昆虫社会身份识别是指昆虫通过感知各种信息来辨别其他个体的身份,进而建立一定社会关系的生物学现象.社会身份识别对社会性昆虫的信息交流、天敌防御、社会分工、个体及群体生存和繁衍尤为重要.本文以蚂蚁、白蚁和蜜蜂等社会性昆虫为例,详细阐述了社会性昆虫的社会身份识别机制:社会性昆虫以信息素为关键线索,利用嗅觉实现社会身份的识别;社会性昆虫也通过其视觉观察同伴或天敌等个体的行为,实现社会身份的识别;社会性昆虫还能够识别特殊的声音信号和感知空气中的震波,并作为其社会身份识别的重要依据.此外,研究表明昆虫共生菌也参与调控社会性昆虫的身份识别.针对社会性昆虫身份识别是先天还是后天形成的这一争论,我们从基因、适应学习以及基因和环境互作等方面,阐述了昆虫可能通过先天遗传和后天学习相结合的方式实现社会身份识别的观点.社会性昆虫是研究人类和动物社会行为学的绝佳模式生物.社会身份识别的研究成果不仅可深入解析社会性昆虫的生物学特性,也对人类及其他动物的社会认知进化以及各类社会问题的研究提供重要参考.今后应加强以下两方面的研究:(1)探索社会性昆虫多样的识别方式,解码其更深层次的机制研究;(2)应用现代新型计算机技术,将社会性昆虫身份识别行为可视化分析.

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.

[目的]通过实验室研究高剂量性信息素环境中大螟Sesamia inferens的求偶和交配行为,分析比较性信息素化合物顺11-十六碳烯醛(Z11-16:Ald)和顺11-十六碳烯乙酸酯(Z11-16:Ac)抑制大螟成虫求偶和交配的差异,为田间大螟有效的交配干扰技术提供技术参数.[方法]在风洞生物测定仪中模拟性信息素高剂量环境,采用2-D行为记录和分析、行为观测、卵巢解剖、性信息素提取和GC-MS分析相结合的方法,测定了雌雄成虫的移动距离、求偶和交配率以及雌成虫性信息素滴度;采用主动释放器试验评价了合成的性信息素的田间交配干扰效果.[结果]大螟雄成虫在暗期第1个小时的移动距离大于其他时间段的,在Z11-16:Ac环境中大螟雄成虫移动距离占整个暗期移动距离的51.8％±9.3％,远高于对照(无性信息素释放)和Z11-16:Ald环境中的,而暗期不同时间雌成虫移动距离则没有显著差异.Z11-16:Ac和Z11-16:Ald环境中雌成虫产卵器伸出比例均显著低于对照环境中的.在对照环境中,1日龄雌成虫产卵器伸出比例为76.7％±14.6％,显著高于 Z11-16:Ald 环境中的(29.2％±13.1％)和 Z11-16:Ac 环境中的(26.7％±11.7％).而各交配干扰环境中不同日龄大螟雌成虫产卵器开始伸出时间和伸出后的持续时间则无显著差异.对照环境中,雌雄成虫的交配率高达72.2％±5.6％,Z11-16:Ac和Z11-16:Ald环境中交配率分别为40.5％±3.4％和45.2％±3.1％,说明对照组交配率显著高于交配干扰组.在不同的交配干扰环境中,雌成虫性信息素Z11-16:Ald和16:Ac的滴度无显著差异,Z11-16:Ac处理后顺11-十六碳烯醇(Z11-16:OH)和Z11-16:Ac的滴度显著降低,对照环境中的雌成虫Z11-16:OH和Z11-16:Ac的滴度分别为(3.79±2.56)和(7.29±4.49)ng,但Z11-16:Ac环境中仅分别为(0.80±0.59)和(1.99±0.45)ng.Z11-16:Ald环境中Z11-16:OH和Z11-16:Ac的滴度则与对照环境中的无显著差异.田间试验验证了交配干扰的效果,Z11-16:Ac交配干扰效果比Z11-16:Ald要稳定和高效,Z11-16:Ald的交配干扰效果则与地理种群有关.[结论]大螟性信息素交配干扰化合物需要加入Z11-16:Ac才能使交配干扰效果稳定和高效,仅仅只有Z11-16:Ald时干扰效果可能会受地理种群的影响,Z11-16:Ac不仅干扰雄成虫求偶,也同时影响了雌成虫性信息素的滴度以及雌雄成虫的交配,因此,在多个方面提高了防控效果.

初步探究肉苁蓉Cistanche deserticola蛀茎蝇—六斑平颜蚜蝇Eumerus seximaculatum雌虫性腺化合物的主要成分并对其生物活性进行检测,为六斑平颜蚜蝇的生物防治提供理论依据.本研究采用气相色谱-质谱联用(GC-MS)技术对雌性腺化合物进行分析鉴定,根据雄成虫的触角电位(EAG)及行为反应对各组分进行筛选、分析及确定.在雌性腺化合物中共鉴定出31种挥发性物质,从中选取5种,设置5个浓度梯度,进行EAG测试.结果表明,雄成虫对5种物质不同浓度的EAG反应敏感性差异明显.其中,雄成虫对1μg/mL1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯、100 μg/mL邻苯二甲酸二异丁酯最为敏感;把对雄虫引诱率最高的1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯和邻苯二甲酸二异丁酯按照不同体积比混合后开展行为选择试验,结果显示,当两者比例为1∶3时,对雄虫的引诱率最高,可达60％以上.综上所述,1,4-丁二醇二甲基丙烯酸酯和邻苯二甲酸二异丁酯被认为是雌虫性信息素的重要成分,对雄虫有明显的引诱作用,为苁蓉蛀茎蝇性诱剂的开发奠定理论基础.

[目的]为了更好地利用性信息素进行番茄潜叶蛾Tuta absoluta的测报和防控,深入研究其运动、求偶和交配行为的昼夜节律.[方法]针对番茄潜叶蛾成虫,采用视频记录和二维轨迹分析其运动;固相微萃取(solid-phase microextraction,SPME)吸附提取和气相色谱-质谱联用(gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)分析雌成虫性信息素滴度;2022年8-9月在四川省西昌市番茄大棚开展番茄潜叶蛾田间诱捕试验,根据诱捕结果分析番茄潜叶蛾成虫性信息素滴度与日龄和昼夜节律的关系,室内养虫笼内观察交配行为,并抽样解剖观察分析番茄潜叶蛾雄成虫的生殖系统发育与日龄关系.[结果]结果表明,在室内环境下,雌雄成虫的运动发生在暗期第5小时开始至光期第2小时结束,但进入暗期第5-7小时为高峰期,其运动时间和距离在雌雄及所测日龄(1-7日龄)之间均没有显著差异.番茄潜叶蛾的性信息素在1-11日龄成虫中都能检测到,日龄之间性信息素滴度没有显著差异.雌成虫性信息素在整个24 h内都可检测到,且不同时段之间信息素滴度差异不显著.交配没有显著影响雌成虫性信息素滴度.田间雄成虫被诱捕到的时间段在暗期第7小时至光期第2小时.番茄潜叶蛾成虫羽化当天就可以交配,交配率在3日龄为最高,之后则下降,交配持续时间在日龄之间没有显著差异.交配的高峰期则发生在暗期第7和10小时,进入光期之后则无新增的交配.雄成虫精巢体积随着日龄的增加而减少,依据性诱雄成虫的体积大小推算其日龄在3-7日龄.[结论]番茄潜叶蛾成虫的求偶和交配时间发生在暗期的末段,雌成虫性信息素滴度在不同日龄和昼夜节律保持持续的高水平,交配也不影响性信息素滴度.性诱雄成虫的年龄偏大,其精巢体积与7日龄的一致,多数可能已经交配.研究结果为不仅深入了解了番茄潜叶蛾成虫的求偶和交配行为,而且为开发基于性信息素的防控技术提供依据.

比较不同草地贪夜蛾引诱剂的田间诱集效果差异,筛选出长持效期引诱剂使用的缓释载体材料,为草地贪夜蛾的长期种群监测提供重要的理论依据.本研究首先将新型材料海藻酸钙/聚己内酯微球作为缓释载体应用于草地贪夜蛾引诱剂1,对其结构性能进行相关分析;通过田间诱集试验比较引诱剂1、引诱剂2、引诱剂3、引诱剂4、引诱剂5等五种不同草地贪夜蛾引诱剂的田间持续监测诱集效果;利用气相色谱仪定量比较两种诱集效果不同载体材料的引诱剂1(最优)、引诱剂2(最差)中所含性信息素组分的缓释能力.结果表明:新型材料海藻酸钙/聚己内酯微球的蛙卵状球形结可使草地贪夜蛾引诱剂1中信息素组分缓慢释放,室内静置2个月后该载体基本结构保持稳定;五种不同草地贪夜蛾引诱剂的持续诱捕能力对比为:引诱剂1＞引诱剂5＞引诱剂4＞引诱剂3＞引诱剂2,引诱剂1使用80 d仍然具有很强的引诱效果;通过对比诱集持续效果最优及最差的2种引诱剂1、引诱剂2所用载体的缓释性能,发现田间诱集持续效果最好的引诱剂1对草地贪夜蛾性信息素组分的缓释效果显著优于引诱剂2.海藻酸钙/聚己内酯微球作为载体材料可使草地贪夜蛾引诱剂的诱集持效期达80 d以上,可实现对草地贪夜蛾危害周期全覆盖,为持续开展草地贪夜蛾种群监测奠定了重要理论基础.

明确昆虫求偶及交配等生殖行为的节律,对于性信息素引诱剂的研发与田间合理应用具有重要的指导意义.本研究对番茄潜叶蛾雌虫的求偶行为和雌雄成虫的交配行为节律进行了探究.结果表明,番茄潜叶蛾雌虫主要在亮期进行求偶,亮期开始前少数个体出现求偶现象,亮期开始求偶率迅速增加,在0.5 h内达到高峰期,高峰期平均求偶率达80％以上.不同日龄求偶率不同,2～3日龄为该虫求偶最活跃龄期.番茄潜叶蛾雌雄间交配主要发生在亮期,亮期0.5 h到达高峰期,交配率达90％,与雌虫求偶高峰期吻合.番茄潜叶蛾雌、雄虫一生均可进行多次交配,雌虫7 d内最高交配4次.相对于雌雄比1∶1,雌雄比1∶2的交配率有所降低,而雌雄比2∶1的交配率和平均交配时长均有所上升.本研究证实了番茄潜叶蛾主要在亮期进行求偶和交配,且求偶和交配行为存在明显的节律性,雌、雄蛾一生均可进行多次交配.

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.

为了筛选与中华拟同形溞(Daphnia sinensis)生殖相关的基因,选择4个生长阶段的中华拟同形溞(雌性幼溞JF、成熟前1龄雌溞BM、第1成龄雌溞MA和第4成龄雌溞RF)进行转录组测序.在BM vs.JF、MAvs.JF、RFvs.JF、RFvs.MA、MA vs.BM、RF vs.BM等6个组合中,选择每个组合的前30个上调基因进行筛选,获得了 163个差异表达基因.这些差异表达基因以鱼类信息素培养的第4成龄雌溞为样本进行RT-qPCR检测,共筛选出19个与生殖相关的候选基因,选择其中2个基因(Cluster-13168.32243,Dsussp和Cluster-13168.22885,Dsmapk)进行RNAi实验.在RNAi后,Dsussp和Dsmapk基因的表达量在含有其dsRNA的大肠杆菌(Escherichia coli)浓度组均显著小于对照组(Enhanced Green Fluorescent Protein,EGFP),且与EGFP组相比,Dsmapk和Dsussp基因的表达量在2％和5％大肠杆菌浓度组分别下降了28.1％和32.3％、41.1％和55.6％.在RNAi后,中华拟同形溞在Dsussp和Dsmapk组的怀卵数及产幼溞数与对照组相比均减少,且5％大肠杆菌浓度组均小于2％大肠杆菌浓度组.随着龄数的增加,RNAi对中华拟同形溞怀卵数和产幼溞数的抑制影响均加强.因此,Dsussp和Dsmapk基因被证实在中华拟同形溞的生殖发育中起重要作用.