[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.

[目的]沙棘木蠹蛾Eogystia hippophaecolus(Hua,Chou,Fang et Chen)是严重危害沙棘林的重大钻蛀性害虫.在辽宁建平,4年1代,幼虫16龄.本试验旨在研究辽宁建平沙棘木蠹蛾的成虫发生规律,明确其幼虫虫口数量与成虫诱捕量之间的关系,为建立基于"3S"和昆虫性信息素诱捕耦合的虫灾监测技术提供基础数据.[方法]于栽植的健康沙棘根部接入不同虫龄的幼虫,统计可发育为老熟幼虫,入土化蛹并羽化为成虫的幼虫龄期范围.设定样地,采用随机抽样法调查各样地幼虫数量并悬挂性信息素诱捕器对成虫进行监测.将成虫诱捕量与不同龄期范围的幼虫数量进行曲线回归分析,获得监测林间幼虫数量的最优模型.[结果]5月下旬时已达12～16龄的幼虫均可在当年发育为老熟幼虫,入土化蛹并羽化为成虫.沙棘木蠹蛾在辽宁建平经历3个羽化高峰,在不同乡镇,其成虫期长短有较大差别(76～95 d不等).当年13～16龄幼虫数量与成虫诱捕量的二次函数拟合效果最佳,即y=0.001x2+0.321x+38.783,R2=0.649,P<0.05.[结论]明确了沙棘木蠹蛾幼虫在辽宁建平当年可入土化蛹并羽化为成虫的龄期范围,确定了其在3个试验地的成虫期和羽化高峰,构建了通过性信息素诱捕成虫以监测林间幼虫虫口数量的数学模型,为航空、航天遥感的虫灾监测提供技术支撑.

[目的]基于免移虫育王技术,探究幼虫信息素酯类混合物在育王中对中华蜜蜂Apis cerana cerana 蜂王质量的影响,为优质蜂王的培育奠定基础.[方法]利用中华蜜蜂免移虫育王生产器培育蜂王,在幼虫60 - 64 h 时向王台内注入1 μL 不同酯类组成的混合物(酯类混和物的浓度梯度分别为0,0. 1％,1. 0％和10. 0％),待蜂王出房后测定蜂王初生重、胸重、胸宽以及单侧卵巢管数量;并利用荧光定量PCR 测定蜂王卵巢卵黄原蛋白基因Vitellogenin (Vg),昆虫储存蛋白基因 hexamerin70b (hex70b) 和hexamerin110 (hex110) 的表达量.[结果]免移虫育王过程中添加3 种信息素酯类混合物3E(1. 0％甲基亚油酸酯、16. 0％ 甲基亚麻酸酯和35. 0％ 甲基油酸酯),不同浓度处理时蜂王的初生重较对照(石蜡油) 均显著增加,但蜂王胸宽和胸重均无显著变化; 0. 1％ 和 1. 0％浓度处理组蜂王单侧卵巢管数显著增加; 不同浓度处理组Vg 和hex70b 的表达量均无显著变化,但1. 0％和10. 0％浓度处理组蜂王卵巢的hex110 表达量显著升高.4 种信息素酯类混合物4E(4. 5％甲基棕榈酸酯、1. 0％ 甲基亚油酸酯、16. 0％ 甲基亚麻酸酯和35. 0％ 甲基油酸酯) 试验组只有10. 0％浓度处理组蜂王的初生重和单侧卵巢管数较对照显著上升(P ＜ 0. 05),0. 1％和1. 0％浓度处理对蜂王的个体发育指标均无显著影响(P ＞ 0. 05); 0. 1％和1. 0％浓度处理组Vg 的表达量、 10. 0％浓度处理组hex70b 的表达量以及1. 0％和10. 0％ 浓度处理组hex110 的表达量均显著上升(P ＜ 0. 05).10 种信息素酯类混合物10E(4. 5％ 甲基棕榈酸酯、2. 5％ 甲基硬脂酸、35. 0％ 甲基油酸酯、1. 0％甲基亚油酸酯、16. 0％甲基亚麻酸酯、3. 5％乙基棕榈酸酯、1. 5％乙基硬脂酸酯、18. 0％乙基油酸酯、0. 5％ 乙基亚油酸酯和17. 5％ 乙基亚麻酸酯) 试验组,各个浓度处理蜂王的初生重以及Vg 和hex110 的表达量均显著下降(P ＜ 0. 05),但蜂王的单侧卵巢管数和胸部指标无显著变化(P ＞ 0. 05),10. 0％浓度处理时hex70b 的表达量也显著降低(P ＜ 0. 05).[结论]中华蜜蜂育王过程中添加1. 0％的3E 和10. 0％的4E 幼虫信息素酯类可以在一定程度上提高蜂王质量.

[目的]获得荔枝蒂蛀虫Conopomorpha sinensis3个信息素结合蛋白(PBP)基因的全长序列,并分析序列和表达特征,为更好地利用性信息素防治该虫提供必要的基础.[方法]提取荔枝蒂蛀虫触角总RNA,利用转录组测序结果和RACE-PCR技术获得3个PBP基因的全长序列;对序列进行生物信息学分析,用I-TASSER在线软件建立蛋白三维模型,用TM-align软件进行同源建模,用COACH软件推测蛋白的结合位点;用荧光定量PCR方法分析这3个基因在不同龄期(幼虫和蛹)和3日龄雌雄成虫不同组织[触角、头(去除触角)、胸、腹、足和翅]中的表达谱.[结果]从荔枝蒂蛀虫触角中克隆了3个PBP基因的全长序列,分别命名为CsinPBP1,CsinPBP2和CsinPBP3(GenBank登录号:MF093145,MF093146和MF093147).序列分析结果表明,这3个基因的编码蛋白具有昆虫气味结合蛋白的典型特征,并且CsinPBP1与紫色卷蛾Yponomeuta cagnagellus PBP的氨基酸序列一致性达72％,CsinPBP2与小菜蛾Plutella xylostella PBP1的氨基酸序列一致性达55％,CsinPBP3与水稻大螟Sesamia inferens PBP3的氨基酸序列一致性达39％.软件模拟分析表明,CsinPBP1,CsinPBP2和CsinPBP3蛋白的三维结构分别与家蚕Bombyxmon普通气味结合蛋白2(GOBP2)(PDB:2wc6A)、脐橙螟Amyetois transitetella PBP1(PDB:4inxA)和家蚕PBP(PDB∶2p70A)相似度最高,分别预测得到10,7和8个结合位点.表达谱分析显示,3个基因均只在成虫触角中表达,在幼虫期和蛹期不表达,在成虫头(去除触角)、胸、腹、足和翅中也不表达,且在雄虫触角中的表达量分别是雌虫中表达量的1.94,28.19和32.94倍.[结论]获得荔枝蒂蛀虫3个PBP基因的全长序列,序列和表达分析结果提示这3个基因与雄虫感受性信息素有关.

美国白蛾Hyphantria cunea(Drury)原产于北美,是重要的国际性检疫害虫.自1979年我国首次发现该虫以来,已经对我国农林业生态系统特别是园林植物造成了严重危害.防控技术一直是美国白蛾研究领域的热点之一,利用性信息素、现代通讯技术和遥感技术,能够更精准地监测美国白蛾的发生危害情况.美国白蛾的防治措施主要以人工、物理、生物和化学防治为主,其中人工防治主要采取剪除网幕和草把诱集化蛹的方法,化学防治以飞机和机器人进行喷药,生物防治主要在美国白蛾幼虫期施用核型多角体病毒HcNPV,老熟幼虫和蛹期释放白蛾周氏啮小蜂Chouioia cunea Yang,可持续控制美国白蛾种群数量.该技术取得了良好的效果并大面积推广使用.尽管对美国白蛾防控技术的研究已经取得了重大进展,但仍存在一些问题需要进一步研究解决.如防治措施持续控制效果的科学评价方法、美国白蛾原产地天敌的引进利用、美国白蛾灾害分布特征与人类活动和生态环境的关系等.此外,随着害虫防治新技术的出现,如基因重组技术以及RNAi技术在多种害虫防治中的应用,均可为美国白蛾防治提供新的借鉴.本文还列出了国内外美国白蛾部分天敌昆虫名录,并对美国白蛾防控技术的未来发展趋势进行了展望,以期为美国白蛾及同类入侵生物的治理策略有所启示.

检疫性害虫橘小实蝇Bactrocera dorsalis和番石榴实蝇Bactrocera correcta是近缘种.本研究显示,两种实蝇对已被产卵寄主的识别与产卵选择性极相似.当寄主中至少含有600粒新鲜卵时,橘小实蝇或番石榴实蝇的雌成虫在其上继续产卵的数量才被抑制,而对同种实蝇卵和异种实蝇卵的反应几乎没有差异;两种实蝇在已被产卵的寄主中再次产卵,并没有刻意回避原产卵孔;寄主中的卵孵化为幼虫对后续实蝇的产卵行为产生了显著的抑制作用,随着幼虫数量的增多与龄期的增长,便不再有雌蝇选择该寄主产卵.因此,寄主中幼虫的存在是驱避橘小实蝇和番石榴实蝇在其上继续产卵的重要因素.两种实蝇幼虫寄主标记信息素的鉴定与利用将是今后研究的重点,利用其进行有害实蝇的种群控制将有很大的应用前景.

[目的]通过克隆梨小食心虫Grapholita molesta触角中的普通气味受体(odorant receptor,OR) OR20基因,明确其在不同发育期及成虫不同组织中的表达特征,为进一步研究其功能提供理论依据.[方法]根据梨小食心虫雌虫触角转录组数据,利用RT-PCR克隆梨小食心虫OR20基因的完整开放阅读框;采用qRT-PCR检测该基因在不同发育期(卵、1-5龄幼虫、蛹和雌雄成虫)、成虫不同组织(触角、去除触角的头、胸、腹、足、翅)以及不同日龄(1,3,5和7日龄)成虫触角中的表达量.[结果]克隆获得梨小食心虫GmolOR20基因cDNA序列(GenBank登录号:MH898864).该基因完整开放阅读框为1 284 bp,编码427个氨基酸,预测蛋白分子量为49.83 kD,理论等电点为8.57,具有7个跨膜结构域.序列比对和系统进化树结果表明,梨小食心虫GmolOR20与苹果蠹蛾Cydia pomonella CpomOR15和豆荚小卷蛾Cydia nigricana CnigOR15亲缘关系较近,氨基酸序列一致性分别为87％和84％.发育表达模式结果显示,GmolOR20在不同发育时期均有表达,雌雄成虫中的表达量显著高于其他发育期的表达量(P＜0.05),但雌、雄虫间的表达量差异不显著.组织表达模式结果表明,GmolOR20主要在成虫触角中高丰度表达,且雌虫触角中的表达量极显著高于雄虫触角中的表达量(P＜0.01);GmolOR20在不同日龄成虫的触角中均有表达,且在1和3日龄成虫触角中的表达水平显著高于其他日龄(P＜0.05).[结论]根据GmolOR20基因的表达谱分析结果,推测GmolOR20可能参与梨小食心虫对植物挥发物和性信息素的识别.

[目的]明确灰茶尺蠖Ectropis grisescens成虫触角及幼虫头部感器的种类、形态、数量和分布,以探讨灰茶尺蠖的行为机制.[方法]利用扫描电镜技术观察灰茶尺蠖雌、雄成虫触角和5龄幼虫头部感器的超微结构.[结果]灰茶尺蠖成虫触角上分布有8种感器,分别是栓锥形感器、耳形感器、毛形感器(Ⅰ-Ⅳ)、B(o)hm氏鬃毛、腔锥形感器(Ⅰ和Ⅱ)、鳞形感器、锥形感器(Ⅰ和Ⅱ)和刺形感器.其中,栓锥形感器仅分布在雌蛾触角上,耳形感器、毛形感器(ST Ⅰ-Ⅲ)仅分布在雄虫触角上.5龄幼虫触角上着生1个栓锥形感器、1个锥形感器和2个刺形感器;上唇着生有6对刺形感器,内唇着生有3对刺形感器和1对指形感器;上颚基部外侧着生有2个刺形感器;下颚及下颚须着生有5个刺形感器、9个锥形感器和2个栓锥形感器;下唇须着生有1个锥形感器和1个刺形感器;吐丝器前端着生有1对刺形感器.[结论]灰茶尺蠖雌、雄成虫触角感器存在性二型性,且雄虫上感器种类和数量较多,据此推测雄虫感受寄主植物或性信息素的能力较强;幼虫头部感器具有嗅觉和味觉功能,在其判断食物的种类和适应性等生态行为中发挥重要作用.

马铃薯块茎蛾又称烟草潜叶蛾Phthorimaea operculella,起源于中美洲和南美洲北部地区,现已分布在亚洲、欧洲、北美洲、非洲等100多个国家,是茄科作物的世界性农业害虫,尤其对马铃薯有毁灭性的危害.目前,该虫在我国南方马铃薯产区普遍发生,尤其是在云南、四川、贵州等地区该害虫发生极为严重,且随着气候的变化该虫可能会扩散到其他马铃薯生产区.马铃薯块茎蛾主要进行两性生殖,少数孤雌生殖,其幼虫钻蛀叶片和薯块危害.初孵幼虫无性二态性,4龄幼虫、蛹和成虫均可依据外形特征进行雌雄区分.马铃薯块茎蛾发生世代数取决于当地的农业气候条件,年发生2～12代.马铃薯块茎蛾对温度有广泛的适应性,且在干燥炎热的年份该虫容易大爆发.马铃薯块茎蛾早期防控主要集中在种植抗性品种、深种、灌溉等农业防治措施上,但化学防治依然是马铃薯生产过程中防治马铃薯块茎蛾的主要方式,由于化学农药的广泛使用,该虫对有机磷类、拟除虫菊酯类等杀虫剂均产生了不同程度的抗性;为了减少化学农药的使用,延缓抗药性的发展,发现并筛选到多种对马铃薯块茎蛾具有防治作用的天敌昆虫和昆虫病原微生物.以(E4,Z7)-十三碳二烯基乙酸酯和(E4,Z7,Z10)-十三碳三烯基乙酸酯为主要成分的马铃薯块茎蛾性信息素在马铃薯块茎蛾监测和防治中也取得了较好的效果.桉树、皱叶薄荷等植物源化合物能够抑制马铃薯块茎蛾产卵;转基因抗虫马铃薯、遗传不育技术等绿色防控技术也成为了防控马铃薯块茎蛾的新方法.以往的研究发现使用单一生物防治手段很难达到理想的防控效果,集成与生物防控技术相容的化学物质、自然天敌和病原微生物等技术是有效控制马铃薯块茎蛾种群的重要趋势.本文系统综述了国内外马铃薯块茎蛾发生为害规律及综合防控技术研究进展,以期为马铃薯块茎蛾的持续治理提供参考依据.

[目的]为掌握滇东北菜区小菜蛾Plutella xylostella (L.)种群发生消长特点,开展田间种群变化与气温、降雨和种植模式的关联性研究.[方法]利用性信息素诱集和田间系统调查开展小菜蛾成虫、幼虫种群消长动态监测.[结果] (1)滇东北菜区小菜蛾可全年发生,成虫发生呈现2个发生主峰期:3-7月春夏峰和9-11月秋峰,其中春夏是小菜蛾发生主峰,最高诱集量达971头/月.盆或板,持续时间和成虫量均比秋峰明显.幼虫种群消长主要表现为4-7月的春夏单峰型,最高虫量可达1.75头/株.(2)监测点月平均气温-2.4-21.8℃,全年降雨量317-872 mm,小菜蛾田间成虫种群发生量与气温变化显著相关(r=0.315**),与降雨量微弱相关(r=0.168);幼虫种群量与气温、降雨量微弱相关(r=0.270和r=0.296).因此,滇东北菜区小菜蛾成虫和幼虫种群发生消长与十字花科蔬菜生长期相吻合.[结论]滇东北菜区气温、蔬菜品种布局和春夏种植模式是影响小菜蛾种群构建与消长的关键因子.