论昆虫与植物的相互作用和进化的关系

昆虫与植物是陆地生物群落中最为重要的组成部分,二者间的相互作用是多方面的,其中最为重要的是昆虫选择植物作为食物和生长场所、昆虫为植物传授花粉两方面。该文集中讨论这两方面的相互作用有哪些因素与进化有密切的关系。植食性昆虫根据其寄主植物范围,通常分为专食性（寄主范围窄）和广食性（寄主范围广）。从生态关系来看,广食性的取食行为比专食性的更为有利,但实际情况却与此相反,统观植食性昆虫的取食行为,有向专食性演化更为普遍的倾向。专食性发展有利于提高昆虫对寄主植物的选择效率,还可缓和天敌作用所造成的压力。根据昆虫与植物相互作用的特点,目前已提出很多昆虫与植物的进化理论,包括成对的协同进化、弥散的协同进化、群落的协同进化以及顺序进化。在昆虫对寄主植物的选择中,以植物对昆虫的影响较昆虫对植物的影响更为重要,称为顺序进化是适宜的;昆虫为被子植物传授花粉造成互惠共生,其中的进化关系应称为协同进化。     

信息化合物对昆虫行为的影响

本文综述了来自寄主植物的挥发性物质和同种昆虫或异种昆虫释放的各种信息素及两者的协同作用的信息化合物对昆虫行为的影响。特别强调了寄主植物的气味物质和昆虫信息素协同作用在昆虫寻找寄主、求偶、交配及天敌在寄主识别过程中的重要地位。昆虫对寄主植物的识别是由于识别了植物气味的由一定组分、按照严格比例组成的化学指纹图。昆虫信息素与植物挥发性物质相结合为昆虫寻找求偶、交配场所提供更复杂或更全面的信息。许多昆虫只有在寄主植物或寄主植物气味存在时 ,才能释放性或聚集信息素。天敌在寄主识别、搜索及定位等一系列过程中 ,来自寄主的食料、寄主本身及两者的互作的信息化合物起重要的作用。研究信息化合物对昆虫行为的影响可以探索昆虫各种行为的内在机理 ,更好的了解寄主—昆虫—天敌三层营养关系的相互作用 ,对利用天然活性化合物防治害虫及生物防治提供理论依据     

桑天牛卵长尾啮小蜂的寄主选择定位行为

本文对桑天牛卵长尾啮小蜂Aprostocetus prolixus LaSalle et Huang的寄主选择定位行为进行了系统研究。已有研究表明,寄主植物-寄主昆虫复合体释放的挥发物对寄生蜂有显著的引诱作用。为了查明寄主植物 寄主昆虫复合体中挥发性引诱物质的来源,对不同处理桑枝（正常桑枝、机械损伤桑枝、系统枝、桑天牛Apriona germari（Hope）咬食和产卵桑枝）、桑天牛虫粪及雌雄两性桑天牛所释放的挥发物分别进行了测定。结果显示：不同处理桑枝对寄生蜂都具有显著的引诱作用,而且产卵桑枝的引诱活性最大;桑天牛虫粪的气味对寄生蜂有引诱活性,而雌、雄桑天牛体表挥发物对寄生蜂的引诱效果不明显。桑天牛爬行痕迹对寄生蜂的微栖境接受行为没有影响,而桑天牛虫粪中的信息物质在寄生蜂的微栖境接受过程中起着重要作用。寄生蜂对产卵桑枝段的选择几率明显高于正常桑枝段和咬食桑枝段,而对不同植物上产卵刻槽的选择没有差异; 刻槽表面存在着与此卵寄生蜂寄主识别相关的信息物质。     

植食性昆虫寄主植物嗅觉搜寻述介

植食性昆虫与寄主植物关系的本质是化学。植食性昆虫搜寻寄主的嗅觉媒介是植物气味即化学信息物质。在介绍植物气味构成及其扩散模型基础上,阐述了植物气味在地上植食性昆虫成虫、幼虫和地下植食性昆虫搜寻寄主过程中的嗅觉导向作用,并指出了今后相关研究需要注意的问题。从植物与环境因子的关系来看,植物气味包括构成性气味和诱发性气味两类,这两类气味的概念既相联系而又不同。构成性气味组分及构成因植物分类地位等而不同。诱发性气味组分因植食性昆虫取食、植物病原微生物、机械致伤等因子的胁迫而变化,这种变化性状随植物属和/或种、植株生长发育阶段、胁迫因子性质及其作用方式而不同。无论是哪种植物气味,其释放均具有节律性。气味扩散过程比较复杂,扩散状态可用数学模型表征。对于地上植食性昆虫成虫,植物气味对其寄主搜寻行为具有导向特异性,重点分析了这种特异性形成的两个假说;鳞翅目昆虫幼虫,能够利用植物化学信息物质趋向寄主植物或回避非寄主植物;地下植食性昆虫搜寻寄主,既与寄主植物地下组织释放或分泌的次级代谢物有关,又与一些初级代谢物有关。初级代谢物中的CO₂,起着“搜寻触发器”作用。有助于增强人们对昆虫与植...     

《昆虫卵巢:超微结构、卵黄发生前的生长和演化》

由德国埃尔兰根－尼恩贝格大学的JurgenBuning著,Chapman＆Hall出版社1994年出版。16开400页。全书分3部分：1．序言;2内口式昆虫的卵巢;3．外口式昆虫的卵巢。附参考文献、种类索引及主题索引。在诸多现代害虫防治理论中,昆虫繁殖生理学是十分重要的基础理论。该书在发现昆虫卵巢结构和功能的基础上,讨论了昆虫卵黄发生前卵巢的生长和演化,阐述了昆虫卵巢的外胚层,主要集中论述了生殖细胞及其与中胚组织的分化和相联的关系。该书有3个特点：1．对各目的昆虫卵巢进行了详细的比较研究;2．建立了昆虫卵巢变异的系统进化模式;3．结…     

植食性昆虫的嗅觉选食过程及其机制研究进展

植食性昆虫的嗅觉在其选择食物的过程中发挥了重要的作用,它能通过对植物挥发物的感受来定向和定位食物源并产生趋近行为,进而根据特殊的化合物或者多种化合物的特异浓度组合来区分寄主和非寄主植物.在这个过程中,昆虫嗅觉器官上相关的嗅觉感受蛋白被植物挥发物激活,形成特异的嗅觉感受通路,在行为上调控昆虫嗅觉选食的能力.本文主要从植食...     

植物-昆虫间的化学通讯及其行为控制

在植物与昆虫间的化学通讯中植物气味物质起着决定性的作用,它调控着昆虫的多种行为,诸如引诱昆虫趋向寄主植物,刺激昆虫取食,引导昆虫选择产卵场所,进行传粉和防御昆虫等。有些植物则当受到食植性昆虫危害时会释出一些引诱害虫天敌的化学信号。这些化学信号是一些挥发性萜类混合物,天敌昆虫就以此来区分受害和未受害植株。尽管目前在害虫综合治理中,昆虫信息素的应用越来越显得比天然植物气味源更受重视,但是必须指出的是,昆虫信息化合物首次成功地使用于植物保护的却是天然植物气味源。在利用植物气味源作害虫测报和防治中,近年来一种简单价廉的粘胶诱捕器己成为多种害虫的标准测报工具。在害虫综合治理中利用植物气味源的技术显然是具有不可估量的潜力。文中提出了利用基因工程技术来改造植物,使植物能释放特定的驱避剂或其它控制昆虫行为的特殊气味物质的新概念。     

植物—昆虫间的化学通讯及其行为控制

在植物与昆虫间的化学通讯中植物气味物质起着决定性的作用,它调控着昆虫的多种行为,诸如引诱昆虫趋向寄主植物,刺激昆虫取食,引导昆虫选择产卵场所,进行传粉和防御昆虫等。有些植物则当受到食植性昆虫危害时会释出一些引诱害虫天敌的化学信号。这些化学信号是一些挥发性萜类混合物,天敌昆虫就以此来区分受害和未受害植株。尽管目前在害虫综合治理中,昆虫信息素的应用越来越显得比天然植物气味源更受重视,但是必须指出的是,昆虫信息化合物首次成功地使用于植物保护的却是天然植物气味源。在利用植物气味源作害虫测报和防治中,近年来一种简单价廉的粘胶诱捕器已成为多种害虫的标准测报工具。在害虫综合治理中利用植物气味源的技术显然是具有不可估量的潜力。文中提出了利用基因工程技术来改造植物,使植物能释放特定的驱避剂或其它控制昆虫行为的特殊气味物质的新概念。     

昆虫对植物次生性物质的适应策略

植物次生性物质是植食性昆虫在取食过程中遇到的主要障碍之一,也是天敌昆虫寻找寄主或猎物的主要信息来源。当今,昆虫学中的一些重要理论问题,如寄主植物的识别,食性的形成,植物求救信号的释放,天敌对寄主或猎物的识别和寻找机制等等,均与植物次生性物质有关。在长期的演化过程中,昆虫适应了植物次生性物质的种种不利作用,改变了这类物质对植物本身的防御作用,使其能充分地利用各分类阶元的植物次生性物质作为寻找寄主植物、昆虫寄主或猎物以及取食的信号。昆虫与植物次生性物质的这种关系是当今协同演化理论得以产生的主要依据之一。关于昆…     

大豆蚜在寄主与非寄主植物上的口针刺吸行为

用EPG记录法记录了大豆蚜Aphis glycines Matsunra在寄主和非寄主植物上的口针刺吸行为。结果表明,大豆蚜在寄主大豆植物的韧皮部取食时间长,而在非寄主棉花、黄瓜和丝瓜植物韧皮部取食时间甚短或根本未取食;非寄主植物内部对大豆蚜的侵害存在抗性,影响取食的因素和其所在部位因非寄主植物种类的不同而不同。     

利用寄主干扰效应防控小菜蛾田间种群的有效性

【目的】多寄主对植食性昆虫寄主选择行为具干扰效应。为探究在田间相似寄主混作是否能引起小菜蛾Plutella xylostella (L.)在寄主上的选择困难,减少在寄主上的产卵量,从而实现保护寄主植物的目标。【方法】本研究利用小菜蛾喜好性高的两种寄主（菜心Brassica campestris L.和芥菜B. juncea Coss）为试验对象,通过寄主植物单作、混作及不同配比与间隔种植等田间试验设计,研究了多寄主对小菜蛾寄主选择行为的干扰效应。【结果】在2年的田间试验中,两寄主混作处理上的虫量均低于单一寄主种植;2012年田间种群生命表数据显示,两种寄主田间混作处理上的小菜蛾种群趋势指数（I =4.797）低于单一寄主种植,菜心与芥菜单一种植处理上的I值分别为6.549与6.858;当菜心与芥菜这两种小菜蛾喜好性相近寄主同时存在时,对小菜蛾的干扰程度与两寄主的搭配比例有关,随着菜心所占比重的增大,田间虫量呈现先减后增的抛物线变化趋势;但两寄主间距在2 m内时,不同种植间隔对小菜蛾虫量变化无差异(F_3,8=0.204,P>0.05)。【结论】结果表明,在田间多寄主种植中,除了可利用陷阱作物来防控小菜蛾外,在相邻两畦地间以适当比例同时种植两种小菜蛾喜好性相近的寄主,利用两种寄主植物对植食性昆虫的寄主选择行为产生的干扰效应,也能有效影响田间小菜蛾的种群动态。     

《基于三级营养水平的进化生态学:一支黄花、作瘿昆虫及其天敌》

该书由美国普林斯顿大学出版社 1 997年出版 ,作者为ＷａｒｒｅｎＧ .Ａｂｒａｈａｍｓｏｎ和ＡｒｔｈｕｒＥ .Ｗｅｉｓ。全书通过对一支黄花、作瘿昆虫及其天敌间的相互作用的研究 ,建立了田地生态和进化生态相互作用的系统模式 ,阐明了三级营养水平相互作用的关系。主要内容包括 :( 1 )进化生态学、植物及昆虫的相互关系 ;( 2 )茎杆作瘿昆虫的天敌和一支黄花 :三级营养水平互作的模式系统 ;( 3 )硕蝽Ｅｕｒｏｓｔａ对一支黄花的影响 ;( 4)寄主植物对作瘿昆虫的抗性 ;( 5)作瘿昆虫对寄主植物的选择 ;( 6)由硕蝽Ｅｕｒｏｓｔａ产生的虫瘿 ;(…     

桔小实蝇和番石榴实蝇对6种寄主果实的产卵选择适应性

植食性昆虫对寄主植物的选择适应性是研究昆虫和植物协同进化关系的核心内容之一。评估寄主植物对植食性昆虫种群的适合度,需要综合分析昆虫对寄主的产卵选择性和寄主对昆虫的取食适合性。以桔小实蝇和番石榴实蝇为研究对象,分别测定了这两种实蝇对6种寄主果实:番石榴、香蕉、杨桃、木瓜、甜橙、番茄的产卵选择性以及幼虫取食后对其生长发育的影响。寄主产卵选择性实验分别采用完整寄主果实直接供试产卵和块状寄主果实气味引诱产卵两种处理方式;在生长发育适应性实验中,以幼虫和蛹的存活和生长发育等相关参数作为评价指标。实验结果表明,寄主的供试方式不同,两种实蝇的选择性均有明显差异;对寄主气味选择性强的寄主更适合于两种实蝇后代的生长发育。两种实蝇对6种寄主果实的产卵选择性和后代发育适合性两者相关性不显著,与许多文献报道单一地采用发育适合性(如发育历期、存活率或蛹重等)作为评价寄主选择性的结果不一致。两种实蝇之间对6种寄主果实的产卵选择和幼虫取食适合性既具相似性也具差异性,表明这两种实蝇在寄主生态位上既有重叠性又有分化性。     

跳甲的食性及食性分化

跳甲隶属于鞘翅目叶甲科跳甲亚科,是一类具有重要经济意义的植食性昆虫。本文对跳甲食性及食性分化的研究进展进行了综述,诠释了寄主植物的概念,分析了昆虫食性专化发生的原因。跳甲亚科的寄主植物的范围虽广,但有85%的属为专食性属。一般认为,专食性的跳甲亚科和萤叶甲亚科是由食性较广的叶甲亚科进化而来的,食性分化在其中可能起了重要作用。广食性代价推动了食性分化的发生,广食性代价假说受到越来越多的实验支持。有关食性分化方向的观点倾向于寄主植物转向化学物质相似的植物,表现为寄主转移、寄主扩张和形成寄主型等;食性分化推动了同域物种形成。跳甲食性分化的研究对于丰富研究昆虫与植物相互关系的协同进化理论也有重要作用。     

病毒-植物互作对介体昆虫生物学特性的影响

大部分植物病毒需要介体来传播,而昆虫则是其最重要的介体类别。植物-病毒-介体昆虫的互作关系既复杂又特异,而病毒由于其繁殖迅速、变异快而成为三者协同进化的推动者,以有利于病毒的有效传播。病毒对介体昆虫的影响分直接影响和间接影响两个方面,间接影响即是病毒侵染寄主植物后会引起植物的光合作用、次生代谢、营养成分、信号途径等发生变化,继而影响介体昆虫的寄主选择行为、生长发育、繁殖力等生物学特性,最终会影响介体对于病毒的传播。综述了病毒侵染寄主植物对刺吸式昆虫生物学特性的影响,以期为防治植物病毒性病害提供依据。     

《植物生态学的方法》（第二版）简介

由 P.D.Moore 和 S.B.Chapman 等著的《植物生态学方法》第二版,于1986年由英国牛津布莱克韦尔(Blackwell)科学出版公司出版,在美国、澳大利亚同时发行。该书第一版为 S.B.Chapman 主著者,我国科学出版社于1980年出版了中文本。该书与第一版相隔了十年。在这十年中,生态学在国际协作的努力下,如国际生物学     

昆虫介体行为与植物病毒的传播

大多数植物病毒都是依赖昆虫介体进行传播,其中超过80%的传毒介体昆虫都是属于半翅目同翅亚目。昆虫介体识别寄主植物和取食的过程与病毒的传播密切相关,本文主要综述了同翅亚目昆虫、蓟马等介体昆虫取食行为与植物病毒的相互作用方面的研究进展,着重于介绍昆虫不同取食阶段的行为对植物病毒传播的影响,病毒侵染对介体取食和识别寄主行为的影响。     

昆虫对植物次生物质的代谢适应机制及其对昆虫抗药性的意义

植物次生物质(plant secondary metabolites)对昆虫的取食行为、生长发育及繁殖可以产生不利影响,甚至对昆虫可以产生毒杀作用。为了应对植物次生物质的不利影响,昆虫通过对植物次生物质忌避取食、解毒代谢等多种机制,而对寄主植物产生适应性。其中,昆虫的解毒代谢酶包括昆虫细胞色素P450酶系（P450s）及谷胱甘肽硫转移酶（GSTs）等,在昆虫对植物次生物质的解毒代谢及对寄主植物的适应性中发挥了重要作用。昆虫的解毒酶系统不仅可以代谢植物次生物质,还可能代谢化学杀虫剂,因而昆虫对寄主植物的适应性与其对杀虫剂的耐药性甚至抗药性密切相关。昆虫细胞色素P450s和GSTs等代谢解毒酶活性及相关基因的表达可以被植物次生物质影响,这不仅使昆虫对寄主植物的防御产生了适应性,还影响了昆虫对杀虫剂的解毒代谢,因而改变昆虫的耐药性或抗药性。掌握昆虫对植物次生物质的代谢适应机制及其在昆虫抗药性中的作用,对于明确昆虫的抗药性机制具有重要的参考意义。本文综述了植物次生物质对昆虫的影响、昆虫对寄主植物次生物质的代谢机制、昆虫对植物次生物质的代谢适应性对昆虫耐药性及抗药性的影响等方面的研究进展。     

冬虫夏草蝠蛾幼虫对几种植物的嗅觉反应初步研究

植食性昆虫主要利用嗅觉、味觉、视觉和触觉等对寄主植物进行选择,而植物挥发物是引导植食性昆虫寄主定向行为的主要因素。利用"Y"型嗅觉仪测试康定虫草蝠蛾Hepialus armoricanus二龄幼虫对适生地的几种植物材料的嗅觉反应;并用欧式距离和Q型聚类法对供试植物进行相似性分析和聚类分析。结果表明:蝠蛾幼虫对几种植物材料表现出强弱不同的趋性反应;根据植物的相似性可将供试植物分为4类,且同一类植物引导蝠蛾幼虫产生相似的嗅觉反应。     

昆虫与植物的协同进化:寄主植物-铃夜蛾-寄生蜂相互作用

近数10年内,Ehrlich和Raven于1964年提出的协同进化理论及Jermy于1976年提出的顺序进化理论极大地促进了对昆虫与植物相互作用的研究。文章首先简要介绍有关理论,对植食性昆虫与植物关系研究的若干核心问题进行评述。主要问题包括(1)植食性昆虫如何选择寄主植物?(2)植物次生物质是否作为植物防御昆虫取食的重要屏障?(3)昆虫能否适应植物的化学防御?(4)植食性昆虫寄主范围是否是从广到专演化的?随之,作者结合对铃夜蛾Helicoverpa系统研究取得的结果,对上述问题做了进一步的论证和阐述。最后,在继承协同进化、顺序进化等理论精髓的基础上,根据当今三营养级相互作用领域的研究新进展,提出一个新的假说,即多营养级协同进化假说。该假说肯定植物次生物质在植物防御和昆虫识别寄主植物上的重要作用,同时把其他营养级并列放入交互作用的系统,特别强调第三营养级在昆虫与植物关系演化过程中的参与和寄主转移与昆虫食性专化和广化的联系。