摘要: [目的]麦长管蚜Sitobion avnae是小麦生产的首要害虫。研究明确miR-263干扰对麦长管蚜室内种群的影响,为小麦蚜虫的绿色防控提供技术支持。[方法]以纳米材料为载体,利用400nmol/L miR-263 agomir干扰麦长管蚜1龄若蚜,采用两性生命表评价miR-263干扰对其生长发育、繁殖和种群增长的影响,以清水阴性对照(water negative control,NCW)和纳米材料阴性对照(nanomaterial negative control,NCS)作为对照组。[结果]与NCW和NCS相比,miR-263干扰后麦长管蚜1和2龄若蚜发育历期显著延长,3龄若蚜发育历期没有显著差异,4龄若蚜发育历期要显著短于NCW组,整个若蚜期显著延长;全生育期(25.42 d)显著长于NCS (23.73 d),与NCW(23.84 d)没有显著差异;成蚜寿命和产卵期有所延长,单雌产蚜量有所增加,但与NCW和NCS的比没有显著差异。miR-263干扰后麦长管蚜成蚜前存活率为43.33%,显著低于NCW和NCS的。种群生命表数据显示,miR-263干扰后内禀增长率(r)、周限增长率(λ)、净增殖率(R_0)均显著低于NCW和NCS的,平均世代周期(T)比NCW和NCS显著延长;种群预测结果显示,在miR-263干扰60 d时麦长管蚜种群约为8万头,显著低于NCS的454万头和NCW的394万头。[结论]miR-263干扰主要影响低龄若蚜的发育历期和存活率,并对麦长管蚜的种群增长具有抑制作用,研究结果为麦长管蚜RNAi生物农药的研发提供了候选基因。

摘要: [目的]基于粘虫Mythimna separata成虫脑转录组数据,明确粘虫体内生物胺受体基因的分子特征及组织表达特性,为粘虫生物胺受体基因的功能研究提供基础。[方法]从粘虫成虫脑转录组数据库中筛选生物胺受体基因序列;基于粘虫基因组数据库,对筛选到的生物胺受体进行基因定位;利用最大似然法对鉴定到的生物胺受体进行系统发育分析;利用qRT-PCR检测鉴定到的生物胺受体基因在粘虫雌雄成虫脑、触角、下唇须、翅、足、胸和腹中的表达量。[结果]从粘虫成虫脑转录组数据库中鉴定出17个生物胺受体基因,包括5个多巴胺受体基因,5个5-羟色胺受体基因,5个章鱼胺受体基因和2个酪胺受体基因。17个生物胺受体基因分布于8条染色体上,其中7个受体基因共定位于22号染色体上。鉴定到的粘虫生物胺受体与斜纹夜蛾Spodoptera litura、家蚕Bombyx mori和烟草天蛾Manduca sexta生物胺受体具有较高的同源性。粘虫多巴胺受体基因均在雌雄成虫脑和触角中高表达,其中MsepDop2,MsepDop3-1,MsepDop3-2和MsepDopEcR在雌成虫脑中的表达量显著高于在雄成虫脑中的表达量;章鱼胺受体基因MsepOA1和MsepOA2B2在胸部高表达,且在雌成虫胸部中的表达量显著高于雄成虫胸部中的,MsepOA3和MsepOA2B1-3在嗅觉器官触角和下唇须中也具有较高的表达量,并且表达量具有性别差异;酪胺受体基因在脑和触角中具有较高的表达量,其中MsepTA2在雌成虫腹部中的表达量显著高于雄成虫腹部的;Msep5-HT1类受体基因在脑部中的表达量显著高于在其他组织中的,Msep5-HT2类受体基因在脑、触角和下唇须中都具有较高的表达量。[结论]本研究获得了粘虫17个生物胺受体基因,明确了其在雌雄成虫不同组织中的表达模式,并发现部分生物胺受体基因在粘虫嗅觉和生殖组织中的表达具有性别差异,这为进一步研究粘虫生物胺受体的生理功能提供了基础。

摘要: [目的]通过纳米孔(nanopore)测序技术组装和注释中华蜜蜂Apis cerana cerana工蜂幼虫肠道高质量全长转录组。[方法]采用Nanopore PromethION系统对蜜蜂球囊菌Ascosphaera apis接种的中华蜜蜂工蜂3日龄幼虫后的4日龄(AcT4),5日龄(AcT5)和6日龄(AcT6)幼虫肠道进行转录组测序,鉴定全长转录本序列;将前期未接种蜜蜂球囊菌中华蜜蜂工蜂4,5和6日龄工蜂幼虫肠道转录组米孔测序数据中鉴定到的全长转录本与上述鉴定到的全长转录本混合后滤除冗余全长转录本;将鉴定到的非冗余全长转录本比对Nr,KOG,eggNOG和GO数据库进行注释。采用CPC,CNCI,CPAT和Pfam 4种方法预测长链非编码RNA (long non-codingRNA,lncRNA)。[结果]AcT4,AcT5和AcT6组分别测得14 474 634,10 461 827和11 890 978条原始读段(raw reads),分别包含11 898 582,8 630 186和9 091 035条全长转录本,去冗余后分别鉴定到27 815,21 781和20 004条非冗余全长转录本,N50长度分别为1 900,1 961和2 294 bp,平均长度分别为1 534,1 584和1 792 bp,最长读段长度分别为10 855,10 837和10 887 bp。鉴定到40 562条去非冗余全长转录本,分别有35 415,24 646,34 054,23 053条转录本可分别注释到Nr,KOG,eggNOG和GO数据库。在Nr数据库中注释全长转录本数目和占比最高的物种是东方蜜蜂A.cerana(20 310条,57.35%),其次为西方蜜蜂A.mellifera(4 686条转录本,占13.23%)、大蜜蜂A.dorsata (2 536条转录本,占7.16%)和小蜜蜂A.florea (2 079条转录本,占5.87%)。非冗余全长转录本可注释到eggNOG数据库中的未知功能和翻译后修饰,蛋白质更新,分子伴侣等25个功能分类、KOG数据库中的一般功能预测和信号转导机制等25个功能分类、GO数据库中生物学进程、细胞组分和分子功能三大类中的50个功能条目以及KEGG数据库中核糖体和RNA转运等196条通路。共鉴定到2 301条高可信度lncRNA,涉及正义链lncRNA、反义链lncRNA、内含子lncRNA和基因间区lncRNA 4种类型。[结论]成功构建和注释了中华蜜蜂工蜂幼虫肠道的首个全长转录组,为中华蜜蜂和东方蜜蜂其他亚种的分子生物学及组学研究提供了高质量参考背景和关键基础。

摘要: [目的]本研究旨在揭示黑蚱蝉Crytotympana atrata胚胎期的发育过程和共生菌在胚胎中的位置变化,明晰若虫龄期数及各龄期外部形态结构的发生过程,以及若虫的形态变化(分化)与生境和寄主植物营养条件的相关性。[方法]通过野外采集和实验室人工饲养获得黑蚱蝉各发育阶段样本,采用光学和电子显微镜观察胚胎的发育,测量、分析不同发育阶段及不同饲喂条件下的若虫的形态变化。[结果]黑蚱蝉的卵为长条形,表面具网状纹饰,卵孔位于距后极约1/4处。在胚胎发育初期,共生细菌Candidatus Sulcia muelleri (Sulcia)和类酵母共生真菌(yeast-like fungal symbionts,YLS)在卵的后极呈球状聚集;胚胎发育至约72 h后,新形成的胚带逐渐陷入卵黄中发育,共生菌球逐渐移动至前极,并进入附近宿主细胞;腹部分节后,共生菌球定殖于第6-8腹节背侧。发育至约第55天时进入滞育状态越冬,滞育期约为130 d。在胚胎发育早期,上唇节附肢从基部逐渐愈合,并与前唇基愈合形成复合结构。上颚节附肢不断延伸,形成上颚口针;下颚节附肢在胚胎发育早期即分化为外侧和内侧两个凸起,随后分别发育为近端的下颚板(后来又逐渐消失)和远端的口针。下唇节附肢在胚胎发育早期成对存在,之后愈合为一体,发育为喙管。发育至约第200天时,在第1腹节两侧出现胚足带,但发育至约第210天时随着胚胎翻转而逐渐退化。前若虫头部无齿突,胸、腹部具大量齿突,有助虫体破壳孵化;发育至约第245天时,胚胎开始孵化。若虫有5个龄期,各龄期除虫体不断增长外,复眼、触角、翅芽、胸足、生殖节等发生一系列变化,尤其是胸足的形态和功能分化最为显著。中足和后足细长,适于支撑和平衡身体;前足粗壮,腿节宽扁并逐渐形成齿梳,胫节镰刀状,具端齿、副齿和中叶,适于挖掘隧洞和固定于植物根系上取食。此外,1-4龄若虫均出现腹部膨大和不膨大两种类型个体,但5龄若虫无明显形态差别;以长势旺盛寄主植物柳树Salix babylonica和紫花苜蓿Medicago sativa为食的1龄若虫腹部形态分化早,以长势较差寄主为食的1龄若虫形态分化较迟,腹部不膨大个体比膨大个体进入2龄更早,且进入2龄后最初均为不膨大型个体。[结论]在胚胎发育过程中,共生菌球从卵的后极移动至前极,最后定殖于第6-8腹节;上颚口针为基颚突起源,下颚口针为端颚突起源;若虫具5个龄期,幼期阶段的形态特化与其长期在地下隐蔽生活及羽化后的生态位转变密切相关,并与寄主植物的营养供给条件相关。

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。

摘要: [目的]烟蚜茧蜂Aphidius gifuensis作为烟蚜Myzus persicae的一种优势寄生蜂,被广泛用于生产,但在烟蚜茧蜂大规模扩繁的过程中,饲养多代后常常会出现寄生力下降、体型变小等问题。本研究旨在通过测定分析补充不同浓度营养成分和微量元素对退化烟蚜茧蜂的寄生率、子代体型和子代生长发育相关酶(酚氧化酶和羧酸酯酶)含量与活性的影响,筛选出复壮效果最好的复壮方式。[方法]室内挑选饲养至10代后出现明显种群退化的烟蚜茧蜂成蜂饲喂不同浓度(5%,10%和20%)营养成分(蜂蜜、葡萄糖、蔗糖)和不同浓度(0.25,0.5,1,2和4 mg/L)的微量元素(Cu,Fe,Zn,Mn和Co),测定寄生率、子代成蜂体型及子代成蜂羧酸酯酶和酚氧化酶的含量和活性的影响。[结果]在补充营养试验中,10%蜂蜜溶液对烟蚜茧蜂的复壮效果最好,寄生率为54.33%和对照组(纯净水)相比提高了28.00%,但对烟蚜茧蜂子代成蜂体型的影响不显著;饲喂10%葡萄糖后,烟蚜茧蜂子代成蜂羧酸酯酶含量最高,比对照提高了38.00%;饲喂10%蔗糖后,烟蚜茧蜂子代成蜂羧酸酯酶活性最高,是对照组的3倍;饲喂10%蔗糖后,烟蚜茧蜂子代成蜂酚氧化酶含量最高,比对照组提高了56.00%;饲喂10%葡萄糖后,烟蚜茧蜂子代成蜂酚氧化酶活性最高,是对照组的1.3倍。补充微量元素试验中,1 mg/L Fe对烟蚜茧蜂的复壮效果最好,寄生率比对照组提高了25.33%,但对其子代体型的影响不显著;烟蚜茧蜂子代成蜂羧酸酯酶含量也最高,比对照组提高了50.00%。各微量元素饲喂组烟蚜茧蜂子代成蜂羧酸酯酶的活性均低于对照组;饲喂1 mg/L Zn后,烟蚜茧蜂子代成蜂酚氧化酶含量最高,和对照组相比提高了29.31%;饲喂1 mg/L Mn后,子代酚氧化酶活性最高,是对照组的1.51倍。[结论]生产上可对退化的烟蚜茧蜂种群补充饲喂10%蜂蜜水溶液或补充1 mg/L Fe来提高烟蚜茧蜂对烟蚜的寄生能力,达到复壮烟蚜茧蜂种群的目的。

摘要: [目的]查明四川省南充市传粉昆虫资源,研究当地植物-昆虫的传粉网络,评估传粉昆虫对该市主要授粉作物的传粉服务价值及其对农业生产的贡献。[方法]2021-2022年采用随机网捕采集、样方调查传粉昆虫资源、构建传粉网络,通过套袋隔离试验测定作物对昆虫的传粉依存度,并依据2020年南充市相关农林经济数据评估了昆虫的传粉服务价值和经济贡献率。[结果]2021-2022年从四川省南充市共调查到传粉昆虫79种,隶属于18科50属,授粉农作物和野生蜜源植物有59种,隶属于20科50属;传粉网络呈现低连接度、中嵌套度、低等网络特化程度的结构特征;2020年南充传粉昆虫的传粉服务价值为332 501.76～507 279.12万元,占当年农业生产总值的8.45%～12.88%。[结论]南充市的传粉昆虫资源丰富,为当地的蔬菜、水果和油料作物生产提供了充分的传粉服务;南充市传粉网络的特征明显,传粉昆虫能够维持生态系统稳定和植物物种多样性;主要授粉作物对昆虫传粉的依赖程度高,农业生产与传粉昆虫之间关系紧密,保护传粉昆虫资源有助于保障南充市农业生产,并维持野生植物群落的稳定。

摘要: [目的]研究温度对新疆库尔勒八字地老虎Xestia c-nigrum生长发育和繁殖的影响,明确其对环境温度的适应能力。[方法]利用两性生命表方法比较15,20,25,30和35℃下八字地老虎实验种群存活率、发育历期及繁殖力,分析不同温度对其种群生命表参数的影响,并计算不同虫态的发育起点温度和有效积温。利用灯诱监测数据分析2020-2022年期间新疆库尔勒农区八字地老虎种群动态与日平均气温变化的关系。[结果]15℃时八字地老虎幼虫存活率、化蛹率、羽化率均低于30%,30℃时幼虫存活率、化蛹率低于10%且蛹不能正常羽化,35℃时幼虫不能存活。各虫态发育历期随温度升高而缩短,15,20,25,30和35℃时卵历期分别为15.5,7.4,5.5,4.9和3.9 d;15,20,25和30℃时幼虫历期分别为109.4,40.5,26.5和24.5 d;15,20和25℃时蛹历期分别为41.4,18.0和12.5 d。15℃时种群呈负增长,20和25℃时种群呈正增长,其中25℃时内禀增长率(r_m)最大。八字地老虎卵、1-6龄幼虫和蛹的发育起点温度分别为9.81,8.43,9.95,10.26,12.52,13.58,12.60和10.81℃,有效积温依次为79.62,92.17,56.09,57.03,39.35,38.16,80.72和172.39 d·℃。2020-2022年灯诱监测数据表明,八字地老虎在新疆库尔勒每年发生3代,成虫高峰期分别在5月中旬、7月下旬和9月上旬,对应的日平均温度在19.5～26.5℃之间。[结论]低于15℃时八字地老虎种群呈负增长,超过30℃时不能完成生活史,而20～25℃比较适合八字地老虎的生长与繁殖,该结果为明确新疆库尔勒八字地老虎的温度适应能力及其发生规律提供了科学依据。

摘要: [目的]明确4个枸杞品种对棉蚜Aphis gossypii的抗性差异,探明抗虫因子及位点,并筛选抗蚜枸杞品种。[方法]利用刺吸电位图谱(electrical penetration graph,EPG)技术记录棉蚜成蚜在4个枸杞品种上的取食行为,并利用室内抗蚜性鉴定和聚类分析相结合的方法对不同枸杞品种的抗蚜性进行综合评价。[结果]棉蚜成蚜在取食枸杞时呈现出Np,A,G,B,C,Pd,E和F波8种波形。在棉蚜成蚜的取食过程中,E1波持续时间在宁杞1号上最长,在宁杞5号和宁杞7号上次之,在宁杞10号上最短;E2波总持续时间以在宁杞10号上最长,在宁杞1号上最短;F波总持续时间在宁杞1号上最长,在宁杞10号上最短,在宁杞5号和宁杞7号上的F波总持续时间介于前两者之间,说明宁杞1号的机械抗性较强,而宁杞10号机械抗性较弱。通过抗蚜性的鉴定和聚类分析,将4个枸杞品种归为3类,第Ⅰ类:宁杞1号,为高抗蚜品种;第Ⅱ类:宁杞5号和宁杞7号,为抗蚜品种;第Ⅲ类:宁杞10号,为感蚜品种。[结论]棉蚜在4个枸杞品种上的取食行为存在差异,且抗虫机制和位点也存在差异,宁杞1号在叶表皮、叶肉和韧皮部对棉蚜表现出抗性,抗蚜性最强,为高抗蚜品种;宁杞5号和宁杞7号在叶肉和韧皮部对棉蚜表现出抗性,但抗蚜性较弱,为抗蚜品种;棉蚜在宁杞10号上能够长时间刺吸取食,其抗蚜性最弱,为感蚜品种。

摘要: [目的]桃小食心虫Carposina sasakii与梨小食心虫Grapholita molesta是世界性果树害虫,气候变暖对其各自地理种群的发生与危害产生重要影响。本研究旨在明确桃小食心虫与梨小食心虫成虫地理种群间快速耐热性及其可塑性差异,以期为其预测预报与综合防控提供依据。[方法]通过测定未经预处理的基底条件下与经过35℃预处理2 h的热锻炼条件下桃小食心虫与梨小食心虫成虫在恒温42.5℃下的击倒时间(knockdown time,KDT)与临界高温(critical thermal maximum,CTMax),系统比较了桃小食心虫吉林种群、郑州种群、实验室种群及梨小食心虫吉林种群、郑州种群、南昌种群、实验室种群成虫的快速耐热性及其可塑性异同。[结果]桃小食心虫与梨小食心虫各地理种群成虫的KDT变化较为一致,两种食心虫各种群间与性别间的KDT均无显著差异,而热锻炼使桃小食心虫与梨小食心虫的KDT分别显著提高14.63和55.12 s,种群、性别和锻炼3个因子间两两交互或三者交互作用均不显著。桃小食心虫与梨小食心虫各自地理种群的成虫对临界高温反应差异较大,桃小食心虫成虫种群间CTMax差异显著,高低依次为吉林种群[(38.57±1.61)℃]、郑州种群[(37.60±1.32)℃]和实验室种群[(37.24±1.46)℃],锻炼对临界高温的影响显著,且与种群存在交互作用,主要体现在热锻炼使吉林和郑州种群的CTMax分别显著提高了2.05和1.34℃,而室内种群基底CTMax与热锻炼后无显著差异。梨小食心虫成虫种群间CTMax差异显著,从高到低依次为南昌种群[(39.20±1.81)℃]、吉林种群[(38.63±1.42)℃]、郑州种群[(38.27±1.32)℃]、实验室种群[(38.15±1.51)℃],锻炼对CTMax的影响显著,且与种群存在交互作用,主要体现在热锻炼仅显著提高了郑州种群的CTMax [基底:(38.18±1.34)℃;热锻炼后:(39.17±0.60)℃],而对吉林种群、南昌种群和室内种群的CTMax均无显著提高。性别因子、及其与种群或锻炼的交互作用以及这3个因子三者交互作用分别对桃小食心虫和梨小食心虫成虫CTMax影响均不显著。[结论]与中部种群相比,桃小食心虫北方种群快速耐热性较强;而梨小食心虫南部、中部、北部种群间,南方种群快速耐热性较强;室内驯化均会降低两种食心虫的快速耐热性;锻炼会分别提高两种食心虫的快速耐热性,但不同种群间耐热可塑性不一致,上述结论可能由于物种间的热适应进化机制不同及地理种群间生存环境差异所致。厘清桃小食心虫与梨小食心虫地理种群间快速耐热性及其可塑性的异同,对气候变暖条件下昆虫热适应研究与果品安全生产具有重要意义。