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.

所有鹿科Cervidae动物都要依赖视觉、嗅觉和听觉线索进行交流,声音通讯作为一种高效的交流方式,在群体生活中起着非常重要的作用.本文列举了鹿科动物发情鸣叫、警戒鸣叫、交流鸣叫、求救鸣叫等叫声类型,总结了其发声机制,探讨了声音与鹿科动物自身信息的相关性、叫声对两性繁殖行为的影响,以及鹿科动物对种内和种间叫声的识别,并介绍了鹿科动物声音通讯的研究方法.最后,对鹿科动物声音通讯未来的研究方向进行了展望.

有大量的研究提出,大熊猫具有发达的嗅觉和听觉系统但是视力很差.虽然有些关于大熊猫视力和色觉方面的研究,但是至今我们对大熊猫的具体视力值方面的内容知之甚少.为了定量化大熊猫的视力值,我们观察并记录了8只圈养大熊猫(雌∶雄=4∶4)对于移动不同水平黑白相间条纹宽度的纸片的行为反应.我们发现,在测量距离为50 cm的情况下,大熊猫能够区分大约为0.46 mm宽的黑白相间条纹.这个研究结果为大熊猫视网膜结构的解剖学研究提供了行为学支持,也为今后研究大熊猫的通讯和认知提供一定的参考.

星形胶质细胞排列在有高度组织性的缝隙连接耦合网络中,通过Ca2+波的传播进行通信.星形胶质细胞不仅与邻近的星形胶质细胞结合,而且还与少突胶质细胞偶联,形成pang1ia1合胞体.但pang1ia1合胞体中的神经胶质细胞是否通过Ca2+信号传递信息尚不清楚.我们使用共聚焦Ca22+成像来研究小鼠嗅球中星形胶质细胞和嗅鞘神经胶质细胞(OECs)之间的细胞间通讯.研究结果表明,通过"笼状"ATP和"笼状"tACPD的局部光解可引起的肾小球旁星形胶质细胞中的Ca2+瞬变,导致OEC中随之而来的Ca2+反应.这种从星形胶质细胞到OEC的Ca2+反应的传递在神经元抑制的情况下持续存在,但是当用甘珀酸抑制缝隙连接偶联时消失.当通过DHPG的抽吸在OEC中直接诱发Ca2+瞬变时,它们导致肾小球星形胶质细胞中的Ca2+反应延迟,表明Ca2+信号的pang1ia1传递以双向方式发生.此外,从星形胶质细胞到OEC的Ca2+信号的pang1ia1传递导致嗅觉神经层中OEC相关血管的收缩.本研究结果证明了在缝隙连接耦合的pang1ia1网络中,不同类别的神经胶质细胞之间通过Ca2+进行信号传递,并借此调节嗅球中血管的直径.

昆虫在长期进化过程中形成了一套高度敏感的嗅觉系统,通过该系统昆虫可以完成寻觅配偶、 定位寄主及选择产卵位点等多种行为.在昆虫嗅觉系统中的可溶性蛋白主要有气味结合蛋白(odorant-binding protein,OBP)和化学感受蛋白(chemosensory protein,CSP).OBP可以特异性结合并运输疏水性的气味分子相应的受体,是昆虫化学识别过程的第一步,具有十分重要的作用.CSP与OBP的结构和功能类似,主要参与化合物的识别和运输,尽管没有直接的证据表明CSP也参与了昆虫的化学感受过程,但已有研究发现,CSP在昆虫嗅觉系统中发挥着重要的作用.本文主要从分子特性、 蛋白结构、 表达模式、 生理功能等方面分别对昆虫的OBP和CSP进行了概述,为深入的研究两者的功能提供理论参考,进而为以昆虫嗅觉系统为靶标的害虫防治提供新的思路.

草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda原产于美洲,具有长距离迁飞特性.该虫于1988年入侵欧洲,2016年入侵非洲,并引起巨大的粮食损失,2018年入侵亚洲,2019年从缅甸传入中国,并在短时间扩散至全国10多个省.草地贪夜蛾依赖性信息素通讯,实现雌雄间识别、交配和繁衍,为了深入研究草地贪夜蛾的性信息素通讯及其机制并开发更高效的预测预报和防治技术,本文综述了草地贪夜蛾性信息素通讯的研究现状.1967年首次报道草地贪夜蛾性信息素为顺9-十四乙酸酯,随后发现有不同的鉴定结果,1986年确认其性信息素由顺9-十四乙酸酯和顺7-十二乙酸酯两个组分组成,其比例为96.6∶3.4时表现出最强的引诱活性.除此而外,对不同地理种群的研究发现,草地贪夜蛾雌蛾的信息素腺体提取物还存在顺9-十二乙酸酯、顺11-十六乙酸酯和反7-十二乙酸酯,田间实验表明这些物质在性信息素通讯中也可发挥作用.根据分子标记和喜食寄主,草地贪夜蛾可分为玉米品系和水稻品系.两个品系在外部形态上无法区分,性信息素组分也相同,但在组分比例上存在一定的差异.两个品系间存在一定程度的生殖隔离,但室内可以正交和反交并产生可育的F1代,F1代的性信息素比例与母本的比较相似.关于草地贪夜蛾雄性对性信息素的感受机制方面研究较少,仅见有感器形态的鉴定和对性信息素组分的触角电位反应研究的报道.根据目前草地贪夜蛾在我国的发生情况及其性信息素通讯机制的研究现状,我们建议尽快开展以下研究:(1)鉴定草地贪夜蛾我国入侵种群的雌性性信息素,尽快用于其种群动态监测及防治;(2)研究草地贪夜蛾雄性对性信息素的嗅觉编码机制;(3)研究草地贪夜蛾两个品系的行为隔离程度及其演化结局.

草地贪夜蛾是世界性的重大害虫,2019年1月入侵我国并迅速扩散到20多个省市.性诱剂是对草地贪夜蛾进行监测和诱杀的有效手段,但是其作用识别机制仍不清楚,限制了高效性诱剂的研发和应用.性信息素结合蛋白(PBPs)在鳞翅目昆虫包括草地贪夜蛾性信息素识别过程中起重要作用.本研究从草地贪夜蛾中克隆了4个编码PBPs的cDNA序列,命名为SfruPBP1-SfruPBP4.4个SfruPBPs均含有完整的开放阅读框,所编码的蛋白具有性信息素结合蛋白的典型特征:N-端有信号肽、具有保守的6个半胱氨酸残基.系统进化分析显示SfruPBPs与斜纹夜蛾和海灰翅夜蛾PBPs的亲缘关系最近,且4个SfruPBPs被聚在不同的进化分支.4个SfruPBPs基因均由3个外显子和2个内含子组成,内含子插入位点高度保守.此外,4个SfruPBPs在草地贪夜蛾基因组上呈串联排列.SfruPBP1、SfruPBP2和SfruPBP3在成虫触角中特异性表达,其中SfruPBP1和SfruPBP2在雄成虫触角中的表达水平显著高于雌虫,而SfruPBP3在雌雄触角中的表达水平无显著差异.SfruPBP4特异性表达于雄成虫腹部.本研究结果为揭示草地贪夜蛾性信息素识别机制奠定了基础.

[目的]枣飞象Scythropus yasumatsui是枣树Zizyphus jujuba主要害虫.近年来,在陕西和山西枣区暴发成灾,造成了严重的经济和生态损失.本研究旨在明确枣树挥发性物质在枣飞象成虫化学通讯中的作用,为该虫植物源引诱剂开发和研制提供基础资料.[方法]利用顶空吸附法收集5个枣树品种(木枣、狗头枣、赞皇枣、骏枣和酸枣)的枣芽挥发物,采用气质联用(GC-MS)进行化学指纹谱的鉴定和分析;随后分别利用触角电位(electroantennogram,EAG)仪和Y型嗅觉仪测定枣飞象成虫对17种枣树挥发性物质的EAG和行为反应.[结果]5个品种枣树的枣芽中共鉴定出挥发性物质6类26种,包括9种萜烯类、6种酯类、4种醇类、4种烷类、2种醛类和1种酚类;不同品种枣芽挥发性物质种类和含量具有差异.EAG试验结果表明,枣飞象成虫对测试的17种枣树挥发性物质的EAG反应相对值有明显差异.枣飞象成虫对D-柠檬烯、正十三烷、正十四烷、正十五烷、壬醛、棕榈酸甲酯、油酸甲酯7种挥发性物质的EAG反应较强.当挥发性物质浓度为0.1～100μg/μL时,随着浓度增加,枣飞象成虫的EAG反应相对值先增加后下降,刺激浓度为50 μg/μL时EAG反应相对值达到最大.50 μg/μL浓度下,枣飞象雌成虫对棕榈酸甲酯和壬醛EAG反应相对值分别为3.84和3.67,雄成虫对棕榈酸甲酯和壬醛EAG反应相对值分别为3.47和3.21,极显著高于对其他挥发性物质的EAG反应相对值.行为反应结果表明,枣飞象雌雄成虫对棕榈酸甲酯和壬醛有明显趋向性,选择率均大于65％,雄成虫对十五烷有明显趋向性,雌雄成虫对其他供试的物质无明显趋向性.[结论]棕榈酸甲酯和壬醛对枣飞象雌雄成虫均有明显吸引作用,十五烷对雄成虫有明显吸引作用.结果 提示棕榈酸甲酯和壬醛可能与枣飞象对不同品种枣树偏好性选择密切相关.

为明确桑天牛成虫释放的化学信息素成分及其在两性通讯中的作用,利用气质联用仪(GC-MS)分析了桑天牛整体及其腹末组织提取物的化学成分,采用Y型嗅觉仪测定雌雄成虫对5种主要提取物标准品的嗅觉反应,以及雌雄虫对涂抹标准品的洗脱同性与异性成虫的接触反应.结果 表明:桑天牛雌雄成虫整体及其腹末组织提取物化学成分主要为10个碳以上的烷烃和烯烃,其中顺-9-二十三碳烯含量最高,其次为二十七烷、二十九烷、十九碳烯、二十八烷和9-己基-十七烷等,以及少量醛类和酯类物质.嗅觉行为反应结果显示,二十九烷对雌雄虫的引诱作用显著,二十七烷仅对雌虫有显著的引诱作用,而十九碳烯则对雌成虫产生显著的驱避作用,1-二十二碳烯和顺-9-二十三碳烯对桑天牛雌雄虫作用不明显.接触反应结果显示,雄虫对涂抹1-二十二碳烯、二十七烷和二十九烷的洗脱成虫表现出明显的求偶行为,而雌虫仅对涂抹二十九烷的洗脱成虫表现出明显的求偶行为.综合分析发现,1-二十二碳烯、二十七烷和二十九烷是桑天牛性信息素的重要组分,在两性通讯中起重要作用.

棉铃虫Helicoverpa armigera主要借助于性信息素通讯完成雌雄识别,实现交配和种群繁衍.关于棉铃虫感受性信息素机制的研究一直是我国化学生态学领域的热点和重心,研究结果有助于开发和改进棉铃虫防治的性引诱剂.本文将对棉铃虫雄虫感受雌虫释放的性信息素的机制进行综述,以期为深入研究棉铃虫及其他相关昆虫的性信息素感受的分子和神经机理提供参考.棉铃虫雌虫性信息素腺体合成和释放多种长链、饱和或非饱和的脂肪醛和醇等化合物,其中Z11-16:Ald为主要性信息素成分,Z9-16: Ald和Z9-14: Ald为次要性信息素成分,不同组分按一定比例混合可明显增强对雄性棉铃虫的引诱效果,而化合物Z11-16: OH和高剂量的Z9-14: Ald对性信息素引诱活性具有明显的抑制效果.相应地,雄性棉铃虫触角上A,B和C3种类型的毛形感器能够感受这些信息化合物.A类型毛形感器内表达受体OR13感受Z11-16∶Ald,B类型毛形感器内表达OR14b感受Z9-14: Ald,C类型毛形感器内表达OR6和OR16感受Z9-16: Ald,Z9-14: Ald,Z11-16:Ac和Z11-16: OH.受体的表达位置和功能与不同类型毛形感器的电生理反应特性相一致.钙离子成像证明在棉铃虫触角叶内的3个扩大型神经纤维球接受这些气味信息,其中神经纤维球云状体接受Z11-16: Ald,背中间后侧纤维球接受Z9-16: Ald,背中间前侧纤维球接受Z9-14: Ald,Z11-16:Ac和Z11-16: OH.这些研究成果在感器、受体和脑中枢水平上揭示了棉铃虫感受性信息素的机制,在这些研究基础上,我们认为需要深入开展以下方面的研究:(1)进一步鉴定相关性信息素受体的功能和定位;(2)深入研究脑内嗅觉高级中枢对性信息素信息的处理和整合神经机制;(3)明确棉铃虫性信息素感受受到寄主植物、光周期、温度、湿度等环境因素的影响及机制.