“假设-演绎推理”在生物学教学中的运用

针对摩尔根果蝇伴性遗传实验的F2中出现雌、雄果蝇表型不一样的现象,在教学中尝试与学生一起运用假设-演绎推理进行讨论与分析,在重现科学家科学探究的过程中,实现了教学相长。     

三种稻飞虱翅型分化的遗传分析

为了明确褐飞虱Nilaparvata lugens、 白背飞虱Sogatella furcifera和灰飞虱Laodelphax striatellus 3种稻飞虱翅型分化的遗传规律与差异, 采用翅型筛选与杂交遗传的实验方法, 研究了3种飞虱在秧苗期水稻上的翅型选择响应与杂交遗传规律。结果表明： 3种稻飞虱的翅型具有较强的选择响应, 并且长翅型纯系在白背飞虱中最易筛选得到, 灰飞虱的次之, 而褐飞虱的最难。3种稻飞虱的长翅(M)雄虫与短翅(B)雌虫配对(M♂×B♀)筛选3~5代后, 95%~100%的雄虫和雌虫分别稳定为长翅型和短翅型。筛选和杂交实验结果表明, 褐飞虱的翅型决定基本符合常染色体上的一对等位基因调控的从性性状遗传规律, 雄虫中长翅为显性, 而雌虫中短翅为显性。翅型的表型还受除基因型外的其他条件的影响, 利用长翅雄虫与长翅雌虫后代中出现的极少数的短翅雄虫与短翅雌虫进行配对, 其后代中各翅型出现的比率与长翅雌虫和长翅雄虫配对的无显著差异; 同样, 在短翅雄虫与短翅雌虫配对的后代中也有相同的结果。白背飞虱和灰飞虱在该筛选条件下很少有短翅雄虫出现, 两者翅型的遗传调控较为相似, 可用由两对等位基因控制的性状来解释筛选和杂交实验的结果, 其中一对等位基因位于性染色体上, 调控雄性的翅型, 且长翅为显性; 另一对位于常染色体上, 调控雌性的翅型, 且短翅为显性。据此认为, 3种飞虱翅型决定基因的显隐性在不同性别间的差异, 以及翅表型与基因型的不一致性, 是稻飞虱种群在不同条件下均可灵活调控翅型的重要遗传机制。     

室内条件下云斑天牛成虫相遇行为反应

为了探索云斑天牛Batocera lineolata Chevrolat雌雄成虫的交配机制, 采用室内饲养观察和视频轨迹捕捉系统(EthoVision 3.1)自动记录分析相结合的方法, 对云斑天牛的两性相遇行为进行了研究。行为仪分析结果表明, 雌雌、 雄雄与雌雄相遇过程中, 雌雄在轨迹相交时间和净相对运动上显著长于雌雌和雄雄(P<0.05), 而在反应前时间上显著短于雌雌和雄雄相遇情况(P<0.05)。室内试验观察表明, 云斑天牛成虫相遇包括避让、 打斗和交配3种行为。雌雌相遇发生避让的频率最高为80.98%(P<0.05)。雄雄相遇发生避让的频率为78.03%, 显著高于发生打斗的频率21.96%(P<0.05); 雌、 雄成虫与正在交配的一对成虫相遇发生避让的频率显著高于另外3种行为［打斗(继续交配)、 打斗(结束交配)、 打斗(与后来者交配)］(P<0.05), 雌、 雄成虫发生避让、 打斗(继续交配)和打斗(结束交配)3种行为的发生频率存在性别差异(P<0.05); 当雄雄相遇中成虫是初次相遇时, 在发生打斗的频率上显著高于再次相遇(P<0.05), 成虫在雄雄相遇发生避让的频率上, 再次相遇显著高于初次相遇(P<0.05), 雌雄成虫初次相遇发生交配的频率显著高于再次相遇的频率(P<0.05)。云斑天牛成虫相遇行为的研究为研究云斑天牛召唤机制、 性信息素的生物合成及成虫繁殖行为学提供了依据。     

用微卫星引物PCR分析棉蚜不同蚜型的DNA多态性

用微卫星引物PCR方法, 对棉蚜Aphis gossypii干母、干雌、孤雌蚜(有翅迁飞孤雌蚜和无翅孤雌蚜)、性母、性雌蚜和雄蚜的DNA多态性进行分析。 结果表明：① 棉蚜的有性蚜型和无性蚜型之间在遗传上有较大的差异; ② 性母与性雌蚜和雄蚜的遗传关系都十分接近,说明同一性母既产性雌蚜,也产雄蚜;③ 干母和干雌的遗传关系很近, 但孤雌蚜已与二者有分化。     

中国沙棘和俄罗斯沙棘的ISSR分析

采用ISSR标记,对中国沙棘和俄罗斯沙棘进行遗传多样性分析,结果显示:(1)13个随机引物共检测到96个位点,其中95个位点具有多态性.(2)中国沙棘雌、雄株的多态位点分别为57和56,多态位点百分率为59.38%和58.33%;俄罗斯沙棘雌、雄株的多态位点均为72,多态位点百分率为75%.(3)Nei指数和Shannon指数估计的遗传多样性表现为俄罗斯沙棘雄株最高,其次为俄罗斯沙棘雌株,然后是中国沙棘雌株,最小的是中国沙棘雄株.表明俄罗斯沙棘因其为蒙古沙棘和中亚沙棘的杂交后代,在遗传上更具有多样性,而中国沙棘由于种群单一,其遗传多样性低;从种间遗传关系来看,中国沙棘的雌株与雄株及俄罗斯沙棘的雌株与雄株的遗传距离近,而中国沙棘与俄罗斯沙棘的遗传距离较远.     

雌星豹蛛性信息素的行为学证据

采用星豹蛛(Pardosa astrigera)成熟雄蛛求偶时潜伏时间、静止时间、身体震动和第一墩步足伸展次数等行为参数,利用行为学方法测定了不同性别、日龄和生殖状态的星豹蛛雌蛛释放的拖丝对雄蛛求偶行为的影响。结果表明,雄蛛第一对步足伸展和身体震动等典型求偶行为是进行星豹蛛性信息素生物测定的可靠评价指标。星豹蛛雄蛛能通过拖丝上的性信息素辨别星豹蛛的性别、日龄和生殖状态。雄蛛在成熟3周未交配雌蛛拖丝处理过滤纸上潜伏时间和静止时间都相应最短,在交配未产卵雌蛛、雌亚成蛛和成熟雄蛛拖丝上时间中等,在卵孵化雌蛛拖丝处理滤纸上潜伏时间和静止时间都相应最长。成熟3周未交配雌蛛和交配未产卵雌蛛释放的拖丝都能引起雄蛛第一对步足伸展和身体震动等典型求偶行为,雄蛛对成熟3周未交配雌蛛拖丝典型求偶行为的频率都相应高于交配未产卵雌蛛。卵孵化雌蛛释放的拖丝虽也能引起雄蛛第一对步足伸展行为,但其伸展频率显著降低;而其它拖丝都不能引起雄蛛典型求偶行为。     

雌蚊翅振音及其在蚊虫防治中的应用

蚊虫飞翔时 ,翅上下拍打会形成连续的翅振音。雌蚊翅振音频率会随蚊种、蚊体长和日龄及环境温度而变化 ,一般在 3 0 0～ 5 0 0Hz之间。同种个体间翅振音频率变化较小 ,常在平均频率± 5 0Hz范围内。雄蚊只对基本频率的雌蚊翅振音起反应 ,雌蚊翅振音的偶然变化不会降低其对雄蚊的引诱力。雄蚊对雌蚊翅振音具有敏感反应的主要原因是其听觉器官对雌蚊翅振音形成了良好的适应性。因此 ,许多蚊虫研究者希望利用雌蚊翅振音来防治蚊虫。因该方法对环境安全 ,在今后蚊虫防治中其重要性将会日益显现。     

雌雄异熟植物露蕊乌头开花时间对雌雄功能期及表型性别的影响

开花时间决定了植物雌雄功能的交配机会, 最终影响繁殖成功。交配环境假说认为雌雄异熟植物开花时间的差异能引起植物表型性别的变异, 改变种群内的交配环境, 影响植物对雌雄功能的最佳性分配。为了研究开花时间对雌雄异熟植物的雌雄性别时期及表型性别的影响, 本文以毛茛科雄性先熟植物露蕊乌头(Aconitum gymnandrum)为实验材料, 记录了雄性和雌性功能期, 分析了植株开花时间、花的雌雄功能期和表型性别的关系。结果表明: 在植物同一花序内, 较晚开放的花有更长的雄性期和更短的雌性期, 性分配在时间上偏雄。雌雄功能期在时间上的相对分配随植物开花时间的变化表现出相似的趋势： 较晚开的花或较晚开花的个体, 花的雄性功能期相对于雌性功能期更长, 在时间上更偏向雄性功能。而且, 开花时间的差异影响种群内花的性比和植物个体的表型性别动态。随着开花时间由早到晚的变化, 种群内早期以雄花为主,末期以雌花为主, 种群内性别环境由偏雄向偏雌变化, 因此植株个体的平均表型性别则从偏雌转向偏雄。本文结果支持交配环境假说, 雄性先熟的露蕊乌头开花早期, 种群内花的性别比偏雄, 种群表型性别环境偏雄, 因而植物个体平均表型性别偏雌, 性别分配(即时间分配)偏向雌性功能, 而晚开花个体的平均性别偏雄, 更偏向雄性功能的分配。     

桃蚜不同蚜型DNA多态性的RAPD研究

采用RAPD方法,对全周期桃蚜的有翅产雌性母蚜、无翅性母蚜、雄蚜、卵、干母、干雌、有翅迁移蚜等蚜型的DNA遗传多态性进行了分析。结果表明：卵的DNA多态性最大,性蚜次之,孤雌生殖蚜最小;卵与其它蚜型之间在遗传上具最大差异,其中与孤雌生蚜的差异大于与性蚜的;干母、干雌和迁移蚜之间的遗传关系最近。     

豆野螟成虫触角对植物挥发性和性信息素化合物的触角电位反应

以顺3-己烯乙酸酯为标准化合物,研究了豆野螟雌、雄成虫触角对不同浓度的植物挥发性和性信息素化合物组分的触角电位（EAG）反应.结果表明：豆野螟雌、雄成虫触角对植物挥发性气味具有强烈的EAG反应,但在大部分浓度下,雌、雄虫的反应没有显著差异.在测试的9种植物挥发性化合物中,雌、雄虫对高浓度反-2-己烯醛刺激的相对EAG反应的最大值分别达到250%和260%,且雌、雄虫触角对这种化合物的EAG反应的形状也有很大差异;但对豇豆花气味中的柏木烯和柏木脑没有明显的EAG反应.雌、雄蛾对性信息素都有明显反应,且雌、雄虫的反应存在显著差异,雄虫触角对性信息素化合物主要组分（反10,反12）-十六碳二烯醛的EAG反应的最大值达到250%,远超过雌虫反应的最大值(53%).雌、雄成虫这种神经感觉反应的差异反映了它们在感器结构、功能和行为上的差异.     

斜纹夜蛾的性选择行为

【目的】为了解斜纹夜蛾Spodoptera litura Fabricius体重、日龄、交配经历及形态特征对其性选择行为的影响。【方法】本实验通过标记成虫后,采用观察记录的方法对其进行探究。【结果】斜纹夜蛾雌虫的体重对雄虫的性选择影响比较明显,体重较大雄虫优先选择体重较小的雌虫(71.43%),而体重较小雄虫喜欢选择体重较大的雌虫(72.00%)。体重较大和体重较小的雄虫都能获得体重较大雌虫的交配选择,但是体重较大者被选择的机会更大(70.00%),体重较小的雄虫不能获得体重较小雌虫的选择。雄虫仅选择1日龄的雌虫,而雌虫偏向选择3日龄和5日龄雄虫。交配经历影响斜纹夜蛾的性选择,未交配的雄虫优先选择未交配的雌虫(86.67%),但未交配的雌虫则优先选择已交配的雄虫(66.67%)。雄虫的形态特征(体长、翅展、腹长、复眼间距和触角长)对雌虫性选择有较明显的影响,但雌虫的形态特征除翅展的大小外,其体长、腹长、复眼间距和触角长等形态特征在雄虫选择进行交配中的作用不大。【结论】体重、日龄、交配经历及形态特征都能不同程度影响斜纹夜蛾的性选择行为。     

斜纹夜蛾的性选择行为

【目的】为了解斜纹夜蛾Spodoptera litura Fabricius体重、日龄、交配经历及形态特征对其性选择行为的影响。【方法】本实验通过标记成虫后,采用观察记录的方法对其进行探究。【结果】斜纹夜蛾雌虫的体重对雄虫的性选择影响比较明显,体重较大雄虫优先选择体重较小的雌虫(71.43%),而体重较小雄虫喜欢选择体重较大的雌虫(72.00%)。体重较大和体重较小的雄虫都能获得体重较大雌虫的交配选择,但是体重较大者被选择的机会更大(70.00%),体重较小的雄虫不能获得体重较小雌虫的选择。雄虫仅选择1日龄的雌虫,而雌虫偏向选择3日龄和5日龄雄虫。交配经历影响斜纹夜蛾的性选择,未交配的雄虫优先选择未交配的雌虫(86.67%),但未交配的雌虫则优先选择已交配的雄虫(66.67%)。雄虫的形态特征(体长、翅展、腹长、复眼间距和触角长)对雌虫性选择有较明显的影响,但雌虫的形态特征除翅展的大小外,其体长、腹长、复眼间距和触角长等形态特征在雄虫选择进行交配中的作用不大。【结论】体重、日龄、交配经历及形态特征都能不同程度影响斜纹夜蛾的性选择行为。     

不同生理状态的番石榴实蝇对寄主气味的行为反应

【目的】探究番石榴果实气味对番石榴实蝇Bactroceracorrecta行为的影响,为番石榴实蝇的化学生态防治提供理论依据。【方法】利用风洞观察箱观察性未成熟、性成熟未交配和交配3种不同生理状态的番石榴实蝇雌、雄成虫对单个番石榴果实气味的定向反应,对不同生理状态的雌、雄虫的飞行速度进行了分析。【结果】番石榴果实气味对不同生理状态的番石榴实蝇雌雄成虫均能产生显著的引诱效果,交配雌虫降落到气味源的数量最多,其次是性成熟未交配的雄虫,性未成熟的雄虫降落数最少。不同生理状态下的番石榴实蝇雌雄成虫逆风飞行的速度均显著高于空白对照,性成熟的番石榴实蝇雌成虫的逆风飞行速度均高于雄成虫。【结论】不同生理状态的番石榴实蝇雌雄虫对寄主番石榴气味具有不同的敏感性和选择性,已交配雌虫反应最强,其次是性成熟未交配的雄虫,性未成熟的雄虫的反应最弱。     

豆野螟成虫日龄对交尾的影响及雄蛾对性信息素的触角电位反应

豆野螟Marucavitrata(Fabricius)是一种严重的泛热带豆类蔬菜害虫。在不同温度,光周期14L∶10D,相对湿度75%～80%条件下,研究豆野螟成虫日龄对交尾的影响及雄蛾对性信息素的EAG反应。不同日龄雌蛾与3日龄雄蛾的交尾,交尾率随蛾龄增加呈下降趋势;不同日龄雄蛾与3日龄雌蛾交尾,交尾率随蛾龄增加呈升高趋势;相同日龄成蛾,交尾率先升后降。不同日龄雌蛾交尾百分率的下降在较高温环境比在较低温环境更加显著;但环境温度对不同日龄雄蛾的交尾却没有太大的影响;相同日龄成蛾3日龄以后的交尾在较高温环境下下降的更快。不同日龄雌蛾的交尾研究中,随着雌蛾日龄的增加,交尾持续时间明显延长;不同日龄雄蛾的交尾研究中,较低日龄和较高日龄雄蛾交尾时的持续时间较长。在较低温环境下所有试验各日龄的持续时间均有所延长。不同日龄雌蛾(雄蛾)与3日龄雄蛾(雌蛾)的交尾和相对应的雄蛾对雌蛾性信息素的EAG反应基本一致,说明雄蛾的反应在交尾行为的完成中具有重要的作用。     

棉花粉蚧雄成虫对雌虫的性选择及日交配节律

研究棉花粉蚧雄成虫对不同虫态、不同日龄雌虫的性选择以及雌雄成虫日交配节律,为该虫性信息素的研究提供科学依据。采用四臂嗅觉仪测定了雄虫对不同虫态以及不同日龄雌虫(3龄若虫、1日龄至8日龄处女雌成虫、已交配雌成虫)的选择性,观察了雄虫与雌成虫日交配节律。结果表明,雄成虫对4日龄处女雌成虫的选择率显著高于其他虫态和日龄,一天内扶桑绵粉蚧交配高峰期出现在7∶00-9∶00。因此,推测4日龄处女雌成虫和上午7∶00-9∶00可能是释放性外激素的旺盛虫期和时间。     

“伴性遗传”教学初探

“伴性遗传”教学初探郑春和（北京市第四中学１０００３４）高中生物学的“伴性遗传”教学,以人类的红绿色盲遗传为实例,使学生明确隐性致病基因随Ｘ染色体传递的方式,以及基因表型效应的性别差异,从而理解伴性遗传概念的内涵。这部分知识的教学,不仅有助于培养学生...     

龟纹瓢虫不同斑型在寄主作物的分布频率及捕食反应

本研究调查了龟纹瓢虫Propylea japonica(Thunberg)色斑变型在蚕豆、小麦和玉米田的分布频率,并对其捕食反应进行测定。结果表明,在3种作物中,龟纹瓢虫斑型种类有锚斑变型ancora、双二变型dionea、肩斑变型feliciae、鼎斑变型tessellate和黄缘变型marginata。其中,锚斑变型在3种作物中所占比率均为最大,约占采集总数的44.87%,而黄缘变型最少,仅占0.60%。不同作物中4种主要斑型的雌虫比率在30.47%～60.71%之间,锚斑变型的雌虫比率均小于50%。不同色斑型的龟纹瓢虫取食相同食物后,各斑型的雌虫食蚜数、日增重和摄食效率高于雄虫。锚斑变型的雄虫比肩斑变型的雄虫捕食蚜虫多,肩斑变型的雌虫摄食效率高于双二变型的雌虫。     

云南草寇花序内不同部位的性分配

两性花植物花序内的性分配常存在差异,资源竞争、结构效应、交配环境(雌雄异熟、传粉者定向访花行为等)或授粉不均匀等几种假说可以解释这种现象。为验证上述假说,该研究以云南草寇两种表型(雄先熟型和雌先熟型)为材料,分析了其花序内不同部位(基部、中部和顶部)的每花花粉数、胚珠数、花粉/胚珠比、结实率和结籽率,花序内传粉者的定向访花行为,以及人工辅助授粉和去花处理对结实率和结籽率的影响。结果表明:两种表型花序内每花花粉数不随部位而变化,每花胚珠数、结实率和结籽率由基部到顶部依次降低,每花花粉/胚珠比由基部到顶部依次增加,表明顶部花存在偏雄的性分配。人工辅助授粉后,结实率、结籽率仍由基部到顶部依次降低,表明授粉不均匀假说不能解释云南草寇花序内不同部位结实率、结籽率的差异。去除基部和中部花后,顶部花人工辅助授粉条件下的结实率、结籽率与基部花人工辅助授粉条件下的结实率、结籽率无差异,表明云南草寇花序内不同部位结实率、结籽率的差异主要由资源竞争引起。雌先熟表型每花花粉数、花粉/胚珠比高于雄先熟表型,表明两种表型存在性分配差异。传粉者主要先访问云南草寇基部的花,然后向顶部移动。云南草寇花序内顶部偏雄的性分配可能是由资源竞争和传粉者定向访花造成的。     

不同致害性褐飞虱种群的DNA多态性研究

采用RAPD-PCR方法,对分别在水稻品种TN1、Mudgo和ASD7上纯化82代的3个不同致害性褐飞虱种群的基因组DNA多态性进行了分析。从205个RAPD引物中筛选出了具种群特异性的引物10个,结果表明： 尽管未达到统计意义上的显著差异,雌、雄两性试虫种群间的遗传多样性一般高于种群内,种群内的多样性则以未经抗性品种筛选的TN1种群最高。用相似性系数进行类平均距离法聚类,能将同一致害性种群的各个个体与其他致害种群分开,雌、雄虫均无一例外,表明不同致害性种群间存在明显的遗传分化;同时雌、雄两性试虫分别归为2组,提示褐飞虱致害性遗传可能与性染色体连锁。不同致害性种群存在特有条带,有可能用于进一步建立褐飞虱个体致害性检测的分子标记。     

斜纹夜蛾3种SlitPBPs的组织表达模式分析

性信息素结合蛋白(pheromone binding proteins,PBPs)能够与性信息素分子结合,从而启动昆虫的寻偶及交配行为。本研究采用半定量RT-PCR技术分别对斜纹夜蛾3种性信息素结合蛋白SlitPBP1、SlitPBP2和SlitPBP3基因在雌、雄虫不同组织的基因表达模式进行了比较分析。组织表达模式结果表明,SlitPBP1基因只在雌、雄虫触角和雌虫前足中表达而在其他组织中无表达;SlitPBP2基因在雌虫的触角、喙、前足、中足、后足、翅膀和雄虫的触角、喙、前足、翅膀中均有表达,且在同一部位,SlitPBP2基因在雌虫的表达量均高于雄虫相应部位的表达量;除雌、雄虫的胸部外,SlitPBP3在雌、雄虫的触角、喙、前足、中足、后足、腹部和翅膀中均有较高水平的表达。可见,SlitPBP1、SlitPBP2和SlitPBP3基因在斜纹夜蛾不同组织的表达模式各不相同。本研究结果可为深入研究不同SlitPBPs蛋白在斜纹夜蛾生长发育过程中的不同生理功能提供科学参考。