中国昆虫染色体研究现状与展望

简要叙述了中国昆虫染色体研究的现状 ,包括研究涉及的昆虫类群、核型分析结果、研究方法和手段、染色体有丝分裂、减数分裂、染色体形态变异、结构变异和数量变异等。我国学者对昆虫染色体研究从 2 0世纪 30年代开始 ,迄今已对蜉蝣目、蜚蠊目、直翅目、半翅目、同翅目、鞘翅目、鳞翅目、双翅目、蚤目和膜翅目等 10目 4 81种昆虫的核型进行了研究 ,主要集中在蝗虫、蝽类、蚜虫、蚕类、果蝇、摇蚊及实蝇等。在染色体行为方面的研究主要有 :蚕类和果蝇等有丝分裂 ;蜚蠊类、蝗类、蝽类和蚕类的减数分裂及性别决定机制 ;部分昆虫的联会复合体分析。染色体结构变异的研究主要集中在果蝇和蚊类昆虫的唾腺染色体 ;果蝇的B染色体 ;蚕类和蚊类昆虫染色体的缺失、易位和倒位等变异 ;蚕蛾类的数量变异。研究结果多应用于昆虫系统分类和进化的探讨 ,揭示昆虫遗传与变异规律。通过与国外研究成果对比 ,提出昆虫染色体研究的必要性 。

基于16S rRNA基因序列探讨中国粉蛉科的系统发育关系

本研究测定了粉蛉科Coniopterygidae9属15种昆虫16SrRNA基因部分序列,对序列的碱基组成、转换/颠换比率、遗传距离、变异位点等进行分析。基于16SrRNA基因序列数据,分别采用邻接法(NJ)、最大简约法(MP)和最大相似法(ML)建立粉蛉科分子系统发育关系。研究结果表明:粉蛉亚科的粉蛉属Coniopteryx与重粉蛉属Semilalis是姊妹群,(虫齿)粉蛉属Conwentzia较前二者原始;囊粉蛉亚科的卷粉蛉属Helicoconis和隐粉蛉属Cryptoscenea的亲缘关系较近。曲粉蛉属Coniocompsa和异粉蛉属Heteroconis聚类在一起,但自展值较低。瑕粉蛉属Spiloconis和囊粉蛉属Aleuropteryx的位置在囊粉蛉亚科中不够稳定。

线粒体DNA序列在半翅目异翅亚目昆虫分子系统学上的应用

随着PCR技术的发展以及大量DNA序列的累积,昆虫分子系统学近年来快速发展。线粒体DNA(mtDNA)序列相对于核内DNA序列进化速率较快,常被用于昆虫的系统发育研究。本文综述了国内外学者利用各种线粒体DNA序列来研究半翅目异翅亚目昆虫系统发育的研究概况。总结发现,COⅠ、COⅡ、12S rDNA、16S rDNA、Cytb、ND1、ND2和ND5等线粒体区段被用于半翅目异翅亚目系统发育的研究,其中以COI、COⅡ、16S rDNA和Cytb应用最广泛,但目前尚缺乏不同分子标记间的联合分析。进一步的研究最好在选定半翅目异翅亚目昆虫的分类阶元(如科间、亚科间、科内属间、种间或种内)后,集中测定线粒体某几个区段的DNA序列,然后进行单一分析和联合分析,并与传统形态学研究结果进行比较,可望全面分析半翅目异翅亚目昆虫的系统发育关系。

基于Web的中国葡萄害虫计算机辅助检索查询系统研发

为了辅助葡萄生产者方便快捷地识别葡萄害虫,研发了中国葡萄害虫检索与查询系统。目前该系统收录了34种中国葡萄害虫信息,程序设计了害虫检索表与害虫形态图像链接,图像可随鼠标位置放大;害虫分布以地图显示,并可快速查询某地葡萄害虫的名单。该系统利用笔者实验室的"网络版昆虫检索查询系统"平台研发,操作环境为可上网设备。

微卫星标记分析中国梨木虱种群的遗传多样性

中国梨木虱Cacopsylla chinensis(YangetLi)是梨树主要害虫之一。为了从分子水平评估中国梨木虱种群内的遗传变异和种群间的遗传分化,本文应用7对微卫星DNA引物对中国16个地区中国梨木虱种群进行遗传多样性分析。结果表明:各位点有效等位基因为2.2927～10.0610,多态信息含量(PIC)值在0.5073～0.8735之间。16个种群的平均期望杂合度为0.7876,遗传距离在0.0951～1.0139之间,Nei氏期望杂合度为0.4771～0.7892,Shannon信息指数在0.8396～1.9989之间,群体分化率FST为11.61%,基因流平均值为2.2236。结果表明,7个微卫星位点均具有较高的多态性,各种群间的遗传分化水平较低,基因交流程度较高,遗传变异主要存在于种群内的个体间。研究结果为制定针对中国梨木虱的有效防治策略提供部分分子生物学的基础资料。

昆虫取食诱导的植物防御反应

植物被昆虫取食后可产生直接防御或间接防御。直接防御通过增加有毒的次生代谢产物或防御蛋白对昆虫生理代谢产生不利的影响 ,但对植物的消耗较大。间接防御通过释放挥发性化合物吸引天敌昆虫 ,并以此控制植食性昆虫。特异性的昆虫激发子 (insectspecificelicitors)能够诱导挥发性化合物的释放。多种信号途径参与昆虫取食诱导的植物防御反应 ,它们之间的相互作用协同或拮抗。了解昆虫取食诱导的植物防御反应 ,对于害虫综合治理策略的完善具有重要的意义。

槲皮素对棉铃虫体内一些解毒酶系和靶标酶的诱导作用

用培养基混药法研究了槲皮素对棉铃虫羧酸酯酶、谷胱甘肽转移酶的诱导作用和对乙酰胆碱酯酶敏感度的影响。槲皮素诱导种群对甲基对硫磷的敏感度明显降低 ,对灭多威和溴氰菊酯的敏感度没有明显变化。诱导种群羧酸酯酶的活性提高 2～ 3倍 ,谷胱甘肽转移酶活性提高近 15倍 ,而乙酰胆碱酯酶对对氧磷的敏感度却提高了 3.5倍。

基于颜色特征的昆虫自动鉴定方法

对昆虫实现自动鉴定是将相关专家从大量重复性的鉴定工作中解脱出来的最有效的方法之一。本章文着重论述昆虫自动鉴定系统鉴定的基本原理,开发步骤和使用昆虫自动鉴定系统进行自动鉴定的步骤,基于颜色特征的昆虫自动鉴定系统开发中在图像获取、颜色特征提取方面的难点和相应的解决方案。最后,经过测试开发出的基于颜色特征的蝴蝶自动鉴定系统在对43种蝴蝶的自动鉴定上取得了95.2%准确率。

昆虫数学形态学研究及其应用展望

数学形态学是用数学方法描述或分析一个物体图象的形状的理论和方法，是图象处理和图象识别技术的发展，但在生物学当中的应用还很有限。本文介绍了一个新的分支学科———昆虫数学形态学，包括三方面的内容：①昆虫数学形态学技术研究，涉及昆虫图象数字化技术和昆虫图象处理与识别技术；②昆虫数学形态学理论研究，主要以昆虫图象的解释和理解研究及昆虫数学形态学与分类学等学科的关系研究为主；③昆虫和昆虫数学形态学应用基础研究，涉及昆虫数学形态学数据库及其分析软件开发，昆虫图象的机器学习和计算机视觉等内容。昆虫数学形态学理论和方法与计算机视觉技术相结合，在害虫虫情监测、昆虫多媒体专家系统的构建等方面具有广阔的应用前景。

棉蚜吡虫啉、啶虫脒不同品系解毒酶活性测定和增效剂作用的研究

通过棉蚜Aphis gossypii吡虫啉和啶虫脒抗性、敏感品系解毒酶活性测定和增效剂试验,明确与抗药性产生密切相关的解毒酶。采用室内生物测定和生化分析方法,研究棉蚜吡虫啉和啶虫脒品系解毒酶活性变化和增效剂的增效作用。解毒酶活性测定表明,棉蚜吡虫啉和啶虫脒抗性品系羧酸酯酶、谷胱甘肽-S-转移酶、细胞色素P450s O-脱乙基比活力都高于敏感品系,其中抗感品系中羧酸酯酶、细胞色素P450-O-脱乙基比活力差异都达到了显著水平(P<0.05)。吡虫啉抗性品系三种解毒酶活性分别为敏感品系的3.26倍、1.08倍、1.60倍和1.58倍;啶虫脒抗性品系三种解毒酶活性分别为敏感品系的2.91倍、1.04倍、1.69倍和1.46倍。增效剂磷酸三苯酯(TPP)、增效醚(PBO)、顺丁烯二酸二乙酯(DEM),在吡虫啉敏感品系中的增效比分别为1.12、1.09、0.97,在吡虫啉抗性品系中的增效比分别为2.02、1.75、1.05;在啶虫脒敏感棉蚜品系中的增效比为1.02、1.03、1.02,在啶虫脒抗性棉蚜品系中的增效比为1.77、1.61、1.04。增效剂试验和解毒酶试验表明,酯酶和多功能氧化酶在棉蚜对吡虫啉、啶虫脒的抗性产生中起到了重要的作用。

药剂对小菜蛾抗性及敏感品系乙酰胆碱酯酶抑制作用比较

采用浸叶法测定了云南通海、元谋和澜沧的小菜蛾plutella xylostella田间种群对常用杀虫剂的抗药性。结果表明,云南上述地区小菜蛾田间种群对各类杀虫剂均产生了不同程度的抗性。对有机磷类药剂的抗药性为1.74～31.1倍;对菊酯类药剂的抗药性为7.41～764倍;对阿维菌素类药剂则产生了5.60～4.06×10^4倍的抗性。通过离体和活体试验测定了药剂对小菜蛾头部乙酰胆碱酯酶（AChE）的抑制作用。敌敌畏和灭多威对通海抗性品系AChE离体和活体内的抑制中浓度（I50）分别是敏感品系的209、26.5倍和2.21、2.16倍;敌敌畏对通海小菜蛾种群的离体和活体内抑制中时间（IT50）小于敏感品系,分别是敏感品系的0.32和0.17倍;而灭多威对通海小菜蛾种群的离体和活体内抑制中时间（IT50）则大于敏感品系,分别是敏感品系的1.37和1.74倍。

小麦不同抗蚜品种(系)中吲哚生物碱的含量变化

UV spectrometry measurement on the indole alkaloids (IA) contents of seven wheat varieties (KOK1679,My295,Li,Han4564 and Yanda1817,resistant to S. avenae;Shaanximazha and Lovrin10,susceptible to S. avenae) showed that during tillering and stem elongation stages,KOK1679,My295 and Li had a higher IA content (>0.5 mg·g -1 FW);and during heading and anthesis stages,the penultimate leaves of all five resistant varieties contained higher IA (>0.5 mg·g -1 FW).The IA content was lower in the flag leaves of both resistant and susceptible varieties,but was significantly higher in the ears of resistant varieties (up to 0.645 mg·g -1 FW in KOK1679) than in those of susceptible ones.It was showed that the IA content in wheat’s ear played an important role in the resistance to S.avenae.

应用长尾斯氏线虫BPS品系防治花生田蛴螬效果评价

为明确中国农业大学昆虫与线虫学实验室分离的长尾斯氏线虫(Steinernema longicaudum)BPS品系的田间侵染力,在河南通许县进行了花生田防治蛴螬效果研究。结果显示:田间施用BPS侵染期线虫6 000条/穴,可将蛴螬控制在0.33头/m2(对照40%甲基异柳磷、三安生物植物保护剂及清水的蛴螬量分别为1.33、1.00、7.67头/m2),蛴螬减退率达95.7%。线虫处理区花生干果重为34.7 kg/60 m2,为清水对照的2.2倍,为40%甲基异柳磷和三安对照的1.3倍。上述数据表明长尾斯氏线虫BPS品系具有显著的花生田防虫效果,具有作为生物防治制剂的开发潜力。

昆虫数字化博物馆的建设

数字化博物馆是博物馆现代化的一个重要标志。国外博物馆从20世纪90年代就开始进行数字化建设,国内的博物馆数字化建设起步较晚,同国外的先进技术相比还有一定的差距,但发展较快。目前,国内外已有的昆虫数字化博物馆各具特色,有以展示昆虫图片为主的,有以介绍昆虫知识为主的,也有以营利为目的的,但仍有不少需要改进的地方。为了满足中小学生的求知欲和探索欲,适应他们喜欢自己动手操作和活泼好动的性格,昆虫数字化博物馆网站建设在技术上应采用J2EE三层体系结构,采用动态网站内容管理与发布系统构建的后台管理系统,将昆虫数字化博物馆分成后台管理和前台展示与交互两部分,从而实现网站内容与表现形式的分离,加快网页更新的速度。在数据库建设上,应采用功能强大的数据库软件,以满足大量图片、声音、动画、视频等多种类型的数据库的有效存储和高效的检索功能。在网站的内容上应有实体展厅的数字化、昆虫学术交流与知识集锦、中小学生互动教育等板块。在网站的后期维护上应做到由全社会的昆虫爱好者共同维护和管理。

昆虫翅脉特征自动获取技术的初步研究

昆虫翅的形态特征是某些类群昆虫分类中的重要依据,怎样快速科学提取这些数据是昆虫数字鉴定技术中必须解决的重要问题之一。本文介绍了目前国内外这方面的进展,并介绍了DrawWing软件的详细功能。该软件能比较准确方便地提取昆虫翅轮廓和翅脉特征值,因此详细描述了其算法原理。利用该软件的DOS和Windows两种不同版本对意大利蜜蜂和昼鸣蝉的翅进行了其特征提取的实验研究,结果证明该软件可以成功提取蜜蜂翅脉特征值,但对昼鸣蝉翅处理尚存在问题。在此基础上,本文对昆虫翅脉特征自动获取技术乃至昆虫种类的计算机识别方法的进一步发展提出了讨论。

东亚小花蝽的发生和扩散与苹果园和邻近农田植被的关系

１９９２～１９９５年于北京对主要天敌东亚小花蝽在植被多样化苹果园与邻近菜地、玉米田等生境之间繁殖扩散的互作关系进行了研究。结果表明５月上旬至６月中旬，东亚小花蝽主要在果园内夏至草和覆盖作物紫花苜蓿及苹果树冠之间互迁繁衍；６月中、下旬，由于园内生境的改变，大量东亚小花蝽飞离果园，迁入邻近菜地和玉米田内建立种群；至９月下旬，进入滞育状态的东亚小花蝽雌成虫回迁至园边夏至草上越冬。研究指出果园植被多样化，有利于东亚小花蝽的发生和增殖，从而更好地发挥天敌控制害虫的作用。

摇蚊乙酰胆碱酯酶最佳反应体系的建立及有机磷类药剂敏感度比较

花翅摇蚊(Chironomus kiiensis)是一种重要的水生昆虫,经常用于水体环境质量的生物学评价。用正交试验方法研究了酶浓度、底物浓度、反应体系pH值、反应温度、反应时间5个因素对花翅摇蚊(Chironomus kiiensis)乙酰胆碱酯酶(AChE)活性测定的影响。通过对正交试验结果进行极差和方差分析,明确了测定摇蚊AChE活性的最适反应条件是酶浓度为5头/mL、底物浓度为6 mmol/L、pH值为8.0、温度为35℃、反应时间为10 min。DDVP、马拉硫磷和甲胺磷对花翅摇蚊的LC50值分别为8.93 mg/L、16.74 mg/L和47.65 mg/L。利用正交试验得到的反应最适条件进一步研究了花翅摇蚊接触上述3种药剂亚致死剂量后对其体内AChE活性的影响。结果表明,无论是时间效应还是剂量效应,3种药剂对花翅摇蚊幼虫体内AChE影响的趋势与生物测定结果是一致的,其对花翅摇蚊幼虫体内AChE的抑制能力依次为DDVP、马拉硫磷和甲胺磷。