传粉服务是人类社会持续存在与发展所依赖的重要生态系统服务之一,野生蜂作为重要的传粉者易受到气候变化、农业集约化、景观转变导致的自然生境丧失等因素的影响.通过种植蜜源植物营建传粉昆虫栖息地是一项重要生态系统传粉服务调控手段.本研究于苹果花期调查北京市昌平区22个苹果园内野生蜂现状和地表开花植物及其特征,分析野生蜂多样性对果园内开花植物物种丰富度、花色丰富度、花序类型丰富度、开花植物盖度、草本层盖度、不同花色盖度的响应,以期为野生蜂栖息地营建的蜜源植物选择提供参考.结果表明:苹果花期共在研究区捕获野生蜂3517头,分属5科13属49种;调查到与苹果园花期重合的地表开花植物共21种,统计花色5种,花序类型9种;总野生蜂群落Shannon多样性指数、均匀度指数、社会性蜜蜂丰富度与开花植物物种数呈显著正相关关系;总野生蜂群落丰富度、社会性蜜蜂丰富度、地下筑巢蜜蜂丰富度与花色丰富度呈显著正相关关系;隧蜂科蜜蜂多度与花色丰富度呈显著负相关关系;总野生蜂群落Shannon多样性指数、均匀度指数与花序类型丰富度呈显著正相关关系;切叶蜂科蜜蜂丰富度与白色花盖度呈显著负相关关系;切叶蜂科蜜蜂丰富度、社会性蜜蜂多度、地上筑巢蜜蜂丰富度与紫色花盖度呈显著正相关关系.其余不同科、不同生活方式、不同筑巢类型野生蜂群落与果园内开花植物物种丰富度、花色丰富度、花序类型丰富度、开花植物盖度、草本层盖度、不同花色盖度暂未发现显著相关性.本研究表明,苹果园花期果园开花植物及其特征多样性的增加能够提升果园野生蜂多样性,增加紫色花盖度有利于促进切叶蜂科蜜蜂、社会性蜜蜂、地上筑巢蜜蜂的多样性.

2023年3月及6月,本课题组在浙江省丽水市和安徽省池州市进行翼手目物种多样性资源调查期间,使用蝙蝠竖琴网及昆虫网采集到一批蝙蝠标本.其中10号(1♂,9♀)体型较小,头体长43.34～47.12 mm,前臂长34.37～37.87 mm.耳廓尖长,耳屏较短,其长不及耳长一半;体毛柔软而浓密,背毛基部至毛尖呈黑色至深棕色,腹毛基部至毛尖呈深灰色至浅灰色;后足长8.22～9.49 mm,胫骨长16.08～17.23 mm,后足较长,超过胫骨长之半;股间膜和翼膜呈棕色,且翼膜附着于踝关节以下的跖骨处.颅骨细弱,颅全长14.92～15.82 mm,脑颅宽7.46～8.04 mm,额骨处倾斜明显,脑颅稍膨大圆润,颅顶较平,颧弓较细.上述外形及头骨特征与霍氏鼠耳蝠(Myotis horsfieldii)相吻合.同时,基于细胞色素b基因(Cyt b)的系统发育学证据亦支持上述鉴定结果.本发现为霍氏鼠耳蝠在浙江省和安徽省翼手目分布新记录,丰富了该种的基础生物学资料,扩大了对其地理分布范围的认知.

目的:通过对西北地区某内陆厂址进行生态环境调查，选定厂址附近优势昆虫物种中华牛角螽( Damalacanthavaccasinica B．-Bienko)作为建立剂量学模型参考物种，将计算结果与电离辐射的环境危害：评价与管理(ERICA)软件计算结果进行比较，验证本次建立昆虫剂量学模型可行性。 方法:针对中华牛角螽，建立基于解剖学和几何学的简化解剖学模型和基于CT断层扫描获得中华牛角螽断层序列图像建立体素模型；结合蒙特卡罗粒子输运过程，得到放射性核素粒子在昆虫组织/器官中沉积能。根据经验公式，得到昆虫剂量系数(DCs)，计算出 90Sr、 137Cs对中华牛角螽的剂量率。 结果:90Sr、 137Cs对中华牛角螽简化解剖学模型整体平均内照射剂量率结果分别为8.58×10 -2、4.25×10 -3μGy/h；外照射剂量率结果分别为2.81×10 -2、2.56×10 -1μGy/h。 90Sr、 137Cs对中华牛角螽体素模型整体平均内照射剂量率结果分别为3.91×10 -2、2.91×10 -3μGy/h；外照射剂量率结果分别为1.18×10 -2、1.12×10 -1μGy/h。ERICA软件 90Sr、 137Cs对生物整体内照射剂量率结果分别为1.46×10 -1、1.46×10 -2μGy/h，外照射剂量率结果分别为5.79×10 -2、2.58×10 -1μGy/h。 结论:本次建立的昆虫剂量学模型计算结果与ERICA软件结果总体相当，证明本次建立的剂量学模型所得结果可靠。随着建立模型精确度提高，计算结果也更接近实际情况，说明本次建立的剂量学模型计算结果可信。

[目的]载脂蛋白(apolipoprotein,apoLp)在动物实现其各项生理功能中发挥着重要作用,但如何影响稻飞虱生长发育等尚未见报道.本研究旨在明确载脂蛋白apoLp在褐飞虱Nilaparvata lugens取食、存活和繁殖中的作用.[方法]基于褐飞虱基因组获得载脂蛋白编码基因NlapoLp全长开放阅读框(ORF)序列,并分析其蛋白序列;使用邻接法将NlapoLp与其他昆虫物种的同源序列进行聚类分析;利用RT-qPCR检测NlapoLp在褐飞虱不同发育阶段(卵、1-5龄若虫以及刚羽化的短翅型雌雄成虫)、短翅型雌成虫不同组织(去除唾液腺的头部、唾液腺、中肠、脂肪体和卵巢)中的表达量;通过对褐飞虱3龄若虫显微注射dsNlapoLp进行RNAi,利用RT-qPCR检测RNAi后NlapoLp的表达量,之后调查不同发育阶段虫体RNAi后褐飞虱在寄主水稻上的单雌蜜露分泌量、若虫存活率和单雌产卵量.[结果]序列特征分析发现NlapoLp有1个信号肽及5个保守结构域,但无跨膜结构域.系统进化树显示褐飞虱NlapoLp与灰飞虱Laodelphax striatellus LsapoLp和白背飞虱Sogatella furcifera SfapoLp的进化关系最近,然后与其他半翅目昆虫紫苑叶蝉Macrosteles quadrilineatus、烟粉虱Bemisia tabaci和茶翅蝽Halyomorpha halys的apoLp聚为一支,表现出较近的亲缘关系.RT-qPCR结果显示,NlapoLp在褐飞虱各个发育阶段均表达,在短翅型雌成虫中的表达量较高;在短翅型雌成虫中肠、脂肪体和唾液腺中高表达,在其他组织中低表达.对褐飞虱显微注射dsNlapoLp可以显著降低NlapoLp的表达,经RNAi后褐飞虱在寄主水稻上的单雌蜜露分泌量、若虫存活率和单雌产卵量均比对照组(注射dsGFP)的显著降低.[结论]载脂蛋白基因NlapoLp在褐飞虱各发育阶段和短翅型雌成虫各组织均表达,经RNAi沉默NlapoLp可显著影响褐飞虱的正常的取食、生长发育和繁殖.研究结果为深入探究载脂蛋白在昆虫致害水稻中的作用机制奠定了基础,并提供了害虫高效防控的关键靶标.

蚤亚科(Pulicinae)隶属于蚤目(Siphonaptera)蚤总科(Pulicoidea)蚤科(Pulicidae),是啮齿动物和猫犬常见的嗜血性体外寄生虫.已测定的蚤亚科共3属5种(猫栉首蚤、犬栉首蚤、东洋栉首蚤、印鼠客蚤和人蚤),其线粒体基因组的结构特征和变异情况具有以下特点:线粒体基因组保留了节肢动物典型的排列模式,未发生基因缺失、增加和重排现象;AT含量较高,且AT-偏斜和GC-偏斜均为负值,与大多数全变态类昆虫一样,密码子使用度具有明显的偏好性;人蚤的丝氨酸转运RNA(trnS1)呈典型的三叶草结构,其余物种与后生动物一样trnS1缺失D-臂,且5种蚤亚科物种的trnS1以UCU为反密码子代替了常见的GCU;蚤亚科控制区偏大,最大可达7 kb以上,主要以二核苷酸重复为主,NADH脱氢酶亚基4(nad4)～nad4L之间存在7 bp的保守重叠区,与多数全变态类昆虫一致.本文以期对今后蚤亚科在全变态类昆虫中的演化提供参考.

CRISPR/Cas9基因编辑系统自问世以来,极大地推进了人类对生物基因功能的认识.CRISPR/Cas9通常采用显微注射昆虫胚胎的途径来递送基因编辑试剂,由于昆虫具有多种生殖方式,因此对于某些昆虫种类如具有坚硬卵鞘的蟑螂和胎生的蚜虫等,应用传统的CRISPR/Cas9系统的递送方式来了解其基因功能就难以实现.目前,在传统的CRISPR/Cas9递送方式上发展出来的不需要注射昆虫早期单细胞胚胎的方法已有相关报道:ReMOT(receptor-mediated ovary transduction)和 DIPA-CRISPR("direct parental"CRISPR),它们可以将编辑试剂直接注射到成年雌性个体的血腔中,能够有效地在发育中的卵母细胞中引入遗传突变,同时简化了基因编辑的过程,这类方法已经成功应用于埃及伊蚊、德国小蠊和赤拟谷盗等昆虫的研究.本文对CRISPR/Cas9系统的结构、作用机制、传统递送方式及其发展出的ReMOT和DIPA-CRISPR递送方法在昆虫研究中的应用现状与前景进行了综述,以期为更多物种的基因编辑研究提供参考.

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.

景观破碎化对物种的影响依赖于斑块属性,斑块属性体现了斑块的类型、面积、形状及其与周围斑块间关系.然而,在破碎化农业景观中这些斑块属性对关键物种的联合影响仍知之甚少.选取中国海南地区的典型农业破碎化景观,实测了 180 个斑块中三类关键物种,分别为害虫-橡胶材小蠹虫(Xyleborus affinis)、传粉昆虫-中华蜜蜂(Apis cerana)和天敌物种-玉米螟赤眼蜂(Trichogrammatid ostriniae Pang et Chen),刻画了各斑块属性,包括斑块类型、斑块面积、形状指数、距天然林距离、是否与橡胶接触、景观中天然林所占比例、是否有林下植物,并使用 3 种机器学习模型(神经网络、随机森林、支持向量机)拟合斑块属性与三类物种丰富度关系,解析斑块属性的相对重要性.结果表明,与支持向量机和神经网络相比,随机森林模型对三个物种的丰富度预测效果均最好,其R2在橡胶材小蠹虫、中华蜜蜂和赤眼蜂中分别达到 0.785、0.845 和 0.798;基于随机森林模型的结果表明,斑块类型对橡胶材小蠹虫和中华蜜蜂丰富度相对重要性高于其他斑块属性;斑块面积对赤眼蜂丰富度影响高于其他斑块属性,且与斑块类型存在交互作用;橡胶林中橡胶材小蠹虫与中华蜜蜂丰富度高于天然林和其他斑块类型,玉米螟赤眼蜂丰富度则在天然林与农田中最高.研究揭示了斑块属性对不同物种丰富度的相对影响,阐明了斑块类型在不同物种中的重要作用,并证实了机器学习是推导斑块属性对物种影响的有效方法.

海南岛是与周边大陆存在地理隔离的大陆性岛屿,探索该岛屿与邻近大陆上生物的遗传分化有助于理解地理隔离对生物遗传分化的影响.在海南岛及其周边大陆 15 个地点采集两种鳞翅目天蛾科(Lepidoptera:Sphingidae)昆虫(绿带闭目天蛾Callambulyx rubricosa 88 头和构月天蛾Parum colligata 57 头),选择线粒体基因COI、Cytb和核基因 EF-1α作为分子标记开展遗传多样性研究.基于COI-Cytb分析的结果表明,两物种的核苷酸多样性均较低(分别为 0.00434 和 0.00818),且均在广东广西、越南和海南岛群体之间存在明显的谱系地理结构.两个物种在三个群体间均检测出低水平的基因流(Nm分别为0.09-1.22 和0.18-0.57)和高水平的遗传分化(FST分别为 0.29-0.84 和 0.47-0.73).两个物种最高的遗传分化都发生在海南岛与大陆群体之间,且海南岛群体的单倍型数量少于周边大陆群体.Mantel检验结果表明遗传距离与地理距离之间存在显著正相关关系,中性检验结果表明两个物种均未经历显著的种群扩张.综上,研究认为绿带闭目天蛾(C.rubricosa)和构月天蛾(P.colligata)的海南岛群体与邻近大陆群体间的基因交流较少,遗传分化程度较高,推测地理隔离可能是其产生遗传分化的重要原因之一,这一结果将为海南岛生物多样性的保护提供宝贵的建议.

2022年6-11月对大熊猫国家公园成都片区的昆虫资源开展了初步调查,共采集昆虫标本1214号,经鉴定隶属于13目95科424种.在昆虫类群组成上,鳞翅目Lepidoptera占优势,其次为鞘翅目Coleoptera、半翅目Hemip-tera,物种数占比分别为58.96％、17.45％、6.37％.区内分布有国家二级保护昆虫2种(三尾凤蝶Bhutanitis thaidina和喙凤蝶Teinopalpus imperialis),全国危险性林业有害生物2种(星天牛Anoplophora chinensis和云斑白条天牛Batoc-era horsfieldi).3种生境类型的昆虫多样性分析结果表明:Shannon-Wiener多样性指数和丰富度指数为次生林(6.63,29.62)＞人工林(6.53,22.48)＞居民农耕地(6.12,19.84);优势度指数为居民农耕地(0.07)＞次生林(0.06)＞人工林(0.04);均匀度指数为人工林(0.94)＞居民农耕地(0.91)＞次生林(0.88).本调查结果丰富了大熊猫国家公园成都片区的昆虫资源基础数据,为生物多样性保护、评价和有害生物防控提供了依据.