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斑潜蝇抗寒性与化学生态学研究综述

2009-04-21 11:43 Le Kang, Tong-Xian L 中科院动物所 阅读 0
核心摘要: 本文综述了1987-2007年间斑潜蝇在抗寒性和化学生态学方面的研究进展。第一部分探讨了斑潜蝇的种群动态、地理分布及温度适应的分子机制,重点介绍了热激蛋白基因的作用。第二部分总结了成虫行为选择的化学机制及植物营养成分的影响。第三部分分析了植物-斑潜蝇-寄生蜂三级营养互作,揭示了寄生蜂通过受害叶片挥发物定位寄主的机制。最后展望了应用研究,特别是转基因作物安全性评估。

斑潜蝇属(Liriomyza)已记载330多种,其中10种多食性种类是农业作物和观赏植物上的重要害虫。Parrella于1987年发表斑潜蝇研究综述,系统介绍了早期生物学研究。近20年来,斑潜蝇的发生与分布发生显著变化,大量研究论文相继发表。鉴于中国科学院动物研究所农业虫鼠害综合治理研究国家重点实验室康乐研究组在斑潜蝇温度适应力和化学生态学方面的突出成就,《昆虫学年评》(Annual Review of Entomology)编委会特邀撰写本综述。

本综述系统总结了1987年至2007年间斑潜蝇在温度适应和化学生态学方面的最新研究进展。

第一部分综述了斑潜蝇与抗性相关的种群变动规律、地理分布特性和种间替代机制。重点介绍了斑潜蝇对温度适应的分子生物学研究,提出了南美斑潜蝇和美洲斑潜蝇对冷、热抗性及其地理分布差异的分子生物学证据。对斑潜蝇热激蛋白基因(Hsps)家族的深入研究为解释其生态适应性提供了良好指标和工具。此外,文章还讨论了适应性研究的应用,如害虫发生分布区预测、物候学模型建立、害虫检疫处理及天敌引入等。

第二部分综述了斑潜蝇化学生态学研究进展。在成虫行为选择的化学机制方面,重点介绍了对取食和产卵起作用的引诱剂和拒避剂研究,以及植物营养成分对幼虫和成虫生长发育的影响。同时,还介绍了植物化学防御物质和转基因作物对斑潜蝇的影响。

第三部分综述了以植物-斑潜蝇-寄生蜂为模型的三级营养互作研究进展。研究表明,寄生蜂对斑潜蝇寄主和非寄主健康叶片的嗅觉和行为反应不明显,而对机械损伤和受斑潜蝇为害的叶片及其提取物有显著选择性,证明寄生蜂通过受害叶片释放的化合物定位寄主。在鉴定的近百种化合物中,绿叶化合物(GLVs)、几种萜烯类化合物(Terpenoids)和肟类化合物(Oximes)是引起寄生蜂触角电生理反应的主要挥发物。未受伤植物释放的化合物可反映植物进化关系,但植物受机械损伤或斑潜蝇危害后释放的挥发物种类趋于相同、释放量增加,不再反映进化关系。尽管寄主和非寄主植物释放的挥发物有近百种,但植物受伤后几乎均能释放己醇(Z-3-hexen-1-ol),寄生蜂对含有该化合物的气味谱均表现出明显趋性。寄生蜂能很好区分寄主和非寄主植物气味,表明其他化合物在精确定位中也起作用。

最后,对斑潜蝇化学生态学研究进行了展望:理论研究在20年间取得突飞猛进的发展,但应用研究仍需加强,特别是利用斑潜蝇系统评估日益增长的转基因作物安全性问题。

(来源:中科院动物所)

(《昆虫学年评》(Annual Review of Entomology),doi:10.1146/annurev.ento.54.110807.090507,Le Kang,Tong-Xian Liu)

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