摘要: 农田生态系统中昆虫与寄主植物的食物营养关系错综复杂,利用田间直接观察法、肠道内含物形态学分析、同位素标记等方法都难于全面解析,常造成营养关系的缺失。近年来,DNA分子追踪技术迅速发展,利用一段较短的DNA序列能有效鉴别植食性昆虫取食寄主植物的种类,为这一领域研究提供了新方法。本文全面介绍了3种DNA分子追踪技术——诊断PCR技术、克隆测序技术和下一代测序技术(next generation sequencing,NGS)。其中诊断PCR技术包括单一PCR技术和多重PCR技术,适用于目标昆虫与已知寄主植物之间的营养关系分析;克隆测序技术能够在寄主植物种类未知的前提下,解析目标昆虫完整的寄主植物种类信息;下一代测序技术实现了短时间内对混合样品的测序,加之昆虫与植物DNA条形码序列数据库大量扩增,有效地提高寄主植物的鉴别能力。诊断PCR技术和克隆测序技术已在追踪地下害虫的取食行为、植食性昆虫取食范围及其在寄主植物间的转移与选择习性等方面被广泛应用,且进展明显。综合考虑各种技术的优缺点,本文提出将DNA分子追踪技术与同位素标记等其他方法相结合的研究策略,以便系统解析农田生态系统中昆虫与寄主植物之间的营养关系。

摘要: 植物蛋白酶抑制素是植物重要的防御物质之一 ,一般是分子量较小的多肽或蛋白质 ,能够与昆虫消化道内的蛋白酶形成复合物 ,阻断或削弱蛋白酶对食物中蛋白的水解 ,使昆虫厌食或消化不良而致死。植物蛋白酶抑制素在植物体内一般是诱导表达的 ,昆虫取食危害后 ,导致某些植物在伤口产生一种寡聚糖信息素———蛋白酶抑制素诱导因子 ,蛋白酶抑制素诱导因子诱导叶片局部产生植物蛋白酶抑制素 ,并刺激产生信号物质系统肽 ,通过十八烷酸途径在一系列酶的作用下产生茉莉酸 ,茉莉酸与受体结合 ,活化植物蛋白酶抑制素基因。昆虫在长期取食植物蛋白酶抑制素后会在生理及行为上产生适应性而导致不敏感 ,适应方式主要包括 :(1)改变肠道蛋白酶对蛋白酶抑制素的敏感性 ;(2 )水解蛋白酶抑制素 ;(3)过量取食及干扰产生蛋白酶抑制素的信号通道。由于昆虫能够对植物蛋白酶抑制素产生适应 ,因此合理利用植物蛋白酶抑制素的抗虫作用显得十分重要

摘要: 学习是指因经历不同而导致的行为变化。在植食性昆虫中 ,学习主要包含习惯性反应、厌恶性学习、联系性学习、敏感性反应和嗜好性诱导等类型。昆虫在幼虫和成虫期都具有学习能力 ,但幼虫期食料和取食经历不会对成虫行为产生直接影响。昆虫学习行为的表现受其本身食性、寄主刺激物的类别及寄主植物时空分布动态等因子的影响。学习能力有助于植食性昆虫应对复杂多变的植物环境 ,提高对寄主植物的利用效率 ,有利于其生存繁衍。对害虫学习行为的了解可为栖境调控、行为调控等害虫治理方法提供重要信息

摘要: 本文综述了植食性昆虫对植物的反防御机制。一方面,植食性昆虫可通过其快速进化的寄主选择适应性,改变取食策略,调节生长发育的节律,以及规避自然天敌等抑制、逃避或改变植物的防御,即行为防御机制;另一方面,植食性昆虫可适应植物蛋白酶抑制剂、逃避植物防御伤信号、解毒植物次生物质,以及抑制植物阻塞反应来对植物防御进行反防御,即生理和生化防御机制。其中,昆虫抑制植物伤信号,防止植物阻塞反应是反防御机制的研究热点。昆虫反防御的研究有助于提高对昆虫-植物间协同进化关系的认识,并为害虫治理和抗虫植物的培育提供新的思路。

摘要: 昆虫和植物是自然界生物类群中重要的组成部分,在长期进化的过程中形成了复杂的相互作用关系,如植物进化出了复杂的防御策略来抵御昆虫为害,同时,昆虫为了获取更多的生存资源也进化出了更多的适生方式。因此,分析和了解昆虫与寄主植物相互适应的研究进展对害虫的有效防治和抗虫植物的培育具有重要作用。在昆虫与寄主植物互作的研究中,植食性昆虫的口腔分泌物(唾液或反刍液)、卵分泌物、肠道合成物及微生物等作为连接昆虫和植物的中间媒介,其有效成分不仅起着诱导或增强植物防御的作用,而且部分还具有抑制或削弱植物防御的功能,因此,按有效成分发挥的作用,植食性昆虫的口腔分泌物主要可分为激发子和效应子。本文从昆虫分泌物的角度介绍了昆虫钙结合蛋白类、酶类效和毒液蛋白类等效应子以及脂肪酸氨基酸共轭物类、多肽类和酶类等激发子以及介导植物防御的主要方式,明确了植食性昆虫适应寄主植物防御的不同策略,不仅有助于对昆虫植物两者互作机制的深入解析,而且为绿色有效防治害虫和植物抗性品种的选育提供新的思路。