虫,其主要分布于亚、美、欧三大洲。斑翅果蝇的产卵器可以刺破水果表皮,将卵产在未完全成熟的水果中,卵孵化为幼虫后,幼虫取食水果,直接降低产量,从而对水果产业造成损失。近年以来,越来越多的研究表明昆虫微生物对宿主昆虫影响很大。例如昆虫微生物可以调控寄主昆虫的生长发育、个体适应性及生殖等。昆虫与其共生微生物间的关系成为昆虫生物学研究的热点内容。本文综述了近些年关于斑翅果蝇微生物多样性的研究,探讨了微生物菌群及内共生菌Wolbachia对斑翅果蝇生长发育、行为、生殖、抗病毒等的影响,以便为寻找控制斑翅果蝇种群的策略提供参考依据。     

植物源活性物质对昆虫生殖的干扰作用

昆虫的繁盛与其强大的生殖能力密切相关,而环境友好的植物源活性物质是可持续的害虫防治方法之一,能够通过多种作用机制影响昆虫的生殖发育。本文从昆虫生殖行为、生长发育、生殖细胞或器官、生殖地位与性比、共生微生物等方面,综述了植物源活性物质对昆虫生殖干扰机理的研究进展及相关的应用情况,以期为昆虫生殖发育干扰的进一步研究与害虫综合防控技术的研发提供参考。     

害虫的苏云金杆菌（Bt）控制

各种害虫对人类的影响的确令人头痛。科学家们已经使用多种办法企图控制它——化学的、物理的、生物的、微生物的。苏云金杆菌的研究与利用可能是最明智的选择。昆虫与人类的生产和生活有着极其密切的关系,就其对人们的生产活动和日常生活的影响来说,可分为有害昆虫(即害虫)和有益昆虫两大类。如天敌昆虫赤眼蜂可用于防治夜蛾、粉蝶、玉米螟等农业害虫,而逐腐趋臭的苍蝇、吸吮人畜血液的蚊蚋,对人类的影响是众所周知的。人类在同大自然的斗争中,自然对有益的昆虫加以保护和利用,     

昆虫体外共生菌研究进展

昆虫体外共生菌是指能在体外与宿主发生互利共生关系的微生物。体外共生菌虽然不如肠道微生物那样普遍存在于昆虫中,但也在宿主生长发育过程中扮演着重要的角色。昆虫体外共生菌一般寄生于昆虫体表或体内特异器官(如储菌器),在特定时期转移到植物组织中。体外共生菌产生的挥发物能作为宿主定位寄主植物的信号物质,能为宿主提供生长发育所需的营养物质,还参与了宿主体外免疫。对昆虫体外共生菌的研究,不仅能进一步揭示昆虫与微生物之间的互作关系,丰富昆虫共生菌的研究,还能从共生菌的角度探索害虫引诱剂和昆虫免疫豁免机制。本文对昆虫体外共生菌寄生方式、传播途径、对宿主的影响等研究成果进行了综述,旨在为害虫综合防控提供新思路。     

昆虫肠道微生物的研究进展和应用前景

昆虫肠道的独特结构和理化性质为多种多样的微生物定殖提供了特殊环境,肠道微生物的群落组成与宿主昆虫的生长发育、代谢繁殖等生命活动密切相关。种类丰富多样、生态位分布广泛的昆虫体内含有大量特化的肠道微生物群落,经过长期协同进化形成的共生关系具有多方面无可替代的优势。这种相对稳定的共生关系对昆虫整个生命周期具有极其重要的作用,肠道微生物不仅为宿主提供重要的营养物质、协助消化食物、提高宿主防御和解毒能力,还影响宿主昆虫的寿命、发育周期以及交配与繁殖能力等。同时,昆虫肠道微生物在农业、生态、医药以及能源环保等多个学科领域也显示出了巨大的应用前景。本文就昆虫肠道微生物群落的多样性、功能和影响肠道微生物生存因素,以及应用前景等方面进行综述,讨论了昆虫肠道微生物的最新研究进展。     

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。     

昆虫共生微生物在病虫害和疾病控制上的应用前景

昆虫与微生物之间的互利共生关系是自然界中一种常见的互作形式。昆虫的种类丰富多样并且在自然界中分布广泛,在一定程度上得益于共生微生物的帮助。随着生物技术的不断发展,越来越多的共生微生物和互利共生模式得以发现并深入研究。微生物不仅能够为昆虫的生长发育提供营养,还能合成很多生物活性物质、调节宿主的免疫、对抗捕食者和抵御病原微生物感染,成为宿主昆虫健康和适应的守护者。鉴于共生微生物与昆虫生理生态的密切联系,以及昆虫对人类经济与健康的重要影响,利用共生微生物对昆虫及虫媒病进行生物控制已经成为一个热点研究方向,并展现了良好的应用前景。本文对昆虫共生微生物的多样性、生物学功能、与宿主相互作用机制及其在病虫害和虫媒病防治中的研究进展进行综述和展望。     

害虫治理

大多数昆虫有益或无害于人类,只有少数昆虫造成经济损失而成为害虫。控制害虫的方法很多,利用植物的耐害性和抗虫性、天敌昆虫和病原微生物、昆虫生长调节剂和种间信息物质、植物性杀虫剂和家业技术措施等方法,可以避免化学药剂造成的环境污染和害虫再度猖獗。谋求人类与自然协调共存,走农林害虫自然控制的道路,是明智之举。     

侵入型害虫的成灾机制与防治对策

侵入型农业害虫,即一种昆虫从其原产地迁到另一地（侵入）,而在新侵入地对农作物造成严重危害,就该种昆虫对新侵入地而言,称为侵入型农业害虫。侵人型害虫,有时也称为外来种或引入种。为了警示人们对该类昆虫的重视,称为“侵入型害虫”似乎更好一些。确定是否为侵入型农业害虫,关键在于区分其原产地和侵入地,例如马铃薯甲虫,原产北美洲洛基山东麓,而对欧洲、亚洲而言,显然为侵人型害虫,或称侵人种。而这种划分标准,有时也是难以区分的,如果昆虫原产地并不很清楚,或分布范围很广,或扩散距离较近,这时就难以断定该种昆虫是否…     

973项目“重大农业害虫猖獗危害的机制及可持续控制的基础研究”简介

2006年9月,国家重点基础研究发展计划(973)农业领域2006年度项目“重大农业害虫猖獗危害的机制及可持续控制的基础研究”经科技部批准正式立项启动。该项目以全系统管理思想为指导,在基因、个体、种群、生态系统等不同层次,阐明我国重大农业害虫种群分化与暴发的分子基础,解析害虫与寄主作物及天敌间的相互作用机制,建立害虫监测与预警系统,提出重大农业害虫可持续控制的新途径和新方法,为我国农业减灾、经济的可持续发展奠定科学基础。项目的主要研究内容包括:害虫生长发育与生殖调控的分子机制;害虫对环境胁迫的适应机制;杀虫药剂诱导害虫再猖獗的机制;害虫与寄主植物的协同进化;天敌与害虫的互作及控害机制;作物-害虫-天敌食物网关系及其调控机理;重大害虫区域性暴发监测与预警。项目的总体目标为:阐明害虫生长发育、种群分化的分子基础,揭示害虫种群调节的内在机制;解析作物、害虫及天敌间的互作机制,丰富和发展植物-害虫-天敌协同进化理论;阐明主要害虫区域性灾变机理,发展害虫预警新技术;发展与环境相容的、增强自然控害功能的新技术,提出重大农业害虫可持续控制的新途径和新方法;凝炼一支害虫控制基础研究的创新团队,丰富和发展我国害虫管理的科学理论与实践,提升我国有害生物防控的原始创新和集成创新能力,扩大国际影响。     

共生菌与昆虫的免疫

共生菌可通过产生抗菌物质、调控宿主免疫相关基因和微生物种间竞争作用等方式保护昆虫宿主免受病原体的侵染。为维持共生关系,昆虫进化出精细的调控机制避免对共生菌的过激免疫应答,共生菌通过免疫识别信号多态性或化学拟态来降低或躲避宿主免疫系统对自身的伤害。本文在分析共生菌对宿主免疫的功能及其机制的基础上,探讨宿主对免疫应答的精准调控以及共生体系的协同进化,以期为共生菌对宿主免疫影响的深入研究提供参考。     

昆虫体内的天然屏障——围食膜

昆虫围食膜是由昆虫中肠上皮细胞分泌的非细胞薄膜状结构,主要成份是几丁质、蛋白质和多糖,是昆虫抵御外界侵害的第一道天然屏障,能够保护中肠上皮细胞不受机械损伤并且能够抵御病毒、细菌及其他有害物质,防止化学损伤.昆虫病毒增效蛋白、荧光增白剂和几丁质酶等生物防治促进因子通过与围食膜上特异位点的结合,能够破坏围食膜结构,加速病原微生物对害虫的感染进程.就围食膜组分、结构、功能以及与害虫防治的关系等方面的研究进展进行综述,并且论述了以围食膜为害虫生物防治靶标的应用前景.     

共生微生物对昆虫化学感受的影响北大核心

共生微生物通过影响昆虫信息化合物的合成或感受来调控宿主的化学通讯,进而影响昆虫的交流、防御、捕食和扩散行为。这种调控作用有助于共生微生物的扩散,但对宿主可能是有利的,也可能是有害的,并为共生体系的协同进化提供动力。本文围绕近年来共生微生物对昆虫化学感受的影响及其机制展开综述,并分析其进化意义,旨在为昆虫化学生态学理论提供补充,并为开发新的害虫防治策略提供思路。     

唾液成分在刺吸式昆虫与植物关系中的作用

近年来,人们对刺吸式昆虫唾液成分的研究,揭示出其在刺吸式昆虫与植物关系中的重要作用。对多数刺吸式昆虫而言,他们取食时会分泌胶状和水状两种唾液,其中胶状唾液会在取食早期分泌形成唾液鞘来围绕并保护口针,通过直接和间接的作用来帮助取食;而水状唾液中则包含了果胶酶、纤维素酶、多酚氧化酶、过氧化物酶、碱性磷酸酯酶、蔗糖酶等组分,来帮助刺吸式昆虫对植物穿刺、消化食物、解毒次生物质并破坏植物的防御反应。有趣的是,唾液成分同时还可以诱导植物的防御反应,包括诱导植物的伤信号引起直接防御反应和诱导植物产生挥发物吸引植食者的天敌引起间接防御反应。并且,许多刺吸式昆虫取 食能够特异性地引发植物的病理反应,有研究推测刺吸式昆虫唾液中多聚半乳糖醛酸酶、碱性磷酸酯酶、蔗糖酶、多酚氧化酶等成分可能是某些植物特定病理反应的激发子,但是目前还没有定论,同时许多刺吸式昆虫唾液中的氨基酸和蛋白酶还是引起植物虫瘿的原因之一。 迄今的研究表明,刺吸式昆虫会根据不同的寄主植物和不同的生理需要,通过唾液组分的改变,来达到取食和发育的目的。对刺吸式昆虫唾液成分和作用机理的研究,可以为揭示刺吸式昆虫致害机理特别是传毒机理、指导害虫有效治理、阐明其与植物的协同进化等提供一定的思路。     

培菌昆虫相关放线菌的次级代谢产物研究进展

昆虫共生微生物是一种特殊的微生物资源,其中放线菌在昆虫肠道、体表和巢穴中广泛分布。近年来,人们从培菌昆虫来源的放线菌中分离得到多种新型化合物,可以选择性抑制菌圃的致病真菌,部分还对植物致病真菌、昆虫致病真菌、人类病原菌和癌细胞有抑制活性。因此,研究培菌昆虫相关微生物不仅有助于了解宿主与微生物的共生机制,还能发掘新的活性物质,用于生物农药、生物医药的开发。本文对培菌昆虫来源放线菌次级代谢产物的研究进展进行了综述。     

Symbiosis catalyses niche expansion and diversification

Interactions between species are important catalysts of the evolutionary processes that generate the remarkable diversity of life. Symbioses, conspicuous and inherently interesting forms of species interaction, are pervasive throughout the tree of life. However, nearly all studies of the impact of species interactions on diversification have concentrated on competition and predation leaving unclear the importance of symbiotic interaction. Here, I show that, as predicted by evolutionary theories of symbiosis and diversification, multiple origins of a key innovation, symbiosis between gall-inducing insects and fungi, catalysed both expansion in resource use (niche expansion) and diversification. Symbiotic lineages have undergone a more than sevenfold expansion in the range of host-plant taxa they use relative to lineages without such fungal symbionts, as defined by the genetic distance between host plants. Furthermore, symbiotic gall-inducing insects are more than 17 times as diverse as their non-symbiotic relatives. These results demonstrate that the evolution of symbiotic interaction leads to niche expansion, which in turn catalyses diversification.     

Effects of biodiversity in agricultural landscapes on the protective microbiome of insects – a review

Symbiotic bacteria in herbivorous insects can have strong beneficial impacts on their host's survival, including conferring resistance to natural enemies such as parasitoid wasps or pathogens, while also imposing energetic costs on the host, resulting in cost‐benefit trade‐offs. Whether these trade‐offs favour the hosting of symbionts depends on the growth environment of the herbivore. Long‐term experimental grassland studies have shown that increasing plant species richness leads to an increased diversity of associated herbivores and their natural enemies. Such a change in natural enemy diversity, related to changes in plant diversity, could also drive changes in the community of symbionts hosted by the herbivorous insects. Aphids are one model system for studying symbionts in insects, and effects of host‐plant species and diversity on aphid‐symbiont interactions have been documented. Yet, we still understand little of the mechanisms underlying such effects. We review the current state of knowledge of how biodiversity can impact aphid‐symbiont communities and the underlying drivers. Then, we discuss this in the framework of sustainable agriculture, where increased plant biodiversity, in the form of wildflower strips, is used to recruit natural enemies to crop fields for their pest control services. Although aphid symbionts have the potential to reduce biological control effectiveness through conferring protection for the host insect, we discuss how increasing plant and natural enemy biodiversity can mitigate these effects and identify future research opportunities. Understanding how to promote beneficial interactions in ecological systems can help in the development of more sustainable agricultural management strategies.