摘要: 【目的】昆虫梳理行为的统计分析和研究对害虫控制和人类健康非常重要，针对传统的人工记录梳理行为的方法费时费力且易出错，提出了一种基于计算机视觉和深度学习的橘小实蝇Bactrocera dorsalis梳理行为检测和识别方法。【方法】首先将橘小实蝇视频数据进行图像处理得到帧图像，筛选其中3 000张图像作为训练数据集；建立YOLO V7目标检测算法来检测视频数据中的橘小实蝇目标个体，框选中目标后通过视频处理算法进行裁剪；最后通过迁移学习方法将预训练权重迁移到训练模型中，利用基于非局部注意力改进的时间转换模块(temporal shift module, TSM)深度学习模型识别橘小实蝇的7种梳理行为(前足梳理、头部梳理、前中足梳理、中后足梳理、后足梳理、翅梳理以及静止)。【结果】橘小实蝇原始视频数据集通过YOLO V7目标检测算法训练的准确率为99.2%,召回率为99.1%。本研究算法处理后的视频数据集通过基于非局部注意力模块改进的TSM模型识别和统计梳理行为，最终平均准确率达到了97%以上，标准偏差低于3%。与其他4种深度学习模型(I3D, R2+1D, SlowFast和Timesformer)对比，本研究方法的准确率最高提升了9.76%,保证了橘小实蝇梳理行为检测和识别的准确率和正确性。【结论】本研究提出的方法大大减少了人工观察的时间，同时保证了橘小实蝇梳理行为识别的准确性，为研究昆虫行为提供了新的思路和方法，为智慧农业的现代化发展添砖加瓦。

摘要: 【目的】为推测中国橘小实蝇Bactrocera dorsalis向北方扩散的路径和北方地区的传播来源。【方法】本研究对橘小实蝇15个地理种群的144个样本的mtDNA COⅠ序列进行测定；依据mtDNA COⅠ序列利用相关软件对橘小实蝇不同地理种群的遗传多样性、遗传分化等进行分析。【结果】在橘小实蝇144个样本的mtDNA COⅠ序列中获得了75个单倍型，其中单倍型H＿7为7个地理种群所共享，北方地理种群与原发生地区种群间存在共享单倍型，绝大部分为种群独享单倍型。15个橘小实蝇地理种群总体表现出高水平的核苷酸多样性(Pi=0.02076)和单倍型多样性(Hd=0.99413),不同橘小实蝇地理种群间遗传分化较大。系统进化树显示，橘小实蝇各地理种群中的单倍型分布格局较为混杂，未形成明显的系统地理结构；系统进化树分为2支，湖北武汉、重庆北碚、福建福州、湖南衡阳、江苏南京、海南海口、河北保定、河南郑州、广东广州的地理种群聚为一支，海南三亚、广西南宁、云南丽江、湖南邵阳、山东泰安、山东临沂的地理种群聚为一支，北方新发生地理种群在两个分支中均有分布。橘小实蝇整体错配分析结果显示为单峰，表明橘小实蝇有过大规模的种群扩张。【结论】橘小实蝇可能以海南、广西和广东为地理源头向中部地区扩散，再从湖南、江苏等地向北方地区扩散。根据遗传多样性、遗传分化和单倍型分析，推测广西、广东和湖南为橘小实蝇北方地理种群较为有影响力的地理源头，海南海口地区与北方地区有着频繁的果品贸易往来，从而导致橘小实蝇随着运输扩散至北方地区。

摘要: 实蝇是全球重大的果蔬虫害，对世界年均造成的经济损失高达20亿美元。橘小实蝇Bactrocera dorsalis是该类害虫的代表之一，每年对我国柑橘产业造成严重损失。以雄性引诱剂和蛋白饵剂为核心的诱杀技术已用于害虫监测和绿色防控，但是田间防控效果有待进一步提高。随着高通量测序技术成本的降低以及现代分子生物学技术的发展，科学家们提出先解析害虫化学感受的分子机制，鉴定关键的化学感受分子靶标，并以鉴定的新靶标设计和筛选更为稳定和高效引诱剂和食诱剂。为促进以关键化学感受分子为靶标的橘小实蝇行为调控技术的发展，本文综述了调控橘小实蝇行为的重要化学物质及其化学感受识别机制的研究现状。调控橘小实蝇行为的重要挥发物主要包括性信息素、植物挥发物和食物源蛋白气味。前两者中鉴定获得的特异性化合物质与橘小实蝇成虫的行为关系较为明确，例如性信息素中得到吡嗪类物质能够引诱雌虫，植物挥发物中的甲基丁香酚引诱雄虫，γ-辛内酯能够诱发雌虫产卵等；而后者食物源蛋白气味则由于成分复杂，在田间虽有一定效果，但缺乏特定化合物在雌雄虫具体行为中的功能验证。嗅觉感受机制中，外周神经感器与中枢触角叶仅有形态描述，不同类型嗅觉神经元的功能还不明确；目前通过生物信息学分析已鉴定出大量的橘小实蝇化学感觉相关蛋白，包括49种气味结合蛋白(odorant binding proteins, OBPs)、60种气味受体(odorant receptors, ORs)、23种离子型受体(ionotropic receptors, IRs)和17种味觉受体(gustatory receptors, GRs),得到功能解析的嗅觉基因数量较少。综上可知，现虽已鉴定了部分对橘小实蝇具有行为活性的化合物质，且已有大量嗅觉蛋白作为候选分子靶标，但缺乏“化学物质-嗅觉分子靶标与神经-行为”的对应关系，这极大地限制了嗅觉分子靶标在引诱剂研发中的作用。因此，在此基础上，我们提出了基于嗅觉关键分子靶标的橘小实蝇行为调控技术开发策略，以期为设计和筛选橘小实蝇高效行为调控制剂提供新思路。

摘要: 【目的】橘小实蝇Bactrocera dorsalis是世界性分布的危害果蔬的重要检疫性农业害虫,目前已对包括新烟碱类在内的多种杀虫剂产生了抗性。本研究在克隆鉴定橘小实蝇烟碱型乙酰胆碱受体(n AChR)α9亚基基因c DNA的基础上,对其分子特性和系统发育进行生物信息学分析,并检测了该基因在橘小实蝇不同发育阶段及成虫不同组织中的表达模式,为进一步研究其潜在功能及在抗药性中的作用奠定基础。【方法】通过高通量测序技术对橘小实蝇进行转录组测序,对高质量序列拼接组装、基因鉴定及同源性比对分析,预测橘小实蝇烟碱型乙酰胆碱受体候选基因。采用RTPCR和RACE(rapid-amplification of c DNA ends)技术克隆该基因的c DNA全长序列,利用生物信息学分析软件分析其基本生物信息;以α-tubulin为内参基因,利用q PCR研究该基因mRNA在橘小实蝇不同发育阶段及成虫头、胸、腹等组织中的表达模式。【结果】根据预测的基因序列,设计特异性引物进行RACE扩增,从橘小实蝇中克隆获得一条烟碱型乙酰胆碱受体基因的全长序列,c DNA全长1 486 bp,完整开放阅读框1 281 bp,编码426个氨基酸,推测其蛋白质分子量为49.1 k D,理论等电点6.56。该基因经序列比对命名为Bdα9,Gen Bank登录号为JQ178254。氨基酸同源性及系统进化树分析显示,该基因的编码蛋白具有n AChRα亚基的典型特征,并与Agα9和Dmβ3聚类在一起,与其他昆虫n AChRα9亚基具有22%27%的氨基酸序列一致性。q PCR结果表明,Bdα9mRNA在橘小实蝇整个发育阶段均有表达,成虫期的表达量显著高于卵、2龄幼虫、3龄幼虫和蛹期;Bdα9在橘小实蝇成虫头部中表达量最高,且显著高于胸部和腹部中的表达量。【结论】鉴定了橘小实蝇烟碱型乙酰胆碱受体基因Bdα9,明确了该基因在橘小实蝇不同发育阶段及成虫不同组织中的表达模式。根据q PCR的结果,推测Bdα9可能在橘小实蝇成虫期具有重要功能。

摘要: 为了研究矿物油乳剂对害虫行为的干扰作用,测定和比较了4种矿物油乳剂对橘小实蝇Bactrocera dorsalis(Hendel)的产卵拒避效果及在其作用下该虫的触角电位反应(EAG),并测试了其中拒避效果最好的Caltex Lovis夏用油的不同施用方式(浸蘸法和喷雾法)及不同施用浓度(150,250,350,450倍液)对橘小实蝇产卵拒避的影响。结果显示:分别用4种矿物油乳剂200倍液以浸蘸法处理香蕉,仅CaltexLovis夏用油处理对橘小实蝇产卵拒避效果显著,其平均产卵孔数仅为清水对照的15.14%;其他3种矿物油乳剂则没有明显效果。这表明矿物油乳剂对昆虫行为的干扰作用与其组成成分相关。4种矿物油乳剂对橘小实蝇的产卵拒避效果与各矿物油乳剂的50倍液滴于滤纸条后0.5h的雌成虫EAG值间无显著相关性,但与滴于滤纸条后3h(滤纸条上水分已蒸发)的EAG值间有显著的负相关性,说明矿物油乳剂的挥发性组分对橘小实蝇的产卵拒避影响不大,因此推测矿物油乳剂在植物表面形成的油膜对植物挥发性物质的封闭作用与其产卵拒避效果可能有一定的关系。浸蘸法不同浓度处理间的产卵拒避效果无显著差异,均明显高于喷雾法处理及清水对照。在喷雾法处理中,仅150倍液有显著产卵拒避效果。这说明,矿物油乳剂需要在植物表面达到一定的沉积量,才能对橘小实蝇有较好的产卵拒避作用。与喷雾法相比,浸蘸法可能较利于矿物油在植物表面的沉积,这也佐证了矿物油乳剂所形成油膜的封闭性与其产卵拒避效果有一定的关系。