[目的]化学感受蛋白(Chemonsensory proteins,CSPs)是一类可溶性小分子蛋白质,广泛存在于昆虫的触角及其他感受器中,参与昆虫的化学感受行为,在昆虫化学感受系统中发挥重要的作用,本文旨在探究Amel-CSP1、Amel-CSP2和Amel-CSP6在意大利蜜蜂成年工蜂中的时空表达水平及生理功能.[方法]首先通过荧光定量PCR技术检测了Amel-CSP1、Amel-CSP2和Amel-CSP6在哺育蜂和采集蜂的触角、头部、胸部、腹部和腿的表达水平;然后又对不同日龄工蜂(1,6,12,18,28日龄)触角中Amel-CSP1、Amel-CSP2和Amel-CSP6的表达情况进行检测.[结果](1)Amel-CSP1在工蜂的触角和头部都有较高的表达水平,其在工蜂触角中的表达水平显著高于其他部位(P<0.05);Amel-CSP2在哺育蜂触角中表达水平最高,显著高于其他部位(P<0.05),而其在采集蜂头部的表达水平最高,显著高于其他部位(P<0.05);Amel-CSP6在哺育蜂和采集蜂的头部表达量最高,其在触角、胸部也有较高表达水平.(2)Amel-CSP1在工蜂触角中的表达水平随日龄的增长而增加,其在28日龄的表达水平显著高于其他日龄(P<0.05);Amel-CSP2在1日龄和12日龄工蜂触角的表达量最高,显著高于其他日龄(P<0.05);Amel-CSP6在28日龄工蜂触角中的表达水平最低,显著低于其他日龄(P<0.05).[结论]Amel-CSP1、Amel-CSP2、Amel-CSP6在意大利蜜蜂成年工蜂中的表达具有明显的时空特异性,这对进一步探测意大利蜜蜂CSPs家族的生理功能提供了研究方向和理论基础,具有一定的生物学意义.

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.

[目的]昆虫的气味结合蛋白(odorant binding proteins,OBPs)与嗅觉识别密切相关,在触角感受器淋巴液内运输外界的脂溶性气味分子顺利到达嗅觉受体过程中起着关键的作用.本研究对柑橘大实蝇Bactrocera minax的气味结合蛋白基因进行了克隆和表达分析,旨在更好地了解气味结合蛋白在柑橘大实蝇嗅觉识别中的作用及为进一步研究柑橘大实蝇嗅觉传递的分子机制奠定基础.[方法]利用RT-PCR和RACE技术克隆柑橘大实蝇的气味结合蛋白基因,并进行生物信息学分析;构建重组表达载体pET28a(+)-BminOBP25,转化到大肠杆菌Escherichia coli BL21(DE3)中,SDS-PAGE及Western blotting鉴定重组表达蛋白;采用荧光定量PCR检测该基因在柑橘大实蝇成虫不同组织中的表达.[结果]克隆获得柑橘大实蝇气味结合蛋白基因的cDNA全长序列,命名为BminOBP25(GenBank登录号:MH181875).测序结果表明,BminOBP25开放阅读框全长447 bp,编码148个氨基酸,预测分子量为17.5 kD,编码序列具有OBPs典型的6个保守半胱氨酸和6个α螺旋区域特征.在IPTG诱导下目标蛋白以6×His标签融合蛋白的形式在宿主菌中得到稳定表达.荧光定量PCR分析表明,BminOBP25 mRNA在成虫触角、头(去除触角)、胸、腹、足、翅和产卵器中均有表达,其中在触角、头(去除触角)、足和产卵器中表达量较高.[结论]BminOBP25在柑橘大实蝇成虫触角、头、足和产卵器中具有高转录活性,提示该基因在非嗅觉组织中可能也具有生理功能,特别是可能在昆虫的取食与产卵地选择过程中起重要作用,其功能还需深入研究.本研究实现了BminOBP25基因的原核表达,为深入研究BminOBP25基因的功能奠定基础.

梨小食心虫是果树上的一种重要害虫.本文采用扫描电子显微镜技术(SEM)对成虫离体触角外部形态进行观察,以Onagbola和Fadamiro (2008)为分类标准,对梨小食心虫的触角感受器重新进行分类.结果显示,梨小食心虫触角为线状,由柄节、梗节和鞭节构成,鞭节细分为38-45个亚节.雌、雄蛾共有8种触角感受器,分别为无孔栓锥形感受器、无孔 B(o)hm's鬃毛、单孔刺形感受器、多孔毛形感受器、多孔锥形感受器、多孔腔锥形感受器、多孔耳形感受器和芽孢形感受器(只在雌蛾触角上观察到).感受器在类型、形态和数量上存在雌雄二型现象.耳形感受器数量在雌雄间差异显著,雌雄蛾刺形感受器、栓锥形感受器、毛形感受器、锥形感受器、腔锥形感受器长度差异显著,并对其功能进行了推测.

[目的]克隆并分析棉铃虫Helicoverpa armigera生物钟基因Double-time(Dbt),明确该基因的昼夜表达模式,探讨其表达水平的影响因子,为研究夜蛾科昆虫复眼中生物钟基因的作用机制奠定基础,为理解外周组织中生物钟基因功能提供参考.[方法]采用RT-PCR和RACE技术从2日龄棉铃虫雌成虫复眼中克隆生物钟基因Dbt,并利用在线网站和软件进行生物信息学分析.采用qPCR技术检测棉铃虫雌、雄成虫不同组织(头、脑、复眼、触角、胸、腹、足和翅)中Dbt的表达水平;检测光周期14L∶ 10D和持续黑暗(DD)下雌、雄成虫头和复眼中Dbt的昼夜表达模式;在暗期用棉铃虫敏感波段光(UV、蓝光和绿光)照射2日龄成虫6h,检测复眼中Dbt表达水平的变化;在暗期进行雌、雄成虫交配,检测交配结束及3h后复眼中Dbt表达水平的变化.[结果]成功克隆到棉铃虫生物钟基因Dbt的cDNA序列,命名为HeDbt(GenBank登录号:KM233159),开放阅读框长1026bp,编码314个氨基酸组成的多肽.HeDbt理论推测分子量为39.79 kD,等电点(pI)为9.55,不具有跨膜拓扑结构,包含典型的昆虫DBT蛋白保守区域,其与甜菜夜蛾Spodoptera exigua和柞蚕Antheraea pernyi DBT的同源性较高,氨基酸序列一致性分别为99％和97％.qPCR结果表明,HeDbt在成虫各组织中均有表达,在头、脑和复眼中表达水平较低,在胸和腹中表达水平较高;在14L∶ 10D和DD下,头和复眼中HeDbt未呈现明显的昼夜表达节律.暗期光照和交配后,复眼中HeDbt的表达均显著下调,但雌、雄成虫间HeDbt表达水平整体相似.[结论]成功克隆得到棉铃虫生物钟基因HeDbt,其在棉铃虫成虫头和复眼中表达水平较低,且不具有昼夜规律性,但复眼中Dbt的表达受到光照和交配的影响.本研究为进一步探索夜蛾外周组织生物钟基因功能奠定了基础.

[目的]本研究旨在观察扁角豆芫菁Epicauta impressicornis主要触角感器的形态特征,为进一步开展扁角豆芫菁生物学和行为机制研究提供基础参考,也为今后的触角感受器电生理研究提供前提条件.[方法]对扁角豆芫菁E.impressicornis雌雄成虫触角感器进行了扫描电镜观察,并对雌雄成虫触角感器数量、分布及其差异进行了统计和比较分析.[结果]结果表明,其雌雄成虫触角感器存在性二型现象,二者的感器类型、数量及分布既有共性又存在明显差异.雌雄成虫触角共有的感器分为7种,即2种刺形感器(CH1和CH2),2种锥形感器(SB1和SB2),1种B(o)hm氏鬃毛(BB),1种耳形感器(SA)和1种钟形感器(CA);雄虫触角特有的感器类型包括1种刺形感器(CH3)和1种锥形感器(SB3),而雌性触角特有的感器类型包含2种锥形感器(SB4和SB5)和1种凹槽钉形感器(GP).[结论]扁角豆芫菁成虫触角感受器类型丰富多样.根据触角感受器的形态、分布以及与之前报道结果的比较分析,推测其功能可能为信息素感器(CH1)、化学感器(CH2和GP)、嗅觉受体(CH3,SB1-SB5,SA和CA)、机械感器(BB)和温度感器(GP和CA).

为了解草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda(Smith)幼虫头部感受器的种类、 形态、 分布和数量,利用FlexSEM-1000型扫描电镜观察了草地贪夜蛾5龄幼虫头部、 触角和口器,明确了头部超微形态特征及感受器种类、 分布及数量.该虫5龄幼虫头部共有4种类型感受器,分别为毛形感受器(ST)、 刺形感受器(SC)、 锥形感受器(SB)和栓锥形感受器(SS),其中触角上着生2个锥形感受器、1个刺形感受器、1个毛形感受器和1个栓锥形感受器;左上颚和右上颚各分布有1对刺形感受器;下颚及下颚须上共分布有2个毛形感受器、2个刺形感受器和2个栓锥形感受器;下唇须上有2个刺形感受器;在吐丝器前方两侧有1对刺形感受器.

[目的]本研究旨在观察菊小长管蚜Macrosiphoniella sanborni各虫龄和翅型的鉴别特征,以及其触角感器的超微结构,从而为鉴别菊小长管蚜虫龄和研究菊小长管蚜感器功能以及气味识别机制提供参考.[方法]借助超景深显微镜以及扫描电子显微镜分别对各型菊小长管蚜整体形态和触角感器超微结构进行观察,并对触角感受器的数量、分布和大小进行统计和比较分析.[结果]结果表明,翅芽、腹末投影角、以及尾片等定性指标可被用于菊小长管蚜虫龄高效鉴别.尾片形状可用于区分成蚜和若蚜;翅芽有无可用于区分3和4龄若蚜的有翅蚜与无翅蚜;翅芽形状可用于区分3龄与4龄的有翅若蚜;腹末投影角可用于区分3龄和4龄的无翅若蚜;2龄若蚜与3龄若蚜可通过触角节数进行区分.菊小长管蚜触角为丝状,1和2龄若蚜触角分5节,其余龄期为6节.其触角上共有5种形态特异的感器:板形感器、腔锥形感器、毛形感器Ⅰ、毛形感器Ⅱ、钟形感器.成蚜与若蚜在触角节数、感器类型和感器数量上存在差异;有翅蚜与无翅蚜在感器类型、数量以及分布位置上也存在差异.[结论]通过翅芽、腹末投影角以及尾片发达程度等形态指标可以准确地鉴别各型菊小长管蚜;不同翅型不同虫龄的菊小长管蚜触角感器的类型、数量以及分布位置存在差异,这些差异可能直接影响着其在定位寄主植株时的行为表现.

有瓣蝇类隶属于昆虫纲双翅目,其物种多样性高,适应能力强,生态类型丰富,与人类关系密切,是开展昆虫适应演化研究的理想类群.触角是有瓣蝇类最重要的嗅觉感受器官,在其精准寻找食源,高效完成交配、产卵等生活史环节中都起着获取外界信息的关键作用.目前已有大量对于有瓣蝇类触角感受器的研究,但这些研究对触角感受器形态名词的使用存在诸多差异、混乱和歧义,使得不同研究间难以相互参考.本文统一了之前研究中有瓣蝇类触角上常见的各类感受结构的不同名词;并结合其它昆虫类群的相关研究,综述了各类感受器在形态和功能方面的研究进展;探讨了该领域中尚待解决的问题.

[目的]明确绿豆象Callosobruchus chinensis幼虫的龄期,了解其末龄幼虫头部感受器的种类、形态和分布.[方法]测量绿豆象幼虫体长、头壳宽和上颚宽,根据所得数据的频次分布图、关系拟合结果和戴氏法则确定绿豆象最佳分龄指标,明确幼虫虫龄数,并利用Crosby生长法则和线性回归的方法进行验证;采用扫描电镜对末龄幼虫头部形态及感受器进行观察.[结果]绿豆象体长、头壳宽和上颚宽的频次分布均呈显著的4个峰,因此推断绿豆象幼虫为4个虫龄.各龄的体长变幅分别为1.581 ～ 2.556,2.406～3.381,3.381 ～4.281和4.206 ～4.881 mm,头壳宽度变幅分别为0.444～0.689,0.654 ～0.934,0.934 ～1.179和1.144 ～1.389 mm,上颚宽变幅分别为0.080 ～0.256,0.234～0.344,0.322 ～0.542和0.542～0.652mm.体长、头壳宽和上颚宽均符合戴氏法则和Crosby生长法则,并呈现明显的线性关系,因此体长、头壳宽和上颚宽可作为绿豆象幼虫龄期划分的重要指标.头壳宽的Crosby指数均小于体长和上颚宽的Crosby指数,且头壳宽与体长测量值的对数值与幼虫龄期的相关系数要优于上颚宽测量值的对数值与幼虫龄期的相关系数,因此可将头壳宽作为最佳分龄指标.绿豆象末龄幼虫头部感器共有锥形感器、毛形感器、瓶形感器、刺形感器、板形感器、栓锥形感器和坛形感器7种感器,主要分布于触角、下颚须、上唇和上颚.[结论]绿豆象幼虫分龄形态指标和头部形态观察为研究其行为活动及综合防治提供理论基础.