摘要: [目的]高脂饮食(high-fat diet)已被证明可诱发高脂血症(hyperlipidemia)等多种疾病,对人体健康造成威胁。本研究通过在桑叶中添加大豆油,探讨高脂饮食对家蚕Bombyx mori生长发育、经济性状、脂质代谢和免疫功能的影响,评估以家蚕构建高脂血症疾病模型为人类健康研究提供服务的可行性。[方法]选取4龄起蚕和5龄起蚕分别进行高脂饮食饲养,直至熟蚕上簇,测量各日龄幼虫体重、蚕茧茧层率;通过甘油三酯(triglyceride)测试盒检测幼虫脂肪体和血清中甘油三酯含量;采用油红O染色(oil red O staining)观察脂滴的形态变化和平均光密度值;利用实时荧光定量PCR分析幼虫脂肪体中免疫相关基因的转录水平。[结果]与对照组(普通桑叶饲养)相比,高脂饮食显著抑制了家蚕幼虫的体重增长,使蚕茧茧层率显著降低;幼虫脂肪体和血清中的甘油三酯含量显著升高;脂肪体组织形态、脂滴累积异常;幼虫脂肪体中8个先天免疫相关基因(BmCecD2,BmCecA,BmCECB,BmCecE,BmCec-CBM2-2,BmSpz1,BmDual和BmKayak)的表达量显著下调,其中BmCecE,BmDual和BmKayak的表达量下调超过90%。[结论]高脂饮食导致家蚕生长缓慢、发育延迟,经济性状下降,脂质代谢紊乱以及免疫调节功能减弱。其中,甘油三酯含量的增加与人类高脂血症疾病生理病理特征相似,本研究为利用昆虫构建疾病模型提供了理论依据。

摘要: [目的]明确长林小蠹Hylurgus ligniperda成虫的发声结构及声信号特征,探索能够抑制长林小蠹侵入、蛀道和繁殖的振动声处理模式。[方法]利用扫描电子显微镜观察长林小蠹雌雄成虫发声结构并测量其特征值。采集长林小蠹雄虫应激声、求偶声及竞争声并分析其时域与频域特征参数。结合以上声学研究,设计不同的振动声处理,利用激励器将振动声传导到原木木段,播放长林小蠹的雄虫应激声、求偶声、竞争声和聚集声,白噪声、6 kHz正弦波、正弦波扫描信号以及褐梗天牛成虫应激声6 d后,统计长林小蠹成虫侵入率、母坑道长度和成虫单雌产卵量。[结果]长林小蠹成虫摩擦发声器官由刮器和音锉两部分构成,雄虫拥有更加发达的发声结构。雄虫第6背板末端特化出叶状刮器,雌性背板未特化出刮器;音锉位于鞘翅内面末端近中缝边缘,靠近翅连锁。长林小蠹雄虫的鸣叫速率、单次鸣叫持续时间、每次鸣叫的击打齿数量、击打齿速率及主峰频率在应激、求偶及竞争这3种行为背景下差异极显著。不同的振动声处理对长林小蠹雌成虫在木段中的入侵率无显著影响。在入侵之后的定殖阶段,部分振动声处理对成虫在木段中的母坑道长度及单雌产卵量影响显著,距激励器50 cm的长林小蠹竞争声组的母坑道长度缩短;距激励器50 cm的长林小蠹应激声组单雌产卵量减少。[结论]明确了长林小蠹成虫的发声结构特征以及声信号特征。长林小蠹竞争声对于抑制长林小蠹蛀道以及长林小蠹应激声对于抑制长林小蠹产卵具有潜力。为未来利用声信号对长林小蠹进行生态调控提供了初步依据。

摘要: [目的]本研究旨在探究景观尺度的组成和配置异质性对稻田害虫和天敌昆虫发生数量的影响。[方法]综合景观梯度设计、遥感影像解译、昆虫系统调查和线性混合效应模型分析方法,探究海南文昌15个晚稻田景观样地多空间尺度(0.10-2.00 km)景观组成、配置异质性对晚稻田主要害虫白背飞虱Sogatella furcifera及其优势天敌黑肩绿盲蝽Cyrtorhinus lividipennis发生数量的影响,并进一步分析耕地、草地和森林各景观生境的配置异质性特征对白背飞虱及其天敌黑肩绿盲蝽发生数量的影响。[结果]景观异质性影响的结果显示:在1.00 km尺度,稻田白背飞虱S.furcifera数量与周围草地面积占比呈显著正相关;在0.25 km尺度,景观斑块多样性越大,白背飞虱数量越少。而0.25 km尺度,景观斑块平均面积越大,黑肩绿盲蝽C.lividipennis数量越多。各景观生境组分的配置异质性影响结果显示:在耕地中,0.25 km空间尺度,稻田黑肩绿盲蝽数量随边缘密度增大而减少;0.50-1.00 km尺度的斑块密度越大,稻田白背飞虱和黑肩绿盲蝽的发生数量越少。在森林中,0.25 km尺度的边缘密度增大、0.50 km尺度平均斑块面积增大,稻田黑肩绿盲蝽数量均减少。[结论]因此,耕地破碎化反而减少害虫白背飞虱发生但同时抑制天敌黑肩绿盲蝽种群,表明耕地破碎化不一定促进作物害虫发生,应加强各景观生境组分的配置特征对农田害虫、天敌的具体影响情况,以为更合理地通过景观途径提高虫害控制服务提供科学支撑。

摘要: [目的]为明确梨小食心虫Grapholita molesta一种红色复眼突变型的遗传模式。[方法]在室内对一种梨小食心虫红色复眼自然突变型建立稳定种群,利用梨小食心虫红色复眼突变型和黑色复眼野生型的正反杂交获得F₁代、F₁代自交获得F₂代、F₁代雌虫与突变型雄虫回交获得BC₁代,通过不同复眼表型雌、雄后代数量,对该突变型的遗传模式进行了分析。[结果]梨小食心虫红色复眼突变型雌、雄蛹期和成虫期复眼表型均为红色,与复眼性状为黑色的野生型个体显著不同。突变型与野生型正反交F₁代成虫眼色均显示为黑色;F₂代成虫野生型和突变型的分离比为3.24:1;F₁代雌虫与突变型雄虫回交的BC₁代中野生型与突变型成虫分离比为1.13:1;F₁代雄虫与突变型雌虫回交的BC₁代中野生型和突变型分离比为1.05:1;F₂代中的突变型个体自交,后代眼色全部表现为红眼。所有处理中后代雌、雄成虫的平均数量在8.4-13.0头之间,均不存在差异。[结论]梨小食心虫成虫红色复眼突变型属常染色体上单基因控制的隐性遗传性状。

摘要: [目的]亚社会性寄生蜂管氏肿腿蜂Sclerodermus guani具有典型的亲代抚育行为,并贯穿于子代整个发育过程。这种长时间的亲代投入虽然会牺牲亲代未来繁殖力,但能有效提高当前子代存活率,进而有利于种群繁衍,抚育与繁殖之间的权衡也意味着该寄生蜂在亲代产出更多后代和抚育有限子代之间抉择,而亲代卵巢发育的可塑性是保障种群生殖利益的重要适应性策略,不仅调节着亲代对有限寄主资源的利用率,还能促进其后代的存活与发育。明确管氏肿腿蜂抚育前后及过程中的卵巢发育动态,为进一步揭示管氏肿腿蜂亲代抚育与生殖权衡的生理基础提供重要科学依据。[方法]在2日龄管氏肿腿蜂雌成蜂接入松墨天牛寄主后经历取食寄主至产卵过程中（自接蜂起12 d内）,定期解剖观察该雌成蜂卵巢发育相关数量性状（卵巢长宽度、卵巢指数、基部卵子长宽度和卵子数目）和腹部变化特征（腹部长宽度及腹部指数）,对雌成蜂卵巢发育过程进行分级,明确雌成蜂腹部膨大期与卵巢发育的关联;并对比分析抚育过程中不同生理状态下雌成蜂卵巢发育动态变化。[结果]根据卵巢色泽、卵黄沉积和卵子发生情况,将管氏肿腿蜂卵巢发育过程分为5级,即乳白透明期（Ⅰ级）、卵黄沉积期（Ⅱ级）、成熟待产期（Ⅲ级）、产卵盛期（Ⅳ级）和产卵末期（Ⅴ级）;与此过程相对应,观察到雌成蜂腹部表型有膨大变化的典型现象,分为5个阶段,即未膨大期、膨大初期、膨大期、膨大末期和膨大暂停期。结果显示,雌成蜂腹部数量性状和卵巢数量性状（除基部卵子长宽度）都呈现先上升后下降的变化趋势。抚育前期,初羽化雌成蜂[即未取食处女蜂（virgin females without feeding,VF）和未取食已交配雌成蜂（mated females without feeding,MF）]不怀卵,但取食且已交配的雌成蜂（mated females with feeding,MFF）卵巢发育逐渐明显;已交配的产卵初期雌成蜂（mated females in the early oviposition stage,MFEO）卵巢长度[（2 871.31±80.17）μm]、卵巢宽度[（405.91±29.14）μm]、卵巢指数[（1.19±0.09） mm²]、卵子数量[成熟卵子:（7.94±1.49）粒;未成熟卵子:（9.76±1.70）粒]均达最大值。抚育卵的雌成蜂（females caring for eggs,FCE）卵巢长宽度和卵巢指数显著高于抚育其他子代发育阶段。抚育卵的雌成蜂（FCE）、抚育低龄幼虫的雌成蜂（females caring for early instar larvae,FCEIL）、抚育老熟幼虫的雌成蜂（females caring for mature larva,FCML）和抚育后期茧蛹的雌成蜂（females caring for late pupal cocoon,FCLPC）卵巢内均怀卵,其余状态的雌成蜂不怀卵。在卵巢发育过程中,雌成蜂腹部指数和卵巢指数呈显著正相关关系。[结论]管氏肿腿蜂雌成蜂的卵巢发育与其取食和抚育有关,当补充营养之后亲代雌成蜂卵巢开始发育;而在抚育子代过程中,亲代雌成蜂虽具生殖力但卵巢发育受到抑制,进而保障其亲代抚育对子代存活及发育利益最大化。

摘要: [目的]探究内表皮结构蛋白(endocuticle structural glycoprotein)基因TmAbd4的分子特性及在黄粉虫Tenebrio molitor内表皮形成中的作用,为筛选黄粉虫生长发育关键靶基因提供理论依据。[方法]基于黄粉虫转录组数据库获得TmAbd4 cDNA全长序列,采用生物信息学方法对功能域进行分析;采用RT-qPCR检测TmAbd4在黄粉虫13龄老熟幼虫不同组织(体壁、脂肪体、马氏管、前肠、中肠和后肠)和1-15日龄老熟幼虫体壁中的表达量;采用RNAi沉默黄粉虫13龄老熟幼虫TmAbd4后,通过伊红-苏木精染色(hematoxylin and eosin staining,H&E)观察体壁的显微结构,采用透射电子显微镜(transmission electron microscope,TEM)观察体壁超微结构。[结果]黄粉虫TmAbd4的cDNA序列全长506 bp,其中开放阅读框(Open reading frame,ORF)长396 bp,编码131个氨基酸;TmAbd4具信号肽和几丁质结合域(chitin binding domain4,ChtBD4),具有RR-1保守基序,属于CPR RR-1亚类;TmAbd4在体壁中特异性高表达,并在13龄老熟幼虫蜕皮后前3 d的体壁中显著高表达;与注射dsGFP的对照组相比,注射dsTmAbd4后其蜕皮至蛹期均未观察到肉眼可见的异常表型,但黄粉虫内表皮显著变薄。[结论]TmAbd4为表皮蛋白CPR家族RR-1亚类,在体壁中显著高表达且在内表皮形成时期高表达。沉默Tm.Abd4后,幼虫可正常蜕皮至蛹期,但其内表皮厚度显著变薄,表明TmAbd4参与虫体内表皮形成。

摘要: 【目的】本研究旨在探索施硅水稻植株对白背飞虱Sogatella furcifera取食胁迫的生理响应，为合理利用硅肥防治白背飞虱提供理论依据。【方法】对感虫品种水稻TN1植株设置2个施硅水平[生长于添加112 mg/L Na₂SiO₃·9H₂O的营养液中（Si+处理组）和生长于不加硅的营养液中（对照组）],分别于白背飞虱3龄若虫取食0, 12, 24, 48, 72和96 h时测定Si+处理组或对照组水稻叶鞘中超氧阴离子（superoxide anion, O■）、过氧化氢（hydrogen peroxide, H₂O₂）和丙二醛（malondialdehyde, MDA）含量，抗氧化酶[超氧化物歧化酶（superoxide dismutase, SOD）、过氧化物酶（peroxidase, POD）和过氧化氢酶（catalase, CAT）]、防御酶[苯丙氨酸解氨酶（phenylanlanine ammonialyase, PAL）、多酚氧化酶（polyphenol oxidase, PPO）和脂氧合酶（lipoxygenase, LOX）]活性以及木质素含量。【结果】与对照组相比，白背飞虱取食12-72 h内，Si+处理组水稻叶鞘中O■含量显著降低了7.8%～17.9%;取食12-96 h内（除24 h外）, Si+处理组水稻叶鞘中H₂O₂含量显著减少了15.5%～43.1%;取食24-96 h内，Si+处理组水稻叶鞘中MDA含量显著下降了15.1%～35.3%。与对照组相比，取食12-96 h内（除72 h外）, Si+处理组水稻叶鞘中CAT和SOD活性分别显著增加了25.8%～44.8%和21.4%～47.6%;取食12-72 h内（除24 h外）, Si+处理组水稻叶鞘中POD活性显著升高了19.1%～54.5%。与对照组相比，取食12-72 h内，Si+处理组水稻叶鞘中PAL和PPO活性分别显著提高了17.6%～70.8%和16.7%～38.3%;取食12-96 h内，Si+处理组水稻叶鞘中LOX活性显著上升了9.9%～105.4%;取食12-96 h内（除48 h外）,Si+处理组水稻叶鞘中木质素含量显著增加了12.5%～59.3%。【结论】施硅通过降低受白背飞虱取食危害水稻叶鞘中活性氧和MDA含量，增加受害水稻叶鞘中抗氧化酶、防御酶活性和木质素含量，从而提高水稻对白背飞虱的抗性。

摘要: 【目的】本研究旨在通过对松材线虫Bursaphelenchus xylophilus TAX家族成员的理化性质、结构和功能及药物和低温胁迫后的TAX家族基因Bx-taxs表达情况进行分析，探究松材线虫化学趋性和温度趋性。【方法】基于NCBI数据库调取秀丽隐杆线虫Caenorhabditis elegans的TAX家族基因序列与松材线虫基因组进行tBlastn比对搜索，调取松材线虫TAX家族候选基因。通过ExPASy, WoLF PSORT, SOPMA, Alphafold 3, MEME, CD-Search和TBtools等软件和在线工具对候选序列进行筛选和清洗，鉴定松材线虫Bx-taxs并分析基因结构和染色体定位及其蛋白的亚细胞定位、序列特征、理化性质、二级结构和三级结构。利用IQtree构建TAX家族蛋白序列系统发育树推断亲缘进化关系。对松材线虫在甲维盐药物胁迫和低温胁迫下6个Bx-tax的表达谱进行分析，确定TAX家族成员在响应外界胁迫中的作用。【结果】共鉴定出6个松材线虫TAX家族成员Bx-TAX-1-6,这些蛋白长度为623-1 115个氨基酸残基，相对分子质量为71.49-129.27 kD,理论等电点在5.68-9.04之间，多数为亲水性蛋白。6个TAX家族成员均位于细胞膜上，特别地是Bx-TAX-1还分布于细胞质中。TAX家族蛋白的二级结构以α-螺旋与无规则卷曲为主要组成部分，占比分别为42.10%-53.07%与32.38%-45.80%。染色体定位和系统发育分析表明，松材线虫TAX家族基因共分布于4个染色体上，其中除了Bx-TAX-1基因单独为一个分支，其他TAX基因与线虫的TAX-4基因更为接近。在甲维盐胁迫下，12 h内松材线虫TAX家族成员基因均出现了不同程度的表达下调的现象，在24 h时均出现了不同程度的表达上调的现象，其中Bx-tax-3,Bx-tax-5和Bx-tax-6的表达量上调或下调均超过1倍，在低温胁迫下，仅有Bx-tax-5上调，其他基因均为下调。【结论】松材线虫TAX家族基因对甲维盐和低温胁迫表现出不同程度的响应。本研究结果为基于TAX家族开展的化学和温度趋性研究提供了理论依据，为研究松材线虫响应药剂胁迫和北迁机制提供基础。

摘要: 【目的】阐明Kazal型丝氨酸蛋白酶抑制剂7(serine protease inhibitor Kazal-type 7, SPINK7)的生物学功能及其在家蚕Bombyx mori抵抗细菌侵染中的免疫识别机制。【方法】对家蚕SPINK7蛋白进行生物信息学分析和原核表达；利用圆二色谱分析SPINK7的二级结构及其耐热性；利用非还原性电泳及Western blot检测SPINK7的聚体形成趋势；利用大肠杆菌Escherichia coli和金黄色葡萄球菌Staphylococcus aureus分别侵染家蚕5龄幼虫，利用qPCR和Western blot分别检测SPINK7基因在血细胞和脂肪体中的表达量及SPINK7在血清中的蛋白含量；通过细菌抑制曲线分析SPINK7对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和藤黄微球菌Micrococcus luteus的抑菌活性；通过免疫荧光定位和酶联免疫吸附试验(enzyme-linked immunosorbent assay, ELISA)方法检测SPINK7与肽聚糖和脂多糖等病原体相关分子模式(pathogen associated molecular patterns, PAMPs)的结合，以及SPINK7与大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和藤黄微球菌的结合。【结果】SPINK7由3个保守的Kazal结构域组成，各结构域含有6个半胱氨酸，分别形成3对二硫键；二级结构主要为α-螺旋结构，与Kazal结构域典型二级结构一致，耐热性好，且在80℃时结构依然较为稳定。大肠杆菌和金黄色葡萄球菌诱导后，SPINK7会形成多聚体结构，并在家蚕5龄幼虫的血细胞和脂肪体中的表达量以及在血清中的蛋白含量均比磷酸缓冲液(PBS)对照组发生显著上调。SPINK7并非直接抑制细菌活性，而是通过与细菌PAMPs结合并促使细菌聚集。【结论】SPINK7是一种Kazal型的免疫相关蛋白，其在家蚕受到细菌侵染后表达上调并形成多聚体，通过识别并结合细菌PAMPs帮助家蚕血细胞聚集细菌并发挥免疫效应。

摘要: 【目的】二化螟Chilo suppressalis越冬代成虫羽化动态预测对其后代的精准预测和防控至关重要。本研究旨在开展二化螟越冬代成虫羽化动态的模型模拟预测。【方法】为获取模型参数，于2021年2, 3和4月在广西兴安稻田分别采集田间二化螟越冬幼虫种群，在14, 18, 22和26℃温度下测定幼期发育历期和成虫羽化率。幼期发育速率（发育历期的倒数）用线性模型和非线性模型拟合，成虫羽化用三参数Weibull方程进行拟合，用Origin 2022对模型参数进行计算。【结果】从模型拟合度来看，基于3月采集的二化螟越冬幼虫种群的幼期发育历期和成虫羽化率数据所建立的羽化动态的预测更优(R_adj²_3月=0.9445,R_adj²_2月=0.9083,R_adj²_4月=0.8380);但田间观测值表明，基于2月采集的二化螟越冬幼虫种群的非线性幼虫发育Schoolfield模型{V（T）=0.64×T/298.15×exp[47.11/1.99×（1/298.15-1/T）]}和成虫羽化Weibull方程{F∑(V（T）)=1-exp[-(∑V（T）+0.04)/1.05)×5.95]}是预测二化螟越冬代成虫羽化动态的最佳模型，预测数据与田间观测值之间偏差1.0～5.3 d。【结论】实际应用时对上述模型输入当地的气温数据获得二化螟越冬代成虫羽化动态预测值，用本研究获得的偏差值进行矫正，从而获得准确的二化螟羽化动态预测数据，为二化螟的精准防控提供决策支撑。