摘要: 性别决定是发育和进化生物学研究的一个重大问题。已知大多数昆虫的性别决定级联为：初级信号因子→性别决定关键基因→双性基因→性别分化基因。尽管遵循这样的模式，但不同昆虫的性别决定基因和调控机制各不相同，特别是性别决定初级信号因子存在较大分歧。自黑腹果蝇Drosophila melanogaster的初级信号被发现以来，人们陆续确定了蚊子、蜜蜂、丽蝇蛹集金小蜂Nasonia vitripennis、家蚕Bombyx mori等模式昆虫的初级信号。初级信号的种类复杂多样，包括性染色体的剂量、雄性化因子(male-determining factors, M factors)、等位基因的杂合度、母代印记等，这在一定程度上增加了非模式昆虫的研究难度。尽管如此，昆虫性别决定级联的下游调控机制仍相对保守，特别是transformer(tra)+transformer2(tra2)→doublesex(dsx)/fruitless(fru)的调控模式在大多数昆虫中存在共性。tra通过感知初级信号而发生选择性可变剪接，并在tra2的帮助下实现其对自身及下游dsx和fru的剪接调控，从而维持性别发育。dsx作为级联末端的“双开关”,是昆虫性别决定级联中最保守的基因。它在调控两性发育、求偶行为、外生殖器及性二态特征的形成方面均表现出高度的保守性。fru作为果蝇性行为的开关基因，几乎参与调控果蝇所有雄性性行为。它的功能在橘小实蝇Bactrocera dorsalis、埃及伊蚊Aedes aegypti、家蚕等多种昆虫中得到验证，成为理解昆虫复杂性行为的典型基因。了解昆虫性别决定级联，理清各性别决定基因的功能及其相互作用关系，是阐明性别决定机制的根本，为揭示昆虫性别决定的一般规律、推动昆虫性别决定上游调控机制的基础研究以及实现昆虫的性别遗传操控提供理论基础。

摘要: 【目的】CYP6G1是黑腹果蝇Drosophila melanogaster体内重要的P450酶，其底物谱广泛，除了介导黑腹果蝇对DDT的抗性之外，还与其对新烟碱类和氨基甲酸酯类杀虫剂的抗性密切相关，但目前CYP6G1的代谢功能与黑腹果蝇抗药性之间的因果关系还缺乏一些直接证据。【方法】本研究通过建立Bac-to-Bac昆虫杆状病毒真核表达系统，功能性地表达了果蝇细胞色素P450酶CYP6G1,以吡虫啉为阳性对照，利用超高效液相色谱(ultra-performance liquid chromatography, UPLC)和超高效液相色谱串联质谱(ultra-performance liquid chromatography-tandem mass spectrometry, UPLC-MS/MS)分析CYP6G1对噻虫啉和噻虫嗪的体外代谢情况。【结果】孵育2 h后，重组CYP6G1能够羟基化吡虫啉和噻虫啉，使它们的含量分别减少17.6%±7.1%和4.2%±2.3%;重组CYP6G1可以促进噻虫嗪转化为噻虫胺，使噻虫嗪含量减少5.8%±2.1%。【结论】本研究结果为果蝇CYP6G1的结构功能研究提供一定理论依据。

摘要: 【目的】为探究镉胁迫对植食性昆虫草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda的影响以及是否通过“bottom-up”级联效应影响赤眼蜂Trichogramma的寄生能力。【方法】在室内调查了孵化24 h内的草地贪夜蛾幼虫取食添加了不同浓度(0,0.2和51.2 mg/kg)Cd(2+)的饲料后，草地贪夜蛾生长发育和繁殖力(单雌产卵量)和子一代卵内镉含量，并调查了松毛虫赤眼蜂T.dendrolimi成蜂对低浓度(0.2 mg/kg) Cd(2+)胁迫的草地贪夜蛾卵的寄生能力及偏好性。【结果】与对照(正常人工饲料)相比，人工饲料中0.2和51.2 mg/kg Cd(2+)均导致草地贪夜蛾幼虫历期显著延长、雌蛹重显著降低；高浓度(51.2 mg/kg)Cd(2+)处理下草地贪夜蛾的化蛹率、成虫羽化率、成虫寿命和单雌产卵量均显著降低；而低浓度(0.2 mg/kg)Cd(2+)处理下草地贪夜蛾的单雌产卵量略高于对照，且低浓度Cd(2+)胁迫下草地贪夜蛾卵的镉含量为1.03 mg/kg。松毛虫赤眼蜂成蜂对0.2 mg/kg Cd(2+)胁迫的草地贪夜蛾卵24 h的寄生率约为52%,显著高于对照，而子一代松毛虫赤眼蜂的成虫羽化率和雌性占比与对照无显著差异；当单独或同时提供0.2 mg/kg Cd(2+)胁迫卵与对照卵时，松毛虫赤眼蜂成蜂对镉胁迫草地贪夜蛾卵的寄生率均显著高于对对照卵的寄生率；而单独或同时提供这2种寄主卵时松毛虫赤眼蜂子一代成虫羽化率和雌性占比无显著差异。【结论】本研究结果表明镉胁迫能够影响草地贪夜蛾的生长发育及繁殖力，且饲料中的镉能够从草地贪夜蛾幼虫传递到卵内，并影响松毛虫赤眼蜂的寄生能力。

摘要: 【目的】逃离危险对集群生活的动物来说是一项重要挑战。白蚁是真社会性昆虫，群体密度较大。因此，白蚁可能进化出了特殊的策略集体逃离危险情境。【方法】本研究比较了实验室条件下台湾乳白蚁Coptotermes formosanus工蚁在不同形状容器(没有出口的圆形和方形容器)的逃遁行为，并调查了在有出口的情况下，台湾乳白蚁工蚁从圆形容器边缘、方形容器直角处和方形容器直角边中间的撤离效率。【结果】在没有出口的情况下，受惊的台湾乳白蚁立即移动到圆形或方形容器的边缘区域并沿着容器的壁移动。然而，在方形容器的直角处，逃遁的台湾乳白蚁工蚁形成明显的堵塞(直角附近的白蚁密度显著高于其他区域，而移动速度显著低于其他区域的白蚁)。当容器上有出口时，大部分台湾乳白蚁工蚁分散在容器边缘，因此在出口位置周围未发现明显的堵塞。有趣的是，台湾乳白蚁工蚁逃出有出口的圆形容器的时间与从出口在直角附近的方形容器的无显著差异，但其从出口在直角边中间的方形容器的逃出时间更长。【结论】研究结果表明容器形状与出口位置均对台湾乳白蚁工蚁的逃遁行为与撤离效率造成影响。此外，白蚁使用了特殊的策略来避免多见于其他群居动物(如人类、小鼠等)的“快即慢”效应。由于白蚁工蚁没有视觉，研究白蚁的逃遁策略可为人群如何高效撤离可视度较低的危险环境提供启示。

摘要: 平衡棒(haltere)是双翅目昆虫后翅特化而成的结构，可在飞行中起重要作用。平衡棒基部的感受器可以检测到飞行中的惯性力，向运动神经元提供反馈，迅速地平衡身体并纠正航向。昆虫的平衡棒由成虫盘发育形成，其特化受HOX基因(Ultrabithorax,Ubx)调控。发育成熟的平衡棒由两层上皮细胞组成，末端球状结构内部充满高度空泡化的细胞，基部具有大量感器。平衡棒的运动由独立的肌肉控制，相对于同侧的翅反向移动，翅与平衡棒的协同运动对于昆虫起飞和维持平衡十分重要。近年来，平衡棒的导航原理越来越多地应用于仿生学研究中，基于果蝇平衡棒的结构和功能，研制出多种飞行器的导航设备。本文结合近年来相关领域的研究成果，就平衡棒的发育、形态结构、功能和仿生应用等方面的研究进展进行综述，为深入理解昆虫平衡棒的发育机制和生物学功能提供参考。