蜕皮激素对昆虫生长及生殖过程的调控

蜕皮激素、保幼激素及神经激素在调节昆虫生长及生殖方面起到重要的作用。本文从蜕皮激素的合成过程、其活性形式20羟基蜕皮酮的作用模式、蜕皮激素与保幼激素的相互调节机制这三个方面综述了蜕皮激素在昆虫生长及生殖过程中的调控作用。     

吸血昆虫生殖调控的分子机制

吸血昆虫是可以传播病原微生物的一类节肢动物,包括蚊虫、白蛉、蠓、猎蝽、跳蚤等。由于其特殊的吸血习性,它们成为了疟疾、登革热、丝虫病、锥虫病等急性传染性疾病的媒介载体。虫媒疾病具有传播速度快、扩散面积广和危害重等特点,不仅严重危害人类健康,还容易造成巨大的经济损失。由于针对虫媒传染病的药物匮乏以及虫媒病原对化学药物抗性的不断增加,阻断吸血昆虫的生殖成为控制虫媒疾病传播的有效措施。保幼激素(juvenile hormone, JH)和20-羟基蜕皮激素(20-hydroxyecdysone, 20E)在昆虫生殖过程中扮演着重要的角色。JH与胞内受体复合物Met/Tai结合后调控JH/Met靶基因表达,进而促进卵黄发生过程,为昆虫之后的吸血及产卵提供了必要条件;20E胞内受体为EcR/USP组成的异源二聚体,两者结合后激活下游基因表达,诱导卵黄原蛋白(vitellogenin, Vg)合成,为发育的卵巢提供营养。营养信号通路(胰岛素信号通路以及氨基酸介导的雷帕霉素靶蛋白信号通路)同样可以激活Vg合成,促进昆虫生殖;此外,营养信号通路与JH和20E之间可以相互作用共同调控吸血昆虫发育和繁殖。碳水化合物代谢以及脂代谢等能量代谢过程是昆虫生殖过程中主要能量来源,可以满足吸血昆虫生殖发育不同阶段极高的能量需求。研究表明,JH和20E信号通路在能量代谢过程中起着重要的调控作用;微小RNA在蚊虫这一类吸血昆虫中被证明与肠道微生物稳态、血液消化以及脂代谢等生理学过程密切相关,进一步影响了蚊虫卵巢发育。近年来,随着分子生物学及测序技术的革新,吸血昆虫生殖调控机制的研究不断取得新的进展。本文主要阐述了吸血昆虫生殖调控的分子机制研究进展,以期为通过调控吸血昆虫生殖的方法以阻断病原传播提供重要线索。     

保幼激素调控昆虫生殖滞育的研究进展

滞育是昆虫响应不良环境信号后的一种发育停滞的状态,是昆虫的一种季节性适应策略。生殖滞育是发生在成虫期的一种生殖系统发育停滞的滞育类型。目前普遍认为,昆虫的生殖滞育受到体内多种激素的共同调控,而其最直接的原因是保幼激素的缺乏,但其具体调控机制尚不明确。本文主要从保幼激素调控昆虫生殖滞育的下游网络及生殖滞育昆虫中调控保幼激素的上游信号两方面进行综述,以期为探明保幼激素调控昆虫生殖滞育的作用机制提供参考。     

昆虫保幼激素的生殖调控机制研究进展

保幼激素（Juvenile hormone,JH）是昆虫特有的一类倍半萜烯类激素。JH在幼/若虫中主要通过拮抗蜕皮激素20E信号影响变态发育,从而维持昆虫幼虫性状。JH在成虫中作为促性腺激素,通过调控雌雄一系列生理和行为促进生殖。JH信号调控雌性生殖主要包括促进卵巢卵子发生、卵黄发生、排卵、滞育、雌性性信息素合成、肠道和卵巢等器官的大小适应性调整等。JH信号促进雄性生殖,主要包括促进附性腺精液蛋白的合成、羽化后调节雄性性行为,进而促进生殖。本文从雌雄性昆虫角度分别阐述JH信号调控生殖的机制,以期为深入探明JH调控昆虫生殖的作用机制提供参考。     

MicroRNA对不完全变态昆虫变态及生殖调控作用的研究进展

MicroRNAs(miRNAs)是一类在真核生物中由内源基因编码的小分子RNA,参与昆虫变态、生殖发育、细胞分化等多种重要生物学过程,在转录水平上发挥重要作用.在完全变态昆虫中,大量调控其变态及生殖的miRNA被广泛报道且进行了深入的研究,但miRNA调控不完全变态昆虫的变态及生殖发育的研究仍比较少,对其具体的调控机制也需要进一步阐明.为此,本文综述了近年来miRNA在调控不完全变态昆虫(以直翅目飞蝗Locusta migratoria、半翅目褐飞虱Nilaparvata lugens和蚜虫以及部分蜚蠊目昆虫为代表)的变态及生殖方面的研究进展,以期深化理解miRNA对不完全变态昆虫变态和生殖发育方面的机制,为害虫生态治理和综合防控提供科学依据.     

MicroRNA在昆虫变态及生殖过程中的调控作用

MicroRNA（miRNA）是一类广泛存在于真核生物中的小分子非编码RNA,通过抑制靶基因的翻译过程或降解靶基因的mRNA,在转录后水平上调控基因表达。在昆虫中已报道了大量的miRNA,其中部分miRNA的功能得到了解析。在昆虫变态过程中,let-7, miR-100, miR-125, miR-34, miR-14, miR-8, miR-281和 miR-252-3p能够作用于保幼激素或蜕皮激素信号通路,影响昆虫蜕皮、化蛹或翅、足及神经系统的发育。在昆虫生殖阶段,bantam, miR-184和miR-275影响生殖干细胞的分化或卵子发生。本文在介绍miRNA生物合成和作用机制的基础上,重点对昆虫变态与生殖过程中miRNA的最新研究进展进行综述。     

五羟色胺对昆虫取食、生殖和非遗传多型的调控

5-羟色胺广泛分布于昆虫神经系统和外围组织,调控多种生理过程和行为。研究表明,5-羟色胺可以降低昆虫取食量,促进嗉囊的收缩;5-羟色胺可以和多巴胺协同调控昆虫唾液的分泌,分别形成唾液的蛋白质和非蛋白质成分。5-羟色胺与多巴胺、保幼激素协同作用可以促进中华马蜂、美洲大蠊的卵成熟发育,还可与章鱼胺、直肠肽等协同调控多种昆虫输卵管的收缩。在昆虫生殖行为方面,5-羟色胺的调控主要表现为增强对性信息素的反应、抑制交尾后行为和维持生殖滞育。5-羟色胺通过诱导聚集行为调控蝗虫的型变,还与章鱼胺等信号分子协同调节蜜蜂、蚂蚁等社会性昆虫胚后发育和行为多型。5-羟色胺对昆虫取食、生殖及非遗传多型的调控机理还需深入研究。     

昆虫生殖的一些基本特征

害虫防治和益虫利用是当前农业生产和卫生保健事业上的重大问题之一。害虫为什么这样厉害?我们分析一下,原因有几个:①害虫的身体较小,这就意味着只需要少量的食物,就可以维持生命活动和种族绵延;②害虫的食物范围较广,动物、植物甚至人类本身也是害虫取食和攻击的对象;③害虫的生活周期较短,这就意味着只需要较少的时间,就可以完成它的生活史;④害虫的种类较多,如为害水稻的虫子有     

昆虫生殖的外源生物调控机理与害虫遗传防治新途径

生物的生殖现象是进化生物学研究的主要内容之一。无脊椎动物的性别决定机制多种多样。昆虫纲由于其种类繁多 ,与人类经济利益密切相关 ,生殖方式多样 ,已引起广泛的关注。在昆虫纲中 ,单倍体化是一个广泛的生殖模式 ,如粉虱、介壳虫和膜翅目寄生蜂的孤雌生殖(Ｐａｒｔｈｅｎｏｇｅｎｅｓｉｓ ,ＰＩ)方式。此外 ,昆虫纲中 ,生殖不亲和现象是经常发生的 ,是合子形成后的不亲和 ,被称之为细胞质不亲和 (ＣｙｔｏｐｌａｓｍｉｃＩｎｃｏｍｐａｔｉｂｉｌｉｔｙ ,ＣＩ)。表现为杂交后不产生后代 ,或产生不育的雄性 ,但回交可产生正常后代。近年…     

昆虫的生殖和胚胎发育

昆虫属于节肢动物,种类最多,估计在150万种左右,约占全动物界的五分之四左右。它们的起源很早,在地球上已有三亿多年的历史;并且适应能力和繁殖力都很强,目前除了大洋外,几乎占居着地球上的一切生境。昆虫中有很多种类常侵害人类的利益,成为农业、林     

昆虫多巴胺及其受体的研究进展

多巴胺（dopamine, DA）是脊椎动物和无脊椎动物体内一种重要的生物胺, 其参与调控了昆虫的多种生理反应和行为过程, 如学习与记忆、 认知、 性取向、 抉择、 运动以及型变等。多巴胺主要通过结合特异性的G蛋白偶联受体, 即多巴胺受体（dopamine receptors, DARs）来发挥生理作用。本文综述了多巴胺在昆虫中的调控、 分布及所参与的生理功能, 如多巴胺调控昆虫的交配、 发育、 嗅觉以及运动行为等, 特别对DARs的信号转导、 生理功能以及药理学等方面进行了详细评述。昆虫的DARs大致可分为两大类： D1-like DARs和D2-like DARs。D1-like DARs包含有2种亚型, 分别为DOP1和DOP2。DOP1仅能偶联胞内cAMP的上升, 而DOP2不仅可以起胞内cAMP的上升, 还可偶联胞内Ca²⁺的释放。 D2-like DARs仅包含有1种亚型DOP3, 其被激活后引起胞内cAMP的降低。DA通过激活不同的DARs可偶联不同的第二信使系统, 所产生的下游细胞反应则与昆虫的各种行为相关, 而对昆虫DARs的药理学研究将有助于我们开发特异性的杀虫剂用于害虫防治。     

章鱼胺对昆虫性信息素感受、生殖行为和精卵排放的调控

章鱼胺在昆虫生殖活动中发挥重要的调控作用。章鱼胺可以降低昆虫对性信息素感受的反应阈值,提高感受的敏感性。章鱼胺与输卵管上皮细胞受体OAMB和Octβ2R结合,激活Ca~(2+)/钙调蛋白依赖性蛋白激酶Ⅱ和蛋白激酶A,可促进肌肉松弛和输卵管管腔液体分泌。章鱼胺还能促进受精囊和卵巢围鞘的收缩。通过雌性生殖系统不同部位收缩与松弛的偶联,实现精卵排放和受精。此外,章鱼胺也可调控昆虫的求偶、抚育等生殖行为,可通过抑制腺苷酸环化酶的活性调节性信息素的合成和交配后效应。章鱼胺调控昆虫性信息素感受、生殖行为和精卵排放的研究虽然取得了显著进展,但相关机理和信号转导途径等仍需进一步探索。章鱼胺对昆虫生殖调控方面的研究将为查明昆虫生殖机制和杀虫剂开发提供重要理论参考。     

昆虫基因表达的调控

昆虫的基因表达过程十分复杂,受多种调控因子的调节,随着分子生物学研究新技术在昆虫学上的应用,昆虫基因表达的调控也取得了较快进展,本文以一些特征清楚的系统为例,讨论昆虫基因表达调控的研究现状,旨在为其它昆虫表达的调控研究提供借鉴。     

Wolbachia对苹果蠹蛾生殖调控的作用

【背景】苹果蠹蛾是重要的果树害虫和检疫对象。研究显示,苹果蠹蛾体内所含的Wolbachia属于具有诱导胞质不亲和(CI)现象的A组中Dor亚组。本研究目的在于摸清苹果蠹蛾体内的Wolbachia对宿主的生殖调控是否具有诱导胞质不亲和的功能。【方法】通过饲喂抗生素消除苹果蠹蛾体内的Wolbachia,比较感染与消除Wolbachia的苹果蠹蛾生态适合度以及Wolbachia感染对苹果蠹蛾生殖的影响。【结果】消除Wolbachia后,苹果蠹蛾F_1、F_2代各虫态的发育历期、产卵量、孵化率和蛹的存活率与对照无显著差异;Wolbachia对苹果蠹蛾成虫的寿命、产卵前期、平均产卵量和性别比例均无影响。不同处理苹果蠹蛾之间的杂交试验结果表明,4种杂交的苹果蠹蛾都能产卵,且卵可以正常孵化。【结论与意义】在自然状态下苹果蠹蛾体内的Wolbachia不能诱导其宿主的胞质不亲和现象。     

寄主植物对植食性昆虫与昆虫杆状病毒互作的调控

植物与植食性昆虫、植食性昆虫与昆虫杆状病毒之间的两营养级互作关系,至今已有超过半个世纪的研究历史,但这三营养级的互作研究,在近20年才引起科学家的兴趣。在查阅并理解国内外相关文献的基础上,本文主要从植物的物理性状、营养物质和次生代谢物质三个角度出发,剖析植物调控昆虫响应病毒感染的生态生理及免疫机制,阐明植物影响病毒增殖、病毒组分及其感染过程和致病力的机理。此外,本文就植物、植食性昆虫和昆虫杆状病毒互作的研究方向、研究方法,进行了初步展望,以期为更好研究多营养级共存系统的食物网关系,提供理论依据。     

昆虫生殖与激素的关系

昆虫生殖一般是通过两性来完成的。在生殖过程中,从精子、卵子发生、交配到产卵,除了受外界环境因素(光、温度、湿度、食物等)影响以外;还受内分泌器官的激素来调节控制。昆虫怎样通过外界环境因素诱导内分泌器官的激素来调节控制自身的生殖,这是昆虫生殖生理的一个重要问题。对这个问题的了解不仅在昆虫生殖方面有理论意义,而且在指导如何抑制害虫生殖和大量繁育益虫具有实际意义。     

PBAN及其对昆虫性外激素的调控

本文综述了性外激素生物合成激活神经肽 (PBAN)及其对昆虫尤其是鳞翅目昆虫性外激素产生的调控 ,包括PBAN的结构、产生、转运、作用方式及保幼激素和蜕皮激素对性外激素合成的作用 ,并展望了未来的研究方向。     

生态因素对蛾类昆虫交配与生殖的影响

对于两性生殖的昆虫而言,两性交配过程是产生后代及维持种群繁衍的必要环节。然而,昆虫的生殖行为经常受到一系列的内部生理因素和外部生态因素的影响,最终导致昆虫的生殖适合度产生差异。本文以蛾类昆虫为例,通过检索国内外文献,分析比较了气候因素(温度、湿度和光照)、生物因素(寄主植物、天敌和共生菌)和农事活动等生态因素对这类昆虫交配行为和生殖适合度的影响。结果表明,这些因子不但影响该类昆虫的交配行为(包括求偶与交配高峰、交配成功率、交配次数和交配持续时间等),还影响其生殖适合度(如产卵前期、产卵期、产卵量、孵化率和寿命等)。这些研究为深入开展蛾类昆虫的生殖行为生态学研究提供理论基础,同时为揭示蛾类昆虫的种群暴发机制以及该类害虫的科学防控提供线索。     

昆虫种群的遗传调控

昆虫种群的遗传调控是利用昆虫自身生长发育的关键基因,采用性别控制开关,通过遗传转化使雄虫成为携带导致后代雌虫发育异常或雌性不育的遗传控制复合体（性别开关元件和靶标基因的复合体）．昆虫种群遗传调控是一种基于不育技术的昆虫种群控制系统,具有种类特异、环境友好和便捷高效等特点．目前为止,已经由早期的通过辐射不育方法发展到释放携带显性致死基因昆虫的方法,并在多种昆虫中获得成功．本文综述了昆虫种群遗传调控的发展历程,介绍了昆虫种群遗传调控相关的理论与方法,包括特异的调控元件、致死或缺陷基因和遗传转化体系的应用,并列举了几种昆虫种群遗传调控的实例,最后对于昆虫种群遗传调控系统中存在的问题以及可能的发展方向进行了展望．