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蚜虫共生菌多样性研究进展
1
作者 秦曼 姜立云 +1 位作者 乔格侠 陈静 《昆虫学报》 北大核心 2025年第10期1438-1453,共16页
微生物与动物之间的互惠共生在宿主的适应和进化过程中发挥着重要作用。蚜虫是一类吸食植物韧皮部汁液的昆虫,与多种共生菌建立了密切的共生关系。许多蚜虫种类严重为害农作物、果树、林木以及中草药,其中一些物种还是重要的世界性检疫... 微生物与动物之间的互惠共生在宿主的适应和进化过程中发挥着重要作用。蚜虫是一类吸食植物韧皮部汁液的昆虫,与多种共生菌建立了密切的共生关系。许多蚜虫种类严重为害农作物、果树、林木以及中草药,其中一些物种还是重要的世界性检疫害虫。蚜虫共生菌研究不仅有助于深入理解生物间的共生关系,还能够为害虫绿色防治提供理论指导。初级共生菌几乎存在于所有蚜虫体内,为蚜虫提供其食物中缺乏的必需氨基酸和B族维生素等营养物质;次级共生菌与蚜虫的生态适应性密切相关。本文概述了蚜虫共生菌的种类、组织分布、传播方式及其功能,并系统总结了球蚜科(Adelgidae)、根瘤蚜科(Phylloxeridae)和蚜科(Aphididae)不同类群中共生菌群落的物种组成。目前,蚜虫共生菌多样性的研究主要集中于探讨不同生物与非生物因素对共生菌群落结构的影响,涉及的因素包括蚜虫的种类、生物学特性、进化历史、寄主植物、地理分布和温度等环境因素。未来,应开展更多蚜虫类群的共生菌多样性调查,加强对肠道共生菌的关注,进一步探讨随机性和确定性过程在蚜虫共生菌群落构建中的相对贡献,识别核心共生菌及其生物学功能,并重点研究关键共生菌在RNA生物农药中的应用潜力,以开发绿色高效的蚜虫防治技术。 展开更多
关键词 蚜虫 共生微生物 植食性昆虫 农林害虫 菌群组成 菌群结构 害虫防治
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蚜虫生态适应机制与防控策略研究进展
2
作者 郭慧娟 陈亚州 孙玉诚 《昆虫学报》 北大核心 2025年第10期1313-1319,共7页
蚜虫是世界范围内广泛分布的一类重要的刺吸式口器昆虫,约5000种。其中,麦蚜、棉蚜Aphis gossypii、桃蚜Myzus persicae等许多蚜虫种类已成为制约农林生产的重要害虫,它们典型的韧皮部为害方式造成作物光合产物减少,并能够传播超过半数... 蚜虫是世界范围内广泛分布的一类重要的刺吸式口器昆虫,约5000种。其中,麦蚜、棉蚜Aphis gossypii、桃蚜Myzus persicae等许多蚜虫种类已成为制约农林生产的重要害虫,它们典型的韧皮部为害方式造成作物光合产物减少,并能够传播超过半数的植物病毒。不仅如此,蚜虫还凭借孤雌胎生和翅型分化实现种群的快速扩张和生境转移,这种强大的生态适应能力与它们的成灾致害密不可分。然而,世代周期短、孤雌生殖导致的抗药性强以及Bt作物的非靶标害虫等因素,造成目前针对蚜虫的精准高效的防控技术仍有待完善。近年来,国内学者围绕蚜虫基因组分化、翅型与生殖型可塑性调控、唾液蛋白介导的取食传毒机制、虫-菌共生协同适应等方面取得突破性进展,开发了RNAi抗蚜育种、天敌生态调控等防控技术。本文系统梳理了该领域国内学者的最新研究成果,概述了本专辑收录论文的核心内容,并从唾液腺单细胞功能解析、非持久性病毒传毒机制、表观遗传调控网络和虫-菌共生防控技术等方向进行展望,以期为相关领域的科学研究与防控实践提供理论指导。 展开更多
关键词 蚜虫 取食传毒 抗药性 表型可塑 基因组学 共生菌 害虫防控技术
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具重要进化意义的甲虫角突的三维形态比较
3
作者 黄子函 张同博 +3 位作者 佟一杰 路园园 胡永刚 白明 《福建农林大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第5期609-617,共9页
【目的】角突是甲虫体上十分重要的结构,其对性选择和繁殖具有重要意义,因此,角突的起源、形态和功能等一直受到学者的广泛关注。利用三维重建方法获取不同种甲虫角突外部形态和内部结构信息,可以从更高维度探究甲虫角突结构与功能之间... 【目的】角突是甲虫体上十分重要的结构,其对性选择和繁殖具有重要意义,因此,角突的起源、形态和功能等一直受到学者的广泛关注。利用三维重建方法获取不同种甲虫角突外部形态和内部结构信息,可以从更高维度探究甲虫角突结构与功能之间的关系。【方法】以皱角武粪金龟、裂眼金龟、萨粪蜣螂、橡胶木犀金龟4种甲虫的3类角突(头角、前胸中角、前胸侧角)为研究对象,使用Amira和Geomagic studio软件,通过三维重建技术展示其外部形态和内部结构,并对相关形态参数进行测量,得出角突表皮层占比,根据相关数据绘制散点图,最终拟合得到角突表皮层占比曲线。【结果】橡胶木犀金龟头角端部表皮层长度占头角长的8.7%,其余3种甲虫都占20%以上。橡胶木犀金龟头角的空腔区域体积占头角体积的91%。拟合曲线表明,头角和胸角的表皮层占比存在一定差异。4种甲虫头角和胸角均为中空结构,且萨粪蜣螂胸角内部存在肌肉。【结论】4种甲虫角突为中空结构。其中,橡胶木犀金龟头角特点最典型,萨粪蜣螂和皱角武粪金龟的角突较粗壮,可能与其挖掘、滚粪球和打斗的行为及生殖策略有关。 展开更多
关键词 金龟 功能形态 三维重建 进化发育 仿生学
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毛蚜亚科蚜虫线粒体全基因组测序与系统发育分析
4
作者 李彩玲 姜立云 +1 位作者 乔格侠 陈静 《昆虫学报》 北大核心 2025年第10期1426-1437,共12页
【目的】本研究旨在对毛蚜亚科(Chaitophorinae)代表种的线粒体全基因组序列进行测定,以分析该亚科线粒体基因组的结构特征并探讨其系统发育关系。【方法】利用Illumina测序平台对毛蚜亚科4属5种(白杨毛蚜Chaitophorus populeti、杨叶毛... 【目的】本研究旨在对毛蚜亚科(Chaitophorinae)代表种的线粒体全基因组序列进行测定,以分析该亚科线粒体基因组的结构特征并探讨其系统发育关系。【方法】利用Illumina测序平台对毛蚜亚科4属5种(白杨毛蚜Chaitophorus populeti、杨叶毛蚜Chaitophorus populifolii、针茅小毛蚜Chaetosiphella stipae、大斑多态毛蚜Periphyllus lyropictus和黄伪毛蚜Sipha flava)的线粒体基因组进行高通量测序并完成组装、注释,结合NCBI已报道的毛蚜亚科4属6种(京枫多态毛蚜Periphyllus diacerivorus、栾多态毛蚜Periphyllus koelreuteriae、柳黑毛蚜Chaitophorus saliniger、针茅小毛蚜、三角枫多态毛蚜Periphyllus acerihabitans和沙赖毛蚜Laingia psammae)的线粒体基因组开展比较分析;基于27个线粒体全基因组37个基因序列使用最大似然法(maximum likelihood,ML)和贝叶斯法(Bayesian inference,BI)重建毛蚜亚科及其近缘类群的系统发育树。【结果】毛蚜亚科线粒体基因组全长15787~17770 bp,包含13个蛋白质编码基因、22个tRNA基因、2个rRNA基因、1个非编码控制区和1个非编码重复区,不存在基因重排。毛蚜亚科线粒体基因组的核苷酸组成呈现显著的A+T偏好性。所有蛋白质编码基因均以标准的ATN作为起始密码子;cox1和nad4的终止密码子为T--,但大斑多态毛蚜的cox1以TAA作为终止密码子;其他基因以TAA或TAG作为终止密码子。atp8在进化过程中受到正选择,进化速率最快,cox1进化速率最慢。除trnS^(AGN)缺失二氢尿苷(dihydrouridine,DHU)臂以外,所有tRNA基因均具有典型的三叶草二级结构。控制区位于rrnS和trnI之间,长606~1710 bp,毛蚜亚科一些种的控制区内含有重复序列。位于trnE和trnF之间的重复区长544~1876 bp,由具有种特异性的重复单元组成。控制区和重复区内重复序列的结构组成不同,重复单元的序列相似性较低。系统发育分析结果支持毛蚜亚科及其两个族伪毛蚜族(Siphini)和毛蚜族(Chaitophorini)的单系性。伪毛蚜族内,黄伪毛蚜位于分支的最基部。毛蚜族内,各为单系群的毛蚜属Chaitophorus和多态毛蚜属Periphyllus互为姐妹群。【结论】本研究测定并分析了毛蚜亚科代表种的线粒体全基因组序列,所有供试种的trnE和trnF之间均具有特异性重复区,该重复区可能是毛蚜亚科线粒体基因组的共有特征。线粒体基因组在解析毛蚜亚科系统发育关系中表现出良好效力。本研究为深入理解毛蚜亚科线粒体基因组的特点、阐明该亚科的系统发育关系与演化历史提供了重要的分子数据资源。 展开更多
关键词 蚜虫 毛蚜亚科 线粒体基因组 进化速率 控制区 重复区 系统发育关系
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蚜虫初级内共生菌Buchnera的适应、演变与功能
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作者 凌晓雨 邸健 +1 位作者 郭慧娟 孙玉诚 《昆虫学报》 北大核心 2025年第10期1454-1464,共11页
蚜虫是一类世界性分布的刺吸式口器昆虫,依赖与初级内共生菌巴克纳氏菌属Buchnera建立共生关系获得生存繁衍所必需的营养物质。在长期协同演化过程中,蚜虫通过形成特化的含菌细胞介导与Buchnera的营养物质交换,并避免免疫激发,同依赖母... 蚜虫是一类世界性分布的刺吸式口器昆虫,依赖与初级内共生菌巴克纳氏菌属Buchnera建立共生关系获得生存繁衍所必需的营养物质。在长期协同演化过程中,蚜虫通过形成特化的含菌细胞介导与Buchnera的营养物质交换,并避免免疫激发,同依赖母体胞吞胞吐的机制形成Buchnera垂直传递以维持种群中的持续侵染。然而,内共生环境中稳定的营养来源导致Buchnera基因组发生显著退化。一方面,营养代谢冗余和环境压力响应基因的系统丢失使Buchnera基因组丢失90%以上基因,基因组急剧减小;另一方面,含菌细胞形成的物理屏障阻止Buchnera从外界细菌中获得新基因的途径,加之DNA修复系统关键基因的缺失引发突变修复能力丧失,导致基因组出现极端AT含量以及功能基因持续丢失。Buchnera基因组退化削弱了其代谢功能,表现为必需氨基酸合成能力的下降、无机盐代谢关键基因缺失以及热激蛋白表达调控缺陷,进而加速蚜虫物种形成并降低蚜虫的高温适应性。为了弥补专性共生的功能缺陷,蚜虫通过引入次级共生菌或替换初级共生菌进行功能补偿;部分蚜虫类群甚至形成双初级共生菌体系,通过功能分工缓解基因组退化压力。本文系统综述了蚜虫与Buchnera的胞内共生关系的演化悖论,Buchnera基因组退化在提升营养供给效率的同时也制约了蚜虫宿主对环境变化的适应能力,并提出了蚜虫类群为弥补专性共生限制所形成的新策略,这为深入理解昆虫-菌胞内共生关系提供了新视角,并为靶向共生菌的蚜虫防控技术奠定理论基础。 展开更多
关键词 蚜虫 内共生菌 巴克纳氏菌属 基因组退化 共生关系 环境适应性
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金龟总科昆虫的挖掘行为驱动前胸背板和鞘翅的形态演化
6
作者 罗一平 佟一杰 +1 位作者 田哲豪 白明 《四川动物》 北大核心 2025年第4期375-383,共9页
形态与功能的关系掩藏着生物演化的规律,在宏观层面探讨高级阶元的形态与功能的关系有助于理解生物的演化。然而,受限于适应性特征的选取和形态信息的量化,生物类群间的功能形态演化规律和驱动因素难以解读。金龟总科Scarabaeoidea昆虫... 形态与功能的关系掩藏着生物演化的规律,在宏观层面探讨高级阶元的形态与功能的关系有助于理解生物的演化。然而,受限于适应性特征的选取和形态信息的量化,生物类群间的功能形态演化规律和驱动因素难以解读。金龟总科Scarabaeoidea昆虫的挖掘行为被视为显著的适应性特化现象,但其与形态演化之间的关系尚未可知。本研究以金龟总科12科600种昆虫为对象,选取前胸背板和鞘翅作为测试特征(二者均为连续性特征,在挖掘行为中具有支持作用且受到中性化的选择压力),利用几何形态学方法探讨金龟总科昆虫形态与挖掘能力的关联性。结果表明,前胸背板和鞘翅的第一主成分沿正方向的长宽比均有变小的趋势,且鞘翅在不同测试组间的差异更显著,其判别正确率均超过87.5%。作为覆盖虫体和保护运动中心的关键特征,鞘翅在金龟类群演化过程中发生了明显的适应性进化。本研究为金龟总科昆虫挖掘行为驱动的形态演化提供了直接的证据,对进一步探讨昆虫的适应驱动机制和生态功能具有一定的启示。 展开更多
关键词 功能形态演化 金龟总科 挖掘能力 连续性特征 几何形态学
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变色树蜥的自然卵巢与卵孵化特征
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作者 陆振飞 薛少亮 +3 位作者 刘彦良 梁路 曾治高 颜文博 《热带林业》 2025年第3期71-76,共6页
2021年8月16日,在海南尖峰岭发现变色树蜥挖洞产卵的现象。雌性变色树蜥产卵8枚于刨开的小洞穴中,窝卵重4.36g,卵均重0.545g。整窝卵自然分成上下两层,每层各4枚卵。产后母体离开前会用原土覆盖平整卵巢,让卵于窝内自然孵化。正常卵在... 2021年8月16日,在海南尖峰岭发现变色树蜥挖洞产卵的现象。雌性变色树蜥产卵8枚于刨开的小洞穴中,窝卵重4.36g,卵均重0.545g。整窝卵自然分成上下两层,每层各4枚卵。产后母体离开前会用原土覆盖平整卵巢,让卵于窝内自然孵化。正常卵在孵化期间能稳定地增加重量。整窝卵的孵化成功率随着孵化期的推进而逐步降低,到第85天时均已不正常。温、湿度可能会影响变色树蜥的孵化期和孵化成功率。窝卵自然分层是变色树蜥窝卵的一个重要特征。卵窝上层有比下层显著更高的热环境。研究结果表明,在湿润多雨的季节,上层卵也有比下层卵更高的卵孵化成功率。研究结果将有助于增强对变色树蜥产卵巢穴选择、卵自然孵化及其生态适应意义的理解。 展开更多
关键词 变色树蜥 繁殖 巢址选择 产卵 卵孵化
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海南东寨港国家级自然保护区海陆蛙的空间分布格局及保护对策
8
作者 李华亮 张明军 +4 位作者 张熙斌 李诗川 陈珉 颜文博 曾治高 《野生动物学报》 2025年第4期828-838,共11页
海陆蛙(Fejervarya moodiei)是红树林湿地中的优势两栖物种,也是海南省省级重点保护野生动物。目前,关于海陆蛙在红树林湿地类自然保护区中的空间分布格局及其影响因素的认识仍然较为有限。为探究海南东寨港国家级自然保护区海陆蛙的空... 海陆蛙(Fejervarya moodiei)是红树林湿地中的优势两栖物种,也是海南省省级重点保护野生动物。目前,关于海陆蛙在红树林湿地类自然保护区中的空间分布格局及其影响因素的认识仍然较为有限。为探究海南东寨港国家级自然保护区海陆蛙的空间分布特征,于2022年7月—2023年4月,在保护区内布设了49条长200 m的固定调查样线,并开展3轮夜间样线调查。结果表明:保护区内海陆蛙的空间分布存在明显差异,南部片区核心区的海陆蛙数量显著高于缓冲区,北部片区则反之,且南部片区核心区的海陆蛙数量显著大于北部片区核心区。水盐度、气温、水温和潮高等生态因子均能影响区内海陆蛙的分布。海陆蛙数量与环境水盐度和水体pH呈负相关,却分别与气温、水温和潮高呈正相关。基于上述结果,本研究为海陆蛙保护提出两点对策建议:第一,将南部片区的核心区规划为海陆蛙的优先保护区域;第二,从49条固定调查样线中筛选出海陆蛙出现频率较高的20条样线(南、北片区各10条),作为未来的固定监测样线,以制定科学的监测方案。本研究丰富了海南东寨港国家级自然保护区海陆蛙的生态学资料,为红树林保护区中海陆蛙的保护与管理提供了科学依据。 展开更多
关键词 红树林 两栖动物 海陆蛙 分布格局 水盐度
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粪甲虫衰减与草地生态系统健康的关联及应对策略
9
作者 徐小博 田哲豪 +5 位作者 佟一杰 王加亭 唐士明 朱慧 王新谱 白明 《生态学报》 2025年第22期10823-10833,共11页
粪甲虫作为草地生态系统的关键分解者,通过加速粪便分解、促进土壤养分循环和植被生长维持草地健康。然而,集约化放牧、化学农药滥用及栖息地破坏导致其种群数量与多样性显著下降。系统综述了粪甲虫的生态功能及其全球范围内的种群衰退... 粪甲虫作为草地生态系统的关键分解者,通过加速粪便分解、促进土壤养分循环和植被生长维持草地健康。然而,集约化放牧、化学农药滥用及栖息地破坏导致其种群数量与多样性显著下降。系统综述了粪甲虫的生态功能及其全球范围内的种群衰退,发现粪甲虫功能多样性对粪便清除率的贡献高于物种多样性,而伊维菌素等药物残留可使其繁殖率下降,导致粪便分解速率降低,进而引发地表积粪污染加剧、温室气体排放量增加等连锁生态问题。全球案例表明,保护性引种计划可恢复粪甲虫功能,每年创造数亿经济价值。我国虽将部分粪甲虫纳入保护名录,但仍缺乏系统性保护策略。未来需加强草-粪-虫互作机制研究,开发抗药性监测技术,并制定兽药安全使用规范与适时性禁牧政策,同时推动公众参与和跨区域合作,以实现草地生态恢复与畜牧业可持续发展。 展开更多
关键词 草地生态 粪甲虫 蜣螂 物种保护 保护措施
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