昆虫化学生态学与植物保护

在生态安全条件下进行植物保护，推行植物免害工程是实现可持续发展的有效途径之一。笔综述了昆虫化学生态学中昆虫与植物之间、昆虫与天敌间的化学联系，信息素与植物挥发性物质在昆虫对寄主植物定位、定居、取食和繁殖中的作用，非寄主植物对植食性昆虫寄主选择的影响等领域的研究进展，以及利用植物次生性化合物进行害虫治理的应用现状。展示了昆虫化学生态学在未来植物保护中的应用前景及昆虫化学生态学的研究方向。     

趣谈昆虫与植物的协同进化

植物是大自然赐予人类宝贵的自然资源，它不仅美化了人类的生存环境，更重要的是给人类提供了生存的资源，不可想象，没有植物的地球是一个什么样子。自从有了植物，就产生了一些以植物为食物的动物，其中包括昆虫。在全部昆虫中约有５０％是植食性的，很少有几种植物能免去被昆虫的取食。昆虫的取食一方面给植物造成了危害，另一方面，昆虫的传花授粉也给植物带来了很多好处。自从植物和昆虫产生以来，它们这种互相依存、协同进化、既明显又微妙的关系就一直存在，这引起了人们极大的兴趣。不言而喻，植物在地球上生长、开花、结籽并不是为…     

猪笼草瓶中乾坤大——揭开猪笼草捕虫机理的奥秘

在自然界的食物链中,作为生产者的植物几乎总是处于最底层。植物在应对被动物（包括昆虫）取食的过程中可能会作出生理反应,被动地进行反抗,如在生长过程中可能会分泌出苦涩的或有毒的物质,让动物不再取食甚至远离该植物,以保护植物的叶片、花或果实,保证物种的繁衍。同样,昆虫为了生存,也会通过生理的、生化的及其行为的改变加以适应,继续取食该种植物。这样,便出现了植物与昆虫彼此针锋相对而又协同演化的有趣现象。     

植物源昆虫拒食剂的研究与应用前景

拒食剂可以定义为能抑制昆虫取食而不直接杀死它们的化合物。昆虫常继续留在经拒食剂处理的植物上并可能因饥饿而死。大部分植物依赖次生代谢物来防御植食性昆虫。各种研究表明协同进化的压力使植物越来越能抵抗昆虫的取食。大部分植物源拒食性次生性化合物可以分为倍半萜烯内酯类、异黄酮类、苦木素类和柠檬苦素类化合物４ 大类。虽然到目前为止关于结构与生物活性间关系方面尚未建立确实的规律,但结构与生物活性间关系的研究可以为了解发生在某些昆虫的膜受体水平上的分子过程提供线索,因而可以指导分离或合成高效拒食剂。昆虫感知拒食剂化合物可以通过刺激特定昆虫的特化的拒斥感器或者干扰接收诱食刺激化合物的神经元的正常功能实现。因为植物拒食剂是天然化合物,能在自然环境中很容易地被分解,较少环境污染,因而在ＩＰＭ 中具有重要的作用。为了开发出无公害新农药,需要进一步进行其作用机制、对环境的影响、结构与生物活性间关系、高效拒食剂的合成及田间试验等方面的研究。     

序言

地球上90％以上的昆虫均取食植物或栖身于植丛。昆虫与植物,昆虫群落与植物群落之间存在着湮远紧密的历史联系。甚至可以认为,昆虫群落实际是植物群落不可分割的重要组成部分。因此,可以根据植物群落类型来确定昆虫群落的时空范围和类型。现代生态学认为:地球上的“顶极植物群落”(Climax)是在一定的气候和土壤环境条件下根据自然演化规律而发育起来的植物群落的最高级阶段。同处于演替过程中的其他     

植物挥发性次生物质对昆虫的行为调控及其机制

植物挥发性次生物质是植物在代谢过程中产生的一些短链碳氢化合物及其衍生物，在植食性昆虫的寄主植物定位、交配、寻找合适的产卵场所、取食等行为调控中起重要作用，还可调节天敌寻找寄主等行为，以及作为植物的间接防御手段和昆虫外激素的协同素。综述植物挥发性次生物质对昆虫的行为调控及其作用机理，进一步分析植物挥发性次生物质在害虫防治中的发展前景。     

水稻防卫基因BpHi008A启动子中褐飞虱应答区域及应答元件核心元件的确定

国家自然科学基金项目“水稻防止基因BpHi008A启动子中褐飞虱应答区域及应答元件核心元件的确定”(项目批号30570137)由我校袁红雨教授主持.植食性昆虫的取食作用极大地影响着植物的生长、发育和繁殖.植物在长期的进化过程中形成了组成型和诱导型两种防卫机制来抵御植食性昆虫的为害.植物的诱导抗虫性是指植物体在遭受昆虫进攻后表现出来的一种抗虫特性,是一种更为重要的防卫形式.目前对植物诱导抗性方面的研究,重点集中在利用消减杂交、mRNA差异展示、cDNA微阵列等技术克隆受昆虫取食诱导的基因,并从转录水平上分析虫害诱发的分子反应…     

植食性昆虫与寄主植物之间的相互关系和影响

昆虫和植物是地球上起源很早的生物类群,亿万年来他们就因营养、繁殖、保护、防卫、扩散等需要而发生了密切的关系,植食性昆虫与植物协同进化的结果是植食性昆虫有其特定的取食范围,植物对昆虫具有防御能力,两者存在相互适应.本文就植食性昆虫对寄主植物的行为,和寄主植物的此生代谢物质对植食性昆虫的习性影响和防御进行分析.     

研制绿色杀虫剂的理论基础与研究现状：兼论植物对昆虫的？…

在长期的进化过程中,植物演化出了３种防御昆虫侵害的化学防御方式：（１）引起昆虫忌避和抑制其取食;（２）影响昆虫对食物的消化和利用;（３）使昆虫中毒或死亡或延迟其生长发育。植物含有的多种多样的化合物可以通过影响昆虫的神经系统、呼吸系统、肌肉系统、消化系统、生殖系统与生长发育而达到杀灭害虫、保护自己的目的,这是研制高效低毒新型杀虫剂－绿色杀虫剂的理论基础,近年来对绿色杀虫剂的研制与开发越来越深入,并且     

植食性昆虫、植物和共生微生物的功能关联（英文）

植食性昆虫和植物均能与微生物形成密切关系,它们各自的生态功能及相互关系也常被共生微生物所影响。近年来,随着分子水平研究方法的进展,植食性昆虫和植物中很多可遗传共生微生物(细菌、真菌等)被发现。共生微生物能够在营养、生殖、防御和解毒等方面给宿主带来显著影响,并与宿主形成竞争、互利或寄生等关系。植食性昆虫体内的含菌胞、肠道、血淋巴、唾液腺等常含有重要功能的共生微生物。新的分子生物学手段和高通量测序技术的应用使得我们能够增加对宿主和共生微生物(即使处于低丰度)之间关系的了解。尝试总结植食性昆虫和植物共生微生物的多样性及其关系、昆虫和植物互作机制、昆虫共生菌解毒植物毒素等方面的研究,突出强调应以系统观思维来理解共生微生物、植食性昆虫和植物间的功能关联,就将来值得研究的问题提出了建议。     

研制绿色杀虫剂的理论基础与研究现状——兼论植物对昆虫的化学防御

在长期的进化过程中 ,植物演化出了 3种防御昆虫侵害的化学防御方式 :(1)引起昆虫忌避和抑制其取食 ;(2 )影响昆虫对食物的消化和利用 ;(3)使昆虫中毒或死亡或延迟其生长发育 .植物含有的多种多样的化合物 (其中以次生性代谢物质为主 )可以通过影响昆虫的神经系统、呼吸系统、肌肉系统、消化系统、生殖系统与生长发育而达到杀灭害虫、保护自己的目的 .这是研制高效低毒新型杀虫剂———绿色杀虫剂的理论基础 .近年来对绿色杀虫剂的研制与开发越来越深入 ,并且取得了可喜的进展 .     

盐沼入侵植物互花米草治理后植食性昆虫食物结构的变化

利用生态工程措施治理滨海盐沼入侵植物、恢复受损湿地的生态功能,是海岸带自然资源管理和生态系统健康维持的重要手段.盐沼入侵植物治理后,植食性昆虫群落结构的变化已得到较多研究,但昆虫食物结构变化的关注相对较少.本研究选取崇明东滩互花米草(Spartina alterniflora)治理工程恢复区,以及毗邻的互花米草入侵区和原生芦苇(Phragmites australis)对照区的不同植物群落,结合碳稳定同位素分析手段,比较了植物群落间植食性昆虫的食物结构差异,发现对照区、入侵区和恢复区芦苇群落中的昆虫均主要以芦苇为食,入侵区互花米草群落中的大多数昆虫以互花米草为食,而芦苇-互花米草混生群落中的昆虫既取食芦苇也取食互花米草.这一结果表明,互花米草入侵改变了本地植食性昆虫对土著植物芦苇的依赖性,而清除互花米草并恢复芦苇群落后,植食性昆虫对土著植物的依赖性已得到恢复.     

葡萄糖氧化酶在植食性昆虫与寄主植物互作中的作用

昆虫葡萄糖氧化酶(glucose oxidase,GOX)主要由下唇腺产生,含量很高,经由吐丝器排出体外,是唾液中的主要酶类.越来越多的证据表明,昆虫唾液中的GOX在植食性昆虫与寄主植物的相互关系和协同进化中发挥重要的作用,是它们互作的纽带.在二者的互作中,植食性昆虫的GOX可以显著抑制寄主植物的防御反应,也可以诱导寄主植物的直接或间接防御;而不同的寄主植物对同一种昆虫或相同植物对不同种昆虫GOX的影响也存在较大差异,特别是植物中的营养物质,如蛋白质和糖,都会对GOX产生影响,这种影响发生在转录、翻译或翻译后水平.同时,植物中毒素对GOX的影响也不容忽视.主要综述了昆虫GOX的基本特性、与寄主植物防御之间的关系以及食物因子对GOX的影响,以期为深入探讨植食性昆虫与寄主植物的协同进化机理提供有价值的信息.     

模拟昆虫取食对两种入侵植物生长繁殖的影响

【目的】研究入侵植物牛膝菊(Galinsogaparviflora)和椴叶鼠尾草(Salvia tiliifolia)对昆虫取食的耐受性并探讨它们的入侵机制。【方法】采用模拟昆虫取食试验在开花前将牛膝菊和椴叶鼠尾草的叶片分别去除1/3,2/3和4/5,测定株高,花数,叶片数,根、茎、叶和花果的干质量,比叶面积等指标,使用单因素方差分析比较其中差异性。【结果】两种植物均具有超补偿生长能力,在去除4/5的叶片后植株仍能正常生长,除叶片干质量外其他各部分的生物量均高于不去除叶片的对照组,与后者的差异具有统计学意义(p<0.05)。所有去叶处理的牛膝菊植株在去叶后14d株高、花数和叶片数就可实现完全补偿。去除4/5叶片处理的椴叶鼠尾草植株在去叶后14d也能实现株高、花数和叶片数的完全补偿,但该植物在去除1/3和2/3叶片处理后14d时未达到完全补偿生长。与其他处理相比,在去除2/3叶片处理条件下两种植物的株高、叶片数和花数的增长速率均达最大值;当去叶超过一定限度后,两种植物的株高、花数和叶片数量的增长率下降。【结论】牛膝菊和椴叶鼠尾草对昆虫取食或机械损伤具有很强的耐受能力,这有利于两者种群的生存和扩散,有利于成功入侵。     

昆虫捕食面面观

昆虫,是生物界种类最多而又分布最广的动物。它们形态多样,习性独特。昆虫世界,是一个奇异多彩神秘有趣的天地,它吸引着人们去探索昆虫世界的奥秘。食物,是昆虫赖以生存的最基本的物质基础。对昆虫来说,几乎世界上所有的有机物质都可以成为它们的食物。各种昆虫,因食性和取食方式的不同,     

植食性昆虫、植物和共生微生物的功能关联

植食性昆虫和植物均能与微生物形成密切关系，它们各自的生态功能及相互关系也常被共生微生物所影响。近年来，随着分子水平研究方法的进展，植食性昆虫和植物中很多可遗传共生微生物（细菌、真菌等）被发现。共生微生物能够在营养、生殖、防御和解毒等方面给宿主带来显著影响，并与宿主形成竞争、互利或寄生等关系。植食性昆虫体内的含菌胞、肠道、血淋巴、唾液腺等常含有重要功能的共生微生物。新的分子生物学手段和高通量测序技术的应用使得我们能够增加对宿主和共生微生物（即使处于低丰度）之间关系的了解。本文尝试总结了植食性昆虫和植物共生微生物的多样性及其关系、昆虫和植物互作机制、昆虫共生菌解毒植物毒素等方面的近期证据，突出强调了应以系统观思维来理解共生微生物、植食性昆虫和植物间的功能关联，并就将来值得研究的问题提出了建议。     

蛋白酶抑制子在植物与病原物互作中的作用

蛋白酶抑制子(proteinase inhibitors,PIs)是普遍存在于生物体内的一类多肽和蛋白,通过位阻作用抑制蛋白酶的活性,在动物的生长发育及昆虫取食等方面具有重要作用.近些年的研究表明,PIs在植物抗病性中发挥着重要的作用.介绍了PIs的类别,综述了植物与病原物互作过程中植物PIs在增强或减弱抗病性与病原微生物在增强致病性方面的作用.     

加拿大一枝黄花天敌——白条银纹夜蛾的寄主专性研究

实验室条件下, 以白条银纹夜蛾(Argyrogramma albostriata)二代4 龄幼虫为实验对象, 选择52 科104种植物对其进行寄主专性测定, 观察幼虫的取食选择和存活时间。结果显示, 该虫幼虫仅取食小飞蓬、钻叶紫菀、马兰、一年蓬和加拿大一枝黄花5 种植物的叶片, 其他植物叶片均无咬痕, 直至饥饿死亡。分别用以上5 种植物的新鲜叶片饲喂白条银纹夜蛾幼虫, 观察其生活史, 得到以下几点结论。1) 饲喂小飞蓬、钻叶紫菀、马兰和加拿大一枝黄花的昆虫幼虫期存活率较高, 大量死亡发生在成虫期; 饲喂一年蓬的幼虫在幼虫期存活率较低, 仅极少量能存活到成虫期。2) 饲喂不同植物对该虫幼虫各龄期长度影响不同。3) 饲喂小飞蓬、钻叶紫菀、马兰和加拿大一枝黄花的昆虫化蛹率、羽化率、平均寿命和蛹重均显著高于取食一年蓬的幼虫。由此得出, 白条银纹夜蛾为寡食性昆虫, 其食料植物多为菊科外来杂草, 可在小飞蓬、钻叶紫菀、马兰和加拿大一枝黄花上正常完成生活史, 饲喂一年蓬抑制该虫生长。     

昆虫美洲大蠊天然产物的研究及其化学分类学意义

目前正在兴起的昆虫天然产物化学的研究,促使人们运用新的思路和方法去发掘新的天然药物。另一方面,这些来自虫源的次生代谢物的多样性的研究,其生物学价值在于它们的分布以及结构信息的提供与其他性状的相关性。本文以美洲大蠊(俗称蟑螂)的体内次生代谢物进行研究,通过分离提取、结构表征和对其抗菌活性的测定,集中揭示了昆虫化学与植物化学之间的生态学相关的信息,阐明植物和昆虫在自然条件下得以共同进化的原理。研究结果证明:昆虫与植物次生代谢物在生态和生物活性上既具有部分作用或反作用关系,又有与其各自生命活动相关而产生的独特活性物质的修饰表达和衍生的新化合物。然而化学分类学应用于昆虫分类仍在探索之中。     

吟唱诗歌的杀手

美国南卡罗来纳州的湿地。宁静的河边,风景如画。在昆虫与植物之间,一场场关乎生死的“草捉虫”歌剧正拉开帷幕。它们的舞姿与独白,将为我们展示湿地的另一番风情景致!