红火蚁Solenopsis invicta Buren是极具危害性的入侵生物,已在我国多个省份地区扩散成灾.近年来,国内外在红火蚁觅食行为领域取得了一系列研究进展,为红火蚁防控提供了新的思路与方法.本文回顾了红火蚁觅食行为的相关研究,综述了红火蚁觅食的过程、行为机制及影响因素,并分析了觅食行为与防治的联系.红火蚁可广泛地采集和利用不同类型、大小和成分的食物.其觅食过程分为食物搜寻、搬运与处理等阶段,在这一过程中也可能伴随着食物埋藏、铺路越障和工具利用等行为.目前已报道多种跟踪信息素和关键基因可以调控红火蚁的觅食行为.此外,多种生物和非生物因素也会影响红火蚁的觅食行为和策略.基于红火蚁特殊的觅食行为模式,有望开发出专一性更强、对非靶标生物安全的监测和防控技术.建议在今后的研究中进一步探索红火蚁觅食行为的模式及其分子和化学机制,更好地将理论研究与防治实践相结合,控制红火蚁疫情蔓延危害.

生存与繁殖对生物体维持和延续种群数量稳定至关重要.表皮碳氢化合物具有维持昆虫水分平衡和信息通讯的双重功能,目前对于昆虫在不同气候条件下如何权衡防脱水与保持化学信号可靠性的潜在冲突尚不清楚.本文以寄生于鸡嗉子榕(Ficus semicordata)雄花期果内的传粉榕小蜂窝榕小蜂(Ceratosolen gravelyi)为研究对象,利用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)解析雨季、雾凉季和干热季中雌、雄成虫表皮碳氢化合物的种类及含量,运用非度量多维尺度排序、相似性分析、置换多元方差分析和随机森林等方法分析了窝榕小蜂表皮碳氢化合物对不同季节变化的响应机制.结果表明:(1)窝榕小蜂表皮碳氢化合物由34种C7-C44的化合物组成,包括正链烷烃、甲基烷烃、烯烃和甲基烯烃;其中角鲨烯(squalene)、2-甲基二十八烷(2-Me-C28)、正三十四烷(n-C34)、正三十六烷(n-C36)和正四十四烷(n-C44)为主要成分(＞5％).(2)不同性别窝榕小蜂表皮碳氢化合物的组成及含量存在显著差异,正四十二烷(n-C42)、17-三十五烯(17-C35∶1)、1-二十九烯(C29∶1)、2-Me-C28和角鲨烯是造成两性差异的重要贡献量化合物.(3)雌、雄成虫表皮碳氢化合物均具有明显的季节变化:在干热季中,雌蜂正链烷烃(n-C34、n-C36和n-C44)的比例及碳氢化合物的总绝对含量增加,2-Me-C28和角鲨烯的比例降低;雄蜂甲基烯烃的比例增加,正链烷烃和甲基烷烃的比例降低,碳氢化合物总绝对含量无明显变化.本研究发现窝榕小蜂表皮碳氢化合物具有明显的性二型和强烈的季节可塑性,2-Me-C28和角鲨烯可作为雄蜂配偶识别时的候选性信息素;雌、雄成虫在适应高温和/或干燥的气候条件时存在差异化响应,表明窝榕小蜂两性表皮碳氢化合物在不同季节变化中采取不同的适应性策略.本研究揭示了榕小蜂应对不同气候环境的化学适应机制,为研究昆虫双重性状和理解生态适应与物种形成之间的功能联系奠定了化学基础.

性打搅是指动物在交配期间受到同种其他个体化学信息素、面部表情、声音、攻击等方面干扰的现象.性打搅行为作为非人灵长类繁殖行为生态研究的重要话题,具有高度的种间和种内差异,在种内主要受到性别和年龄等因素的影响.本研究于2021年9月至2022年8月在太行山猕猴国家级自然保护区五龙口地区,以太行山猕猴(Macaca mulatta tcheliensis)WLK-1A群为研究对象,采用焦点动物取样法和连续记录法观察并记录目标个体的交配行为,以期探讨太行山猕猴的性打搅行为及其性别-年龄组差异.结果表明:(1)太行山猕猴的性打搅行为仅发生在交配期,高峰期为11月;(2)从性打搅的发起者来看,雄性(成年和亚成年)个体占29.1％,雌性(成年和亚成年)个体占14.9％,青少年个体占7.5％,婴幼个体占48.5％;(3)与接触式性打搅相比,雄性(P=0.011)和雌性(P=0.033)的性打搅均以非接触式性打搅为主,青少年个体的非接触式与接触式性打搅之间无显著差异(P=0.334),婴幼猴以接触式性打搅为主(P=0.001);(4)雄性倾向于打搅交配中的雌性(P=0.040),雌性对交配中雄性与雌性间的打搅频次无显著差异(P=0.157),青少年个体的性打搅大多指向其母亲(90％),婴幼猴的性打搅均指向其母亲.太行山猕猴的性打搅频次、方式和打搅对象等表现出性别-年龄组间差异.基于功能分析,本研究认为,雄性和雌性太行山猕猴的性打搅均支持性竞争假说,青少年个体的性打搅支持学习假说,婴幼猴的性打搅支持分离焦虑假说和学习假说.本研究结果可望增加对非人灵长类性打搅行为发育及其功能差异的认识.

[目的]本研究旨在为深入研究梨小食心虫Grapholita molesta尼曼-匹克C2型蛋白(Niemann-Pick type C2 protein,NPC2)GmolNPC2的嗅觉感受功能提供理论参考.[方法]基于梨小食心虫触角转录组数据,利用RT-PCR扩增GmolNPC2的cDNA全长序列,进行系统进化分析和3D结构模型预测;利用RT-qPCR检测GmolNPC2在梨小食心虫不同发育阶段(卵、1-5龄幼虫、蛹和雌雄成虫)、3日龄雌雄成虫不同组织(触角、去除触角的头、胸、腹、足和翅)中的相对表达量;利用荧光竞争结合实验测定重组GmolNPC2蛋白对包括6种性信息素和38种寄主植物挥发化合物在内的44种气味配体的抑制常数Ki 值,分析结合能力;通过分子对接模拟实验计算GmolNPC2与不同气味配体的结合能,预测蛋白和配体相互作用的关键氨基酸残基.[结果]获得梨小食心虫GmolNPC2(GenBanK登录号:OQ054801)的cDNA全长序列,开放阅读框(ORF)长438 bp,编码145个氨基酸;多序列比对发现GmolNPC2具有昆虫NPC2典型的结构特征;系统进化分析表明已知鳞翅目(Lepidoptera)昆虫的 NPC2s 聚类至 2 个分枝,GmolNPC2 与大豆食心虫 Leguminivora glycinivorella、红铃虫Pectinophora gossypiella和烟草天蛾Manduca sexta等的NPC2氨基酸序列一致性较高并聚类至同一分枝.RT-qPCR检测结果表明,GmolNPC2在梨小食心虫雄成虫和卵中的表达量显著高于其他发育阶段的;GmolNPC2在3日龄雌雄成虫翅中的表达量最高,在触角中的次之,在胸、腹和足中的最低.重组蛋白GmolNPC2的结合谱较窄,仅能够结合44种气味配体中的17种,对其中的乙酸-顺-8-十二碳烯酯、苯甲醇和乙酸-顺-3-己烯酯表现出强烈的结合能力,Ki 值分别为(4.117± 0.046),(4.845±0.079)和(3.979±0.167)μmol/L.分子对接模拟结果显示,GmolNPC2 与不同气味配体之间的结合能存在差异,与上述荧光结合实验的结果较一致.疏水性氨基酸残基和氢键在GmolNPC2结合不同气味配体中发挥着重要作用.[结论]GmolNPC2具有昆虫NPC2家族的保守结构,在卵和成虫以及成虫翅和触角中的表达量较高,推测其参与梨小食心虫的多种生理过程.重组蛋白GmolNPC2能够选择性地结合性信息素和寄主植物挥发化合物,表明GmolNPC2参与对挥发性信息物质的识别和运输.

环境因素影响昆虫两性间的化学通讯,也影响性信息素技术的田间防治效果.本文探讨了温度对二化螟雌蛾性信息素产生以及雄蛾对性信息素触角电位反应的影响,以期为田间二化螟的性信息素防治提供指导.在二化螟蛹期和成虫期进行不同温度处理(15、20、25、30和35℃),然后利用气相色谱仪(GC)分析雌蛾性腺内各性信息素组分的含量及比例,同时利用触角电位仪(EAG)测定雄蛾对性信息素组分的电生理反应.结果表明:25℃处理中雌蛾性腺内3个性信息素组分(Z9-16:Ald、Z11-16:Ald和Z13-18:Ald)的含量均显著高于其他温度处理(15、20和30℃),且25℃处理中Z13-18:Ald的相对比例也显著低于其他温度处理.就雄蛾对性信息素的敏感性而言,对3种性信息素单一组分及特定比例混合物的EAG反应在15～25℃间没有显著差异,但在25～ 35℃间(Z13-18:Ald在30～35℃间)随温度升高呈下降趋势,且30℃较25℃显著降低,35℃较30℃又显著降低.综合分析认为,二化螟性信息素通讯的适宜温度为20～25℃,温度过高或过低均不利于二化螟两性间的正常化学通讯.研究结果为二化螟性信息素防治技术的合理应用及极端温度条件下害虫种群发生的预测预报,提供了重要参考.

松树蜂Sirex noctilio Fabricius是国际上危害十分严重的林业入侵生物.本文在细致观察松树蜂交配行为和节律的基础上,收集4种不同状态下松树蜂雄蜂体表浸提物,分析松树蜂雌、雄蜂对雄蜂体表浸提物的触角电位和嗅觉行为反应,以期探索松树蜂繁殖过程中的化学通讯机制,为开发基于松树蜂信息素的引诱剂提供依据,从而提高松树蜂诱捕监测技术的灵敏度.按照雌:雄为1:3的性比向网笼内引入相应数量的树蜂,观察记录每小时交配对数,统计交配频次;用色谱纯正己烷溶液浸提不同状态下松树蜂雄蜂各8头,具体包括,1号:养虫盒内单独饲养雄蜂体表浸提物;2号:单独饲养雄蜂发生聚集后,收集体表浸提物;3号:雄蜂开始聚集,成功吸引雌蜂前来,但仍未交尾,收集雄蜂体表浸提物;4号:吸引雌蜂前来,并完成交尾后,收集雄蜂体表浸提物;比较分析松树蜂雌、雄蜂对不同状态下雄蜂体表浸提物的触角电位和行为反应特点.松树蜂交配行为可分为5个阶段 (搜索、吸引、抱握、交配、结束),一天内松树蜂交配高峰时段为9:00-11:00;电生理试验表明,不论是雌蜂或者雄蜂,均对3号样品和4号样品有强烈的触角电位反应,但对雌蜂触角引发的电生理反应强度大于雄蜂触角;行为学试验结果表明,3号样品对雌蜂有显著引诱活性,全部1-4号样品均可以吸引雄蜂,但之间差异不显著.松树蜂雄蜂可释放信息素,吸引同种的两性树蜂;雌、雄蜂羽化后,雄蜂可以释放聚集信息素吸引同性个体飞往林分内树冠层;一旦有雌蜂靠近"雄蜂群",雄蜂可能释放类似性信息素的微量成分,增加对雌蜂的吸引.

在复杂的生态环境中,来自于云杉八齿小蠹和植物的信息物质在云杉八齿小蠹的整个生活史中都发挥着重要的作用.雄性云杉八齿小蠹作为先锋虫以寄主植物的挥发物作为嗅觉信号搜寻和定位寄主,然后释放信息素吸引同性或异性云杉八齿小蠹前来聚集.云杉八齿小蠹成群攻击以降低寄主树木的抗性,寄主植物在受到云杉八齿小蠹攻击后能够利用其物理结构、分泌物及挥发性物质等抵御其危害.云杉八齿小蠹自身化学信息素的合成和对寄主树木次生代谢物质的转化能力,决定和影响着入侵寄主树木的速度和种群数量.本文从信息素组成、释放速率等方面、寄主和非寄主挥发物的作用及信息素诱捕器在监测和防治中的应用做一综述.

昆虫化学生态是化学生态学的重要组成部分,不仅在理论研究上意义重大,而且已广泛应用于农林虫害防治实践,并发挥重要作用.与人类健康密切相关的卫生害虫在长期进化过程中选择了有别于植食性害虫的化学生态模式,在形态、行为及代谢、生殖等方面与外界环境产生了良好的适应性.其中,昆虫信息素、植物源功能性化合物,以及基于产卵场所需求、食物能量需求等多种环境信号因子,在其生命活动中发挥重要信号引导作用.该文就化学生态学在蚊、蝇、蜚蠊等重要卫生害虫防治中的应用进展进行综述,同时对其发展趋势提出一些观点与对策.

草螟科昆虫的分布范围极其广泛,且大多数为农林重要害虫.利用性信息素对害虫进行监测或防治具有靶标明确、对环境无污染等优点,是害虫可持续综合治理的重要部分.本文对已鉴定性信息素组分的草螟科昆虫及其性信息素组分进行统计和分类,比较分析了已鉴定的草螟科昆虫性信息素组分的化学结构及其在不同亚科、属以及种之间的分布特点,以期为性信息素组分尚未得到鉴定或鉴定困难的草螟科昆虫的相关研究提供参考,同时也可为进一步探讨蛾类昆虫性信息素的进化提供依据.

实蝇是全世界重要的农业害虫,其生殖行为规律对其防治方法的研究具有重要指导意义.本文在文献调研的基础上,对实蝇类昆虫求偶、交配和产卵等行为的最新研究进展进行综述.实蝇类昆虫具有非资源型交配系统,性内、性间选择共同驱动实蝇的性特征进化;同时,实蝇生殖行为受到性信息素、翅信号、物理、化学以及环境等因素的影响.此外,雌虫在交配后会为理想产卵位置发生竞争,而产卵标记信息素起着调节作用.实蝇类昆虫的诸多生殖行为研究结果已成功应用于田间防治,取得了较好的效果.