[目的]芫菁俗称斑蝥,属鞘翅目(Coleoptera)芫菁科(Meloidae),是一类极具药用价值的资源昆虫,但其幼虫对蝗卵的取食专化性极大地制约了其人工饲养和斑蝥素的利用与开发.斑蝥幼虫的专食性已获普遍认可并被许多研究证明,但我们在多年的饲养过程中发现其取食专化性会随龄期增加而降低.[方法]对眼斑沟芫菁Hycleus cichorii进行了大规模的饲养实验和生理生态学分析,测定各处理组(分别从1,2,3和4龄幼虫期由蝗卵转为人工饲料饲喂,即分别为1-4龄组)和对照组(全程饲喂蝗卵)幼虫存活率、化蛹率、成虫羽化率、老熟幼虫干重、生长量、生长速率、幼虫历期及蛹历期和单雌产卵量,比较各处理组幼虫生长发育及成虫生殖情况,验证斑蝥幼虫对非喜爱食物的取食适应性并弄清其应对营养胁迫的适应性规律.[结果]由蝗卵转为人工饲料饲喂后,眼斑沟芫菁1龄组的幼虫存活率极显著地低于2,3和4龄组的和对照组的,化蛹率为0,且1龄组幼虫生长速率和老熟幼虫干重显著低于2,3和4龄组的和对照组的,幼虫历期也更长.2,3和4龄组幼虫存活率无显著差异,但化蛹率和成虫羽化率随龄期增加逐渐升高;幼虫生长速率和老熟幼虫干重逐龄升高,幼虫历期逐龄缩短.[结论]本研究结果说明,眼斑沟芫菁1龄幼虫不能适应非喜爱食物,而高龄幼虫表现出随龄期增加逐渐增强的取食适应性.本研究证实了专食性斑蝥幼虫对非喜爱食物引起营养胁迫具有阶段性适应,取食适应性的变化模式为斑蝥幼虫的全人工饲养提供了理论上的可行性,也有助于药用斑蝥的人工饲养和资源利用研究.

外来入侵植物对入侵地的生态系统与社会经济可造成严重的威胁.如何控制入侵植物对自然资源的危害,向人类提出了极大的挑战.利用原产地的专食性天敌来控制入侵植物已被广泛证明是一种经济、可持续的生物防治手段.在全球气候变暖的背景下,生物防治研究的关键问题是全面了解物种的潜在分布区和传播范围,进而优化入侵植物的生物防治方案.本研究利用生物地理模型,通过预测两种生物防治昆虫和它们的组合在东亚地区的适宜分布区,预测豚草(Ambrosia artemisiifolia)的生物防治区域.豚草原产北美,目前已经入侵全球多个国家和地区.20世纪末,豚草条纹叶甲(Ophraella communa)和豚草卷蛾(Epiblema strenuana)作为豚草的生物防治昆虫从原产地引入到东亚地区.本研究旨在探讨如下问题:(1)在豚草的适宜生长分布区内,有多少区域也同样适宜其两种天敌的生存？(2)在目前和未来的气候背景下,有多少区域适宜豚草生长但是不适宜它的两种天敌生长？(3)在这些适宜豚草生长却不适宜两种昆虫天敌生长的区域内,需要选择哪些特定的生物型进行投放？为此,我们基于入侵植物和两种生物防治昆虫的全球分布记录及其分布点的重要生物气候因子,同时模拟了入侵植物及其两种生物防治天敌在东亚地区的分布范围.排序技术被用来探索气候因子对每个物种的限制作用,同时也用来检验豚草在北美和东亚地区的生态位重叠和相似性.结果表明,在当前和未来的气候背景下,相较于豚草卷蛾,豚草条纹叶甲与豚草的地理分布范围更加吻合(当前气候:40.3％ vs.21.6％,未来气候:29.8％ vs.20.3％).气候变化可能会导致两种生物防治天敌(尤其是豚草条纹叶甲)的地理分布与豚草的地理分布的重叠区域减少(42.9％ vs.29.9％).本研究同时提出了温度和降水等气候因子可用于为特殊区域(生物防治天敌未覆盖的豚草分布区)筛选生物防治天敌的相应株系.

竞争力增强进化假说(Evolution of Increased Competitive Ability,EICA)认为入侵植物在入侵地由于天敌逃逸导致对天敌防御投入降低而增加生长和繁殖等投入.然而,EICA假说所预测防御能力的进化主要集中在防御的组成抗性方面,而从诱导抗性和耐受性的角度进行的验证还很有限,并且忽视了生境资源可利用性对植物防御策略的影响.本研究采用同质园实验比较了喜旱莲子草(Alternanthera philoxeroides)原产地(阿根廷)和入侵地(美国)各9个种群,在高、低养分和有、无专食性天敌取食处理下的防御相关功能性状(比茎长、根冠比)及其对天敌取食的诱导反应,以及它们与植物适合度相关指标的关系.结果表明:入侵地种群具有较高的总生物量(+14.7％)、较低的比茎长(防御钻茎化蛹天敌的重要指标,-27.5％),暗示其个体大小增加而防御投入降低,符合EICA假说的预测.入侵地种群耐受性与原产地种群没有显著差异.在高养分下,入侵地种群的比茎长对专食性天敌取食的诱导反应显著增加,且与总生物量呈显著正相关.这些结果表明,相比原产地种群,入侵地种群具有更高的生物量,对专食性天敌的组成抗性降低,且在高养分下对专食性天敌的诱导抗性增加,推测生境的养分富集可能会降低喜旱莲子草的生物防治效果.

[目的]薇甘菊颈盲蝽是入侵植物薇甘菊的天敌昆虫.CYP4家族基因在专食性昆虫与宿主植物的相互作用中发挥着极其重要的作用,探明其在不同部位的表达情况,可为薇甘菊生物控制提供科学依据.[方法]采用RACE技术克隆薇甘菊颈盲蝽CYP基因,实时荧光定量PCR检测其在不同部位的表达情况.[结果]PmCYP4C1基因全长1713 bp,其中ORF长1500 bp,共编码500个氨基酸,理论分子质量为57.44 ku,无信号肽;与其他昆虫CYP4家族基因的同源性大于40％,与温带臭虫CYP的亲缘关系最近.该基因在雌、雄虫各部位均有表达,且都是足部的表达量明显地高于其他部位;雌、雄虫的表达差异在于雄虫翅膀中的表达量明显地高于触角和残体,但在雌虫中这3个部位的表达量无显著差异,且雄虫翅膀中的表达量显著地高于雌虫,是其2.37倍.[结论]薇甘菊颈盲蝽PmCYP4基因除参与代谢有毒物质外,其主要功能可能是编码与薇甘菊颈盲蝽运动相关的酶.

甜菜夜蛾Spodoptera exigua (Hübner)是重要的多食性、暴食性农业害虫之一.其寄主广泛,可危害禾谷类、甜菜、蔬菜、棉花等作物及杂草.昆虫中肠胰蛋白酶和胰凝乳蛋白酶在昆虫消化和生长发育中起重要的作用.本研究分别用辣椒、豇豆、玉米、甘蓝、反枝苋5种寄主植物饲喂甜菜夜蛾幼虫,利用酶专性底物分别测定了甜菜夜蛾幼虫中肠总蛋白酶活性、强碱性胰蛋白酶活性、弱碱性胰蛋白酶活性和胰凝乳蛋白酶活性.结果 表明:甜菜夜蛾中肠总蛋白酶活性、强碱性胰蛋白酶活性、弱碱性胰蛋白酶活性以及胰凝乳蛋白酶活性在不同寄主植物之间存在显著差异,取食反枝苋甜菜夜蛾各中肠蛋白酶活性均高,取食甘蓝的各中肠蛋白酶活性均低,而取食玉米、豇豆、辣椒居中且活性差异不显著.取食同一寄主植物(反枝苋或甘蓝)不同龄期甜菜夜蛾幼虫的中肠蛋白酶活性也各不相同,随着龄期的增加,各中肠蛋白酶活性总体呈下降趋势,2龄幼虫的酶活性偏高,而5龄的酶活性显著低于其他龄期的酶活性.本研究明确了不同寄主植物对甜菜夜蛾幼虫中肠蛋白酶活性的影响,结果对明确甜菜夜蛾对寄主的适应性及对以中肠蛋白酶为靶标的害虫防治具有一定参考价值.

植物地上与地下植食性天敌常因同一寄主植物而发生复杂的相互作用,互作类型因天敌的食性而异.本研究以乌桕地下病害南方根结线虫、 地上害虫(专食性癞皮夜蛾Gadirtha inexacta、 广食性斜纹夜蛾Prodenia litura)为研究对象,比较被南方根结线虫侵染的乌桕叶片对2种不同食性昆虫生长指标(末龄幼虫体重、 相对生长速率)和营养利用(取食量、 消化率、 转化率)的影响差异.结果表明,线虫处理组癞皮夜蛾幼虫的末龄幼虫体重、 相对生长速率和转化率均显著低于对照组,而取食量和消化率无显著差异;线虫处理组斜纹夜蛾幼虫的末龄幼虫体重、 相对生长速率、 取食量及转化率均显著高于对照组,但消化率差异不显著.由此说明,根结线虫对两种地上昆虫生长发育和营养利用的影响受到天敌食性的影响:线虫侵染对癞皮夜蛾幼虫产生抑制效应,而对斜纹夜蛾幼虫产生促进效应.

死亡时间推断的研究在我国呈现出百花齐放的态势,而在利用昆虫推断死亡时间的研究方面更是如此.国际公认的关于法医昆虫学的最早记载来自我国法医鼻祖宋慈的《洗冤集录》,现代法医昆虫学在我国始于20世纪90年代,浙江大学的胡萃和中科院的周红章分别在中国南方和北方开始了法医昆虫学研究.近30年以来,国家自然科学基金委员会持续对法医昆虫学研究进行了资助,共资助各类项目21项.据不完全统计,公安部及各省也资助了30多个法医昆虫学研究项目,我国研究人员在嗜尸性昆虫的种类调查、形态鉴定、分子鉴定、生长发育规律、演替规律和法医昆虫毒物学方面做了较多研究,在国内外期刊发表了大量论文,截至2021年6月20日,在SCI收录期刊发表论文107篇(Web of Science),在国内期刊发表论文约260篇(知网),分别出版了《法医昆虫学》(胡萃主编,2000年)、《现代法医昆虫学》(蔡继峰主编,2011年)、《法医昆虫学》(蔡继峰主编,2015年)、《中国尸食性蝇类》(陈禄仕主编,2013年)、《中国尸食性蝇类图鉴》(陈禄仕主编,2019年)、《实用法医昆虫学》(王江峰主编,2019年)等教材或专著.