胰岛素是由胰岛素细胞分泌的一种分子量较小的蛋白质激素,通过细胞信号转导通路控制调节糖、脂肪和蛋白质代谢,进而对生命有机体产生影响.昆虫和线虫体内均存在胰岛素信号通路,调控其代谢、生长发育和寿命,且均与脊椎动物高度同源.模式生物黑腹果蝇Drosophila melanogaster和秀丽隐杆线虫Caenorhabditis elegans的胰岛素信号通路研究,作为一根探针,为人类胰岛素相关疾病研究提供试验模型,对生命科学的研究具有重要意义,因此有关线虫和昆虫的胰岛素研究较为深入.昆虫病原线虫(entomopathogenic nematode,EPN)作为一种重要的生物防治因子,其生命周期既包括在寄主昆虫内的寄生阶段,又包括在自然界当中的自由生活阶段.在寄生阶段,线虫体内携带的共生细菌主要通过对寄主昆虫的血液循环系统起作用,从而造成寄主昆虫的死亡,因此,EPN与寄主昆虫的血液系统有着密切的关系.综上,探讨胰岛素对EPN的影响,必须同时关注胰岛素对线虫和寄主昆虫的影响.为了能科学系统地展开胰岛素对EPN的影响并进行深入探讨,本文就昆虫和线虫胰岛素/胰岛素样生长因子的生理功能展开综述,以期为研究胰岛素对EPN影响及EPN的应用中胰岛素的干预应用提供思路及理论基础.

当昆虫类群表现为长生命周期k(k＞1)年时,成虫的羽化表现为非周期性、周期性和过渡周期性 3 种形式.非周期性即为成虫每年均羽化,周期性即为成虫每k年才羽化 1 次,过渡周期性为非周期昆虫逐渐进化为羽化周期性的必经阶段,不同年份羽化的同生群在密度上产生了显著差异,形成了小同生群和优势同生群.自然界中表现出完全羽化周期性的昆虫种类是较少的,但由于其高种群密度的成虫同步性羽化现象,对比非周期性昆虫更易暴发成灾.为明确周期性昆虫演化进程并为林区虫害防控提供理论指导,总结了周期性昆虫的种类和生活特性,不同年间的气候异质性、自然灾害、扩散到未分布区域、天敌、种间和种内竞争等因素均有可能成为过渡周期现象形成的最初驱动力,生活史延长、寄主-天敌互作、低温驱动效应、天敌不敏感-捕食者饱足效应、种间和种内竞争等是促使昆虫羽化周期性形成的可能机制.在林区管理实践中,应提前评估害虫羽化周期性产生的趋势和程度.当成虫表现出完全羽化周期性,应在集中羽化年份内采取见效快的综合防控策略,降低唯一同生群密度至经济阈值以下.当成虫表现出过渡周期性,应加大优势同生群防治力度、降低小同生群防治频率,以及采取天敌林间释放和保育技术以平衡天敌对目标害虫的不同发育阶段种群的控制作用大小,遏制或减缓天敌-寄主互作驱动下的周期性演化进程,逐渐实现由过渡周期阶段向非周期性的逆转.当成虫表现出非周期性,应减少专化性天敌的释放和针对害虫特定阶段的防治措施使用频率,优先选择作用于所有发育阶段且致死率不存在显著差异的防治手段,避免因人为干扰产生的周期性演化和进一步的成灾.

昆虫和植物是自然界生物类群中重要的组成部分,在长期进化的过程中形成了复杂的相互作用关系,如植物进化出了复杂的防御策略来抵御昆虫为害,同时,昆虫为了获取更多的生存资源也进化出了更多的适生方式.因此,分析和了解昆虫与寄主植物相互适应的研究进展对害虫的有效防治和抗虫植物的培育具有重要作用.在昆虫与寄主植物互作的研究中,植食性昆虫的口腔分泌物(唾液或反刍液)、卵分泌物、肠道合成物及微生物等作为连接昆虫和植物的中间媒介,其有效成分不仅起着诱导或增强植物防御的作用,而且部分还具有抑制或削弱植物防御的功能,因此,按有效成分发挥的作用,植食性昆虫的口腔分泌物主要可分为激发子和效应子.本文从昆虫分泌物的角度介绍了昆虫钙结合蛋白类、酶类和毒液蛋白类等效应子与脂肪酸氨基酸共轭物类、多肽类和酶类等激发子及其介导植物防御的主要方式,明确了植食性昆虫适应寄主植物防御的不同策略,不仅有助于对昆虫和植物两者互作机制的深入解析,而且为绿色有效防治害虫和植物抗性品种的选育提供新的思路.

为探究相较于其余5种榕属植物,朱红毛斑蛾Phauda flammans偏好小叶榕Ficus concinna及垂叶榕F.benjamina的原因.本文通过测量比较7种常用的园林绿化榕属植物营养物质、次生代谢物质以及物理性状,采用室内饲养观察与调查统计的方法评估朱红毛斑蛾在小叶榕和垂叶榕上的发育历期和种群生命表参数.结果发现,与黄葛树、无花果、对叶榕、高山榕和印度榕相比,小叶榕和垂叶榕叶片可溶性糖含量分别为98.47 μg/g与65.21 μg/g;可溶性蛋白含量分别为4.18 mg/g与0.95mg/g;含水量分别为0.84％与0.95％;叶片厚度分别为3.59 mm与2.65 mm;硬度分别为3.91 mN与3.49 mN;朱红毛斑蛾仅在小叶榕和垂叶榕上能完成生活史;与垂叶榕相比,取食小叶榕后的幼虫、蛹和成虫的生长发育历期更短,分别为50.25 d、11.48 d和4.28 d,种群存活率和繁殖率更高,且自然死亡排除控制指数为1.68,低于垂叶榕.说明小叶榕和垂叶榕叶片含有较高的营养物质、较低含量的次生代谢物质、较小的叶片硬度,导致朱红毛斑蛾偏好小叶榕和垂叶榕,并能完成生活史.因此在基于榕树植物的园林绿化造景过程中,应注意树种的搭配,降低朱红毛斑蛾对城市园林景观和生态效益的影响.

[目的]基于自然微栖境中两种寄生性天敌球孢白僵菌Beauveria bassiana-管氏肿腿蜂Sclerodermus guani之间存在竞争和寄生的复杂关系,探究球孢白僵菌胁迫下寄生蜂的适应性生殖策略,并综合评价寄生蜂亲代携带球孢白僵菌(简称"携菌")后对自身及其子代的致死和寄生效应.[方法]采用浸虫法用不同浓度(1 ×104,1 ×105和1 ×106孢子/mL)球孢白僵菌孢悬液(简称"菌液")处理亲代(F48代)管氏肿腿蜂雌成蜂后接入装有寄主松墨天牛Monochamus alternatus幼虫的试管中,测定亲代(F48代)雌成蜂及其子代(F49代)雌成蜂的死亡率、累计死亡率和校正死亡率、产卵前期、产卵期、总产卵量及单雌产卵量;子代(F49代)和子二代(F50代)的平均发育历期、存活率、单雌体重及性比(雄性占比),结合时间-剂量-死亡率模型(time-dose-mortality model,TDM)测定球孢白僵菌对F48和F49代雌成蜂致死过程中的剂量效应和时间效应.[结果]亲代(F48代)雌成蜂携菌量随菌液浓度升高而增加,1× 104,1 × 105和1 × 106孢子/mL浓度下平均初始携菌量为0.91 ×104,1.73 ×104和1.95 ×104孢子/雌,且能将病原菌传递给下一代(F49代),1 ×104,1 × 105和1 ×106孢子/mL浓度下平均携菌量为0.78 × 104,1.40 × 104和1.51 × 104孢子/雌;该携菌现象还影响着F48和F49代雌成蜂的寿命与繁殖及其对应子代F49和 F50代的适合度.与对照(未接种球孢白僵菌)相比,不同浓度球孢白僵菌孢悬液胁迫时,亲代(F48代)雌成蜂及子代(F49代)雌成蜂的表现发生了一系列显著变化,包括:平均产卵前期明显缩短(F48代缩短了 1.03,1.43和2.03 d;F49代缩短了 0.30,0.80和1.00 d),平均产卵期延长(F48代延长了 0.30,1.00和1.30 d;F49代延长了0.43,0.73和1.43 d),总产卵量增加(F48代增加了 4.80,17.16和10.33粒;F49代增加了 11.57,25.04和9.14粒),但单雌产卵量减少(F48代减少了 4.07,7.06和15.98粒;F49代减少了 5.30,9.37和20.47粒);同样,相应后代(F49和 F50代)适合度也呈同样变化趋势;因亲代(F48代)雌成蜂携带的不同浓度球孢白僵菌(1 ×104,1 ×105和1 ×106孢子/mL)传代,F49和F50代的幼虫发育进程加快,与F49代相比,F50代的代时分别缩短了 3.00,3.00和4.00 d;同时F50代的存活率及羽化率分别降低了 16.21％和19.40％,但单雌体重分别增加了 0.09和0.94 mg,雄性后代比例分别下降了1.95％和0.22％.TDM模型检测表明,亲代(F48代)雌成蜂在接种高浓度(1 × 106孢子/mL)菌液20 d时死亡率达到50.83％,其相应子代蜂(F49代)在羽化后第18天死亡率达到50.00％,此时球孢白僵菌对F48代雌成蜂的LT50值为22.72 d,对F49代雌成蜂的LT50值为24.52 d;而同期1 × 104和1 ×105孢子/mL浓度处理下,F48和F49代雌成蜂死亡率均低于40.00％.[结论]管氏肿腿蜂亲代雌成蜂携菌后不仅降低了自身繁殖力还会间接影响其子代的存活和发育;亲代雌成蜂的携菌浓度直接影响着自身及其子代雌成蜂的累计死亡率,且随菌液浓度升高、时间延长而增加;球孢白僵菌对管氏肿腿蜂雌成蜂致死过程中的剂量效应和时间效应存在显著的互作关系.

番茄潜叶蛾Tuta absoluta原产于南美,是一种世界检疫性害虫,严重发生时可导致主要寄主作物番茄减产80％～100％.十几年的时间,该虫已从原产地入侵扩散至几乎整个亚非欧大陆,成为世界番茄产业的重大威胁因子.该虫于2017年在我国新疆伊梨首次发现,现已传入并扩散至云南、甘肃等地区,极大地威胁我国番茄产业及其他相关产业的健康发展.在国际上,基于性信息素监测、大量诱捕和交配干扰(迷向)防治已成为防治番茄潜叶蛾切实可行的措施.为了研究高效、环保的番茄潜叶蛾种群动态监测和防治技术,本文综述了番茄潜叶蛾性信息素在其监测、早期预警和防控的研究和应用现状.番茄潜叶蛾雌虫主要在清晨释放性信息素吸引雄虫交配,成虫交配在上午7:00达到高峰.1995和1996年先后报道番茄潜叶蛾释放的性信息素的主要和次要成分及它们的合成方法;该虫性信息素的主要和次要成分分别为(3E,8Z,11Z)-十四碳三烯乙酸酯(TDTA)和(3E,8Z)-十四碳烯醇乙酸酯(TDDA),约以90∶10的比例组成性信息素.生物测定发现,TDTA对雄虫具有很强的引诱作用,与TDDA混合使用时可使引诱作用进一步增强.近年来,研究发了更高效、简便的性信息素成分合成方法,为其规模化生产与应用提供了良好条件.目前番茄潜叶蛾性信息素在国际上已被广泛应用于该虫的防控,并取得良好成效.报道的常用于监测、大量诱捕该虫的性信息素诱捕器中,以水盆式诱捕器和三角形诱捕器的效果较优;商业化诱芯所含性信息素的常见剂量为0.5,0.8和3.0 mg.田间应用时需根据作物的生境和生长阶段、危害程度、当地的自然条件等实际情况,选用相应的诱捕器类型与性信息素剂量等.此外,性信息素迷向法在番茄潜叶蛾的防治中也较为常见,其成功应用要求封闭性较高的环境.由于性信息素在番茄潜叶蛾的监测和防治中具有高效、安全、环保等优点,其相关研究成果可为我国该害虫的可持续防治策略及措施提供重要的参考.

木腐真菌是一类能够降解木材基质并利用其营养物质进行生长的生物类群,在森林生态系统的物质循环中起关键作用,是森林生态系统重要的组成部分.温带次生林生态系统是木腐真菌生长的重要区域,为了解木腐真菌在温带次生林生态系统中的群落组成,本研究选取吉林长白山次生杨桦林、辽宁白石砬子自然保护区、北京东灵山自然保护区、河南宝天曼自然保护区4个具有代表性的温带次生林开展了木腐真菌的调查.结果发现,长白山杨桦林中木腐真菌种类为73种,白石砬子为104种,东灵山为106种,宝天曼为124种,这4个地区的共有物种为18种.4个地区的优势属分别是Phellinus、Trametes、Hymenochaete和Polyporus,分别占各地区总种数的9.8％、6.7％、8.5％和8.1％.比较不同地区寄主频度-物种数的稀疏曲线发现,4个地区优势物种与当地林分中的优势寄主有着明显相关性.从4个地区木腐真菌的多样性、优势寄主选择和降解方式差异来看,林分的树种组成对木腐真菌的群落组成具有关键作用.上述地区多孔菌的属地理成分均以世界广布和北温带分布为主,具有明显的北温带成分区系特征.

木腐真菌是森林生态系统中非常重要的组成部分,能够降解倒木,实现生态系统中的物质循环.长白山阔叶红松林林分结构复杂,林内植物种类多样,倒木数量极多,为木腐真菌的生长提供了丰富的基质.为了解该林分中不同树种对木腐真菌的影响,本研究选取了长白山自然保护区25 hm2永久性大样地中325块20 m×20 m的样方,对样方中的木腐真菌进行了调查和记录,并对其中4类优势树种槭属、椴属、栎属和松属倒木上的降解真菌分别进行了统计和分析,结果发现:阔叶红松林中这4种优势寄主上的木腐真菌占所调查真菌总数的86.6％,物种数占总数95.3％,囊括了该林分中木腐真菌的绝大多数.但不同树种上的真菌种类有很大差别,4种树种上木腐真菌的种类韦恩图显示,这4类优势树种共有种类仅为7种,而各自独特种至少占本类树种倒木上真菌种类的25％,尤其松属上的独特种类数占松属真菌总数的45.7％.倒木的腐烂程度和径级对木腐真菌也有着极为重要的影响.不论哪个树种,腐烂程度为2级的倒木均生长有种类最多、数量最大的真菌;而径级大于10 em的倒木也是木腐真菌的优先选择.

在发生松树蜂的林场利用" 五点取样法" 进行调查,调查样方内树木种类、胸径大小、生长情况、蛀干害虫种类和在树干上的分布情况;同时,选取虫害木,解剖并统计不同蛀干害虫的羽化孔数量和特点,幼虫钻蛀特征和危害特点;研究松树蜂自然种群的寄主选择规律和垂直分布特点.结果表明,松树蜂在我国仅危害衰弱的樟子松,30-40年生的中龄林受害最严重,平均有虫株率为10.94% ± 8.67%.松树蜂产卵后的树皮表面有流树脂现象,呈点状或流泪状.同松幽天牛和吉丁危害状不同,松树蜂羽化孔呈正圆形,直径大小约为7 mm,分布在树干0-4.20 m的高度,其中90%的集中分布在0-3 m范围内.松树蜂幼虫坑道横截面为正圆形,无排粪孔,虫粪和蛀屑都呈粉末状,紧实堆满蛀道,颜色和蛀道周围颜色无明显差异.

[目的]近年来,温室气体尤其是CO2浓度的持续升高给自然界造成的影响一直深受关注,但大部分以植物为对象研究其对CO2浓度升高的响应,而针对植食性昆虫为对象着重昆虫的研究较少.[方法]本实验以在两种不同基因型拟南芥(野生型wt和水杨酸途径信号缺失体npr1上取食的桃蚜Myzus persicae为研究对象,以大气CO2浓度为影响因子,利用高通量筛选技术研究了大气CO2浓度升高对桃蚜转录组基因表达的影响.[结果]研究表明:大气CO2浓度升高仅增加了npr1突变体上的桃蚜体重,而对野生型上的桃蚜体重没有影响.此外,正常CO2浓度下取食npr1突变体的蚜虫相较于取食野生型体重显著降低.通过对不同处理下桃蚜的转录组数据进行分析发现:正常CO2浓度下,取食npr1突变体相较于取食野生型wt拟南芥,蚜虫体内基因有661条表达上产生显著差异变化,主要富集于12条通路;CO2浓度升高条件下,取食不同基因型拟南芥的蚜虫体内差异基因降至536条,主要富集于15条通路;不同CO2浓度下,取食wt植株的蚜虫有220条基因产生差异表达,主要富集于9条通路;不同CO2浓度下,取食npr1突变体的蚜虫有274条差异基因,主要富集于16条通路.正常CO2浓度下取食不同基因型拟南芥与不同CO2浓度下取食npr1突变体的蚜虫共同富集于4条通路:内质网内蛋白加工,蛋白酶体,丙酮酸代谢以及抗原的加工与呈递过程.[结论]CO2浓度升高对蚜虫生长发育的影响存在寄主基因型特异性,CO2浓度升高对取食npr1植株上蚜虫生长发育的促进作用主要通过增加蚜虫体内氨基酸、糖类以及脂肪等基础代谢进行调节.