新旧创伤诱导的不同挥发物对寄生蜂选择性的影响

植物在植食性昆虫危害的压力下会释放出化合物,而寄生蜂却可以利用这些诱导出的植物挥发物定位寄主。植物叶表面受到创伤都会释放出最常见的绿叶挥发物（green leaf volatiles）,而植食性昆虫取食引诱的挥发物会因害虫和受害植物的不同而异。植物在受到害虫造成的创伤后会马上挥发出绿叶性化合物,而一些萜稀类化合物（terpenoids）只有在旧的创伤部位才会大量挥放。那么不同的寄生蜂可以识别这些化合物吗？     

虫害诱导的植物挥发性次生物质及其对寄生蜂的招引作用

在植物-植食性昆虫-寄生蜂三级营养系统中,虫害诱导的植物挥发性次生物质是当前害虫生物防治、化学生态学和昆虫行为学研究的热点之一.本文概述了虫害诱导的植物挥发性次生物质的特性及其对寄生蜂的招引作用,可望为害虫生物防治研究提供参考.     

植物挥发性信息化学物质在昆虫寄主选择行为中的作用

植物信息化学物质在植食性昆虫的寄主定向、产卵、聚集、传粉等行为中发挥着重要作用,对其进行深入研究,不仅有助于阐明植食性昆虫的寄主选择机理,也可为提出新的害虫防治策略提供理论依据.本文概述了近年来昆虫寄主选择定向中起关键作用的植物挥发性信息化学物质的种类、基本特性和作用方式,并就植物挥发性信息化合物应用前景和目前存在的主要问题进行了讨论.     

芥子油苷在十字花科植物与昆虫相互关系中的作用

芥子油苷(glucosinolate, GS)是十字花科植物重要的次生代谢物,对调节十字花科植物与昆虫间的关系起着重要作用.由于GS及其代谢产物具有一定的毒性,因此它是十字花科植物抵御广食性植食昆虫攻击的有力手段.而寡食十字花科植物的昆虫由于具备多种GS应对机制,因此可通过GS这一十字花科植物特有的次生代谢物进行寄主选择.被植食性昆虫摄入的GS不仅可以影响天敌的生长发育,而且还对天敌有一定的驱避作用.而虫害后十字花科植物释放的GS代谢产物又可作为天敌的寄主选择信息.本文结合该领域的一些最新研究成果,从GS对植食性昆虫的毒性、寡食性害虫的寄主选择、植食性昆虫对GS的适应机制、虫害对GS-黒芥子酶系统的诱导,以及GS对天敌的影响等方面对GS如何影响植物与昆虫间的相互关系进行了综述,并就今后该领域的研究方向、研究方法提出建议.     

植食性昆虫对植物的反防御机制

本文综述了植食性昆虫对植物的反防御机制.一方面,植食性昆虫可通过其快速进化的寄主选择适应性,改变取食策略,调节生长发育的节律,以及规避自然天敌等抑制、逃避或改变植物的防御,即行为防御机制;另一方面,植食性昆虫可适应植物蛋白酶抑制剂、逃避植物防御伤信号、解毒植物次生物质,以及抑制植物阻塞反应来对植物防御进行反防御,即生理和生化防御机制.其中,昆虫抑制植物伤信号,防止植物阻塞反应是反防御机制的研究热点.昆虫反防御的研究有助于提高对昆虫-植物间协同进化关系的认识,并为害虫治理和抗虫植物的培育提供新的思路.     

植物干旱胁迫对植食性昆虫及其天敌的影响

全球正经历以变暖为主要特征的气候变化,由此带来的干旱将对农业生态系统造成重要影响。本文综述了干旱胁迫下寄主植物对植食性昆虫及其天敌影响的国内外最新研究进展。在干旱胁迫下,寄主植物物理性状、营养状况和次生代谢物质等均发生变化,这些变化导致植食性昆虫的生存环境和营养物质的获取等方面发生改变,从而影响了害虫生长发育和种群动态。干旱胁迫还导致寄主物候变化与昆虫发生不同步,使害虫缺乏食物。另外干旱也会引起植食性害虫天敌的种群发生变化,从而对植食性昆虫种群数量产生间接的影响。     

虫害诱导植物间接防御反应的激发与信号转导途径

植物通过产生和释放挥发性物质增加植食性昆虫的天敌对其寄主或猎物的定位,减少植食性昆虫对植物的取食,从而达到间接防御的目的。植物对植食性昆虫所做出间接防御反应激发因子和信号转导途径的研究,对应用虫害诱导植物挥发物引诱害虫天敌,并进一步从植物、植食性昆虫及其天敌间三级营养关系,研究动植物协同进化机理和病虫害防治具有深远意义。本文根据国内外最新研究进展,对虫害诱导植物间接防御反应的激发因子,昆虫取食信号的转导途径及对植物间接防御相关基因的激活等方面进行了系统地综述。     

昆虫唾液成分在昆虫与植物关系中的作用

近年来,人们对于植食性昆虫唾液的深入研究,揭示出其在昆虫与植物的相互关系和协同进化中起到非常重要的作用。植食性昆虫唾液中含有的酶类和各种有机成分,能诱导植物的一系列生化反应,而且这些反应有很强的特异性,与为害的昆虫种类甚至龄期有关。鳞翅目幼虫口腔分泌物（或反吐液）中含有的β-葡糖苷酶、葡萄糖氧化酶等酶类和挥发物诱导素等有机成分,已经证明可以诱导植物的反应; 刺吸式昆虫的取食也可以刺激植物产生反应,但其唾液内的酶类,如烟粉虱的碱性磷酸酶, 蚜虫的酚氧化酶、果胶酶和多聚半乳糖醛酸酶, 蝽类的寡聚半乳糖醛酸酶等是否发挥作用,目前还没有直接的证据。寄主植物对昆虫的唾液成分也有很大的影响,可能是昆虫对不同植物营养成分和毒性成分的适应方式。对昆虫唾液蛋白的分析表明,具有同样类型口器、食物类型接近的昆虫,唾液成分有更多的相似性。研究植食性昆虫的唾液成分,对于阐明昆虫和植物的协同进化关系、昆虫生物型的形成机理、害虫的致害机理,以及指导害虫防治等,有着一定的理论和实际意义。     

昆虫寄主标记信息素

综述了昆虫寄主标记信息素的研究进展。昆虫寄主标记信息素是指由昆虫产生的用来标记寄主上有同种个体存在的化学物质。昆虫寄主标记信息素的主要生态学功能是调节昆虫的产卵行为,通过阻止自身或同种其它个体对已标记寄主的产卵选择,或减少产卵量来减少后代之间对寄主资源的竞争。寄主标记信息素也会给释放着带来不利的影响,如信息盗用和盗寄生现象等。昆虫寄主标记信息素也调节昆虫近缘种之间对共同寄主资源的竞争。近缘种昆虫对相互寄主标记信息素识别能力的差异反映了不同昆虫对同一寄主资源竞争能力的强弱。寄主标记信息素产生和贮存的部位一般与外分泌腺、消化系统或生殖系统相联系,杜氏腺、毒腺、前胸腺、腹腺、下唇腺、后产卵管、卵巢、中肠和后肠等是产生或贮存寄主标记信息素的常见部位。产生的寄主标记信息素一般在成虫产卵时由产卵器、口器或排泄口释放到寄主体内或体表。卵寄生蜂的寄主标记信息素一般标记在寄主的体表,雌成蜂用触角检测;其它寄生蜂的寄主标记信息素常产在寄主体内,用产卵器检测;植食性昆虫的寄主标记信息素只产在寄主表面,用触角或产卵器检测。昆虫的产卵器、口器、触角或跗节上着生有感受寄主标记信息素的化感器,可以检测到标记在寄主体内或体表的寄主标记信息素。昆虫寄主标记信息素的完全定性涉及活性化合物的分离、鉴定、合成以及行为测定等,已有几种昆虫的寄主标记信息素成分得到了分离鉴定。     

寄生性膜翅目昆虫毒素的生态机制及应用前景

膜翅目昆虫利用高效的毒素进行自身防卫、攻击猎物和调节寄主生长发育.从寄生性膜翅目昆虫毒素的产生、类别、组份、性质、毒素的生态功能以及毒素的作用机制等方面综述了寄生性膜翅目昆虫毒素的研究概况.膜翅目的泌毒器官起源于外胚层,由生殖系统的附腺演化而来.毒液由成熟雌蜂的毒腺或酸腺所分泌,并贮于毒囊中.昆虫毒素是成分复杂的混合物,已知膜翅目昆虫毒素中含有烃类、醇类、醛类、酮类、羧酸类、酯类、内酯类、酶类等多种化合物.寄生性膜翅目昆虫的毒素在提高自身适应能力方面的作用是巨大的,如通过麻痹寄主提高产卵成功的概率、通过抑制寄主的生长发育和免疫功能提高后代的存活率、通过干扰寄主的生理活动改善后代的营养需求等.体外寄生蜂毒素可造成寄主幼虫停止发育、永久性的麻痹甚至死亡,这类毒素常为抑性的、广谱的,一般作用于中枢神经系统或神经-肌肉连接点.而体内寄生蜂多为容性寄生,其毒液中含有多分DNA病毒（PDV）,PDV通过抑制寄主免疫系统而巧妙地调节寄主的生理活动和发育,影响寄主的正常变态,大多数种类直到寄主结茧或做好蛹室时才将其杀死在安全的场所,从而使寄生蜂后代能够顺利完成发育.容性寄生蜂毒素对PDV的功能具有显著的增效或协同作用,而不会使寄主产生永久性麻痹.PDV对寄生蜂本身是非致病性的,与寄生蜂是一种分子水平上的共生或依生关系.寄生性膜翅目昆虫毒素显示了良好的应用前景,特别是在开发人类医药和特异性生物杀虫剂方面.但分离和纯化毒液中各个活性成分是应用的前提,也是生化和毒理研究的需要.     

昆虫对植物次生物质的代谢适应机制及其对昆虫抗药性的意义

植物次生物质(plant secondary metabolites)对昆虫的取食行为、生长发育及繁殖可以产生不利影响,甚至对昆虫可以产生毒杀作用。为了应对植物次生物质的不利影响,昆虫通过对植物次生物质忌避取食、解毒代谢等多种机制,而对寄主植物产生适应性。其中,昆虫的解毒代谢酶包括昆虫细胞色素P450酶系（P450s）及谷胱甘肽硫转移酶（GSTs）等,在昆虫对植物次生物质的解毒代谢及对寄主植物的适应性中发挥了重要作用。昆虫的解毒酶系统不仅可以代谢植物次生物质,还可能代谢化学杀虫剂,因而昆虫对寄主植物的适应性与其对杀虫剂的耐药性甚至抗药性密切相关。昆虫细胞色素P450s和GSTs等代谢解毒酶活性及相关基因的表达可以被植物次生物质影响,这不仅使昆虫对寄主植物的防御产生了适应性,还影响了昆虫对杀虫剂的解毒代谢,因而改变昆虫的耐药性或抗药性。掌握昆虫对植物次生物质的代谢适应机制及其在昆虫抗药性中的作用,对于明确昆虫的抗药性机制具有重要的参考意义。本文综述了植物次生物质对昆虫的影响、昆虫对寄主植物次生物质的代谢机制、昆虫对植物次生物质的代谢适应性对昆虫耐药性及抗药性的影响等方面的研究进展。     

寄主植物影响害虫药剂敏感性的研究进展

害虫取食不同寄主植物后,对杀虫剂的反应可归为3类：敏感性降低、增高和无明显变化。害虫对药剂的敏感性变化与不同植物中次生物质诱导激活/抑制昆虫体内相关解毒酶活性有关。这种诱导作用可受到植物营养、次生物质种类及其含量分布、害虫种类与发育阶段、以及环境温度等多种因素影响。经诱导的昆虫解毒酶对不同类型杀虫剂的代谢能力并不相同,进而导致对不同药剂的敏感性变化有明显差异。解毒酶系的诱导激活在害虫抗药性形成早期被认为有利于提高隐性抗性基因频率,从而可促进害虫抗药性的发展。最后,就寄主植物影响害虫对药剂敏感性在害虫治理中的应用作了探讨。     

Sublethal pesticide exposure improves resistance to infection in the Asian corn borer

1. Diverse environmental factors contribute to the evolution of host immunity and host–parasite interactions. However, the effect of insecticides on the insect immune system is less well understood. 2. This study investigated the variation in haemocyte density, phenoloxidase (PO), and total PO activities in the Ostrinia furnacalis larvae following sublethal treatment of tebufenozede and their susceptibility to Escherichia coli infection. 3. Surprisingly, it was found that O. furnacalis larvae exposed to the insecticide have significantly higher haemocyte density, and active and total PO activities than those not exposed. Moreover, when infected with E. coli, O. furnacalis larvae treated with tebufenozide survive much better with lower bacterial load than those not treated. 4. This study demonstrates that insecticide may change the immunity of insects and potentially have an impact on their interactions with parasites.     

CPR和P450基因在昆虫抗药性中的作用研究进展

P450酶系在昆虫代谢农药中有重要作用,NADPH-细胞色素P450还原酶（NADPH-cytochrome P450 reductase,CPR）和细胞色素P450（P450）在该酶系起核心作用。昆虫具有P450超基因家族,但只有一个单一的CPR基因,CPR是昆虫所有参与农药代谢的P450酶的唯一电子供体,其影响P450活性。P450基因的高水平表达在害虫抗药性中具有重要作用,P450基因介导的昆虫抗药性是最重要的代谢抗性类型。不同P450基因的高表达的调控机制不同,引起P450基因过量表达的原因可能有P450基因的编码区突变、顺式作用元件和反式作用因子变化、基因扩增等。细胞色素P450介导的抗药性存在一定程度的进化可塑性,即同种昆虫不同种群对相同的农药产生抗药性时,导致抗性产生的P450基因不同;同一昆虫品系在某种农药的抗性选择压力下,影响抗性的P450基因的种类和表达特性会随着持续的农药选择而发生变化。最近的研究显示,CPR的变异和昆虫抗药性相关,但是昆虫CPR基因介导抗药性的机制还缺乏深入研究。全面阐释P450酶系介导昆虫抗药性的机制、建立基于P450基因表达量变化与CPR突变的抗性分子标记,对于害虫抗药性治理具有重要意义。     

细胞色素P450介导抗性的进化可塑性

细胞色素P450是超基因家族,由其介导的杀虫剂代谢解毒的增强是昆虫产生抗药性的普遍而主要的机制。近年的研究表明,细胞色素P450介导的代谢抗性表现出一定程度的进化可塑性:即使是同种昆虫的不同种群在相同种类杀虫剂的胁迫下,进化选择出的抗性相关的细胞色素P450也有所不同,抗性的产生也可以是几种不同细胞色素P450协同作用或控制P450表达的调控因子的不同。     

天敌昆虫抗药性研究进展

天敌昆虫抗药性研究在协调害虫化学防治和生物防治中有着重要的理论和现实意义,其研究的最终目的在于更好地推进抗性天敌在害虫综合治理(IPM)中的应用。抗药性天敌昆虫具有潜在的巨大价值。鉴于此,本文系统地综述了天敌昆虫抗药性最新研究进展,包括杀虫剂对天敌昆虫的影响、天敌昆虫抗药性现状、抗药性机理和限制天敌昆虫抗药性发展因素等。文章最后还对抗药性天敌昆虫的应用前景进行了展望。     

Bacterial symbionts in insects or the story of communities affecting communities

Bacterial symbionts are widespread in insects and other animals. Most of them are predominantly vertically transmitted, along with their hosts' genes, and thus extend the heritable genetic variation present in one species. These passengers have a variety of repercussions on the host's phenotypes: besides the cost imposed on the host for maintaining the symbiont population, they can provide fitness advantages to the host or manipulate the host's reproduction. We argue that insect symbioses are ideal model systems for community genetics. First, bacterial symbionts directly or indirectly affect the interactions with other species within a community. Examples include their involvement in modifying the use of host plants by phytophagous insects, in providing resistance to natural enemies, but also in reducing the global genetic diversity or gene flow between populations within some species. Second, one emerging picture in insect symbioses is that many species are simultaneously infected with more than one symbiont, which permits studying the factors that shape bacterial communities; for example, horizontal transmission, interactions between host genotype, symbiont genotype and the environment and interactions among symbionts. One conclusion is that insects' symbiotic complements are dynamic communities that affect and are affected by the communities in which they are embedded.     

Dominance of Insecticide Resistance Presents a Plastic Response

Dominance level of insecticide resistance provided by one major gene (an insensitive acetylcholinesterase) in the mosquito Culex pipiens was studied in two distinct environments. Dominance level was found to be very different between environments, varying from almost complete dominance to almost recessive when either propoxur (a carbamate insecticide) or chlorpyrifos (an organophosphorus insecticide) was used. To better understand this plastic response, three environmental parameters were manipulated and their interactions studied. For chlorpyrifos, each parameter had a small effect, but when all parameters were changed, the dominance level was greatly affected. For propoxur, one environmental parameter had a large effect by itself. It was further studied to understand the causal relationship of this plasticity. Recessivity of resistance was associated with more demanding environments. These results are discussed in the context of the various theories of the evolution of dominance. It appears that dominance of insecticide resistance cannot be directly predicted by Wright's physiological theory.     

The role of gene splicing, gene amplification and regulation in mosquito insecticide resistance

The primary routes of insecticide resistance in all insects are alterations in the insecticide target sites or changes in the rate at which the insecticide is detoxified. Three enzyme systems, glutathione S-transferases, esterases and monooxygenases, are involved in the detoxification of the four major insecticide classes. These enzymes act by rapidly metabolizing the insecticide to non-toxic products, or by rapidly binding and very slowly turning over the insecticide (sequestration). In Culex mosquitoes, the most common organophosphate insecticide resistance mechanism is caused by co-amplification of two esterases. The amplified esterases are differentially regulated, with three times more Est beta 2(1) being produced than Est alpha 2(1). Cis-acting regulatory sequences associated with these esterases are under investigation. All the amplified esterases in different Culex species act through sequestration. The rates at which they bind with insecticides are more rapid than those for their non-amplified counterparts in the insecticide-susceptible insects. In contrast, esterase-based organophosphate resistance in Anopheles is invariably based on changes in substrate specificities and increased turnover rates of a small subset of insecticides. The up-regulation of both glutathione S-transferases and monooxygenases in resistant mosquitoes is due to the effects of a single major gene in each case. The products of these major genes up-regulate a broad range of enzymes. The diversity of glutathione S-transferases produced by Anopheles mosquitoes is increased by the splicing of different 5' ends of genes, with a single 3' end, within one class of this enzyme family. The trans-acting regulatory factors responsible for the up-regulation of both the monooxygenase and glutathione S-transferases still need to be identified, but the recent development of molecular tools for positional cloning in Anopheles gambiae now makes this possible.