秦岭山脉以其丰富的植被和多样的传粉昆虫闻名,然而在过去的几十年里,由于意大利蜜蜂(Apis mellifera)的引入和扩散,蜂类物种的丰富度和数量显著下降.这一下降对该地区的群落结构和生态系统稳定性产生了连锁反应.为了改善秦岭山脉及其周边地区自然和农业景观中本土蜂类的保护,我们在三类栖息地(森林、森林-农业交错带和农田)的33个采样点进行了调查.我们使用广义线性混合模型、t检验等数据分析方法,探讨了意大利蜜蜂对不同栖息地中本地传粉蜂类的丰富度、数量以及传粉网络的影响.结果表明:①意大利蜜蜂显著负面影响了野生传粉蜂类的丰富度和数量,而中华蜜蜂(Apis cerana)的数量也受养蜂条件的影响.②意大利蜜蜂对秦岭山脉及其周边地区传粉蜂类的群落结构产生了显著的负面影响:在受意大利蜜蜂影响的地点,蜜蜂群落的香农-维纳多样性指数、皮尔洛均匀度指数和Margalef丰富度指数显著低于未受其影响的地点.③这种影响的根本原因是意大利蜜蜂对花卉资源的垄断.意大利蜜蜂倾向于访问具有大量蜜源的开花植物,这些植物在当地植物群落中占有重要比例.通过在蜂-植物传粉网络中保持主导地位,意大利蜜蜂竞争性地取代了本地传粉蜂类对花卉资源的访问权,最终导致本地蜂-植物互动的减少,降低了传粉网络的复杂性和稳定性.这些发现表明,需要采取有针对性的保护措施来保护本土传粉物种,维持秦岭山脉的生态平衡.

传粉服务是人类社会持续存在与发展所依赖的重要生态系统服务之一,野生蜂作为重要的传粉者易受到气候变化、农业集约化、景观转变导致的自然生境丧失等因素的影响.通过种植蜜源植物营建传粉昆虫栖息地是一项重要生态系统传粉服务调控手段.本研究于苹果花期调查北京市昌平区22个苹果园内野生蜂现状和地表开花植物及其特征,分析野生蜂多样性对果园内开花植物物种丰富度、花色丰富度、花序类型丰富度、开花植物盖度、草本层盖度、不同花色盖度的响应,以期为野生蜂栖息地营建的蜜源植物选择提供参考.结果表明:苹果花期共在研究区捕获野生蜂3517头,分属5科13属49种;调查到与苹果园花期重合的地表开花植物共21种,统计花色5种,花序类型9种;总野生蜂群落Shannon多样性指数、均匀度指数、社会性蜜蜂丰富度与开花植物物种数呈显著正相关关系;总野生蜂群落丰富度、社会性蜜蜂丰富度、地下筑巢蜜蜂丰富度与花色丰富度呈显著正相关关系;隧蜂科蜜蜂多度与花色丰富度呈显著负相关关系;总野生蜂群落Shannon多样性指数、均匀度指数与花序类型丰富度呈显著正相关关系;切叶蜂科蜜蜂丰富度与白色花盖度呈显著负相关关系;切叶蜂科蜜蜂丰富度、社会性蜜蜂多度、地上筑巢蜜蜂丰富度与紫色花盖度呈显著正相关关系.其余不同科、不同生活方式、不同筑巢类型野生蜂群落与果园内开花植物物种丰富度、花色丰富度、花序类型丰富度、开花植物盖度、草本层盖度、不同花色盖度暂未发现显著相关性.本研究表明,苹果园花期果园开花植物及其特征多样性的增加能够提升果园野生蜂多样性,增加紫色花盖度有利于促进切叶蜂科蜜蜂、社会性蜜蜂、地上筑巢蜜蜂的多样性.

中药饮片质量受自身因素(水分、淀粉、黏液质等)及环境因素(温度、湿度、日光灯)等影响会逐渐发生变化,品质变化的同时会映射在味道、气味、颜色及质地等感官属性上.传统中药饮片质量评价主要依靠人工评判,存在主观性强、重复性差、易疲劳、效率低且有违人类伦理道德等弊端.近年来,随着现代化科学技术的发展,智能化、信息化、自动化的感官技术日趋成熟,以电子眼、电子鼻、电子舌、电子皮肤、质构仪等为代表的技术在工业、农业、食品、药品等多个领域得到了广泛应用.本研究总结各类智能感官技术在中药饮片质量评价中的应用现状,并展望未来发展前景,旨在为中药饮片品质评价领域的研究提供新思路,促进中医药事业的继承和发展.

景观破碎化对物种的影响依赖于斑块属性,斑块属性体现了斑块的类型、面积、形状及其与周围斑块间关系.然而,在破碎化农业景观中这些斑块属性对关键物种的联合影响仍知之甚少.选取中国海南地区的典型农业破碎化景观,实测了 180 个斑块中三类关键物种,分别为害虫-橡胶材小蠹虫(Xyleborus affinis)、传粉昆虫-中华蜜蜂(Apis cerana)和天敌物种-玉米螟赤眼蜂(Trichogrammatid ostriniae Pang et Chen),刻画了各斑块属性,包括斑块类型、斑块面积、形状指数、距天然林距离、是否与橡胶接触、景观中天然林所占比例、是否有林下植物,并使用 3 种机器学习模型(神经网络、随机森林、支持向量机)拟合斑块属性与三类物种丰富度关系,解析斑块属性的相对重要性.结果表明,与支持向量机和神经网络相比,随机森林模型对三个物种的丰富度预测效果均最好,其R2在橡胶材小蠹虫、中华蜜蜂和赤眼蜂中分别达到 0.785、0.845 和 0.798;基于随机森林模型的结果表明,斑块类型对橡胶材小蠹虫和中华蜜蜂丰富度相对重要性高于其他斑块属性;斑块面积对赤眼蜂丰富度影响高于其他斑块属性,且与斑块类型存在交互作用;橡胶林中橡胶材小蠹虫与中华蜜蜂丰富度高于天然林和其他斑块类型,玉米螟赤眼蜂丰富度则在天然林与农田中最高.研究揭示了斑块属性对不同物种丰富度的相对影响,阐明了斑块类型在不同物种中的重要作用,并证实了机器学习是推导斑块属性对物种影响的有效方法.

菜粉蝶Pieris rapae是十字花科蔬菜重要的农业害虫.为了深入了解中国菜粉蝶的群体遗传特征,通过高通量测序获取了中国5个群体48头菜粉蝶的线粒体全基因组,并分析了不同群体间的遗传结构与多样性.结果表明:菜粉蝶群体间有较高的线粒体单倍型多样性;相对封闭的山区和盆地地区的核苷酸多样性较低;群体间的平均遗传分化指数(FST)仅0.042,表明不同群体间的遗传分化水平较低,这也暗示了群体间基因交流频繁,推测这与甘蓝等蔬菜频繁运输有关;线粒体进化树和网络图均未形成明显的地理谱系,南北方群体之间没有明显的遗传结构差异;总群体的Tajima's D和Fu's Fs值均为负值,且达到了显著水平,这意味着中国地区的菜粉蝶可能经历过群体扩张事件.

水平基因转移(horizontal gene transfer,HGT)是生物体获得遗传信息的方式之一,对生物体进化起重要作用.近年来,越来越多昆虫中的水平基因转移现象被报道,如在鳞翅目(如家蚕、甜菜夜蛾、小菜蛾、斜纹夜蛾)、半翅目(如柑橘粉蚧、烟粉虱)、鞘翅目(如咖啡果小蠹、米象、光肩星天牛)、膜翅目(如金小蜂)、双翅目(如果蝇、白纹伊蚊)等昆虫中广泛存在水平转移基因,且不同的水平转移基因对昆虫的营养合成与共生、吸收与消化、毒素产生与解毒、生长和发育、体色改变等方面有着重要作用.本文结合国内外专家学者的相关报道,就HGT的研究步骤与技术方法、评判HGT发生的方法、昆虫HGT的供体与功能几个方面进行了总结和讨论,以期更加深入地了解水平基因转移现象,为探究水平基因转移的作用机制、理解昆虫的进化、遗传和行为、并将水平基因转移应用到农业生产中为农业害虫的绿色防治提供更多思路.

[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年南充市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.

传粉昆虫在全球作物授粉中起重要作用,但近几十年来随着全球气候变化、农业集约化以及城市化的加剧,其物种丰度和多样性正面临着急速下降的趋势.如何解决农田生态系统中传粉不足这一问题已成为全球重大挑战之一.近年来田边伴生植物种植这一有效措施在发达国家被广泛提出,即在农田的空置空间种植伴生开花植物为传粉昆虫提供稳定的食物(如花蜜和花粉)和筑巢场所,以提高农田生态系统中传粉昆虫的物种多样性和丰度,用于满足农作物的授粉需求,但国内相关研究较少.本文系统综述了国内外田边伴生植物种植研究现状,着重阐述了可能影响伴生植物种植效果的因子,提出了伴生植物选择的原则,并展望了这种新型措施在我国农业中的应用前景.

蜜蜂是重要的农业传粉昆虫,对全球农业及生态维护有着不可替代的作用.然而近年来美国、欧洲等地出现蜂群大量消失的迹象,给农业经济带来严重威胁.近年来人们逐渐发现蜂肠道微生物与维持宿主健康之间存在着联系,蜜蜂属(Apis)和熊蜂属(Bombus)个体都带有简单、特异的肠道菌群,并且蜂肠道菌群与人类等其他动物具有诸多相似之处,例如其通过社会性接触稳定传播的特性.本综述介绍了近年来通过体外培养、高通量测序等技术对蜂肠道微生物与宿主关系的研究,特别是其简化的菌群结构、宿主特异性,及其对蜜蜂食物消化、营养供给、病虫抵抗等方面的作用,并探讨了未来基于我国特有蜂种研究的方向,及蜜蜂作为优良的社会性动物模式体系对未来人类营养健康研究的可行性.

传粉者是重要的生态功能提供者,在维持稳定的生态系统和高效的农业生产力中发挥着重要作用.因此,传粉网络的构建和监测工作对评价生态系统平衡和调控农业生产至关重要.该工作的基础就是通过对传粉者及植物的物种鉴定构建其相关性.传统的形态学物种鉴定对分类学专家的专业知识、时间和经验都提出较高的要求.DNA条形码和高通量测序技术(high-throughput sequencing,HTS)的发展及其在传粉网络研究中的应用,提供了高效、准确鉴定传粉者与植物的方法,大大提高了传粉网络构建的效率.本文阐述了传粉网络研究相关的研究方法和技术进展,并提出利用高通量测序技术结合无PCR扩增(PCR-free)的“超级条形码”技术,有望实现以更高的灵敏度和分辨率对混合物种样品进行定性及相对定量的监测.该方法的有效性已在其他生物多样性研究中得以验证,在传粉网络研究中虽处于初始阶段,但应用前景广阔.