摘要: 【目的】本研究旨在探索使用计算机视觉技术实现对鳞翅目标本图像的前背景分割方法。【方法】首先对用于训练和测试的昆虫标本图像去除背景,获得昆虫图像的前背景分割参考标准,对过大的昆虫图像进行缩小处理;其次对训练集图像采用旋转、平移、缩放等方法进行数据增强,剪切出中心区域作为有效图像。求取所有训练样本的均值图像,并从所有输入中减去该均值图像。测试用图像只做归一化但不进行数据增强。微调全卷积神经网络,重点调整结构产生变化的卷积层和反卷积层的参数,用前述训练数据集训练直至收敛。对于待分割图像,只要将图像归一化后输入到训练好的全卷积网络,网络将输出前背景分割结果。【结果】该方法在包含823个样本的测试集中进行了测试,取得的m Io U(mean Intersection over Union)达94.96%,而且分割的视觉效果已经非常接近于人工分割的结果。【结论】实验结果证明通过训练全卷积神经网络可以有效实现鳞翅目标本图像的前背景自动分割。

摘要: 【目的】探讨内蒙古水生昆虫的物种多样性,积累基本数据,为将其应用于水质监测奠定理论基础,并为加强保护淡水昆虫资源提供依据。【方法】采用综合定性采样法进行采集,水质评价采用科级生物指数(FBI)、EPT物种丰富度、Shannon-Wiener生物多样性指数。【结果】在52个采集点获取水生昆虫共计7目59科187种。研究发现1新种,1中国新纪录属,2中国新纪录种,2内蒙古新纪录科,3新纪录属,25新纪录种,另有待鉴种56个。7目昆虫的多样性分析结果显示,毛翅目和蜉蝣目的物种多样性较高,而襀翅目物种多样性明显较低;毛翅目和蜉蝣目的科数和个体数占总类群的42.37%和84.29%,这2个目均属优势类群。物种多样性较高的地区主要集中在内蒙古东部,包括呼伦贝尔市、兴安盟、通辽市、赤峰市。通过科级生物指数、EPT丰富度和ShannonWiener生物多样性指数的水质评价比较结果显示,前两者的评估结果相近,且明显不同于ShannonWiener生物多样性指数。【结论】内蒙古地区毛翅目和蜉蝣目昆虫耐污值较低的种类比较丰富,因此,这两类昆虫更适合指示该地区的水质状况。

摘要: 【目的】了解小红珠绢蝶Parnassius nomion线粒体基因组的特征,并从线粒体基因组水平探究蝶类高级阶元的系统发育关系。【方法】采用PCR扩增技术及Sequencher 4.8拼接软件获得小红珠绢蝶线粒体基因组全序列。参考鳞翅目昆虫已知线粒体基因组全序列并使用MEGA6.0软件对小红珠绢蝶线粒体基因组中各基因进行定位和注释。采用tRNA Scan-SE 1.21在线预测小红珠绢蝶线粒体基因组tRNA基因的二级结构。基于线粒体基因组13个蛋白质编码基因的核苷酸序列重建了包含凤蝶总科中凤蝶科(Papilionidae)、绢蝶科(Parnassiidae)、粉蝶科(Pieridae)、眼蝶科(Satyridae)、蛱蝶科(Nymphalidae)、灰蝶科(Lycaenidae)、斑蝶科(Danaidae)、珍蝶科(Acraeidae)、喙蝶科(Libyheidae)和蚬蝶科(Riodinidae)10个科28种蝴蝶的系统发育关系。【结果】结果表明,小红珠绢蝶线粒体基因组全序列总长度为15 362 bp(Gen Bank登录号:MF496134),包含13个蛋白质编码基因、22个tRNA基因、2个rRNA基因和1个A+T富含区。小红珠绢蝶线粒体基因组中存在较高的A+T含量(79.6%)。小红珠绢蝶线粒体基因组13个蛋白质编码基因中UUA的相对同义密码子使用频率(RSCU)最高(5.08),而AGG和CCG相对同义密码子使用频率(RSCU)均较低(0),这与大紫蛱蝶Sasakia charonda coreana的分析结果一致。在所测得的22个tRNA基因中,除tRNASer(AGN)缺少DHU臂外,其余tRNA基因均能形成典型的三叶草结构,这与鳞翅目中目前已得到的其他昆虫线粒体基因组中tRNA基因的二级结构一致。系统发育分析结果显示,凤蝶总科内蚬蝶科与灰蝶科的亲缘关系最近;粉蝶科与蛱蝶科、珍蝶科、眼蝶科、斑蝶科、喙蝶科、蚬蝶科和灰蝶科的系统发育关系更近;绢蝶科与凤蝶科锯凤蝶亚科亲缘关系最近,随后二者与凤蝶亚科物种聚为一支。在绢蝶科中,小红珠绢蝶与依帕绢蝶Parnassius epaphus的亲缘关系最近。【结论】本研究支持绢蝶科物种归为绢蝶亚科,绢蝶亚科、锯凤蝶亚科和凤蝶亚科归入凤蝶科,且绢蝶亚科与锯凤蝶亚科为姐妹群。

摘要: 【目的】了解扬眉线蛱蝶Limenitis helmanni线粒体基因组结构及其分子系统发育。【方法】采用PCR步移法对扬眉线蛱蝶线粒体基因组全序列进行测定和分析。基于线粒体基因组13个蛋白质编码基因和2个rRNA基因的核苷酸序列构建了66种鳞翅目昆虫的系统发育树。【结果】扬眉线蛱蝶线粒体基因组全长15 178 bp(Gen Bank登录号:KY290566),包括13个蛋白质编码基因、22个tRNA基因、2个rRNA基因和一段长度为346 bp的A+T富含区,基因排列顺序与其他已知近缘种昆虫相同。扬眉线蛱蝶线粒体基因组中存在很高的A+T含量(81.1%)。13个蛋白质编码基因中,COI以CGA作为起始密码子,ND5以GTT作为起始密码子,其余均以昆虫典型的ATN为起始密码子。COII和ND4基因使用了不完全终止密码子T,其余基因均以典型的TAA为终止密码子。在所测得的22个tRNA基因中,除tRNASer(AGN)缺少DHU臂外,其余tRNA均能形成典型的三叶草结构。与其他多数鳞翅目昆虫一样,扬眉线蛱蝶的A+T富含区中有一段由ATAGA引导的保守的多聚T结构,长度为20 bp,并散布着一些长短不一的串联重复单元。系统发育树结果显示,蛱蝶科亚科级别的系统发育关系为:(绢蛱蝶亚科+眼蝶亚科)+((蛱蝶亚科+闪蛱蝶亚科)+(釉蛱蝶亚科+线蛱蝶亚科))。【结论】线蛱蝶族与翠蛱蝶族的亲缘关系较近,丽蛱蝶族是该亚科较早分化出来的一支。基于线粒体基因组构建的线蛱蝶亚科物种系统发育关系与传统形态分类学研究结论不一致。

摘要: 作为地球上数量最多的动物群体,昆虫种类繁多、形态各异,其肠道内也栖息着大量的微生物,这些微生物直接或间接对宿主发挥着重要的作用,如参与消化、吸收利用营养物质、合成信息素,同时在抵御外来病原的侵入与定殖、提高宿主免疫活性的过程中也起着关键作用。鳞翅目是昆虫纲中仅次于鞘翅目的第二大目,其中既有严重危害农作物的害虫,又有能够授粉和产生经济效益的益虫,对生态系统和人类影响深远。近年来,随着新方法、新技术在肠道微生态学上的应用,国内外鳞翅目昆虫肠道微生物的研究也日趋热烈。本文将围绕家蚕Bombyx mori、海灰翅夜蛾Spodoptera littoralis、小菜蛾Plutella xylostella等几种代表性鳞翅目昆虫,介绍目前为止针对鳞翅目昆虫肠道微生物组的研究,包括肠道的内环境、微生物的多样性及其研究方法,随后对已明确的鳞翅目昆虫肠道微生物的组成,以及共生菌具体对宿主代谢解毒、免疫健康等方面做出的贡献进行分析,以期为进一步深入探究鳞翅目昆虫肠道微生物打下基础,以及转化这些知识来控制害虫(海灰翅夜蛾、小菜蛾等),促进益虫(家蚕等)生长,确保农业和经济更好地发展。