昆虫防御分泌物及体内体外免疫权衡

昆虫免疫在昆虫抵御有害外源刺激的过程中具有重要的生理调控作用,因而近年来受到了广泛关注。虽然体内免疫和体外免疫皆为昆虫免疫防御系统的组成部分,但是传统观点普遍认为,体内免疫是昆虫迅速和主要的免疫反应,而体外免疫防御仅仅被认为是一种次要的免疫响应。然而,以分泌防御物为核心的体外免疫却构成了外源异物入侵昆虫的第一道防线。因此,体外免疫和体内免疫是昆虫的两种免疫防御策略。当昆虫遭受外来生物入侵或外界不良环境因子影响时,为了抵御天敌或抵抗逆境,它们将优先选择体外免疫防御策略。但是,昆虫在整个防卫过程中,体内免疫和体外免疫却是同步进行的,这将涉及到两种免疫防御策略之间的能量分配问题。同时,当昆虫受到外源物入侵时,必然启动一系列的免疫响应来阻止潜在的威胁,这将严重影响到害虫生物控制的效果。本文以昆虫体外免疫为焦点,就昆虫防御分泌物、两种免疫防御策略及其权衡进行综述,旨在了解昆虫防御分泌物及体内体外免疫权衡的研究现状和重要作用,深入剖析昆虫和外源因子的免疫互作效应和多样化的免疫防御策略,为促进该领域的发展和开发以昆虫免疫系统为靶标的新型杀虫剂提供新的思路和方法。     

昆虫防御机制研究的一些进展

昆虫是动物界中最大的种群,遍布陆地、江河、海洋和天空,且有惊人的繁殖力和对环境顽强的适应性。研究昆虫的防御体系,对害虫的防治及经济昆虫的保护都有理论和实践意义。十九世纪人们已发现昆虫的免疫现象。例如接种微量的病原菌可诱导提高机体的抗病力。但诱导源是非专一性的,免疫应答又是广谱的;昆虫不同于高等动物;它们不产生抗体r-球蛋白,而是以抗菌肽、抗病毒因子、凝集素、溶菌酶及蛋白酶抑制剂等多种活性因子,配合多种功能的血细胞以建立一个开放的、完整的防御体系。本文扼要地从抗菌肽和抗病毒因子两个方面综述昆虫防御机制研究的进展。 (一)抗菌肽 1976年,瑞典博曼(Boman)等人从地中海果蝇及惜古比天蚕血淋巴中分离到抗菌肽,称天蚕素(Ce-     

昆虫免疫防御系统的限制因素

本文主要针对昆虫对寄生物的免疫防御并从进化生态学的角度采阐述昆虫防御系统所存在的一些限制因素,如识别抗原失败、免疫特异性、防御代价、自体免疫、性别、资源利用率和寄生物的干扰等,而这些局限使得昆虫的免疫防御受到不同（自发或诱导的、广泛或具体的）免疫反应的影响。从而限制其持续的免疫防御。     

昆虫发育与免疫：现代昆虫学一个重要方向

昆虫发育与免疫作为昆虫学的重要方向,面向国家需求和科学前沿,经过多维度的研究,在解决重大害虫成灾和人类健康等方面取得了重要成就。同时,生物技术的进步极大地推进了昆虫发育与免疫的学科发展,使得我们对昆虫生长发育和免疫防御的认识更加深入和全面。本“昆虫生长发育与免疫”专辑论文较好地反映了我国昆虫发育与免疫的研究现状与研究特色。生长发育方面涵盖了从卵到成虫的所有发育阶段,主要研究信号转导机制;免疫方面则聚焦于生物互作。在大数据背景下,将传统和现代技术并用,加强合作,使本研究方向在害虫防治、昆虫资源利用和粮食安全等方面将发挥更大的作用。     

抗菌肽的分子生物学研究进展

抗菌肽的分子生物学研究进展胡云龙赵学忠屈贤铭＊（南京军区军事医学研究所）一、引言昆虫在动物界中所占的数量最多,分布最广,并且有高度的适应能力和防御机能,在昆虫免疫防御体系中,没有抗体、补体的参与,但却有一系列称之为抗菌肽的小分子蛋白。早自１９世纪Ｐａ...     

植食性昆虫利用唾液腺适应寄主植物防御机制研究进展

植食性昆虫与寄主植物在长期协同进化的历程中,两者逐渐演化出丰富多样的防御与反防御机制,其中在植食性昆虫适应植物防御的过程中,唾液腺分泌物起到关键性的作用。本研究从宏观与微观两个层面,揭示植食性昆虫如何利用唾液腺以适应寄主植物防御的作用机理。回顾了昆虫唾液腺分泌物通过干预植物气孔的动态变化、适应植物细胞壁、降解植物防御性化合物等方式调控寄主植物防御的研究进展,探讨了昆虫唾液效应因子以干扰植物早期免疫信号通路、调节植物激素信号通路、与植物免疫蛋白互作等形式应对植物防御反应的内在分子机制。同时,本文依据CRISPR/Cas9、植物介导的RNAi、纳米材料介导的RNAi等新技术的发展,对基于昆虫效应因子开发的虫害防控技术的发展空间进行分析,以期为作物抗性的提高以及害虫综合治理能力的提升提供理论依据与实践指导。     

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...     

昆虫抗菌肽的功能、作用机理与分子生物学研究最新进展

昆虫虽然没有完善的免疫防御体系,但却具有高效的无细胞免疫系统。抗菌肽是昆虫免疫后血淋巴中的一类抗菌多肽,它具有分子量小,热稳定,水溶性好,无免疫原性,抗菌谱广等特点。现在,它被认为是从细菌到高等哺乳动物普遍存在的一类防御性多肽,称之为“第二防御体系”。抗菌肽不仅抗菌谱广,而且可以抑杀某些真菌、病毒及原虫,并对多种癌细胞及动物实体瘤有明显的杀伤作用,而不破坏正常细胞。近年来,对昆虫抗菌物质的研究,特别是对昆虫抗菌肽的研究已成为一个迅速发展的新领域,越来越引起人们的关注和重视。抗菌肽可望成为新一代的抗菌、抗病毒、抗癌药物。但天然抗菌肽的来源少,成本高,无法满足临床试用和基础研究的需要。因此通过 Ｄ Ｎ Ａ 重组技术来获得大量抗菌肽,成为人们普遍关注的焦点。同时,对抗菌肽抗菌、抗肿瘤机理的深入研究也越来越具有重大的理论意义和实际应用价值,前景十分广阔     

昆虫类免疫球蛋白结构和功能研究进展

类免疫球蛋白是在无脊椎动物体内发现的唯一的免疫球蛋白家族成员,它对鳞翅目昆虫自身的免疫起着重要的作用。已有研究表明：类免疫球蛋白只存在于鳞翅目昆虫体内,有可溶性和不溶性两种存在方式,在昆虫体内分别具有不同的功能。可溶性类免疫球蛋白通过一些酶和蛋白的作用对入侵昆虫的细菌和病毒进行免疫防御,而不溶性类免疫球蛋白（即以膜结合蛋白的形式出现）对细胞和细胞黏着以及病毒和细菌入侵细胞有着延缓作用。     

昆虫天然免疫相关基因研究进展

在长期进化过程中,昆虫形成了强大的天然免疫防御系统,即体液免疫和细胞免疫。体液免疫主要包括Toll、IMD和JAK/STAT 3条信号通路,通过信号转导及免疫途径调控免疫相关基因的表达,诱导产生抗菌肽和其他效应分子。细胞免疫由血细胞介导,主要完成对病原物的包裹、吞噬和集结等。近年来,昆虫基因组学快速发展,通过生物信息学等方法从昆虫基因组数据中已鉴定到大量免疫相关基因,对这些基因的研究加深了人们对昆虫天然免疫分子机制的认识和理解。根据基因功能,免疫相关基因分为识别、信号转导、调制器、效应分子、黑化反应、RNA干扰和其他基因等7类,这些基因通过互作来调控体液免疫和细胞免疫。本文对昆虫免疫相关基因的分类、功能及家族进化等方面的研究成果进行总结,并对今后昆虫免疫的研究重点进行了展望,以期为昆虫免疫分子机制的研究及开发新的害虫防治策略提供依据。     

昆虫肠道防御及微生物稳态维持机制

在长期的进化过程中,昆虫形成了独特的肠道防御系统,主要由物理屏障和免疫系统共同作用来抵御外来微生物的入侵。如大部分后生动物一样,昆虫肠道上皮细胞无时无刻不与微生物接触,其种类从有益的共生菌、随食物进入的微生物到影响宿主生命的病原菌。在这样一种复杂的环境中,为了实现防御肠道病原微生物的同时又能维持共生微生物稳定的目的,宿主肠道上皮细胞必须在免疫应激和免疫耐受之间保持一种稳态平衡。Duox-ROS免疫系统和免疫缺陷(immune deficiency,Imd)信号通路作为肠道免疫反应的基本途径,必然参与调节此过程。本文从昆虫肠道防御组成、肠道免疫信号通路作用分子机制以及肠道免疫系统在肠道微生物群落稳态维持中的作用的最新研究进展进行综述。     

昆虫血细胞功能、形态及细胞免疫反应研究前沿

细胞免疫反应是昆虫先天免疫系统的重要组成部分,与体液免疫反应共同作用以防御外源物。不同类群的昆虫其血细胞种类不同,空间形态及免疫应答功能也各具特征,但在细胞免疫中大都发挥着吞噬、结节与包囊作用。本文根据国内外的研究,对昆虫血细胞的类型、功能、形态、吞噬过程、细胞表面吞噬受体、以蚜虫为代表的不完全变态昆虫免疫学和影响蚜虫免疫系统的共生体等研究动态进行了综述,以期为害虫防治提供思路和防治策略。     

天然免疫分子及其进化趋势

识别和抗御微生物感染是多细胞生物的本能。在进化关系很远的生物中,如人类和果蝇,甚至植物,都存在这种天然免疫识别和防御机能,表明许多宿主防御基因及其产物具有共同的古老的起源,但又存在结构和功能的多样性。本文描述了一些哺乳动物和昆虫中有关于免疫识别的蛋白并调查了其同系物的进化分布情况。分析证实了哺乳动物和昆虫的天然免疫系统重要结构和功能的多样性,列举了一些关于蛋白进化趋势的例子。     

昆虫血蓝蛋白功能研究进展

血蓝蛋白是一种重要的昆虫呼吸蛋白,参与昆虫的氧气转运、免疫防御和蛋白存储等多种生理过程,并显著影响昆虫的生长发育及其对环境的适应性.近年来,血蓝蛋白在不完全变态昆虫中被陆续报道;血蓝蛋白的进化及功能已受到国内外学者的广泛关注.基于目前研究现状,本文系统综述昆虫血蓝蛋白的结构和生物学功能,并重点探讨血蓝蛋白对昆虫氧气转运和低氧适应的影响.     

虫害诱导植物防御的分子机理研究进展

从虫害诱导的系统损伤信号、昆虫特异性激发子、间接防御、直接防御和负防御等方面,综述了虫害诱导植物防御的最新研究进展.在植物与昆虫的相互进化过程中,植物利用诱导防御物质对付昆虫的危害,昆虫则利用其特有的激发子降低植物的防御反应.文中比较了间接防御涉及的4种代谢途径,以及诱导挥发物释放的机制;阐明了虫害诱导植物直接防御的概念、防御物质及其作用机理;分析了虫害诱导植物负防御的机制.同时,也强调了虫害诱导林木防御反应的分子机理.     

昆虫microRNA的研究进展

MicroRNA (miRNA)是20世纪90年代发现的一类由内源基因编码的长度约21~24 nt的非编码单链RNA分子, 广泛存在于真核生物中, 对基因的转录后调控起着非常重要的作用。本文简要介绍了miRNA的产生与调控机制, 同时从昆虫miRNA的发现鉴定、 靶基因预测与功能验证, 昆虫miRNA的序列特征与进化, 果蝇和非果蝇类昆虫miRNA生物学功能以及供昆虫miRNA研究的网络平台等方面对昆虫miRNA的最新进展进行了综述, 旨在为进一步研究昆虫miRNA提供借鉴和参考。对昆虫miRNA的研究表明其参与调控细胞分化、 增殖及凋亡、 胚胎发育、 器官发生、 形态构建、 生理代谢、 环境协调、 行为认知、 免疫防御等几乎所有的生物过程。因此, 深入研究其生物功能、 调控网络和开发应用等可能成为今后一段时间昆虫miRNA研究的重要内容。     

昆虫免疫防御分子Hemolin的研究进展

Hemolin是昆虫所特有的类免疫球蛋白,在昆虫的免疫防御通路中具有重要的作用.它本身无直接的抗菌活性,但可以延缓昆虫发病的时间.同时也可调控昆虫体内酚氧化物酶的活性,影响黑化进程.此外,Hemolin影响昆虫的发育,并且该蛋白的表达还受到昆虫体内激素的调控.综述了Hemolin各类性质和功能机制的研究进展,在此基础上,对Hemolin的功能进行探讨和总结,并对其研究前景及可能出现的问题进行分析.     

鳞翅目昆虫抗病毒免疫反应的研究进展

鳞翅目昆虫种类繁多,对农业生产和人类生活产生重大影响,宿主昆虫与病毒相互关系的研究对于利用病毒杀虫剂进行害虫治理和益虫病毒性疾病的预防具有重要意义.因此,鳞翅目昆虫与病毒的互作研究显得尤为重要,宿主昆虫的免疫系统在抗病毒感染过程中发挥着关键作用,对病毒产生不同程度的免疫反应.本文综述了昆虫围食膜和中肠对病毒入侵的防御作用,病毒进入体腔后昆虫所产生的细胞免疫和体液免疫反应,以及RNAi、细胞的自噬与凋亡、Toll、Imd、JAK-STAT和STING信号通路等相关的抗病毒免疫途径,并对昆虫抗病毒免疫研究的制约因素和未来鳞翅目昆虫抗病毒免疫的研究重点进行了讨论,以期为害虫的生物防治和益虫疾病的防控提供理论依据.     

入侵植物乌桕防御策略的适应性进化研究

生长于不同昆虫群落胁迫下的植物地理种群可能进化出不同的防御策略。入侵植物在原产地同时受到专食性昆虫和广食性昆虫的取食危害, 而在入侵地“逃逸”了专食性昆虫的取食危害。入侵植物对不同类型昆虫防御策略的演化可能在其成功入侵的过程中起着至关重要的作用。该文主要以原产中国入侵北美的木本植物乌桕(Triadica sebifera)为例, 并结合其他入侵植物防御策略演化的研究, 从抗性和耐受性、直接抗性和间接抗性、组成抗性和诱导抗性三个方面系统分析不同昆虫选择压力下入侵植物防御策略的演化, 同时探讨入侵植物防御策略演化对生物防治效果的影响, 指出未来的重点研究方向。     

昆虫体液免疫中抗菌肽的研究

一、昆虫体液免疫研究简况近年来,随着免疫生物化学的发展,机体防御机制的研究已不限于免疫球蛋白为基础的免疫学方面,并进一步扩大到无脊椎动物的机体防御机理的研究.在这方面,昆虫已成为广泛研究的对象.其原因有:(1)已知昆虫的个体数估计已达10~(18)只,存活个体数如此之大,可以推想昆虫必能有效地防止感染.(2)业已证明所有昆虫与哺乳动物有不同的免疫学基础,如淋巴细胞和免疫球蛋白等.(3)昆虫是人,畜和作物疾病的媒介,通常具有高度专一性,研究这种