[目的]锈色棕榈象Rhynchophorus ferrugineus为危害棕榈科植物的重要入侵害虫,为获得该害虫气味结合蛋白(Odorant binding protein,OBP)的三维结构,从而基于计算反向化学生态学方法筛选潜在对该害虫行为具有调控作用的挥发物用于防控奠定基础.[方法]以蛋白质数据库中已经报道的昆虫OBP晶体结构为模板,采用同源建模方法构建获得了该害虫2个OBP的三维结构.模建结构通过Procheck、Verify_3D和ERRAT进行评价,得到的评估分值均表明模建结构质量高.[结果]三维模建结构显示,这2个锈色棕榈象OBP由6个 α-螺旋和连接这些螺旋的回折构成,6个半胱氨酸形成的3对二硫键起到了稳定结构的作用.[结论]模建结构的获得,为今后通过分子对接筛选潜在的活性挥发物用于防控锈色棕榈象奠定了基础.

采用文献计量学的方法,统计2011—2016年中国昆虫学研究者发表的SCI与CSCD论文,客观地计量分析中国昆虫学研究的发展.在Web of ScienceTM核心合集中共检索到中国昆虫学研究者发表SCI文献6589篇,被引频次40649,论文来源于2899个研究机构,来源出版物1461种.研究的主要内容表现为昆虫生物化学与分子生物学、杀虫剂及其抗性生理、昆虫系统发育及分类学、昆虫的发育及生理学、害虫防治等方面.在CSCD中共检索到中国昆虫学研究文献6407篇,被引频次7641,文献来源于2833个研究机构,来源出版物282种.研究的主要内容为昆虫分类学、昆虫生物化学与分子生物学、昆虫生理生态学、种群生物学、害虫生物防治及天敌与资源昆虫研究,昆虫超微结构、昆虫生物多样性与群落结构等方面.中国昆虫学研究形成了核心作者群,研究机构与研究人员与国内外的机构与团队有较广泛的合作,SCI研究论文数量逐年增加,论文被引用频次也迅速增加.CSCD昆虫学研究论文被引用频次迅速增加,但文献数量呈下降趋势.中国农业科学院植物保护研究所、中国科学院动物研究所等单位集中了中国昆虫学研究优势力量,在促进中国昆虫学学科发展中发挥了重要作用.

研究嗜虫书虱触角的超微结构及其在交配行为中的作用,对于其生物学和行为学具有重要的意义.本研究利用Quanta 250型扫描电镜对嗜虫书虱触角超微结构进行研究,在LeiCAEZ4HD型解剖镜下用WPI500374型显微剪刀分别剪去雌、雄虫触角及触角不同部位后,利用Smartzoom 5型超景深显微镜观察其交配行为.研究结果表明,嗜虫书虱雌、雄虫触角形态类似,均属于线状触角,由柄节、梗节和鞭节组成,鞭节分13个亚节,成虫触角感受器主要有微毛形感受器、刺形感受器(SC1、SC2)、锥形感受器(SB1、SB2)和B(o)hm氏鬃毛4类感受器6种形态,绝大部分触角感受器分布在雌雄触角的背面、腹面和外侧面,两性间触角感器的类型和分布无明显差异,但数量差异明显(雌、雄虫感受器的数量分别约为8280和7240).嗜虫书虱触角在交配行为中起到重要的作用,其中雌虫触角的梗节在交配过程中起主要作用,其次是柄节,再次是鞭节;雄虫触角的鞭节部位起着主要的作用,其次是柄节和梗节.结合其交配行为并参考其他昆虫触角感受器的研究结果,推测雌虫触角柄节和梗节上分布的B(o)hm氏鬃毛和雄虫触角鞭节上分布的微毛形感受器在两性识别中起着主要作用,雌、雄虫触角上分布的两种刺形感受器(SC1、SC2)和两种锥形感受器(SB1、SB2)在交配过程中有机械感受的作用.本研究结果为嗜虫书虱的行为生物学、化学生态学和电生理学的研究提供参考.

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.

横裂是水螅体世代向水母体世代转变的重要阶段.对水螅体横裂诱发条件及调控分子机制的研究不仅对水母爆发生态学和水母人工繁育具有重要意义,而且对比较研究两栖类、昆虫以及刺胞动物等具有复杂生活史生物的变态分子机制起源也具有很好的理论价值.现有研究表明,诱发水螅体横裂的自然环境因素有温度、光照、盐度和共生虫黄藻等,不同门类水母的横裂方式以及环境诱导因素各不相同.能够诱导水螅体横裂的化学因素有吲哚类化合物、9-顺式维甲酸、碘元素和过氧化氢等,其中吲哚类化合物对绝大多数水母水螅体都有诱导作用.尽管水螅体横裂的分子机制尚未明晰,但对海月水母的研究表明,RxR信号通路以及一种横裂诱导激素前体假定蛋白CL390在水母横裂过程中起着重要的作用,提示水母变态分子机制与两栖类和昆虫在分子水平上存在一定程度的共性.

从开花物候、花朵数量性状、花粉活力、花粉组织化学、柱头可授性、花粉在柱头上的萌发状况、杂交指数、花粉胚珠比、传粉媒介以及繁育系统等方面,研究了外来入侵植物美洲商陆(Phytolacca americana)的传粉生态学特性,为揭示该物种成功入侵的机理提供依据.结果 表明:美洲商陆种群花期可达45～70 d,单花花期为2～3d,可进一步分为杯状花期、花瓣平展期、花瓣下垂期、花瓣反卷期;花冠直径在下垂期最大且不超过1 cm,花药与柱头间距离在1 ～2.5 mm,有利于自交的发生;花瓣平展期与花瓣下垂期花粉活力差异显著(P＜0.05),杯状花期与花瓣平展期花粉活力差异不显著(P＞0.05),花瓣平展期花粉活力可达85％;雌蕊柱头可授性在花瓣平展期最强;杯状花期合生柱头开裂,花瓣平展期柱头9～ 10裂,接受花粉的表面积增大;花药散粉时间与合生柱头开裂时间相吻合,有助于柱头接受花粉;扫描电镜下观察到花粉在花瓣平展期的柱头上已萌发;每朵花可提供1667～3222粒花粉,胚珠9～10个,花粉胚珠比(P/O)为340.88±34.99,表现为兼性自交;美洲商陆杂交指数(OCI)为3,花粉粒属于含脂型,主要传粉昆虫有蜜蜂、胡蜂、食蚜蝇、细腰蜂.综上所述,美洲商陆自交亲和,花粉活力高、柱头可授性强,且高花粉活力与强柱头可授性出现在相同的时期,增加了花粉落置柱头及在柱头上萌发的几率;虫媒花,访花者行为与花朵相适应,有利于提高坐果率,这样的繁殖机制与传粉特点是美洲商陆成功入侵的主要因素之一.

如何提升农田景观的生态服务功能是当前景观生态学和害虫防治学的前沿研究热点.基于区域农田景观格局可显著调节植物-植食性昆虫-天敌之间相互关系的理论基础,本文系统概括总结了农田景观格局及其变化对农田重要天敌多样性与生态控害功能的影响.从不同天敌类群的角度,分析了农田景观格局对捕食性天敌、寄生性天敌、有益微生物及其生态控害功能的调控作用.同时,对优化农田景观作物布局、采取合理的植被生境管理策略进行了展望.本文可为应用植被生境管理提升农田景观中天敌的生态系统服务功能提供参考,进一步促进区域生态农业响应“化学农药减量施用”的战略目标提供理论支撑.

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.

昆虫主要依赖其复杂且灵敏的化学感受系统来识别并区分外界环境中的各种化学信号.嗅觉是负责嗅觉信号传导的感官方式,能够引起昆虫觅食、产卵、交配和躲避天敌等对生存和繁殖至关重要的行为反应.在嗅觉感知过程中,气味结合蛋白(odorant binding proteins,OBPs)最先与外界脂溶性化学物质相互作用,并将其转运至化学受体神经元上,激活树突膜表面分布的嗅觉受体(olfactory receptors,ORs),是嗅觉系统正常运行的必需蛋白.近年来,随着高通量测序和分子生物学技术的快速发展,越来越多的昆虫OBPs相继得以鉴定并开展功能研究.昆虫OBPs是一类可溶性的小分子蛋白,一般由6个α-螺旋构成一个稳定、紧密的疏水性结合腔,其构象变化因昆虫种类和配体结构不同而有所差异.OBPs的分布不受限于嗅觉器官,还在口器、足、中肠、腺体等非嗅觉组织中表达,具有嗅觉识别、味觉感受、营养物质转运、信息素合成与释放、组织发育与分化等生理功能.OBPs行使以上功能的共同特性为结合和溶解包括信息素组分、普通气味分子和非挥发性物质等的疏水性小分子物质.昆虫OBPs的稳定性和多功能性暗示其可广泛应用于害虫防治、生物传感器、分析化学、生态学等多个领域.本文对过去20多年来昆虫OBPs的相关研究进行综述,为进一步深入开展OBPs的功能研究提供理论参考.

昆虫体内定殖着大量微生物,经过漫长协同进化,昆虫与这些微生物构建了共生体系,这些昆虫共生微生物参与整个生态过程,对于生态系统中物质转化与交换、能量流动与利用、信息传递与调控等均发挥着重要作用.昆虫共生细菌具有丰富的物种多样性;昆虫与其共生细菌之间通过化学机制、生理机制、生态学机制和遗传学机制构建复杂的共生体系;昆虫为细菌提供稳定的生境并共享特定的代谢途径,共生细菌则协助宿主营养代谢,提供食物中缺乏的养分,促进昆虫生长和繁殖;通过分泌抗菌肽、毒素等,细菌能增强昆虫对寄生物的防御能力和抗病性,并通过调节昆虫对非生物因子的抗逆性和耐药性,扩大昆虫的生态位.昆虫共生细菌在农林牧渔业可持续安全生产与医药研发等领域具有应用潜力和广阔的发展前景.