为了探究草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda J.E.Smith在不同寄主上的适应性,本试验采用室内饲养观察法比较其取食玉米Zea mays L.和水稻Oryza sativa L.叶片后的发育、存活和繁殖,同时,对草地贪夜蛾4龄幼虫肠道进行解剖,运用代谢组学分析方法,探究幼虫在分别取食两种寄主植物(玉米/水稻)后肠道代谢谱的差异,筛选与不同寄主取食相关的重要代谢物及代谢通路.结果显示,相较取食玉米叶片(对照组),取食水稻叶片(试验组)的世代周期延长(38.05±0.35 d),成虫前期存活率下降(0.46±0.01),生命表参数中净繁殖力R0(191.68±33.54)、内禀增长率r(0.125±6.77)、周限增长率λ(1.133±7.65)均低于对照组;肠道代谢谱中,共有750个差异代谢物,其中下调587个,上调163个,取食水稻叶片较取食玉米叶片的草地贪夜蛾幼虫肠道中,下调的差异代谢物主要包括组氨酸、α-亚麻酸(ALA)和莽草酸;上调的代谢物有天冬酰胺基半胱氨酸以及N-乙酰氨基甲酸等,这些代谢物涉及氨基酸代谢和脂质代谢等通路.本研究结果可为草地贪夜蛾取食不同寄主的适应机制提供了线索.

为分析桉蝙蛾Endoclita signifer幼虫嗅觉蛋白中结合蛋白(OBPs+CSPs)在不同龄期和体段的表达,揭示桉蝙蛾幼虫结合蛋白的时空表达谱,基于表达谱阐明其与幼虫寄主选择行为的关系,本研究利用qRT-PCR分析桉蝙蛾幼虫结合蛋白在4 个龄期和 3 个体段中的表达.在各龄期幼虫的头部中,EsigOBP2、EsigOBP5、EsigOBP8、EsigGOBP2、EsigGOBP3、EsigGOBP6、EsigCSP1 和EsigCSP2 均在3 龄幼虫头部显著地高量表达,同时82.4%的结合蛋白在幼龄幼虫(3 龄和5 龄)的某个体段表达量最高.此外,47.1%和 35.3%的结合蛋白在桉蝙蛾幼虫腹部和胸部的表达量最高.以上筛选出的8 个结合蛋白是桉蝙蛾3 龄幼虫在地栖转树栖过程中,参与寄主识别最主要的蛋白;且结合蛋白在3 龄幼虫头部的显著高量表达与3 龄幼虫转移栖息地和选择寄主相一致,同时结合蛋白在幼龄幼虫中的高量表达可能与选择寄主后幼龄幼虫对寄主挥发物的适应相一致;本研究支持了桉蝙蛾幼龄幼虫寄主选择的推测.与其他昆虫一致,结合蛋白在桉蝙蛾幼虫的腹部和胸部(非嗅觉部位)高量表达,其功能有待解读.

蓟马是芒果的重要害虫,研究其在田间的时空分布旨在探讨成虫在栖息地的迁移规律.试验于2016年1月7日-8月9日在海南省儋州市中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所芒果种质圃进行.以黄色和蓝色粘虫板进行诱捕取样,点算粘虫板上蓟马个体数,以地学统计学方法研究蓟马的时空分布动态.试验期间蓟马种群在寄主植物集中开花期有一明显高峰;其半变异函数在种群密度高时多为高斯模型,密度低时为线性模型;在调查范围内,空间格局在密度高时为聚集分布、密度较低时为中度聚集分布、密度低时为均匀分布或随机分布;种群密度高时,空间异质性是由空间自相关引起.密度等值线图清楚地反映出蓟马分布随寄主植物花期的变化而变化,呈现出受寄主植物花吸引,当一种寄主谢花后迅速向其它开花寄主转移的变动特征.表明蓟马的空间分布受其种群密度影响,其种群密度及转移扩散在很大程度上受寄主植物花期的影响.

探索担头细蛾Epicephala duoplantaria和革叶头细蛾Epicephala daltonii共同为革叶算盘子Glochidion daltonii 传粉的“一对二”协同进化模式.本文在野外观察和室内实验的基础上,对两种传粉头细蛾个体发育过程中生活习性和生活史进行详细研究并对比,记述共生双方利益得失;对比研究两种头细蛾幼虫形态特征的异同.结果表明,担头细蛾和革叶头细蛾在革叶算盘子上每年均为1个世代,幼虫和成虫的活动时间分别在2月-4月和4月-5月;革叶算盘子结实率为11.20％-27.02％,其中被蛀食率为26.47％-44.83％;果实中的种子败育率为26.03％-34.68％,种子被头细蛾蛀食率为9.29％-17.95％;平均每头幼虫消耗2.59-2.94粒种子来满足自身生长发育,每个植株留有49.53％-62.63％完好的种子,以维持互惠共生关系的稳定;产卵方式的差异导致担头细蛾的种群数量远高于革叶头细蛾;两种头细蛾的幼虫形态趋同进化但各自具有特性,这与革叶算盘子的形态特征及两种头细蛾习性有关.担头细蛾和革叶头细蛾共同为革叶算盘子传粉,形成了特殊的“一对二”协同进化互惠共生体系,推测担头细蛾是寄主转移来的传粉者,但该互惠共生体系并不稳定.

[目的]明确美国白蛾Hyphantria cunea对常见寄主植物的取食偏好,依据寄主植物中次生物质的含量及美国白蛾幼虫乙酰胆碱酯酶和解毒酶活性来探明美国白蛾对寄主植物的取食策略.[方法]以北京地区美国白蛾危害程度不同的8种植物(桑Morus alba、洋白蜡Fraxinus pennsylvanica、臭椿Ailanthus altissima、白榆Ulmus pumila、黑杨Populus nigra、垂柳Salix babylonica、西府海棠Malus micromalus和金银木Lonicera maackii)为寄主,通过室内饲养,测定美国白蛾4龄幼虫对不同寄主植物叶片的取食量、选择率及营养效应指标,划分其对寄主植物的取食偏好.对8种寄主植物中类黄酮、总酚、单宁含量以及取食不同寄主植物叶片的美国白蛾4龄幼虫体内乙酰胆碱酯酶和解毒酶活性进行测定.[结果]美国白蛾4龄幼虫对不同寄主植物具有选择差异,选择率大小则为洋白蜡和臭椿＞桑＞白榆＞西府海棠、垂柳和金银木＞黑杨.寄主植物叶片中类黄酮的含量与幼虫的取食量呈显著负相关(r=-0.657,P=0.017).不同寄主植物对美国白蛾具有不同的营养效应.金银木饲喂组近似消化率(0.97％±0.01％)最高,相对取食量(2.92±0.49 g/g·d)也较高,但食物利用率(0.005％±0.01％)、食物转化率(0.005％±0.008％)和相对生长率(0.007±0.02 g/g· d)最低;西府海棠饲喂组相对生长率(0.34±0.04 g/g·d)最高,近似消化率(0.72％±0.10％)、食物利用率(0.16％±0.叭％)、食物转化率(0.24％±0.06％)和相对取食量(2.19±0.38 g/g·d)均处于较高水平.取食不同寄主植物的美国白蛾幼虫乙酰胆碱酯酶(AchE)、谷胱甘肽S-转移酶(GSTs)、羧酸酯酶(CarE)和昆虫细胞色素P450 (P450)的活性存在显著差异(P＜o.o1).[结论]美国白蛾幼虫对不同寄主植物存在取食选择和营养效应差异,幼虫灵活的取食策略以及解毒代谢调节能力可能是其适应不同寄主的主要原因.

寄生植物和寄主植物间存在广泛的物质、能量和信息交流事件.寄生植物通过吸器从寄主吸收所需的多种矿物质元素,以及氨基酸、糖类、中间代谢产物等营养物质.此外,寄生植物与其寄主还进行着诸如蛋白质、RNA等大分子物质,及病毒、类病毒、植原体等微生物的交流.研究表明,mRNA在寄生植物和寄主间进行着大量的转移,其结构和功能的特异性可能对转移起着决定性的作用.对寄生植物来说,部分mRNA可能在寄生过程和调节自身生长发育过程中发挥着重要作用.本文对近年来寄生植物和寄主间的分子交流事件的相关报道进行综述,其中着重讨论mRNA转移的研究进展,以期对转移mRNA的结构和转移机理有进一步了解,同时对mRNA转移在寄生植物-寄主系统中的角色进行定位,为研究不同寄生系统中的mRNA转移奠定基础.

C002是蚜虫取食过程中的一种十分重要的水溶性唾液蛋白.本研究从棉蚜的转录组数据中,克隆得到棉蚜C002基因的cDNA序列(GenBank登录号:AHX71991.1).C002基因的开放阅读框全长为641 bp,编码213个氨基酸,推测其蛋白质的分子质量为24.1 kDa,等电点为9.06,具有由24个氨基酸组成的信号肽.运用荧光定量PCR技术,分析棉花型棉蚜和黄瓜型棉蚜的时间表达谱,结果表明,C002基因在两种寄主专化型棉蚜生长发育的早期阶段表达量均较高.将棉花型棉蚜和黄瓜型棉蚜分别转接到西葫芦后,C002基因的表达量在转接前后无显著变化,说明C002基因在棉蚜适应寄主过程中并没有起到关键性作用.

在我国棉花粉蚧Phenacoccus solenopsis Tinsley是一种重要的外来入侵害虫.其寄主范围广,对多种经济作物、园林观赏植物等存在严重威胁.本文观察研究了在寄主转换过程中该虫的主要生物学特征包括发育历期、存活率、雌成虫大小、产仔量等,结果表明:初孵若虫存活率以烟草上最高(87.9％),扶桑、棉花、蜀葵上较高,分别为76.0％、66.2％、66.7％,马缨丹上最低(35.4％);若虫发育历期以马缨丹上最长,为42.1 d,扶桑、棉花、蜀葵、烟草上分别为27.6、20.8、20.8、16.2d;在马缨丹(8.7 d)、扶桑(9.3 d)、蜀葵(9.6 d)上蛹历期较长,在烟草(6.7 d)、棉花(6.9 d)上较短.烟草上雌成虫个体显著较大,体长为2 349.3μm;棉花(2 017.5 μm)、扶桑(1 813.9 μm)次之,马缨丹(1 658.0μm)、蜀葵(1 719.4 μm)较小.雌成虫产仔量烟草、蜀葵、棉花、扶桑和马缨丹上分别为376.5粒/雌、209.2粒/雌、177.8粒/雌、94.0粒/雌、27.3粒/雌.转换至马缨丹上后棉花粉蚧从第2代开始生长发育进入稳定状态,但其生物学适应性显著较低,若虫发育历期均显著延长(36.4-40.5 d),存活率显著降低(31.0％-36.0％),单雌产仔量降低至25.9粒-35.0粒.从马缨丹转移至扶桑、棉花后3个世代,除了棉花上第2代、第3代若虫发育历期变短外,棉花粉蚧其他主要生物学参数均未有显著变化.

昆虫体外共生菌是指能在体外与宿主发生互利共生关系的微生物.体外共生菌虽然不如肠道微生物那样普遍存在于昆虫中,但也在宿主生长发育过程中扮演着重要的角色.昆虫体外共生菌一般寄生于昆虫体表或体内特异器官(如储菌器),在特定时期转移到植物组织中.体外共生菌产生的挥发物能作为宿主定位寄主植物的信号物质,能为宿主提供生长发育所需的营养物质,还参与了宿主体外免疫.对昆虫体外共生菌的研究,不仅能进一步揭示昆虫与微生物之间的互作关系,丰富昆虫共生菌的研究,还能从共生菌的角度探索害虫引诱剂和昆虫免疫豁免机制.本文对昆虫体外共生菌寄生方式、传播途径、对宿主的影响等研究成果进行了综述,旨在为害虫综合防控提供新思路.

近年来草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda在世界各地猖獗为害,其寄主范围广,且已对多种化学药剂和转Bt玉米产生抗性.本文对包括草地贪夜蛾在内的14种昆虫进行了解毒代谢相关基因家族的注释,在草地贪夜蛾中发现了152个细胞色素P450(cytochrome p450,P450)、92个ABC转运蛋白(ATP-binding cassette transporter,ABC transporter)、44个谷胱甘肽转移酶(glutathione s-transferase,GST)以及39个尿苷二磷酸葡萄糖醛酸转移酶(UDP-glucuronosyl-transferase,UGT).与其他鳞翅目物种相比,草地贪夜蛾的P450和GST基因数量最多,其中152个P450基因可被归类至Mito、CYP2、CYP3和CYP4四个簇中;Mito和CYP2簇的P450基因总数与家蚕Bombyx mori相近,但CYP3和CYP4簇的P450基因明显多于家蚕,进化分析结果显示CYP3和CYP4簇的P450基因发生了明显的扩增;与家蚕P450基因的共线性分析发现草地贪夜蛾89个P450基因在其基因组上呈簇分布并发生了簇的扩增;与家蚕相比,GST和ABC转运蛋白家族基因的数量明显增多.UGT基因家族没有明显增加,但在基因进化分析中有成簇现象,表明可能存在近期的扩增事件.本研究首次从基因组水平鉴定了草地贪夜蛾解毒代谢相关基因家族,对理解草地贪夜蛾的生物学特性及抗性的形成具有重要指导意义.