2003年国际生物奥赛理论试题A(续)

行为学A 35.在什么条件下,巴甫洛夫的条件反射会最优化:A.无条件刺激的条件刺激之前;无条件刺激比条件刺激强B.无条件刺激在条件刺激之前;无条件刺激比条件刺激弱C.无条件刺激在条件刺激之前;条件刺激比无条件刺激强D.无条件刺激在条件刺激之前;条件刺激比无条件刺激弱     

Orexin受体1对摄食条件反射的调控研究

目的:观察Orexin受体1对摄食条件反射的调控研究。方法:将40只大鼠随机分为四组,分别为NS/NS组,SB/SB组,NS/SB组,SB/NS组,每组10只大鼠,给予大鼠八组"条件刺激-无条件刺激(CS-US)"训练,给予无条件刺激后立即进行条件刺激,每组进行训练前30 min给予SB或生理盐水(NS)。获得性训练后,给予2组反射消失性训练,即给予8次条件刺激。条件刺激是给予大鼠10 s,2kHZ声音刺激,无条件刺激是直接给予大鼠食物。结果:给予条件刺激后,四组大鼠摄食行为均明显增加,摄食间隔均明显缩短,当条件刺激强度增加时,摄食行为也增加,而预先给予SB,与NS/NS组相比,其余组大鼠摄食行为相对减少(P0.05),摄食间隔增加。消失性训练中,与NS/NS,NS/SB组相比,SB/NS组和SB/SB组大鼠摄食行为明显减少(P0.05)。与其他三组大鼠相比,SB/NS组大鼠摄食间隔缩短。预先给予SB使后两次刺激后摄食间隔明显增加(P0.05)。结论:OX1R信号通路调控摄食反射的产生和消失。     

条件反射形成过程中猴大脑皮层电活动变化的一些观察

实驗在5只成年中国产猕猴(Macaca Mulatta)身上进行。利用在条件反射实驗前不足以引起皮层誘发电位的弱閃光刺激,結合以前肢皮肤电刺激建立条件反射。实驗証明,在条件反射形成的初期和消退过程中,同样強度的弱閃光刺激能在大脑皮层枕叶和頂叶引起明显誘发电位,它的出現早于前肢的条件运动反应。在条件反射巩固之后,弱閃光不再明显地引起誘发电位,而在条件刺激时只有皮层自发电位的去同步化出現,或者甚至不出現大脑皮层电活动的显著变化。     

产蛋鸡饲粮中添加玫瑰花渣的效果

用特殊方法处理的1型玫瑰花渣代替了基础饲粮中的玉米和小麦各3％,配成试验饲粮。饲喂京白产蛋母鸡(56周龄)65天的结果表明,添加少量1型玫瑰花渣,对试鸡健康和饲粮消耗量无影响,蛋重显著提高(P<0.01),产蛋力有提高趋势,料蛋比和料价蛋比略有降低,但与对照组间无显著差异(P>0.05)。     

黄瓜花叶病毒致弱卫星RNA对辅助病毒含量的影响

为研究黄瓜花叶病毒(CMV)弱病毒株的基因组RNA和卫星RNA的含量变化,将一个卫星RNA介导的CMV弱病毒株NDM-1与CMV强毒株在4种寄主系统上进行对照实验.采用RNA点杂交方法,检测从早期接种病毒到大田释放阶段（病毒接种后5到40天）,寄主植物叶组织中的基因组RNA和卫星RNA的相对含量变化.结果显示：弱病毒株NDM-1基因组RNA和卫星RNA负荷量具有寄主效应和时间效应,趋势一致但程度不同.它们在番茄上的变化规律不同于其他寄主而且病毒的致弱效果最明显：在接种后的5～10天 (生产上接种育苗的保护期) ,基因组RNA和卫星RNA相对含量上升,到40天(大田释放期) 时回落至最低.比较NDM-1于不同时间在各寄主上的卫星RNA和基因组RNA的相对比值：在40天时,寄主番茄上的相对比值达15.8,与在其他寄主上和其他时间段比较均有显著差异,即此时卫星RNA达到含量优势.说明弱病毒NDM-1在番茄上的致弱机制为:卫星RNA的大量复制对CMV基因组RNA产生抑制作用.此弱病毒株在烟草和心叶烟中的变化规律基本一致.     

补充非寄主食物对芙新姬小蜂和潜蝇姬小蜂控害行为权衡的影响

芙新姬小蜂和潜蝇姬小蜂均为强卵育型(synovigenic)寄生蜂,成虫具有产卵寄生致死、寄主取食致死和寄主叮蛰直接致死3种寄主致死行为。为了明确成虫补充非寄主食物营养对2种姬小蜂控害潜力/控害行为的影响,本文比较研究了分别提供寄主食物和寄主食物+非寄主食物(10%葡萄糖)条件下的2种姬小蜂在初羽化前期(前6 d)内对美洲斑潜蝇幼虫的致死行为的影响。结果显示:在仅提供寄主食物时,芙新姬小蜂的寄生、取食和总体致死量均显著的高于潜蝇姬小蜂,但是直接致死能力却弱于后者;补充非寄主食物和仅提供寄主食物处理相比,两种寄生蜂的寄生量,取食量和总致死量均呈下降趋势。该研究显示:在初羽化前期,取食寄主食物的雌蜂比取食寄主食物+葡萄糖的雌蜂具有更强的致死能力。     

钝叶榕果实内繁殖的两种榕小蜂与寄主榕树间的协同进化

 榕树(Ficus)及其传粉榕小蜂(Agaonidae)构成了高度专一的互惠共生体系。榕树的果实(以下简称榕果)内也寄生着一些非传粉小蜂。 绝大多数非传粉小蜂在榕果外把产卵器刺入果壁产卵到果腔内, 只有极少数种类能够进入果腔内产卵。在西双版纳地区, 钝叶榕(Ficus curtipes)上的杨氏榕树金小蜂(Diaziella yangi)类似于传粉者钝叶榕小蜂(Eupristina sp.), 它也是进入榕果内产卵繁殖后代的, 这就为比 较研究榕果内产卵小蜂与寄主榕树间的关系提供了材料。该文从形态学、行为学和生态学角度比较研究了这两种进入榕果内产卵的小蜂与寄主 钝叶榕之间的作用关系, 研究结果显示: 1)杨氏榕树金小蜂与钝叶榕小蜂的雌蜂头部形状存在趋同进化; 2)两种小蜂的产卵器的平均长度都比 雌花花柱长, 因而能把卵产在子房里; 3)钝叶榕小蜂从瘿花出来需要3~5 h, 交配需要17~19 min, 杨氏榕树金小蜂从瘿花出来只需18~20 min, 交配时间为20~30 s; 4)在自然群落中, 大约90%的雌花期榕果里都只进一只杨氏榕树金小蜂和一只钝叶榕小蜂, 杨氏榕树金小蜂能通过传粉来 增加榕树种子数量, 但对钝叶榕小蜂种群的繁衍造成了极显著的负面影响; 5)两种小蜂于同一时期进入榕果内繁殖, 子代同期成熟羽化, 发育 期与榕树雄花的发育期同步。研究表明: 进入榕果内繁殖的两种小蜂与寄主榕树之间存在着协同进化关系, 杨氏榕树金小蜂为榕树有效地传粉, 这可能是一个由寄生者向互惠方向进化的实例。     

2003年国家自然科学基金资助的与昆虫学相关的项目

项目号项目主持人单位经费(万)重点项目30330070棉铃虫蜕皮级联反应功能基因表达研究赵小凡山东大学10530330090基于形态、行为和基因的榕小蜂物种身份识别及协同进化研究黄大卫中国科学院动物研究所14030330100昆虫与植物的协同进化:铃夜蛾和跳甲与寄主的互作机制王琛柱中国科     

重寄生属植物及其寄主的地理分布

通过对重寄生属植物及其寄主的地理分布状况的讨论,对重寄生属植物可能的起源时间、地点与迁 移进行了分析。重寄生属植物主要寄生在桑寄生科(Loranthaceae)植物上,重寄生属植物的分布区与其寄主 的基本一致,均主要分布在东南亚和中国南部的热带与亚热带地区;重寄生属植物可能起源于第三纪之前某 一时期的华南热带地区,随后向周边地区扩散。在第三纪,重寄生属植物的祖先偶然寄生在桑寄生科某些寄 生植物祖先上,经过几千万年的协同进化,形成了今天比较稳定的寄生与寄主关系。     

电刺激大鼠坐骨神经诱发海马齿状回突触可塑性研究

观察电刺激大鼠坐骨神经引起海马齿状回诱发场电位的变化,探讨外周传入信息在海马的可塑性以及海马在痛觉调制中的作用。共记录了28只大鼠海马齿状回诱发场电位,平均幅度(23.73±1.12)μV,潜伏期(198.46±5.91)ms。不同条件刺激引起的反应包括:高频条件刺激使海马齿状回诱发场电位幅度降低;低频条件刺激使海马齿状回诱发场电位幅度增大。结果提示,电刺激坐骨神经可在海马齿状回记录到诱发场电位,不同的条件刺激可引起诱发场电位的不同变化,表现为突触传递效能增强或降低,海马对外周传入信息及痛觉起一定的调制作用。     

关于家鸽单眼条件反射的研究

本工作采用食物性运动条件反射的方法和将 GABA 直接注于大脑皮层表面的方法,对家鸽的单眼条件反射进行了研究。获得以下结果:(1)在家鸽单眼和双眼条件反射的建立速度没有显著差别。条件刺激与非条件刺激结合8—15次后出现条件反射,结合30—40次后条件反射趋向巩固。(2)在条件反射巩固初期,即条件刺激与非条件刺激结合约70次时,由光刺激一眼所建立的食物性条件反射能向另侧眼传递,唯刺激另侧眼所引起的反应较弱,潜伏期较长;在条件反射巩固后期,即条件刺激与非条件刺激结合约400次时,这种传递现象即不复存在。(3)将0.4%的 GABA 0.03毫升注于左侧大脑皮层表面,可引起右眼对光刺激的条件反射的抑制;而将同样剂量的 GABA 注于右侧大脑皮层时,并不引起该条件反射的显著变化。对节拍器声的条件反射,在大多数动物均未受影响,只在少数动物有减弱现象。在实验过程中以注射等容量的生理盐水作为对照,未曾发现条件反射的任何变化。根据上述实验结果可以认为,在家鸽由光刺激一侧眼所建立的条件反射有逐渐集中于一侧的趋势,条件反射在两眼间的传递现象随结合次数的增加而不出现。注射 GABA的实验结果说明,在家鸽单眼对光刺激的条件反射主要与对侧大脑半球有关,同时也指出了鸟类大脑皮层在实现条件反射活动中的可能意义。     

外源促性腺激素处理后鸡产蛋及孵化研究

目的:探讨促卵泡素(FSH)对低产期肉用种母鸡在产蛋数量和孵化的影响,寻求较佳的用于提高低产期母鸡产蛋的激素剂量。方法:本试验采用同种激素不同剂量的处理方式,比较实验组和对照组产蛋量和孵化情况。结果:注射不同剂量的激素对鸡的产蛋有一定的影响,实验组一的平均产蛋数与对照组接近,其它四组均显著低于对照组(P<0.05),孵化率与健雏率与对照组无显著差异(P>0.05)。结论:小剂量激素处理对鸡产蛋量没有太大的影响,但大剂量会引起鸡生殖系统萎缩,激素处理对受精卵孵化及雏鸡生长并无负面影响。     

寄主体型大小对管氏肿腿蜂生殖潜力的影响

【目的】揭示寄主体型大小对肿腿蜂生殖潜力的影响,进一步认识寄生蜂准社会行为的进化以及为大规模繁殖和利用肿腿蜂的生物防治实践提供科学依据。【方法】以管氏肿腿蜂Sclerodermus guani和寄主青杨天牛Saperda populnea幼虫为材料,为雌蜂终身连续提供称重的寄主,观察逐日产卵量及在无抚育条件下其子代蜂发育至成虫的表现,分析产卵时期(早、中和晚期)、寄主体重对产卵量及其子代发育指标的影响。【结果】寄主体重和产卵期均影响管氏肿腿蜂终身产卵量,产卵量随寄主体重增大而呈二次函数式增大,但随产卵期延长而大幅减小。寄主体重和产卵期互作影响管氏肿腿蜂子代蜂存活率、岀蜂数、成虫体重和性比等子代发育指标,表现在:(1)产卵早期所产子代蜂的存活率随寄主体重增大而略降低,产卵中期所产子代蜂存活与寄主体重无关,产卵晚期所产子代蜂的存活率可能与寄主体重无关;(2)产卵早期和晚期产子代蜂的羽化成虫数和性比不受寄主体重的影响,但产卵中期产的子代蜂出蜂数随寄主体重增大而增加,性比随寄主体重增大而逐渐减小;(3)产卵早期产的子代雌蜂体重随寄主体重增大而呈二次函数式增大,而产卵中期产的子代蜂体重不受寄主体重的影响。【结论】寄主体型大小对管氏肿腿蜂早期产卵量及其子代蜂发育表现有显著影响。     

广大腿小蜂对菜粉蝶蛹体型大小的产卵选择及后代发育表现

产卵选择与后代发育适合度之间的相关性是进化生态学的主要科学问题之一。为探究广大腿小蜂(Brachymeria lasus)对不同体型大小寄主的选择和后代发育表现的关系,采用饥饿方法处理4龄菜粉蝶(Pieris rapae)幼虫以获得体型大小(用体质量表示)差异较大的寄主蛹,供寄生蜂选择寄生。结果表明,广大腿小蜂显著偏好体型较大的寄主蛹,而且在体型较大的蛹内产雌性后代的概率更大;子代蜂体型大小与寄主蛹大小存在显著的正相关性,但子代蜂发育历期与寄主蛹大小无相关性。研究说明,广大腿小蜂对菜粉蝶蛹的寄生选择与后代发育表现,符合寄主大小-质量模型的预测。     

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。     

啮小蜂寄主接受行为的研究

啮小蜂Tetrastichus sp.是一种群聚性蛹的内寄生蜂,主要寄生于茶长卷叶蛾的蛹.在实验室中,它还能寄生蓖麻蚕、粘虫、亚洲玉米螟、棉褐带卷蛾和家蝇等寄主蛹.在小环境中,啮小蜂雌蜂搜寻大蛹(粘虫)花费的时间要明显少于寻找小蛹(棉褐带卷蛾)所花费的时间.雌蜂多数从寄主的腹部爬上蛹,其次为胸部和头部.88%的雌蜂产卵管插入蛹的位置与上蛹的部位一致.蜂龄(2-6天龄)对雌蜂接受寄主的行为无明显影响.雌蜂对寄主蛹龄有一定的辨别能力,在第7天龄粘虫蛹中产的子蜂数明显减少,对第9天龄的粘虫蛹雌蜂虽作刺探,但未见寄生.随着寄主密度增加,平均每雌寄生的蛹数和产的子蜂数均相应增加,而寄主蛹的寄生率却逐渐下降.随着雌蜂密度增加,寄主蛹的寄生率和平均每头寄生蛹中的子蜂数相应提高,但平均每雌产的子蜂数则逐渐减少.雌蜂在寄生(平均1.74+5.05分.秒)和未寄生(平均2.90±6.50分.秒)寄主中产卵管插入的时间无明显差异,但在寄生(平均每蛹为182.20±85.06头)和未寄生(平均为87.80±69.50头)寄主中产的子蜂数则有明显差异(P<0.02).表明啮小蜂雌蜂对已寄生寄主蛹无明显的辩别能力.     

8种寄主植物对朝鲜球坚蚧(Didesmococcus koreanus Broch)的适合度及自然种群增长的影响

在室外对8种寄主植物上朝鲜球坚蚧的刺吸、产卵以及种群动态进行了系统调查,并运用选择性指数(SI)、嗜食性指数(PI)、危害指数(DI)和种群趋势指数(I)等4种指数系统定量评价了8种寄主对朝鲜球坚蚧的适合度以及自然种群增长等的影响.结果表明,好、中、弱3种生长势的寄主对朝鲜球坚蚧的适合度由高至低的顺序均是桃、梅、李、杏、苹果、梨、樱和山楂;在一个生长季节内,8种寄主适合度总体变化均表现为正态分布形,呈弱-强-弱态势,都以6月份的8种寄主适合度表现最高,且以生长势好的寄主最高,中等的次之,弱的最差.朝鲜球坚蚧更趋向于梅、桃、李和杏寄主上刺吸取食和产卵,且若蚧存活率、卵的孵化率以及羽化率均较高,自然种群增长最快,4种指数均较大(SI>0.875、PI>5.469、I>5.75、DI>1.049).桃、梅、李和杏寄主是该蚧的最适宜类寄主;苹果、梨和樱寄主植物是适宜类寄主;山楂为次适宜类寄主.PI与DI间回归方程为:PI=0.3389 DI(r0.01=0.937).8种寄主表皮毛密度、长度、皮层厚度和枝条直径等物理结构与适合度的强弱均呈负相关(r0.01=-0.976),其对该蚧刺吸取食和产卵等行为起到抑制作用.山楂表皮毛密度、长度、皮层厚度和枝条直径分别是最适宜类寄主枝条4种物理结构指标平均值的2.73、3.27、2.77倍和3.47倍.这些对抗蚧育种、预测测报以及优化防治策略等具有一定的指导意义.     

绍兴鸭血液生化指标与产蛋性状间相关的通径分析

本研究估测了125羽60日龄的绍兴鸭血液中的总蛋白（TP）、胰岛素样生长因子-I（IGF-I）的含量和谷草转氨酶（GOT）、谷丙转氨酶（GPT）的活性与3个产蛋性状（300日总蛋数、300日总蛋重、平均蛋重）的表型相关,再分别以3个产蛋性状为依变量对60日龄的性状相关进行了通径分析,为绍兴鸭的早期选育提供科学依据.相关分析结果表明:60日龄绍兴鸭血液中GPT与300日总蛋数、300日总蛋重的表型相关为中等程度相关（0.5274、0.6234）,与平均蛋重的表型相关为强相关（0.6733）,都达极显著水平（P <0.01）.TP与3个产蛋性状的表型相关为弱相关（0.2067、0.2629、0.3026）,但都达显著水平（P<0.05）.通径分析结果为:GPT对3个产蛋性状的正直接影响均较大（0.5275、0.6109、0.6395）.     

利用鸡的假受精导入基因已成功

日本名古屋大学农学部教授富田武宣布:1985年底利用假受精育种得到的鸡(白来航鸡)321只母鸡中22只(约7％)开始产红皮蛋。这项研究工作是由富田和爱知县综合农业试验场养鸡研究所研究组共同进行的。研究目的是将产红皮蛋的洛岛红鸡的基因导入产蛋率高的白来航鸡中、育成产红皮蛋的白来航鸡。该鸡种产蛋力强、蛋的价格也高(参阅本刊1986年4月7日号)。新育成的这种鸡开始产的红皮蛋是淡红色,与一般的红皮蛋的颜色不同。根据分析蛋壳     

斑痣悬茧蜂对斜纹夜蛾不同虫龄幼虫的选择及后代发育表现

为探究容性寄生蜂对不同龄期寄主幼虫的选择性及其子代蜂发育表现的关联,通过双选试验观察了斑痣悬茧蜂(Meteorus pulchricornis)对斜纹夜蛾(Spodoptera litura)不同虫龄幼虫的寄生选择,并观察了与子代蜂适合度相关的特性表现.结果表明:斑痣悬茧蜂在4龄与5龄之间未表现出偏好,在2龄和3龄、3龄和4龄之间显著偏好较低虫龄;结茧率在不同寄主虫龄间无显著差异,羽化率随寄主虫龄增大而减小,寄生2、3龄幼虫的子代蜂显著高于寄生5龄;寄生5龄幼虫的子代蜂死亡率比寄生2龄的高2.5倍,比寄生3龄的高5.4倍.寄生3龄幼虫的子代蜂发育历期最短(11.9 d),比寄生4龄幼虫的短6.8 d,比寄生2龄幼虫的短4.7 d;子代蜂体型大小在寄生的寄主虫龄间无显著差异.根据研究结果推测,斑痣悬茧蜂在寄生时可能不是根据寄主龄期来评价寄主品质,而是基于寄主体型大小进行评价.