摘要: 【目的】显微计算机断层扫描技术(micro-computed tomography, Micro-CT)是一种针对小型样品的高分辨率3D成像技术，在生物学研究中展现出惊人的潜力，尤其是小型昆虫的细微结构和功能解析方面。然而，该技术在昆虫学研究中尚未得到广泛应用。本研究从不同角度展现了Micro-CT在寄生蜂生物学研究中的应用价值，填补该领域在国内的研究空白。【方法】采用Micro-CT,针对6种不同情况下的寄生蜂样品在各种设置下进行扫描观察与分析。利用液氮瞬时冷冻正在寄生茶翅蝽Halyomorpha halys卵的茶翅蝽沟卵蜂Trissolcus japonicus成蜂，并对瞬时冷冻样品进行扫描，观察茶翅蝽沟卵蜂产卵器刺入茶翅蜂卵壳的位置。将3日龄日本平腹小蜂Anastatus japonicus雌成蜂脱水、固定后进行扫描，解析其腹部生殖系统和消化系统的结构。将茶翅蝽卵内发育18, 37, 54, 80和168 h的黄足沟卵蜂Trissolcus cultratus胚胎置于-80℃超低温冰箱中冷冻2 min后进行扫描，监测其在寄主内的不同发育时间的形态特征。随机选取已被螟黄赤眼蜂Trichogramma chilonis寄生且在室温下发育5 d的柞蚕Antherea pernyi卵，置于-20℃冰箱中6个月后进行扫描。扫描在茶翅蝽卵内发育7 d的黄足卵跳小蜂Ooencyrtus utetheisae,检测其中聚寄生蜂的数量及存活情况。随机选取8粒在茶翅蝽卵内发育至成虫的茶翅蝽沟卵蜂进行扫描鉴定性别。【结果】在寄主卵壳截面观察到茶翅蝽沟卵蜂穿刺茶翅蝽卵90 s时成蜂产卵器只穿过茶翅蜂卵壳最外层，尚未穿透卵壳内层。日本平腹小蜂的外生殖器位于腹部最下方，由产卵器、内瓣和外瓣构成，上瓣膜被几丁质隔膜分割；其消化系统主要包括嗉囊、前胃、中肠、马氏管、回肠、直肠、肛门，消化道呈现球状或袋状。黄足沟卵蜂在茶翅蝽卵内发育18 h后仍处于卵期；37 h后发育为幼虫；持续到54 h仍为幼虫，此时寄生蜂体积占寄主卵总体积的9.32%;在80 h时，黄足沟卵蜂发育至预蛹期，寄生蜂体积占寄主卵总体积的73.76%;经过168 h的发育，黄足沟卵蜂进入蛹期，此时其总体积占寄主总体积的百分比缩小至58.64%。黄足卵跳小蜂在茶翅蝽卵内发育7 d后处于预蛹阶段，单粒寄主卵含有5头蜂，处于存活状态。扫描被螟黄赤眼蜂寄生的柞蚕卵发现寄主卵中含有31头已发育至蛹期的螟黄赤眼蜂，且均已死亡多日。通过Micro-CT可清晰辨别茶翅蝽沟卵蜂成蜂触角为膝状，雌成蜂触角鞭节末端5节均膨大，而雄成蜂的触角鞭节无膨大特征。【结论】Micro-CT具有极高的分辨率和成像对比度，本研究从多个角度证实了该技术在寄生蜂研究中的可行性和实用性，为研究昆虫形态学和生物学特性提供了新的技术支撑。

摘要: RNA干扰(RNA interference, RNAi)由于其高度保守、特异性强、操作简单和沉默高效等优点，已广泛应用于昆虫的基因功能研究和选择性控制农业害虫的新生物策略开发中。但是RNAi在害虫防治的实际应用中也面临了挑战，其中RNAi效率是最主要的制约因素。本综述对RNAi分子机制的3个主要通路、核酸酶对双链RNA(double-stranded RNA, dsRNA)稳定性和RNAi效率的影响以及利用纳米颗粒材料包裹与递送dsRNA的研究进展进行了归纳与探讨，对通过抑制昆虫体内核酸酶活性并结合目标基因的dsRNA来进一步提高RNAi效率进行了展望，以期为基于纳米颗粒的害虫生物防治和绿色杀虫剂开发提供参考。dsRNA的稳定性是限制昆虫中RNAi效率的主要因素之一，将dsRNA与不同纳米颗粒结合形成聚合物，可增加dsRNA在昆虫体内的稳定性，提高RNAi效率。在RNAi应用中，不同纳米颗粒为RNAi提供了多种dsRNA递送方式。纳米颗粒以其安全、低毒、成本低廉、生物相容性好和RNAi效率高等优点，已经成为国内外研究的热点，被越来越多地应用于昆虫的RNAi研究中，在害虫防治与绿色杀虫剂开发中展现出巨大的潜力和价值。今后，应加强纳米材料功能化设计、低成本生产工艺研发及生态风险评估体系构建，以推动RNAi技术在农业中的实际应用与可持续发展。

摘要: 【目的】检验现有的无菌和悉菌黑腹果蝇Drosophila melanogaster操作技术在昆虫中应用的广普性，并通过此技术解析共生菌对黑腹果蝇和黑水虻Hermetia illucens生长发育的促进作用。【方法】利用Walch-次氯酸-乙醇改进型无菌操作技术，用黑水虻、亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis和东方粘虫Mythimna separata卵进行可行性验证，并优化黑水虻无菌操作技术；使用LB固体培养基分离黑腹果蝇肠道细菌；利用16S rRNA基因测序鉴定黑腹果蝇肠道细菌；体内定殖和世代传递实验验证黑腹果蝇肠道细菌与黑腹果蝇的共生关系；建立悉生黑腹果蝇和黑水虻模型，记录黑腹果蝇的发育历期和生长速率来验证黑腹果蝇肠道细菌对黑腹果蝇和黑水虻生长的促进作用；利用qRT-PCR检测黑腹果蝇2和3龄幼虫体内蜕皮激素信号通路相关基因(PTTH和E74B)的表达量。【结果】与传统的无菌操作技术比较，改进型无菌操作技术提高了建立无菌昆虫的效率；通过改变次氯酸处理时间优化无菌黑水虻操作技术，可将该方法推广到卵粘性低和卵壳较厚的昆虫中。从黑腹果蝇肠道中分离出的细菌经鉴定为拉恩氏布鲁奇菌Rahnella bruchi,该细菌能在黑腹果蝇肠道内稳定定殖，并能在世代间垂直传递。拉恩氏布鲁奇菌显著缩短黑腹果蝇的发育历期，提高黑腹果蝇羽化率和生长速率。肠道共生菌拉恩氏布鲁奇菌能显著缩短黑水虻的发育历期。在分子水平上，拉恩氏布鲁奇菌能显著提高黑腹果蝇2和3龄幼虫体内PTTH和E74B的表达量。【结论】优化后的无菌操作技术对卵壳较厚、卵粘性低的昆虫效果相对较好。拉恩氏布鲁奇菌是黑腹果蝇的有益共生菌，可以因果性地促进黑腹果蝇生长和发育。拉恩氏布鲁奇菌能够促进黑水虻的生长发育。

摘要: 【目的】本研究旨在利用重组酶聚合酶等温扩增(recombinase polymerase amplification, RPA)-CRISPR/Cas12a技术建立一套对杰克贝尔氏粉蚧Pseudococcus jackbeardsleyi进行快速、灵敏、便捷和可视化的荧光检测和侧向流层析检测(lateral flow assay)体系，以实现在田间或者口岸等资源受限场所的现场实时检测。【方法】基于杰克贝尔氏粉蚧28S rDNA基因序列设计RPA特异性引物和crRNA,分别对杰克贝尔氏粉蚧与其他9种粉蚧(木瓜秀粉蚧Paracoccus marginatus、石蒜绵粉蚧Phenacoccus solani、扶桑绵粉蚧Phenacoccus solenopsis、柑橘臀纹粉蚧Planococcus citri、南洋臀纹粉蚧Planococcus lilacinus、新菠萝灰粉蚧Dysmicoccus neobrevipes、大洋臀纹粉蚧Planococcus minor、柑橘棘粉蚧Pseudococcus cryptus和奥德曼粉蚧Pseudococcus odermatti)进行RPA和CRISPR/Cas12a检测，验证该体系的特异性。对RPA-CRISPR/Cas12a检测体系进行条件优化，包括RPA反应时间、Cas12a和crRNA的浓度比及其浓度、荧光报告分子FQ Reporter的浓度、试纸条报告分子LF Reporter的浓度以及CRISPR/Cas12a体系反应时间，筛选获得最佳检测体系。【结果】利用设计的RPA特异性引物的RPA体系可扩增出一条201 bp的杰克贝尔氏粉蚧28S rDNA基因片段，结合CRISPR/Cas12a反应体系，可特异性地将杰克贝尔氏粉蚧与其他9种粉蚧区分开，并呈现可视化结果。通过条件优化建立的对杰克贝尔氏粉蚧的最适RPA-CRISPR/Cas12a检测体系中，RPA反应时间为20 min, Cas12a和crRNA浓度比为1∶1且在体系中的浓度均为50 nmol/L,LF Reporter浓度为500 nmol/L, LF Reporter浓度为800 nmol/L,荧光检测体系和侧向流层析检测体系的反应时间分别为5和20 min。【结论】本研究建立了一套杰克贝尔氏粉蚧RPA-CRISPR/Cas12a检测体系，具有高特异性、快速(25～40 min)、不依赖仪器设备且结果可视化的优点。该检测体系在入侵粉蚧的早期识别和现场检测具有重要的应用价值，为制定合理的管理策略提供了指导。

摘要: 【目的】本研究旨在研究豆大蓟马Megalurothrips usitatus体内次生共生菌Rickettsia,Wolbachia和Arsenophonus的分布模式以及虫生真菌侵染、温度、寄主植物、啶虫脒抗性对Rickettsia,Wolbachia和Arsenophonus含量的影响，为深入了解这些次生共生菌在豆大蓟马中的潜在功能奠定基础，为开发新型生物防治策略提供理论支持。【方法】采用荧光原位杂交(fluorescence in situ hybridization, FISH)技术检测Rickettsia,Wolbachia和Arsenophonus在豆大蓟马雌雄成虫和2龄若虫体内的分布；通过RT-qPCR检测取食球孢白僵菌Beauveria bassiana孢悬液(1×10～8孢子/mL)浸泡的豇豆Vigna unguiculata、不同温度(5, 10, 15, 25, 30, 35和45℃)处理、取食寄主植物豇豆和刀豆Canavalia gladiata的豆大蓟马及啶虫脒敏感品系与抗性品系豆大蓟马成虫中Rickettsia,Wolbachia和Arsenophonus的含量。【结果】Rickettsia和Wolbachia广泛分布于豆大蓟马的成虫和2龄若虫中，主要位于胸部和腹部，少量分布于口器和尾部；Arsenophonus仅在豆大蓟马雌成虫腹部发现。与对照相比，球孢白僵菌感染4 d时豆大蓟马雌成虫中Rickettsia的含量开始显著增加，Wolbachia的含量先增加后减少，Arsenophonus的含量直到6 d时显著增加。豆大蓟马成虫中Rickettsia,Wolbachia和Arsenophonus含量在25℃下最高，在其他温度下则有不同程度的下降；与取食豇豆的豆大蓟马相比，取食刀豆后豆大蓟马成虫中Rickettsia含量显著降低；与啶虫脒敏感品系相比，豆大蓟马啶虫脒抗性品系成虫中Rickettsia,Wolbachia和Arsenophonus含量显著增加。【结论】Rickettsia和Wolbachia广泛分布于豆大蓟马成虫和2龄若虫中，而Arsenophonus仅存在于豆大蓟马雌成虫体内；真菌侵染、温度、寄主植物和杀虫剂等因子动态调控Rickettsia,Wolbachia和Arsenophonus的含量。上述研究结果突显了次生共生菌的生态可塑性，为其在害虫靶向性防控策略中的应用提供了理论依据。

摘要: RNA干扰(RNA interference, RNAi)技术通过双链RNA(double-stranded RNA, dsRNA)诱发靶基因mRNA的特异性降解，为农业害虫防控提供高靶向性且环境兼容的新策略。同传统农药相比，RNAi技术可精准作用于害虫生长发育、解毒和代谢等关键基因，提高非靶生物安全性。但dsRNA田间施用中易降解且难以穿透昆虫体壁，是RNAi技术应用的瓶颈。天然纳米载体具有小尺寸效应、表面效应和可控释放效应等独特性质，通过负载dsRNA形成纳米颗粒，在提高dsRNA的环境稳定性的同时又兼具了环境安全性，引起许多研究者的关注。本文系统综述了脂质、壳聚糖、蛋白和黑色素4种常见天然纳米聚合物的自组装、静电吸附和pH控释等物理化学特性，概述了脂质和壳聚糖作为药物及dsRNA递送载体在害虫防治中的实际应用、蛋白和黑色素结合药物和siRNA作用于医学领域的成效，并展望了经过改性修饰的4种天然纳米聚合物结合RNAi技术在害虫防治中的应用前景，RNA生物农药的研发面临安全靶基因的选择和dsRNA的递送两个主要瓶颈。本综述为天然纳米聚合物在农业领域的进一步研究和应用提供了参考。

摘要: 【目的】通过CRISPR/Cas9基因编辑技术对草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda双性基因doublesex(Sfdsx)单靶点敲除，旨在探究Sfdsx对草地贪夜蛾雄成虫翅发育的影响。【方法】利用CRISPR/Cas9基因编辑技术对草地贪夜蛾胚胎Sfdsx雌雄共有区域进行敲除，构建Sfdsx突变体；待化蛹后，在显微镜下观察草地贪夜蛾Sfdsx突变体蛹及成虫翅的形态特征差异。【结果】草地贪夜蛾Sfdsx突变体出现显著的性别比趋于雄性(雌∶雄=0∶14),位于腹部第8-9节的雄蛹生殖孔两侧发生严重扭曲；雄成虫突变体的翅性状趋向性别中间态，其中，前翅中央的肾形斑变形、翅末端黑斑消失、翅鳞片排列错乱。后翅翅展畸形，翅鳞片排列发生改变，着生小黑斑。【结论】CRISPR/Cas9介导的Sfdsx基因公共区域的敲除导致草地贪夜蛾雄成虫翅发育畸形。本研究的结果为利用昆虫不育技术(sterile insect technology, SIT)调控草地贪夜蛾的发育提供了理想的基因靶标和理论依据。

摘要: 【目的】本研究旨在探究茄二十八星瓢虫Henosepilachna vigintioctopunctata中的重链铁蛋白(ferritin1HCH, Fer1)基因HvFer1功能，为茄二十八星瓢虫生物防治提供理论基础。【方法】对HvFer1氨基酸序列进行blastp分析后，再与不同物种的Fer1序列进行多重比对；通过RT-qPCR检测HvFer1在茄二十八星瓢虫不同发育阶段(卵、1-4龄幼虫、蛹和雌雄成虫)和4龄幼虫不同组织(头、中肠、脂肪体、表皮和马氏管)中的表达量；通过注射200 ng/头的dsHvFer1沉默茄二十八星瓢虫3龄幼虫HvFer1,观测幼虫表型、存活率和4龄幼虫至蛹的历期以及中肠中双氧化酶(dual oxidase, Duox)基因HvDuox表达量、活性氧(reactive oxygen species, ROS)水平、丙二醛(malondialdehyde, MDA)含量以及细菌多样性。【结果】鞘翅目(Coleoptera)昆虫的Fer1序列聚为一支，HvFer1与异色瓢虫Harmonia axyridis和七星瓢虫Coccinella septempunctata的Fer1亲缘关系最近。HvFer1在茄二十八星瓢虫雄成虫中的表达量最高，在4龄幼虫中的表达量最低；HvFer1在4龄幼虫中肠中的表达量显著高于其他组织中的。与对照组(注射dsGFP)相比，对茄二十八星瓢虫3龄幼虫注射dsHvFer1 (200 ng/头)后4龄幼虫到蛹的历期显著延长，蛹的部分枝刺和斑点无法正常形成；羽化后的成虫鞘翅发育异常，斑点融合或者缺失；3龄幼虫HvFer1的表达量在注射dsHvFer1第2天时与对照组比无显著差异，在注射dsHvFer1第4天时与对照组比显著降低。HvFer1的沉默导致茄二十八星瓢虫幼虫体内发生剧烈的氧化应激，中肠中HvDuox的表达量、ROS水平和MDA含量与对照组比显著上调，改变了中肠细菌的结构组成，降低了肠杆菌属Enterobacter和金黄杆菌属Chryseobacterium的相对丰度，提高了沙雷氏菌属Serratia、假单胞菌属Pseudomonas和不动杆菌属Acinetobacter等肠道菌的相对丰度。【结论】HvFer1在调控茄二十八星瓢虫幼虫发育、成虫表型、维持幼虫肠道免疫和微生物稳态过程中起着至关重要的作用，有望成为基于RNAi技术防治茄二十八星瓢虫的候选靶标基因。

摘要: 【目的】针对全球重要果蔬害虫橘小实蝇Bactrocera dorsalis,基于雄性引诱剂的雄性歼灭技术(male annihilation technique, MAT)已被广泛应用，其中甲基丁香酚(methyl eugenol, ME)作为核心引诱剂，对雄虫表现出高效的引诱作用。然而，现有技术主要针对雄虫，雌虫对ME的行为反应及其嗅觉感知能力尚不明确，成为限制以ME为基础的雌性引诱剂全面优化的瓶颈。因此，本研究旨在系统揭示橘小实蝇雌成虫对ME的行为反应及嗅觉感知能力，探索ME在橘小实蝇雌虫中的潜在生物学作用，为优化应用ME的雌虫防控策略提供新的研究思路。【方法】为明确橘小实蝇雌成虫对ME的行为反应和感知能力，选择生理状态活跃的12日龄雌雄成虫作为试虫，首先利用嗅觉陷阱实验与四臂嗅觉仪实验测试了橘小实蝇雌雄成虫对剂量为1 000和100μg的ME以及具有类似诱雄功能的2-烯丙基-4,5-二甲氧基苯酚(2-allyl-4,5-dimethoxy phenol, DMP)的趋向行为，对剂量为1 000μg ME和DMP的取食行为；其次利用触角电位(electroantennogram, EAG)反应实验测定剂量为0.1,1,10和100μg的ME和DMP引起的橘小实蝇雌雄成虫的EAG反应；最后利用单感器技术(single sensillum recording, SSR)记录了橘小实蝇雌雄成虫触角上锥形感器对ME和DMP的SSR反应。【结果】行为学测试结果表明，橘小实蝇雌成虫未对ME和DMP表现出明显的趋向行为或取食倾向，而雄成虫表现强烈的行为反应。然而，EAG实验则显示，橘小实蝇雌成虫与雄成虫类似，对ME和DMP均产生了显著的嗅觉响应；进一步的SSR实验发现，橘小实蝇雌成虫具有与雄成虫类似的嗅觉感器，负责ME和DMP的感知。【结论】本研究结果提示，橘小实蝇雌成虫具备与雄成虫类似的ME嗅觉感知机制，但ME对雌成虫的行为的影响不同于对雄成虫的诱集功能，ME对雌成虫可能具有其他潜在的生物学作用。这些结果为深入理解橘小实蝇对ME的感知与行为反应提供了新的实验依据，同时为改良雌虫行为调控技术提供了理论参考。

摘要: 【目的】为减轻基层植保人员工作量，实现蚜虫准确和实时监控，建立了一种新型蚜虫识别方法。【方法】基于优化后的Transformer模型和稀疏注意力机制，开发了一种新的蚜虫识别和计数方法，特别适用于边缘计算环境。针对4种常见蚜虫——桃蚜Myzus persicae、棉蚜Aphis gossypii、豌豆蚜Acyrthosiphon pisum和禾谷缢管蚜Rhopalosiphum padi,利用相机HDV-56003与手机镜头构建数据采集系统；利用微信小程序展示蚜虫检测与计数结果；利用消融实验验证系统的可行性。【结果】本方法在准确率(accuracy)、平均精度均值(mean average precision, mAP)和每秒帧数(frames per second, FPS)等关键性能指标上均达到了优异的水平。具体而言，准确率达到了98%, mAP达到了95%,而FPS达到了52.3,这些指标均优于传统方法和其他基线模型。此外，本实验还开发了相应的移动应用程序，使农业从业者能够在田间环境中直接借助智能手机完成蚜虫的实时识别和计数，极大地提升了操作的便捷性和效率。【结论】基于Transformer的移动计算场景下的高精度蚜虫识别与计数方法实现了实时蚜虫识别和计数。本研究不仅为蚜虫精准识别提供了新型技术解决方案，也为其他农业害虫的智能化识别与监测提供了重要参考，有助于推动精准农业和智慧农业的发展。