摘要: 活性氧(reactive oxygen species,ROS)是一类由于氧分子不完全氧化而形成的含氧自由基或容易形成氧自由基的过氧化物的总称。当昆虫受到病原入侵时,由双氧化酶(dual oxidase,DUOX)介导的ROS防御系统会迅速反应,产生大量的ROS以抵御病原菌的入侵,进而在调控昆虫免疫防御过程中发挥作用;但高水平的ROS会破坏细胞内的蛋白质、DNA、脂质等生物大分子,从而导致昆虫细胞损伤,影响昆虫正常发育。为了避免受到过度氧化应激的损害,昆虫已经形成了一整套以抗氧化酶和小分子抗氧化剂为主体的抗氧化防御系统来避免过度损伤的发生。有趣的是,细胞中ROS水平的改变还能够在昆虫寿命调控中发挥截然不同的作用:对某些昆虫中大量ROS的积累可导致寿命缩短,而对于另外一些昆虫高生理水平的ROS存在又可诱导滞育的发生进而延长其寿命。近年来,ROS在昆虫寿命调控机制方面的研究取得了较多的进展。因此,本文全面地综述了昆虫ROS的来源与产生的影响因素、ROS介导的防御机制,并首次对ROS在昆虫寿命调控中的具体作用进行了总结与展望,以期为后续开展ROS相关主题的研究提供参考。

摘要: [目的]为探究桃蚜Myzus pericae热激蛋白Hsp70基因在桃蚜响应高、低温胁迫中的作用。[方法]利用RT-qPCR检测和分析桃蚜8个MpHsp70基因(MpHsp70-1,MpHsp70-2,MpHsp70A1,MpHsp70B2,MpHsp68a,MpHsp68b,MpHsc70-4和MpHsp70)在桃蚜无翅成虫不同组织(头、中肠、胚胎和表皮)及分别在高温(36℃)和低温(4℃)胁迫下不同时长(0,30,60,90,120和150 min)无翅成虫中的相对表达量;并利用RNAi沉默两个关键MpHsp70基因和pHsp70A1和MpHsp68a),观测无翅成虫在高温(36℃)处理120 min和低温(4℃)处理30 min后无翅成虫存活率和生殖力。[结果]8个MpHsp70基因在桃蚜无翅成虫不同组织中均表达,其中MpHsp70,MpHsp70A1,MpHsp70B2,MpHsc70-4和MpHsp68b在表皮中的表达量显著高于在其他组织中的,MpHsp70-1,MpHsp70-2和MpHsp68a在胚胎中的表达量显著高于在其他组织中的;高、低温胁迫对桃蚜无翅成虫MpHsp70基因表达具有明显的诱导作用,4℃胁迫下,MpHsp70-1,MpHsp70A1,MpHsp70-2,MpHsp68a和MpHsp68b的表达量呈现出现上升后下降趋势,在4℃胁迫30 min时达到最高,显著高于对照的36℃胁迫下,MpHsp70-1,MpHsp70A1,MpHsp70-2,MpHsc70-4,MpHsp68a和MpHsp68b的表达量呈现先上升后下降的趋势,MpHsp70-1的表达量在36℃胁迫下60 min时达到最高,其他基因的表达量均在120 min时达到最高。与对照组相比,沉默MpHsp68a的表达后,高、低温胁迫下桃蚜成虫的存活率和生殖力均显著下降;沉默MpHsp70A1的表达后,高温胁迫下桃蚜的存活率和生殖力均极显著下降。[结论]桃蚜MpHsp70基因可以响应高、低温胁迫,在桃蚜抵抗温度胁迫的分子机制中发挥着重要作用。

摘要: [目的]探究低温保藏不同时间对斜纹夜蛾Spodoptera litura蛹存活及其生长发育的影响,并了解不同时间低温处理下斜纹夜蛾蛹体内代谢物的变化规律。[方法]将斜纹夜蛾蛹在10℃下分别处理不同处理时间(5,10,15,20和25 d),常规饲养测定其发育历期、雌雄成虫羽化率、子代孵化率和单雌产卵量,靶向代谢组学检测不同处理时间下蛹体内的代谢物变化。[结果]10℃低温保藏不同时间斜纹夜蛾蛹的发育历期均延长,雌雄成虫羽化率随着冷藏时间的延长逐渐降低,产卵期逐渐缩短(5.80～2.76 d),雌雄成虫寿命和子代孵化率逐渐缩短和降低,单雌产卵量逐渐减少(750.00～133.00粒)。斜纹夜蛾蛹代谢组学分析共鉴定出872个代谢物,冷藏处理时间长的比较组(处理20 d vs处理25 d)中差异代谢物主要集中于脂质、氨基酸及其衍生物,大部分代谢物集中富集在酪氨酸、色氨酸和苯丙氨酸代谢途径;冷藏处理时间短的比较组(处理5 d vs处理10 d)中差异代谢物所属分类较多,大部分代谢物集中富集在色氨酸、酪氨酸和2-氧代羧酸代谢途径。常温对照与10℃处理25 d比较组中富集代谢物最多的途径中仅有山梨醇、谷胱甘肽和牛磺酸在处理25 d中高表达。[结论]在测试的保藏时间范围内(5-25 d),斜纹夜蛾蛹在10℃下的保藏时间宜为15 d～20 d,该保藏条件对其发育影响小,此处理的主要代谢物种类较多,富集代谢物多集中在各类氨基酸代谢途径,结果为斜纹夜蛾蛹的低温抗寒机制的研究提供参考。

摘要: [目的]益蝽Picromerus lewisi为中国、朝鲜和日本等多个亚洲地区分布的重要捕食性天敌昆虫,主要应用于防治鳞翅目（Lepidoptera）害虫。在捕食猎物时,毒液会导致猎物快速麻痹和死亡,起到了至关重要的作用。本研究旨在了解益蝽毒腺转录组特征,探究益蝽毒素多样性,为进一步研究益蝽毒液的成分与功能奠定基础。[方法]通过高通量测序平台Illumina Novaseq 6000对采自贵州省黔西南州的益蝽成虫和5龄若虫毒腺进行转录组测序,利用NR,NT,Pfam,KOG/COG,SwissProt,KEGG,GO数据库进行注释;通过FPKM方法评估益蝽毒腺样品中的基因表达情况,采用DESeq进行成虫和5龄若虫毒腺转录组间差异表达分析。将|log₂（Fold change）|>1且P<0.05作为标准筛选成虫和5龄若虫毒腺转录组间差异表达基因,对差异表达基因进行GO功能和KEGG通路富集分析;将益蝽成虫和5龄若虫毒腺转录组测序得到的33 215个转录本在Uniprot数据库中进行BLAST比对。[结果]益蝽成虫和5龄若虫毒腺转录组测序组装到22 242个unigenes,平均长949 bp。有15 364个unigenes注释至NR,NT,Pfam,Swiss-Prot,GO,KOG和KEGG数据库,这些unigenes经注释共比对到10个近缘物种,其中包含3种蝽和2种蜘蛛。成虫和5龄若虫毒腺转录组间筛选到344个差异表达基因,218个基因上调,126个基因下调,共鉴定到33类443条编码毒素蛋白相关序列。[结论]本研究测序获得了益蝽5龄若虫和成虫的毒腺转录组数据,筛选获得了成虫和5龄若虫毒腺转录组间的差异蛋白,并鉴定了毒素蛋白相关序列,为益蝽毒液组分的鉴定和生物学功能的研究奠定了一定的理论基础。

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。