山西大学&山西运城学院：飞蝗研究进展（李春选、马恩波）.pdf

飞蝗研究进展李春选!2马恩波 (1,山西大学生命科学与技术学院太原030006;2,山西运城学院生化系运城044000 Research progress on migratory locust, Loc usta migratoria. LI Chur Xuan, MA Er Bo( Colle ge of Lie Science and Technology, Shanx Univesity, Taiyuan 030006, China; 2. Depart ment of Biology and Che mistry, Yuncheng College, Yuncheng 044000, China) Abstract Migratory locusts are a serious pest species in agriculture. They are widely distrbuted in Europe, Asia, Af rica and Australia. Locusta mmigmatona( Linnaeus)is classified into ten subspecies based on morphol ogical differences and geographical distribution and is represented by three subspecies in China. Migratory locusts are widespread, reach exceedingly high nu mbers and are especially damaging to agriculture when in their gregarious, migratory phase. This aper revie ws recent progress in the areas of anatomy, physiology, bioche mistry, genetics, toxicdogy and molecular sys- te matics of L. migratoria at home and abroad with the aim of providing some useful refe rences for basic and applied Key words Locust a oratoria, anatomy, physiology, bioche mistry, genetics, toxicology, molecular syste matics 飞蝗作为农业重大害虫,其分布遍及欧洲亚洲非洲和澳洲.全世界共有10个亚种,我国有 3个亚种,飞蝗不但分布广,而且数量多发生频率高,危害极为严重。作者在查阅了国内外近20年文献资料的基础上,结合我国蝗害情况,分别从形态组织生理生化遗传、毒理及分子系统学等方面综述了国内外飞蝗的研究进展,以期对我国飞蝗的基础及应用研究提供参考关键词飞蝗,解剖学,生理学,生物化学,遗传学,毒理学,分子系统学飞蝗 Locusta migratoria( Linnaeus)隶属于 tonia tibetensis chen,其中东亚飞蝗分布面积广直翅目 Orthoptera,蝗总科 Acridoidea,.斑翅蝗科为害最为严重,以飞蝗为主的蝗害是我国历史 dipodidae,飞蝗属 Locusta linnaeus,是一种洲上最为严重的农业灾害之一,特别是自20世纪际性农业重大害虫,其分布遍及欧亚非澳等80年代以来,因受全球异常气候及农业生态环四大洲.全世界己知有1个种10个亚种,我国家自然科学基金资助项目(30170612) 国有3个亚种,即东亚飞蝗 Locista mi gratona,通讯作者,Pm:mmb@y,,Cm;电话:03 1ils( Meyen),亚洲飞蝗 Locusta migratoria 7018871传真0351-7011891 mi gratona( Linnaeus)和西藏飞蝗 Locista mi gra-收稿日期:00-24,修回日期:20018

昆虫知识 ENTOMOLOGI CAL KNOWLEDGE 25 境变化的影响,蝗害在我国各地频繁发生。据要集中在脂激动素、保幼激素利尿激素和蜕皮报道,近2年来,在我国河南河北天津新疆激素等的研究。内容涉及到激素合成含量生等地又出现大面积高密度灾情,严重影响和破理作用及影响因子等。例如:自Nsel等”对坏了农业生产和国民经济的发展,因此加强对飞蝗脂激动素释放中所涉及的速激肽进行研究飞蝗的研究以及蝗灾的综合治理愈来愈引起人后, Gol ds worthy等对飞蝗脂激动素的结构组们的普遍关注。本文查阅了国外近20年来及织、含量受体及功能均做了比较系统的研究我国自建国以来飞蝗研究方面的有关文献,从从而全面的阐述了脂激动素的各种生理生化功以下几个方面对飞蝗的研究进展进行综述,以能,αkud等探讨了飞蝗中一种咽侧体抑制期对我国飞蝗的基础及应用研究提供参考因子及咽侧体对保幼激素合成的影响;Brau 1世界范围内飞蝗研究动态等12对飞蝗中保幼激素的作用,以及Fe爬m 等对飞蝗保幼激素生物合成中卵巢控制机 1.1解剖学及组织学研究制分别进行了不同程度的研究,这些研究从不有关飞蝗的解剖学和组织学研究开始于同侧面阐述了保幼激素的产生、含量和生理作 20世纪早期,直至20世纪80年代,研究范围仍用; Audsley等对中枢神经系统和心侧体中利比较广泛,在背隔肌肉消化道翅、马氏管及心尿激素含量进行了测定,探讨了其释放机理、循侧体等组织结构方面均有不少文献报道。例环水平及龄期和饮食状态对其的影响,从而阐如:Mlr等对飞蝗背隔肌肉超微结构进行了明了利尿激素与中枢神经系统和心侧体的关深入研究; Hochuli等对飞蝗前肠形态做了详系细的描述, Peacock等3A则比较系统地研究了1.2.2神经生理学研究这方面研究主要集飞蝗结肠、回肠等消化道不同节段的超微结构。中于飞蝗飞行中的神经调节作用、感觉神经的进入90年代以后,组织学研究主要集中在神敏感性感觉器反应特点等,特别是对飞行中神经组织超微结构上,且在腹神经节的结构和分经支配的作用做了比较深入的研究。例如布方面研究较深入, Plotnikova等38在这方 Stevenson等探讨了飞蝗运动神经通过本体面做了大量而系统的工作,他们通过对飞蝗神感受器对肌肉收缩反应的反射活动; He dig 经链中腹部节间上行连接,最后一个腹神经节等研究了飞蝗飞行中前翅运动和胞内运动运动神经元网,神经链中简单及联合神经节中神经的刺激作用;Meh还对飞蝗飞行中本感觉神经元网的察,比较系统地阐述了腹神经体感觉作用进行了深入分析; boyan9,详细地节的形态、结构及神经元的种类、分布。此外,阐述了飞蝗飞行系统中听觉输入情况和听觉敏这方面研究还涉及到成虫脑联合纤维,食管下感性反应调节特点等,阐明了飞蝗运动过程中神经节,复眼运动神经,心侧体神经分布等。听觉本体感觉器在方向速度外界条件变化等总之,国外飞蝗组织学研究朝着2个方向发展,方面的调节作用是从一般解剖结构转向超微结构的研究;二1.2.3代谢生理学研究该研究着重于食物是由对器官结构的硏究进而深入到支配其活动摄取饲料成分选择,营养平衡调节方面等.例的神经组织的研究如: Ishikawa等2,2分析了大麦中芦竹碱对飞 1.2生理学研究蝗摄食的抑制作用:( ha mbers等3研究了飞蝗近20年来,国外对飞蝗生理学进行了广泛若虫营养平衡的行为机理; Trumper等,231对的研究,内容涉及内分泌代谢、神经生殖生理飞蝗若虫营养吸收的调节机理进行了多方面的等,特别在神经内分泌及代谢生理方面每年有研究等 20多篇论文发表,现简单介绍如下 1.3发育生物学及生物学特性研究 12.1内分泌(激素)生理学研究这方面主对飞蝗的生长发育及生活史的研究有利

境变化的影响 o蝗害在我国各地频繁发生 ∀据报道 o近 u 年来 o在我国河南 !河北 !天津 !新疆等地又出现大面积 !高密度灾情 o严重影响和破坏了农业生产和国民经济的发展 o因此加强对飞蝗的研究以及蝗灾的综合治理愈来愈引起人们的普遍关注 ∀本文查阅了国外近 us 年来及我国自建国以来飞蝗研究方面的有关文献 o从以下几个方面对飞蝗的研究进展进行综述 o以期对我国飞蝗的基础及应用研究提供参考 ∀ 1 世界范围内飞蝗研究动态 111 解剖学及组织学研究有关飞蝗的解剖学和组织学研究开始于 us 世纪早期 o直至 us 世纪 {s 年代 o研究范围仍比较广泛 o在背隔肌肉 !消化道 !翅 !马氏管及心侧体等组织结构方面均有不少文献报道 ∀例如 }¬¯¯¨µ等≈t 对飞蝗背隔肌肉超微结构进行了深入研究 ~ ²¦«∏¯¬等≈u 对飞蝗前肠形态做了详细的描述 o°¨¤¦²¦® 等≈ vow 则比较系统地研究了飞蝗结肠 !回肠等消化道不同节段的超微结构 ∀ 进入 |s 年代以后 o组织学研究主要集中在神经组织超微结构上 o且在腹神经节的结构和分布方面研究较深入 ∀ °¯²·±¬®²√¤等≈ x ∗ { 在这方面做了大量而系统的工作 o他们通过对飞蝗神经链中腹部节间上行连接 o最后一个腹神经节运动神经元网 o神经链中简单及联合神经节中感觉神经元网的察 o比较系统地阐述了腹神经节的形态 !结构及神经元的种类 !分布 ∀此外 o 这方面研究还涉及到成虫脑联合纤维 o食管下神经节 o复眼运动神经 o心侧体神经分布等 ∀ 总之 o国外飞蝗组织学研究朝着 u 个方向发展 o 一是从一般解剖结构转向超微结构的研究 ~二是由对器官结构的研究进而深入到支配其活动的神经组织的研究 ∀ 112 生理学研究近 us 年来 o国外对飞蝗生理学进行了广泛的研究 o内容涉及内分泌 !代谢 !神经 !生殖生理等 o特别在神经 !内分泌及代谢生理方面每年有 us 多篇论文发表 o现简单介绍如下 ∀ 11211 内分泌k激素l生理学研究这方面主要集中在脂激动素 !保幼激素 !利尿激素和蜕皮激素等的研究 ∀内容涉及到激素合成 !含量 !生理作用及影响因子等 ∀例如 }自 ¤¶¶¨¯等≈| 对飞蝗脂激动素释放中所涉及的速激肽进行研究后 o²¯§¶º²µ·«¼ ≈ts 等对飞蝗脂激动素的结构 !组织 !含量 !受体及功能均做了比较系统的研究 o 从而全面的阐述了脂激动素的各种生理生化功能 ∀ ®∏§¤等≈tt 探讨了飞蝗中一种咽侧体抑制因子及咽侧体对保幼激素合成的影响 ~µ¤∏± 等≈tu 对飞蝗中保幼激素的作用 o以及 ƒ¨µ¨±½ 等≈tv 对飞蝗保幼激素生物合成中卵巢控制机制分别进行了不同程度的研究 o这些研究从不同侧面阐述了保幼激素的产生 !含量和生理作用 ~∏§¶¯¨¼ 等≈tw 对中枢神经系统和心侧体中利尿激素含量进行了测定 o探讨了其释放机理 !循环水平及龄期和饮食状态对其的影响 o从而阐明了利尿激素与中枢神经系统和心侧体的关系 ∀ 11212 神经生理学研究这方面研究主要集中于飞蝗飞行中的神经调节作用 !感觉神经的敏感性 !感觉器反应特点等 o特别是对飞行中神经支配的作用做了比较深入的研究 ∀ 例如 } ≥·¨√¨±¶²± 等≈tx 探讨了飞蝗运动神经通过本体感受器对肌肉收缩反应的反射活动 ~¨§º¬ª 等≈ty 研究了飞蝗飞行中前翅运动和胞内运动神经的刺激作用 ~²¨«¯ ≈tz ot{ 还对飞蝗飞行中本体感觉作用进行了深入分析 ~²¼¤±≈t| ous 详细地阐述了飞蝗飞行系统中听觉输入情况和听觉敏感性反应调节特点等 o阐明了飞蝗运动过程中听觉本体感觉器在方向 !速度 !外界条件变化等方面的调节作用 ∀ 11213 代谢生理学研究该研究着重于食物摄取 !饲料成分选择 o营养平衡调节方面等 ∀例如 }¶«¬®¤º¤等≈ut ouu 分析了大麦中芦竹碱对飞蝗摄食的抑制作用 ~≤«¤°¥¨µ¶等≈uv 研究了飞蝗若虫营养平衡的行为机理 ~×µ∏°³¨µ等 ~ ≈uw oux 对飞蝗若虫营养吸收的调节机理进行了多方面的研究等 ∀ 113 发育生物学及生物学特性研究对飞蝗的生长 !发育及生活史的研究有利 ussv wsktl 昆虫知识 ∞× ≤ •∞⁄∞ # ux #

26 昆虫知识 ENTOMOLOGI CAL KNOWLEDGE (1) 于了解蝗灾发生情况,掌握飞蝗生长发育规律, 在分子生物学研究方面,近20年来,国外从而为蝗灾防治提供基础资料。国外在这方面飞蝗分子生物学研究工作主要集中在卵黄生长硏究范围较广,内容涉及生殖器发育、蜕皮、滞素、脂激动素载脂蛋白等合成中mRNA及有关育及保幼激素在发育中的作用等。例如:在发编码基因结构等方面,且从20世纪80年代到育生物学方面, Tanaka等3研究了飞蝗中胚90年代得到了快速发展,代表工作有: 胎滞育及地理性变化; Harrat等3]则进一步探nka41、Komεr等探测了飞蝗脂肪体中卵黄生讨了在无滞育条件下胚胎的发育状况;而∝kur成素mRNA合成方式,并对编码2种结构相关 d等研究了飞蝗成虫滞育和繁殖控制中咽蛋白酶抑制剂前体多肽的cDNA进行了克隆侧体和保幼激素的作用等,这些研究均从不同 Boger等4,“对3种编码不同的脂激动素前体侧面阐述了滞育对胚胎发育的影响.在生物学基因进行了cDNA分子克隆,阐明了飞蝗活动特性方面,Nyai等比较了散居和群居飞蝗在中脂激动素前体基因的不同表达方式,同时还飞行中能量消耗的差异; Khouaidjia等对东亚研究了飞蝗载脂蛋白前体的分子特征和基因表飞蝗在3种温度条件下,散居型及群居型个体达等,上述研究着重于生理物质的分子结构特的繁殖力进行了比较研究.此外, moizuddin31征,总之,近几十年来,国外飞蝗分子生物学研还观察了飞蝗生活习性和生活周期及缺食、缺究比较活跃,从内容涉及大分子结构、基因克水对代谢、运动和生长的影响等。这些研究表隆cDNA文库构建等方面的研究明:飞蝗不同地理种群在生活习性上存在着明1.5细胞遗传学研究显差异,环境因子对飞蝗生长发育及蝗灾发生细胞遗传学研究主要在3个方面:一是减均具有较大的影响数分裂联会复合体的研究,例如:Mens等6对 1.4生物化学与分子生物学研究飞蝗中期双价体中联会复合体分布进行了比较随着分子生物学的发展和生物技术手段的系统的研究;二是飞蝗B染色体的研究,如as 不断改进和完善,生物生化与分子生物学在飞tmo等探讨了B染色体对其形态和生理特征蝗研究中得到了广泛的应用.在生物化学研究的作用; Salcedo1, Viseras等分别研究了方面,国外近20年来做了大量的工作,内容主雌雄个体中B染色体积累与有丝分裂非稳定要集中在飞蝗载脂蛋白表皮蛋白、热休克蛋白性之间的关系、B染色体对对交叉频率的影响和保幼激素的结构研究,关于载脂蛋白的硏究等;三是关于染色体交叉频率的探讨,这方面的报道较多,其范围从结构分析合成调节到生理主要文献有:Dez等研究了雄性飞蝗中不同生化作用等,较典型的有: Narayanaswam等3龄期染色体交叉频率的变化, Quevedo等对对飞蝗载脂蛋白ⅢN末端片段光谱和磷脂间飞蝗中交叉频率和联会复合体长度相关性变化的结构进行了研究;wers等研究了飞蝗进行了研究等载脂蛋白Ⅲ的合成路线载脂蛋白I、Ⅱ结构及1.6分子系统学研究糖基化作用等。在表皮蛋白的研究方面,And 在飞蝗分子系统学研究中,Hmup等3首 ersen对飞蝗若虫蜕皮中表皮蛋白结构及功先完成了飞蝗L. graton( Linnaeus)表皮结构能进行了系统的研究,Krgh等还研究了飞蛋白氨基酸全序列的测定;而aade3则测定了蝗翅中表皮蛋白的主要结构等。随着研究的深飞蝗脂激动素多肽的氨基酸序列:特别是αe- 入,人们也加强了对蜕皮激素结构和功能的探isen领导的硏究小组在飞蝗DNA序列变异进讨,这方面的成就主要有 Roussel等对飞蝗化研究方面做了大量系统的工作,在 Gellissen 蜕皮激素生化合成通路中脱氢蜕皮甾类,Ddle研究小组中, Hacke等s在飞蝗和果蝇两者之等对飞蝗卵泡细胞氚化1.2.7.脱氢甾醇合间的线粒体基因CoⅡ或CoⅢ控制区中发现了成等的研究 2种昆虫线粒体基因有不同的位置次序;M

于了解蝗灾发生情况 o掌握飞蝗生长发育规律 o 从而为蝗灾防治提供基础资料 ∀国外在这方面研究范围较广 o内容涉及生殖器发育 !蜕皮 !滞育及保幼激素在发育中的作用等 ∀例如 }在发育生物学方面 o×¤±¤®¤等≈uy ouz 研究了飞蝗中胚胎滞育及地理性变化 ~¤µµ¤·等≈u{ 则进一步探讨了在无滞育条件下胚胎的发育状况 ~而 ®∏2 §¤等≈u| 研究了飞蝗成虫滞育和繁殖控制中咽侧体和保幼激素的作用等 o这些研究均从不同侧面阐述了滞育对胚胎发育的影响 ∀在生物学特性方面 o¼¤¯¬等≈vs 比较了散居和群居飞蝗在飞行中能量消耗的差异 ~«²∏¤¬§¬¤等≈vt 对东亚飞蝗在 v 种温度条件下 o散居型及群居型个体的繁殖力进行了比较研究 ∀此外 o²¬½∏§§¬± ≈vu 还观察了飞蝗生活习性和生活周期及缺食 !缺水对代谢 !运动和生长的影响等 ∀这些研究表明 }飞蝗不同地理种群在生活习性上存在着明显差异 o环境因子对飞蝗生长 !发育及蝗灾发生均具有较大的影响 ∀ 114 生物化学与分子生物学研究随着分子生物学的发展和生物技术手段的不断改进和完善 o生物生化与分子生物学在飞蝗研究中得到了广泛的应用 ∀在生物化学研究方面 o国外近 us 年来做了大量的工作 o内容主要集中在飞蝗载脂蛋白 !表皮蛋白 !热休克蛋白和保幼激素的结构研究 ∀关于载脂蛋白的研究报道较多 o其范围从结构分析 !合成调节到生理生化作用等 o较典型的有 }¤µ¤¼¤±¤¶º¤°¬等≈vv 对飞蝗载脂蛋白 ¶ 末端片段光谱和磷脂间的结构进行了研究 ~• ¨¨µ¶等≈vw ovy 研究了飞蝗载脂蛋白 ¶的合成路线 !载脂蛋白 ´ !µ结构及糖基化作用等 ∀在表皮蛋白的研究方面 o±§2 ¨µ¶¨± ≈vz 对飞蝗若虫蜕皮中表皮蛋白结构及功能进行了系统的研究 oµ²ª«等≈v{ 还研究了飞蝗翅中表皮蛋白的主要结构等 ∀随着研究的深入 o人们也加强了对蜕皮激素结构和功能的探讨 o这方面的成就主要有 ²∏¶¶¨¯等≈v| 对飞蝗蜕皮激素生化合成通路中脱氢蜕皮甾类 o⁄²¯¯¨ 等≈ws 对飞蝗卵泡细胞氚化 t1u1z1 脱氢甾醇合成等的研究 ∀ 在分子生物学研究方面 o近 us 年来 o国外飞蝗分子生物学研究工作主要集中在卵黄生长素 !脂激动素 !载脂蛋白等合成中 ° 及有关编码基因结构等方面 o且从 us 世纪 {s 年代到 |s 年代得到了快速发展 o代表工作有 }¯¬2 ±®¤≈wt !µ²°¨µ ≈wu 等探测了飞蝗脂肪体中卵黄生成素 ° 合成方式 o并对编码 u 种结构相关蛋白酶抑制剂前体多肽的 ¦⁄ 进行了克隆 ~ ²ª¨µ§等≈wv oww 对 v 种编码不同的脂激动素前体基因进行了 ¦⁄ 分子克隆 o阐明了飞蝗活动中脂激动素前体基因的不同表达方式 o同时还研究了飞蝗载脂蛋白前体的分子特征和基因表达等 o上述研究着重于生理物质的分子结构特征 ∀总之 o近几十年来 o国外飞蝗分子生物学研究比较活跃 o从内容涉及大分子结构 !基因克隆 !¦⁄ 文库构建等方面的研究 ∀ 115 细胞遗传学研究细胞遗传学研究主要在 v 个方面 }一是减数分裂联会复合体的研究 o例如 }²¨±¶等≈wx 对飞蝗中期双价体中联会复合体分布进行了比较系统的研究 ~二是飞蝗染色体的研究 o如 ≤¤¶2 ·µ²等≈wy 探讨了染色体对其形态和生理特征的作用 ~≥¤¯¦¨§² ≈wz !∂¬¶¨µ¤¶等≈w{ ow| 分别研究了雌雄个体中染色体积累与有丝分裂非稳定性之间的关系 ! 染色体对对交叉频率的影响等 ~三是关于染色体交叉频率的探讨 o这方面的主要文献有 }⁄¬¨½ 等≈xs 研究了雄性飞蝗中不同龄期染色体交叉频率的变化 o±∏¨√¨§² 等≈xt 对飞蝗中交叉频率和联会复合体长度相关性变化进行了研究等 ∀ 116 分子系统学研究在飞蝗分子系统学研究中 o²µ∏³等≈xu 首先完成了飞蝗 Λqµιγρατοριαk¬±±¤¨∏¶l表皮结构蛋白氨基酸全序列的测定 ~而 ≤¤§¨ ≈xv 则测定了飞蝗脂激动素多肽的氨基酸序列 ~特别是 ¨¯2 ¯¬¶¶¨±领导的研究小组在飞蝗 ⁄ 序列变异进化研究方面做了大量系统的工作 o在 ¨¯¯¬¶¶¨± 研究小组中 o ¤µ¦®¨等≈xw 在飞蝗和果蝇两者之间的线粒体基因 ≤²µ或 ≤²¶控制区中发现了 u 种昆虫线粒体基因有不同的位置次序 ~¦2 # uy # 昆虫知识 ∞× ≤ •∞⁄∞ ussv wsktl

昆虫知识 ENTOMOLOGI CAL KNOWLEDGE 27 Cracken等3对飞蝗线粒体基因组作了限制图肽在飞蝗中对林丹抗性中的作用,这些研究谱( restriction mapping),这为用RFLP法对蝗虫方面揭示了农药对飞蝗的毒理作用,同时也在系统进化分析提供了参考等还定程度上阐明了抗性原因。此外,也有涉及测定了飞蝗线粒体基因组16sRNA基因序列,有机磷农药,甲酰胺杀虫剂等对飞蝗毒性作用得知该基因由1314个核苷酸组成,且cG含量的个别研究,但总的来说报道较少,且这些研究较低(21%),进入90年代后,由于分子标记技多涉及一般的毒力实验,而抗性机理,毒理学方术的快速发展极大地推动了蝗虫DNA序列分面的研究则少见报道,有关国外20年来飞蝗析分子进化和系统发育等研究,近10年来,研究文献统计见表1 英国的 He witt小组和瑞土的Fook小组在该方面做了大量出色的工作, He witt领导的研究小 2我国飞蝗研究动态组”3主要以草地雏蝗 Chorthippus parallelus 自建国以来,我国蝗虫工作者为防治蝗灾 ( Zette rstedt)和沙漠蝗 Schistocerca negara(Fos进行了大量的工作,积累了极为丰富的资料 kal)为研究对象,对上述蝗虫基因组DNA的序20世纪90年代之前,发表相关论文约140篇列和进化开展了一系列的工作。而在飞蝗研究主要反映了飞蝗种群结构变化、生长发育、形方面,Rppe等首先克隆和分析了一个2.78态学组织学及蝗灾发生预测预报和防治方面 kb的线粒体DNA片段,发现它含有ND4和的内容,20世纪90年代以来,陈永林等 ND基因,ND、ND4L和αy全部基因及3个详细地研究了我国飞蝗3个亚种东亚飞蝗、亚线粒体 tRNAs基因;而Fok领导的研究小组洲飞蝗和西藏飞蝗的生活史生活习性行为则在飞蝗线粒体基因组全序列测定和直翅目昆分布等,并对我国蝗灾的特点成因及生态学理虫的系统发育方面作出了重要贡献.他们在上论作了大量研究,全面总结了我国历年来蝗灾述研究的基础上,完成了飞蝗线粒体DNA的全发生规律治蝗经验并提出了飞蝗综合治理方序列测定,得知其序列全长为15722bp,A+T案,在根除东亚飞蝗蝗害的理论和实践中发挥含量为753%等。总之,国外在飞蝗分子进化了重要作用研究方面做了大量工作,而且绝大多数研究集近几年来,我国科学工作者对飞蝗的研究中在线粒体DNA上,这些成果大大推进了昆虫逐渐从蝗区发生动态形态结构向生理生化生分子系统学的发展态学及分子系统学方向扩展。在生理生化研究 1.7农药毒理及蝗害防治方面,李冰祥等分别对天津北大港新疆和近几年来,由于全球气候变化生态条件的硕及哈密种群中热冷温度变化对飞蝗体内抗骤变和环境的破坏,大范围的蝗灾频繁发生,尤氧化酶活动的作用及飞蝗体内热休克蛋白η0 以沙漠蝗和飞蝗为主,因此,改善生态条件与环家族合成变化进行了研究,结果发现,高、低温境和研制推广高效低毒低残留杀虫剂,进行抗度条件变化对抗氧化物酶活动的影响在3个种性标记和毒理学研究是害虫防治的重要内容。群中存在着明显的差异,反映了种群特异性,此在昆虫学研究中,有关果蝇蚜虫、棉铃虫等已外还发现,在飞蝗中冷和热休克均能诱导进行了大量工作,而对飞蝗的研究相对比较贫HsPo(热休克蛋白70家族)的显著合成变化乏,近几十年来,平均每年仅有2-3篇文献报且这种合成随飞蝗发育阶段而变化,在生态学道,且多集中在林丹拟除虫菊酯等杀虫剂对飞研究方面,李冰祥等n,1对上述3个种群中光蝗的毒理学硏究。这方面文献主要有:Mπ etau周期对飞蝗胚胎滞育和繁殖的影响进行了研等以研究了林丹对飞蝗脑中多巴胺和5-羟究,发现3个种群在滞育特性上存在明显差异色胺的毒性作用; Mengele等探讨了谷胱甘

≤µ¤¦®¨± 等≈xx 对飞蝗线粒体基因组作了限制图谱kµ¨¶·µ¬¦·¬²± °¤³³¬±ªl o这为用 ƒ° 法对蝗虫系统进化分析提供了参考 ~ «¯¨±¥∏¶¦«等≈xy 还测定了飞蝗线粒体基因组 ty¶ 基因序列 o 得知该基因由t vtw个核苷酸组成 o且 ≤ 含量较低kut h l ∀进入 |s 年代后 o由于分子标记技术的快速发展 o极大地推动了蝗虫 ⁄ 序列分析 !分子进化和系统发育等研究 ∀近 ts 年来 o 英国的 ¨º¬··小组和瑞士的 ƒ¯²²®小组在该方面做了大量出色的工作 o¨º¬··领导的研究小组≈xz ox{ 主要以草地雏蝗 Χηορτηιππυσ παραλλελυσ k¨··¨µ¶·¨§·l 和沙漠蝗 Σχηιστοχερχα γρεγαρια kƒ²¶2 ®¤¯l为研究对象 o对上述蝗虫基因组 ⁄ 的序列和进化开展了一系列的工作 ∀而在飞蝗研究方面 o¬³³¨等≈x| 首先克隆和分析了一个 u1zz{ ®¥的线粒体 ⁄ 片段 o发现它含有 ⁄w 和 ⁄t 基因 o⁄y !⁄w和 ≤·¼¥全部基因及 v 个线粒体 · ¶基因 ~而 ƒ¯²²®≈ys 领导的研究小组则在飞蝗线粒体基因组全序列测定和直翅目昆虫的系统发育方面作出了重要贡献 ∀他们在上述研究的基础上 o完成了飞蝗线粒体 ⁄ 的全序列测定 o得知其序列全长为 tx zuu ¥³o n × 含量为 zx1v h 等 ∀总之 o国外在飞蝗分子进化研究方面做了大量工作 o而且绝大多数研究集中在线粒体 ⁄ 上 o这些成果大大推进了昆虫分子系统学的发展 ∀ 117 农药毒理及蝗害防治近几年来 o由于全球气候变化 !生态条件的骤变和环境的破坏 o大范围的蝗灾频繁发生 o尤以沙漠蝗和飞蝗为主 o因此 o改善生态条件与环境和研制推广高效低毒低残留杀虫剂 o进行抗性标记和毒理学研究是害虫防治的重要内容 ∀ 在昆虫学研究中 o有关果蝇 !蚜虫 !棉铃虫等已进行了大量工作 o而对飞蝗的研究相对比较贫乏 o近几十年来 o平均每年仅有 u ∗ v 篇文献报道 o且多集中在林丹 !拟除虫菊酯等杀虫剂对飞蝗的毒理学研究 ∀这方面文献主要有 }²µ¨·¨¤∏ 等≈yt oyu 研究了林丹对飞蝗脑中多巴胺和 x p 羟色胺的毒性作用 ~¨±ª∏¨¯¯¨等≈yv 探讨了谷胱甘肽在飞蝗中对林丹抗性中的作用 o这些研究一方面揭示了农药对飞蝗的毒理作用 o同时也在一定程度上阐明了抗性原因 ∀此外 o也有涉及有机磷农药 o甲酰胺杀虫剂等对飞蝗毒性作用的个别研究 o但总的来说报道较少 o且这些研究多涉及一般的毒力实验 o而抗性机理 o毒理学方面的研究则少见报道 ∀有关国外 us 年来飞蝗研究文献统计见表 t ∀ 2 我国飞蝗研究动态自建国以来 o我国蝗虫工作者为防治蝗灾进行了大量的工作 o积累了极为丰富的资料 o us 世纪 |s 年代之前 o发表相关论文约 tws 篇 o 主要反映了飞蝗种群结构变化 ! 生长发育 !形态学 !组织学及蝗灾发生 !预测预报和防治方面的内容 ∀us 世纪 |s 年代以来 o陈永林等≈yw ∗ y{ 详细地研究了我国飞蝗 v 个亚种东亚飞蝗 !亚洲飞蝗和西藏飞蝗的生活史 !生活习性 !行为 ! 分布等 o并对我国蝗灾的特点 !成因及生态学理论作了大量研究 o全面总结了我国历年来蝗灾发生规律 o治蝗经验并提出了飞蝗综合治理方案 o在根除东亚飞蝗蝗害的理论和实践中发挥了重要作用 ∀ 近几年来 o我国科学工作者对飞蝗的研究逐渐从蝗区发生动态 !形态结构向生理生化 !生态学及分子系统学方向扩展 ∀在生理生化研究方面 o李冰祥等≈y| 分别对天津北大港 !新疆和硕及哈密种群中热 !冷温度变化对飞蝗体内抗氧化酶活动的作用及飞蝗体内热休克蛋白 zs 家族合成变化进行了研究 o结果发现 o高 !低温度条件变化对抗氧化物酶活动的影响在 v 个种群中存在着明显的差异 o反映了种群特异性 o此外还发现 o在飞蝗中冷和热休克均能诱导 ≥°zsk热休克蛋白 zs 家族l的显著合成变化 o 且这种合成随飞蝗发育阶段而变化 ∀在生态学研究方面 o李冰祥等≈zt ozu 对上述 v 个种群中光周期对飞蝗胚胎滞育和繁殖的影响进行了研究 o发现 v 个种群在滞育特性上存在明显差异 o ussv wsktl 昆虫知识 ∞× ≤ •∞⁄∞ # uz #

昆虫知识 ENTOMOLOGI CAL KNOWLEDGE 表1国外20年来飞蝗研究文献统计(篇) 一物学双有态学及生化与分子年代解剖学及胞遗传学分子系统学农药毒理及生物学特性生物学蝗害防治 641 22733 322 1985 453732.622 636303889905 241778625298 233256 3.62 8664231 13 注:表中数据是通过互联网对世界范围内近20年来的文献进行了全面检索,经整理后列出(数据库为 Bidogical Abstracts; Arnica Science Citation Index. E ia7 Locista nmigforia, Locusta &allay me, Locusta & molecular marker, Locusta insecticide resistance et a1.,查询年代自1979年至今) 且光周期长短对3个种群滞育的影响不同,此发生的间歇性规律,对未来西藏飞蝗蝗灾预测外,他们还对上述3个飞蝗不同地理种群抗寒提供了科学依据,张德二等利用我国古代性进行了研究。在飞蝗超微结构研究方面,王有关飞蝗的文献记录,根据飞蝗的生态习性推宗舜对东亚飞蝗精细胞内轴丝的发生和亚断出飞蝗发生在我国北纬41°以北地区的年份显微结构进行了研究的气温条件,这分别为南宋气候,中世纪温暖期在区系生态研究方面,康乐等31分别对和小冰期的回暖期提出了新的佐证,此外,丁散居型飞蝗地理种群相互关系和地理种群数量岩嵚型还对我国东亚飞蝗新蝗区海南热带稀性状变异进行了分析,刘志斌等对采自我树草原蝗区发生动态特征成因,陆温。对广国西北、西南地区散居型飞蝗11个数量性状进西飞蝗群落结构,任春光对白洋淀飞蝗种行了主成分和判别式分析,上述研究发现散居群持续大发生的特点、主导因子及东亚飞蝗成型飞蝗的发生在时间和空间上都是连续的,他虫活动行为等进行了观察研究;张书民等分们还对我国3个飞蝗亚种进行了区化,陈永林析了50年来河北省东亚飞蝗发生规律特点和等人m通过对我国西藏飞蝗历史文献的整理主要影响因子,并结合生产实际提出了今后的研究,提出了西藏飞蝗至少是自19世纪以来即治理对策。而我国蝗虫工作者在有关东亚飞蝗存在的一个亚种的历史例证,并探讨了西藏飞的专著和文献中全面总结和细致的论述了我国蝗蝗灾发生的历史年代地域分布海拔高度、东亚飞蝗的形态、习性地理分布、蝗区演变现