媒介昆虫与植物病毒互作研究进展

植物病毒大多借助媒介昆虫进行传播。植物病毒与媒介昆虫的互作关系研究是当今媒介生物学和生态学领域的前沿课题,也是寻找植物病毒有效防控途径的重要基础。本文主要概述了近十年来,包括呼肠孤病毒科Reoviridae、双生病毒科Geminiviridae、纤细病毒属Tenuivirus、番茄斑萎病毒属Tospovirus,、等多个科、属的植物病毒与其特异的媒介昆虫间的互作研究进展,探讨了昆虫传播植物病毒的机制以及昆虫对病毒入侵的响应机制,解析了植物病毒-媒介昆虫的互作关系,提出了未来研究发展的方向。     

植物病原-媒介昆虫互作:研究进展与展望

大多数植物病毒及一些植物病原细菌由介体昆虫传播。植物病原与介体昆虫关系的研究有助于找到防控介体传播病原的关键环节,因此植物病原与介体昆虫的互作关系是植物病原传播机理研究中的核心问题。本文概述了国内外在植物病原与介体昆虫互作研究的最新进展,推介了本专辑论文的主要内容,并在此基础上,从生态和进化的角度提出了在植物病原-媒介昆虫互作研究中以下3个值得关注的研究方向:(1)植物病原与介体昆虫互作对生态系统的影响;(2)昆虫介体传播植物病毒的不同方式之间的关联性以及病毒、介体和植物之间的协同进化关系;(3)自然条件下植物病原-媒介昆虫互作的机理。植物病原与媒介昆虫互作的研究,既是生态和进化的理论问题,也和植物病原及其介体昆虫的绿色防控密切相关。     

植物病毒病媒介昆虫的传毒特性和机制研究进展

植物病毒病是农作物的“癌症”, 至今缺少有效的防治方法。目前已知80%的植物病毒病依赖于媒介昆虫传播, 而媒介昆虫对植物病毒的传播是一个昆虫、 病毒、 寄主植物互作的过程, 历经获毒、 持毒和传毒等多个阶段, 昆虫体内一系列病毒受体或蛋白参与了这个过程。昆虫传播病毒的方式有口针携带式、 前肠保留式和体内循环式3类, 它们各自对应的持久性为非持久性、 半持久性和持久性, 不同昆虫获取这3类病毒的获毒时间、 在体内存留位置和传毒时间也各不相同。 这个过程受到媒介昆虫的性别及龄期、 寄主植物、 环境条件、 昆虫体内共生菌等多种因素的影响。与之相关的蛋白主要有病毒衣壳蛋白(CP)、 次要衣壳蛋白（CPm）、 GroEL蛋白、 辅助因子(HC)和下颚口针蛋白等。近年来对植物病毒基因组的研究也取得了很大的进展, 对昆虫传毒机制的研究正受到越来越广泛的关注。本文综述了近年来该领域内的相关研究进展, 包括昆虫传播植物病毒的传毒方式、 影响传毒效率的因素、 传毒机制特别是昆虫体内与病毒传播可能相关的受体等。     

媒介昆虫-病毒-植物互作对生物入侵的影响

媒介昆虫-病毒-植物互作关系复杂多样。虽然相关的研究较多, 然而有关三者互作对于生物入侵的影响还知之甚少。已有证据表明, 寄主植物对病毒的敏感性和对媒介昆虫的适合性、媒介昆虫对寄主的适应能力等因素影响三者互作关系。当寄主植物易感病并且对媒介昆虫的适合性低, 而媒介昆虫对寄主植物的适应能力强时, 媒介昆虫与植物病毒之间很可能建立间接互惠关系, 这种互惠可促进媒介昆虫入侵和病毒病流行。此外, 媒介昆虫与植物病毒之间中性或偏害的互作关系对于外来生物入侵的促进作用也不容忽视。鉴于三者互作对于生物入侵的重要性, 今后需要对不同物种所组成的多种组合进行比较研究, 并采用多种方法揭示互作的生理和分子机制。     

CO_2浓度升高对媒介昆虫及其所传植物病毒的影响研究

由于全球气候变化,CO_2浓度升高对生态系统产生的影响已成为国际关注的焦点。媒介昆虫传毒引起的植物病毒病是农业生产的一个重要影响因素之一。"CO_2-植物-媒介昆虫-病毒"是一个复杂的系统,围绕CO_2浓度升高对植物的影响、CO_2浓度升高对"植物-媒介昆虫"相互关系以及CO_2浓度升高对媒介昆虫及其传播病毒发生的影响已开展了大量研究。本文主要从CO_2浓度升高对植物、CO_2浓度升高对媒介昆虫和植物以及CO_2浓度升高对媒介昆虫所传病毒发生等方面阐述CO_2浓度升高对媒介昆虫及所传植物病毒发生的影响。研究表明,CO_2浓度升高对于媒介昆虫和病毒本身的直接影响较小,主要影响植物初级和次生代谢过程,主要通过引起植物在基因表达、生理生化、营养水平以及生长等各个层面的变化来影响植物,从而通过级联效应改变"植物-媒介昆虫-病毒"之间的互作关系。     

虫媒疾病传播媒介的研究进展

媒介昆虫是一类通过吸血传播病原的节肢动物,主要包括蚊虫、猎蝽、蚤、蠓和白蛉等。媒介昆虫能够传播多种传染性致病因子,在人群中可引起疟疾、登革热、基孔肯尼亚热、寨卡热等多种疾病,严重危害人类健康。对媒介昆虫的综合防控,是控制媒介传染病的重要手段和前提。本文主要总结了国内外近五年来媒介昆虫领域研究的新方法、新理论和重要进展,同时比较了我国与其他国家在媒介昆虫方面的研究差异,提出了我国媒介昆虫学未来的战略需求和重点发展方向。     

植物的传粉媒介

在长期的进化过程中，种子植物的传粉形成了多种媒介，具有高度的适应性，其中昆虫和风是两种最主要的传播媒介。昆虫与被子植物相互依存、相互促进，共同进化。     

微流控芯片在昆虫研究中的应用

与昆虫学相关的研究是生命科学最早的研究领域之一,在害虫防治、资源昆虫利用和模式生物（例如黑腹果蝇Drosophila melanogaster）等研究领域有重要意义。微流控芯片（Microfluidic chip）也称作“芯片实验室”（Lab-on-a-chip）,是21世纪一项重要的技术发明,目前被广泛应用于细胞生物学、发育生物学、体外诊断等领域。随着微流控芯片技术发展的不断深入,与昆虫研究相关的微流控芯片不断出现,促进了昆虫细胞、胚胎发育、昆虫行为和害虫防治等研究领域的发展。本文针对应用于昆虫学领域的微流控芯片研究进行综述。     

罗汉果疱叶丛枝病的媒介昆虫和防治途径的研究

试验结果指出:棉蚜Aphis gossypii Glov.是罗汉果Siraitia grosvneri(Swingle)Jeffrey.疱叶丛枝病的媒介昆虫。有翅蚜和无翅蚜都有传毒力:传毒习性的研究结果指出:每苗接虫三头或使之吸食15分钟以上,就足以使健苗发病。 由于媒介昆虫自然传播的主导因素.所以理论上和实践上都指出与病区隔离种植实生苗,是解决罗汉果疱叶丛枝病的根本措施之一。     

媒介昆虫—病毒—植物互作加剧生物入侵的过程和生理机制

烟粉虱(Bemisia tabaci)及其传播的双生病毒是全球性重大入侵生物,给农业生产造成了严重损失。媒介昆虫—病毒—植物互作是决定病害流行和昆虫种群动态的重要因子,但其在生物入侵中所起的作用一直未受到关注。入侵烟粉虱与双生病毒通过寄主植物所形成的间接互惠共生关系可能是其广泛入侵并取代土著近缘生物的一个重要生态机制。现已从植物生理变化、昆虫共生细菌生理功能和昆虫生理反应三个方面综合探讨这种互惠共生关系的生理机制及分子机制,以期深入揭示媒介昆虫与病毒互作在生物入侵中的作用,为发展高效的预警和治理技术体系提供理论基础。     

越南篦齿苏铁传粉媒介的研究

利用排除法和引入昆虫的方法相结合,研究越南篦齿苏铁(Cycas elongata)的传粉媒介.结果表明,越南篦齿苏铁靠风媒传粉和虫媒传粉的雌株结实率分别55.3%和57.2%,自然传粉的结实率为63.5%,说明风和象鼻虫都是越南篦齿苏铁的有效传粉媒介.越南篦齿苏铁散粉高峰在白天,夜间散粉很少,在3.0 m以内风传花粉的密度较高,3.0 m之外的密度急剧下降.可见,风媒和虫媒都是越南篦齿苏铁的有效传粉途径,与泽米铁类植物为专一寄主性昆虫传粉的结论不一致.     

烟粉虱对菜豆金黄花叶病毒属病毒的传播：病毒对媒介昆虫的适应

双生病毒科(Geminiviridae)菜豆金黄花叶病毒属病毒是一类重要的植物病毒,主要危害番茄、烟草、棉花等多种经济作物,自然条件下主要由介体昆虫烟粉虱Bemisia tabaci传播。菜豆金黄花叶病毒属病毒在田间的暴发受多种因素的影响,其中一个最重要的因素就是其介体昆虫烟粉虱。因此,明确烟粉虱在田间传播和扩散特定病毒中的作用及影响因素,对于解析病毒病流行的生物学基础具有重要意义。本文综述了烟粉虱对菜豆金黄花叶病毒属病毒的传播及影响因素,并讨论了病毒对媒介昆虫的适应及其机制。菜豆金黄花叶病毒属病毒和烟粉虱都为全球分布的有害生物,通过生物信息学的分析发现,两者都呈现地域相关的遗传多样性。而在生物学的研究中发现,烟粉虱隐存种往往对与其起源于同一地区的病毒具有较高的传播效率。这些发现为进一步解析烟粉虱对菜豆金黄花叶病毒属病毒的传播提供了重要的参考。     

昆虫细胞色素P450与抗药性关系研究进展

细胞色素P450单加氧酶系是一类广泛分布于生物有机体中的重要酶系,它能够代谢多种内源性物质和外源性物质,因其生物学的重要性,一直是生物学领域研究的一个重要对象.本文综述了昆虫细胞色素P450目前的一些研究进展,介绍了其与昆虫抗药性之间的关系,并阐述了细胞色素P450介导抗性的分子基础.     

苏铁类植物传粉生物学研究进展(综述)

苏铁类植物是现存最古老的种子植物,研究其传粉特点,对于研究种子植物的起源与演化、植物与动物的协同进化以及苏铁类植物的繁殖机制、濒危机制有重要意义。本文从苏铁雌雄株开花物候学、传粉媒介及传粉机制等方面,对苏铁类植物传粉生物学相关研究进行综述,并提出今后该类植物传粉生物学研究的建议：对更多苏铁属种类未知的传粉机制进行研究;更广泛地应用排除法研究苏铁类特别是苏铁属植物的传粉媒介,进一步探讨传粉昆虫与苏铁类的共生关系问题。     

昆虫对全球气候变化的响应与适应性

昆虫对全球气候变化响应研究是全球变化生物学研究的重要分支,其主要研究气候变化下昆虫响应的特征、机制与规律。自20世纪80年代以来,已逐步成为昆虫学和生态学领域的研究热点。本文综述了国内外有关昆虫响应温度、大气CO_2浓度升高、O_3浓度升高、干旱降雨、大气氮沉降的研究进展,重点解析了我国在这些领域所取得的成就,并通过亮点分析和领域概括,提出了我国与国际上研究在方法、系统、思路上的差异。由此,基于我国现有发展状况和国际前沿发展趋势,提出未来气候变化昆虫学的发展方向。     

昆虫学的基本科学问题及分子生物学技术

昆虫与人类生产及生活关系密切,昆虫学研究具有重要的理论意义和实践价值。昆虫容易大量饲养,是研究生物学基本科学问题的良好材料。分子生物学技术与方法的快速发展,极大地推动了昆虫学研究进程。转录组测序的普及以及基因编辑(gene editing)技术的成功已经打破了模式生物与非模式生物的界限,为研究各种重要的农业害虫提供了技术。我们应当根据生产实践的需要和现有理论凝练重要的创新性科学问题,灵活运用各种研究方法和技术,推动昆虫学研究进展,阐明昆虫学领域的特殊科学问题及大生物学领域的共同科学问题。     

植物激素信号调控的“植物病毒-植物-媒介昆虫”三者互作对温室气体变化的响应

全球气候变化已成为农业生产的重要限制因子.它不仅直接影响植物的净初级生产力,同时还影响植物病虫害的发生.因此国内外非常重视病虫害对全球气候变化中的温室气体(二氧化碳和臭氧)增高的响应研究.二氧化碳或臭氧浓度增高影响植物的生理过程,进而通过寄主植物的"上行效应"影响植物病虫害的发生.已有的研究表明,二氧化碳或臭氧浓度升高可通过降低植物氮营养,影响媒介昆虫或植物病毒的发生;而且最近的研究发现,植物激素信号通路在调控媒介昆虫和植物病毒响应二氧化碳和臭氧浓度升高中发挥重要作用.本文根据国内外的研究和本研究组取得的进展,系统地阐述了二氧化碳和臭氧浓度升高如何通过改变激素信号介导的植物抗性代谢进而影响植物病毒-植物-媒介昆虫三者互作关系.     

蜜蜂可以成为转基因逃逸的媒介

内罗毕发展研究所的科学家报告说，蜜蜂可能成为转基因作物向几千米之外的野生亲缘种逃逸的媒介。该研究小组利用昆虫传粉豇豆和无线电跟踪的木蜂Xylocopa flavorufa确定传粉行为及长途的花粉流动所蕴涵的意义。根据美国科学院院报（PNAS）发表的论文，研究起因是非洲即将释放的抗虫遗传修饰豇豆。     

我国己建立的昆虫细胞系及其生物学特性与应用

随着生命科学的迅猛发展,属于生物工程技术领域的细胞工程已愈来愈受到国内外学者的重视,作为细胞工程基础之一的昆虫细胞培养技术是现代实验生物学上极有价值的手段之一,广泛应用于医学。农业及生物学的各个领域,如遗传学、内分泌学、分子生物学、生物化学、生理学肩毒学、寄生虫学、发育生物学、微生物学、昆虫病理学以及生物杀虫剂（特别是专性细胞内寄生的昆虫病毒及微抱子虫杀虫剂）的研制与生产等。近年来,以昆虫杆状病毒为载体,以体外培养的昆虫细胞为受体的基因工程研究取得突破性进展,昆虫杆状病毒已发展成为基因工程的一种…     

MicroRNA调控昆虫免疫的研究进展

MicroRNA(miRNA)是一类由内源基因编码的长度约为21nt的非编码单链RNA分子,在各种生物学过程中具有转录后水平调控基因表达的重要作用。本文从miRNA调控昆虫抗菌肽的表达、调控昆虫抗病毒免疫反应、调控昆虫与共生菌的免疫反应及调控昆虫作为病原体媒介引起的免疫反应等方面,就miRNAs在昆虫免疫防御方面的研究进展作一综述。