摘要：广东栅蚤蝇Diplonevra peregrina(Wiedemann)隶属于蚤蝇科栅蚤蝇属，在我国分布广泛，是第一个在中国以双名法记录的蚤蝇种类。该种幼虫的食性为腐食性或尸食性，是一种常见的、重要的法医蝇类，在死亡时间的推断中具有重要作用。
　　本研究以广东栅蚤蝇D. peregrina为实验材料，在恒温恒湿和室内变温条件下，观察各虫态的发育历期，采用Olympus三维重构图像处理系统测量幼虫体长，活体解剖观察蛹发育，测定各虫态的发育起点温度和有效积温。旨在积累该种幼期发育生物学资料，为我国利用尸食性蚤蝇推断室内案件死亡时间奠定基础。本研究主要结果如下：
　　1.不同恒温恒湿条件或室内变温条件下，广东栅蚤蝇D. peregrina卵、幼虫和蛹的发育历期随着温度的升高缩短。在24℃、27℃和30℃，卵平均最短发育时间分别为17.86±0.44h、15.13±0.39h、12.28±0.48h；幼虫平均最短发育时间分别为158.88±16.50h、127.03±4.72h、107.53±3.80h；雌蛹平均最短发育时间分别为376.37±13.64h、311.56±8.53h、264.56±9.46h；雄蛹平均最短发育时间分别为367.66±19.19h、308.74±6.45h、255.04±4.37h。在33℃，卵不发育。
　　2.构建了24℃、27℃和30℃广东栅蚤蝇D. peregrina幼虫体长与发育时间的拟合方程，分别为Y=﹣0.299﹢0.208X﹣0.001X2（R2=0.929）、Y=﹣0.053﹢0.224X﹣0.001X2（R2=0.934）、Y=0.614﹢0.19X﹣0.001X2（R2=0.951）。
　　3.构建了室内变温条件下广东栅蚤蝇D. peregrina幼虫体长与有效积温的拟合方程，取食期：Y1=0.862﹢0.848X1（R2=0.978）；离食期：Y2=27.604﹣1.46X2（R2=0.96）。
　　4.根据广东栅蚤蝇D. peregrina裸蛹外部形态特征，将其蛹期划分为8个亚期，即预蛹期、呼吸角伸出期、胸腹分节期、胸背肌分化和腹部分节期、黄眼期、胸背部着色期、腹背板着色期和黑眼期。
　　5.测定并比较了恒温及室内变温条件下，广东栅蚤蝇D. peregrina卵、幼虫和蛹的发育起点温度与有效积温，结果显示室温条件下广东栅蚤蝇D. peregrina发育速度较恒温条件下快。恒温条件下，广东栅蚤蝇D. peregrina卵、幼虫和蛹的发育起点温度分别为11.22±2.52℃、11.40±0.46℃、11.34±1.35℃，有效积温分别为232.54±36.83小时·度、1994.56±57.68小时·度、4808.67±410.17小时·度。室内变温条件下，广东栅蚤蝇D. peregrina卵、幼虫和蛹的发育起点温度分别为14.78±1.25℃、15.88±0.9℃和16.04±0.2℃，有效积温分别为176.24±19.52小时·度、1571.95±158.07小时·度和3516.41±100.46小时·度。

摘要：锹甲因其口器结构中发达多变的上颚及雄性的求偶行为而成为备受关注的热点生物，自达尔文时代起就被视作研究形态适应及性选择行为的良好素材。特别是锹甲的口器形态，一直是锹甲系统发育研究的重要特征。综合利用多种形态学技术与方法，明确锹甲口器各部分的详细结构，并对复杂多变的口器进行三维重建与功能分析，不但有助于揭示昆虫口器的形态适应及演化规律，也将对开展相关生物力学、仿生学等研究具有积极意义。
　　本论文在前期对中国3个常见锹甲属的经典分类学研究基础之上，筛选出锹甲科(Lucanidae)奥锹甲属(Odontolabis)华美奥锹甲(Odontolabis fallaciosa)作为研究对象。研究过程中首先利用光学显微形态的方法和技术，解剖、分离并详细描述了其不同颚型雄性及雌性口器的结构。结果显示:华美奥锹甲的口器具有明显的雄性三型(Male trimorphyism)和雌雄二型(Sexual dimorphyism)现象;不同颚型个体间上颚结构的差异明显;上唇、下颚和下唇在不同个体之间形状差异不大。其次是利用扫描电镜的方法和技术，对口器的上颚、下颚和下唇进行了研究。结果表明其表面具有多种类型的感觉毛和感器，尤其是在下颚须和下唇须端部位置，聚集分布着大量的感器。这些感器可能有助于锹甲更好的感知食物源及识别性激素。在光学与扫描电镜形态研究的基础上，利用微型断层扫描（显微CT）对华美奥锹甲三种颚型的雄性及雌性的口器进行断层扫描，再利用数字化绘图的方法和技术，最终对华美奥锹甲不同颚型雄性及雌性成虫口器进行了三维重建。这也是昆虫形态学研究中首次构建并获得的同种锹甲所有颚型口器的三维结构模型。
　　考虑到上颚在锹甲口器中的特殊性和重要性及更深入的理解其功能。本研究也对口器及上颚的肌肉进行了重建。同时也观察了华美奥锹甲的雄性竞争行为。这些雄性的竞争行为具体表现为个体的相互打斗并具有两种行为模式。
　　我们以口器三维结构模型为基础，结合行为观察结果和生物力学模型，对不同颚型雄性及雌性锹甲的上颚进行了初步的力学分析。结果显示:随着颚型的增大，雄性上颚端部的力量逐渐增大，但当上颚过超过头长的约1.3倍，上颚端部的力量反而会降低，此时影响上颚端部力量的主要因素是内收肌体积，其次为上颚的长度;雌性上颚端部力量最小，影响上颚端部力量的主要因素为内收肌的体积。中颚性锹甲的上颚拥有最强大的上颚端部力量，约为大颚型上颚端部力量的1.62倍，小颚型上颚端部力量的1.45倍，雌性上颚端部力量的21.82倍;但是大颚型锹甲上颚上通常都具有明显的齿，通过分析，基齿拥有最强大的力量，基齿力量约为上颚端部力量的2.52倍，同样高于中颚型锹甲的上颚端部力量，基齿力量的存在弥补了肌肉力量往端部转化过程中的损耗，因此大颚型锹甲依然拥有最强大的上颚。结合其他物种的形态学研究，我们发现很多种类锹甲大颚型雄性的上颚都具有基齿，我们推测这一性状更利于它们的生存，基齿力量的存在弥补了大颚型锹甲由于过长上颚而导致的肌肉力量在转化过程中的削弱，是长期进化过程中所保留下来的。

摘要：果蝇胚胎发育是发育生物学的一个重要研究领域。母源性基因对早期胚胎发育具有主导性的调控作用，这些调控作用与调控因子在胚胎中的浓度密切相关。在研究胚胎发育时，通过建立模型进行计算、实现模拟，可为研究人员提供一个新的角度去理解和分析发育过程，有助于建立较为系统的发育学理论。结合目前相关研究所取得的成就，本文介绍了一些研究果蝇早期胚胎发育的模型知识，建立了“合成-扩散-降解”模型并给出了模型算法，通过使用Matlab软件运算得出了定位于胚胎头部的形态发生素Bicoid的浓度梯度和丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)磷酸化水平在胚胎中的分布图像。此外，本文还探究了MAPK底物竞争对调控因子Capicua在胚胎中浓度梯度的作用。在将更多的MAPK底物进入竞争调节模型后，我们期待能够获得对胚胎中调控蛋白浓度梯度更加精准的模拟结果。

摘要：白洋淀湿地是华北平原最大、最典型的淡水湖泊湿地，为京津冀地区的生态涵养保护提供了重要的支撑。但迄今为止，该湿地的昆虫资源尚缺乏全面系统的研究报道，影响其生物多样性的评估和资源的保护利用进程。本项目于2012年6月开始至2014年10月结束，先后在白洋淀湿地采集昆虫标本近3万件，获得了分析和揭示其昆虫多样性的第一手资料鉴定。
　　本研究主要内容包括：⑴昆虫物种多样性。经对标本鉴定，初步得到白洋淀湿地昆虫种类14目143科549属715种，绝大部分为该地区新纪录物种；该数据与国内也已调查的湿地昆虫多样性比较，物种数量明显较高。⑵昆虫区系组成特点。白洋淀湿地昆虫世界和中国动物地理区中的分布，呈现如下显著特点：从世界动物地理区系分析，突出反映中日界+古北界共有成分，中日界+古北界+东洋界成分次之，而单纯的中日界和其他跨界成分较少；从中国动物地理区区系分析，纯华北区成分83种，占总物种数量的11.67％；全国广布型成分73种，占10.27%；“华北区+东北区”、“华北区+华中区”和“华北区+蒙新区”分别为31种、37种和22种，占总种数的4.36%、5.20%和3.09%；其他分布类型所占比例较少；表明白洋淀湿地昆虫多种区系成分存在，以华北区为主，与华中区和东北区的关系最为紧密，与蒙新区的关系次之。⑶湿地昆虫群落变化。基于2013年4月至9月灯下蛾类调查数据分析，白洋淀湿地灯下蛾类13科142种，以草螟科占据优势，夜蛾科和螟蛾科次之。白洋淀湿地的优势物种分别是：草螟科的褐萍塘水螟和棉塘水螟；夜蛾科的乏夜蛾、滑长须夜蛾和圆点夜蛾；灯下昆虫群落多样性随时间动态变化规律：5月中旬（除少部分蛾类外），大部分蛾类均没有出现；6月上旬，开始大规模出现；兴盛期在8月上旬，8月下旬为衰退期。灯下蛾类物种组成与发生数量的种-多度关系分析：拟合曲线为y=7.63+73.20e(-0.68x)，接近对数级数模型，表明白洋淀湿地灯下蛾类群落的环境条件相对欠佳，物种相对较天然景观要少，而优势种得到了发展，数量相对较多。⑷水生昆虫。考察共计得到7目27科79属109种，其中双翅目、鞘翅目和蜻蜓目为主要优势类群，水生昆虫以耐污类群居多，且常用于反应优质水质监测指标的EPT类群数量和种类均较少，其中毛翅目的巧妙长须石蛾Ecnomus tenellus、蜉蝣目的四节蜉科（Baetidae）和细蜉科（Caenidae）均为比较耐污的种类，均表明白洋淀湿地的水质存在一定程度的污染。⑸水生甲虫资源及其发生情况。调查获得该地区水生甲虫7科25属28种。牙甲科在灯下的最高值是7月上旬，龙虱科则在7月下旬，其他类群的发生主要集中在7月，但种群数量较少。⑹昆虫资源保护利用。将该地昆虫资源划分为传粉昆虫、天敌昆虫、食用与药用昆虫、观赏昆虫4类，并对昆虫资源与保护利用提出建议，以期为白洋淀湿地生态系统的科学管理与保护提供基础。

摘要：本研究以淡水寄生纤毛虫为研究对象，利用形态学方法和分子生物学方法，对2012-2013年采集的3属5种寄生纤毛虫进行了分类学研究。主要研究结果如下:
　　1.鲤斜管虫(Chilodonella pisicicola Zacharias，1894; syn.Chilodonella cyprini)寄生于异齿裂腹鱼和尖裸鲤的鱼苗体表。活体状态的虫体呈卵形或肾形;腹面左纤毛列通常具有9条;右纤毛列通常7条;背端动基列片段线状，略呈曲线;两环围口纤毛列相互靠近，平行排列;一口前纤毛列平行于围口纤毛列，延伸至左前方体前缝合线处;大核圆形，略呈椭圆。BLAST显示，鲤斜管虫的SSU rDNA和ITS1-5.8S-ITS2序列与钩刺斜管虫(C.uncinata)的相应序列具有最高的相似性，分别为98.2％(over1593bp)和99.5％(over424 bp)。系统发育分析结果显示鲤斜管虫落于斜管虫属这一枝，而Genbank上的ITS1-5.8S-ITS2序列C.cyprini(FJ873805)却与四膜虫(Tetrahymena spp.)聚为一枝。遗传距离结果显示，C.cyprini(FJ873805)与四膜虫的遗传距离较近而与斜管虫的距离较远，因此，我们认为该序列不是鲤斜管虫的ITS序列。
　　2.黄梅锤吸管虫(Tokophrya huangmeiensisn.sp.)，锤吸管虫一新种，寄生于红螯螯虾的体表和鳃。虫体在红螯螯虾的体表包括螯足上形成一层灰白色絮状物，严重时导致虾死亡。虫体通过柄连接在一起，形成不规则分叉的群体，群体高可达3mmn。体部大小为71-178×38-121μm，无壳。柄细长，长150-580μm。指状的吸管分为2簇，可伸缩。大核呈狭长的ρ形，长61-89μm。单个伸缩泡，位于虫体顶端一侧。内出芽生殖。透射电镜结果显示虫体体表呈褶皱状;内出芽生殖过程中具两个发育同步的芽体，且芽体通过一带状物与表膜相连;柄中除中间区域外，充满纵向的微管。BLAST显示，Genbank中与黄梅锤吸管虫的18S rDNA序列相似性最高的为浸渍锤吸管虫(T.infusionum JQ723984)，但仅95.5％(over1，648bp)。系统发育分析显示黄梅锤吸管虫与锤吸管虫属其它种类聚为一枝，落入吸管虫形成的枝内。
　　3.拟黑色车轮虫(Trichodina paranigra Tang et al.，2005)寄生于黄(黝)鳃上。虫体车轮状，无中央颗粒。齿钩较发达，呈平行四边形，外缘较直且平滑。齿钩凸点超过Y+1轴，与凹点接近平行。无钩突，无后突起。齿锥较为发达。齿棘细长，略向后倾斜，无棘突。BLAST显示，拟黑色车轮虫的18S rDNA序列与为异齿车轮虫(T.heterodentata AY788099)的序列相似性最高，为97.5％(over1，602bp)。网状车轮虫(Trichodina reticulata Hirschman&Partsch,1955)寄生于黄(黝)鳃上。虫体侧面观为帽状。附着盘中央有8-14个紧密排列的颗粒。齿钩宽阔，内外缘平滑。齿锥发达，与下一个齿体紧密相连，齿锥顶点较圆滑。无钩突，无后突起。齿棘粗短，与Y轴平行或略向前。口围绕度约390°。BLAST显示，本研究类群的SSU rDNA序列与Genbank上的网状车轮虫序列相似性为99.6％(AY741784，over1,618 bp)。急尖车轮虫(Trichodina acuta Lom，1961)寄生于泥鳅鱼苗的体表。虫体侧面观为盘状。附着盘中央有一个不规则的圆形颗粒。齿钩宽阔而圆滑，呈镰刀状。齿钩顶点较尖锐。齿锥发达，与下一齿体紧密嵌合，齿锥顶点圆滑。齿棘发达，略向前倾斜。无棘突。口围绕度约390°。BLAST显示，急尖车轮虫的18S rDNA序列与异齿车轮虫(T.heterodentata)最为相似(AY788099，97.2％over1，700bp)。系统发育分析显示这三种车轮虫均落入游走目枝内，与车轮虫属其他种类聚在一起。

摘要：2012-2013年在湖北省汉江平原和重庆澎溪河流域从鲤的鳃和鳍分别采集到4种碘泡虫。采用形态学和分子生物学方法对其进行分类学研究。主要结果如下:
　　1、根据形态学、分子生物学及组织学特征，重新描述了苍梧碘泡虫和葡萄碘泡虫。
　　(1)苍梧碘泡虫（Myxobolus tsangwuensis Chen，1954）寄生于鲤鳃小片的毛细血管内。成熟孢子壳面观椭圆形，缝面观柠檬状，孢子长11.2±0.7(10.2-12.5)μm，宽9.3±0.3(8.5-10.0)μm，厚6.2±0.4(5.5-7.0)μm。无囊间突或偶发现有较小的囊间突，壳瓣光滑。两个梨形极囊大小不等，大极囊长5.0±0.2(4.4-5.3)μm，宽3.1±0.1(2.9-3.5)μm，极丝5-7圈。小极囊长3.9±0.2(3.4-4.3)μm，宽2.5±0.2(2.0-2.8)μm，极丝3-4圈。观察到有带粘膜的孢子和少数带有尾突的孢子。利用引物18e/18r扩增获得1，890 bp的18S rDNA序列，在Genbank中BLAST显示:在目前可得的序列中，没有与苍梧碘泡虫的18S rDNA序列完全一致的序列。系统发育分析显示苍梧碘泡虫与M.basilamellaris、贝壳碘泡虫聚在一起。
　　(2)葡萄碘泡虫(Myxobolus acinosus Nie et Li，1973)寄生于鲤鳃小片的毛细血管内。成熟孢子壳面观为茄形，前端较尖，后端钝圆，有的孢子前端稍弯向一侧。缝面观为透镜形或梨形。孢子长11.2±0.4(10.4-12.0)μm，宽6.4±0.3(6.0-7.1)μm，厚5.8±0.3(5.0-6.3)μm。拥有两个大小差异很大的极囊，大极囊梨形，长4.7±0.2(4.1-5.2)μm，宽2.7±0.2(2.4-3.0)μm，极丝盘曲7-8圈。小极囊短棒状，长2.5±0.2(2.1-2.9)μm，宽1.0±0.1(0.8-1.3)μm，极丝不明显。获得的18S rDNA序列在Genbank中BLAST显示:在目前可得的序列中，没有与葡萄碘泡虫的18S rDNA序列完全一致的序列。系统发育分析显示葡萄碘泡虫与长孢碘泡虫聚在一起，两者又与茄形单极虫、T.qadrii、野鲤碘泡虫聚为一支。
　　2.采用形态学和分子生物学方法，发现并鉴定了两新种。
　　(1)似葡萄碘泡虫，新种（Myxobolus pseudoacinosusn.sp.）发现于鲤鳃。成熟孢子壳面观为茄形，前端逐渐向一侧弯曲，后端钝圆。缝面观长梨形，前端较尖且稍弯向一侧。孢子长14.1±0.5(12.9-15.6)μm，宽6.5±0.3(6.0-7.3)μm，厚5.2-5.8μm。壳瓣光滑。孢子有两个大小不等的极囊，大极囊梨形，长6.5±0.3(6.0-7.2)μm，宽3.7±0.2(3.2-4.2)μm，极丝6-8圈。小极囊短棒状，长3.2圭0.3(2.8-3.8)μm，宽1.2±0.1(0.9-1.4)μm，极丝不明显，但观察到有释放极丝的现象。在Genbank中没有与似葡萄碘泡虫的18S rDNA序列完全一致的序列。系统发育分析显示似葡萄碘泡虫与葡萄碘泡虫、长孢碘泡虫聚在一起。
　　(2)陈马碘泡虫，新种（Myxobolus chenmai n.sp.）发现于鲤鳍。成熟孢子壳面观为椭圆形或圆形，孢子长14.5±0.7(13.0-15.9)μm，宽12.2±0.2(11.6-12.8)μm。拥有两个大小不等的梨形极囊，大极囊长5.5±0.2(4.9-5.9)μm，宽3.7±0.1(3.5-4.0)μm，极丝6-7圈。小极囊长4.7±0.2(4.2-5.2)μm，宽3.1±0.2(2.9-3.4)μm，极丝4-5圈。在Genbank中没有与陈马碘泡虫的18S rDNA序列完全一致的序列。系统发育分析显示陈马碘泡虫与寄生于鲤鳃的Myxobolus basilamellaris、贝壳碘泡虫聚在一起。
　　

摘要：Carabus隶属于步甲科Carabidae，是一类分布相当广泛的捕食性昆虫，具有重要保护意义。它们在生态系统尤其是食物链中扮演着重要角色，被广泛用作生物多样性研究的指示生物。研究步甲昆虫头部感器的外部形态、超微结构及功能，对于深化步甲形态学和昆虫感器进化研究方面具有重要意义。本文采用光学显微镜和扫描电子显微镜技术，以卡氏步甲Carabus casaleianus、拉步甲Carabuslafossei、疑步甲Carabus elysii种步甲属昆虫为研究对象，详细地观察并描述了其头部感器类型、数量和分布，并深入细致地探讨了各类感器的功能。
　　主要研究结果如下:
　　(1)卡氏步甲、拉步甲、疑步甲3种步甲头部附器具有8种感器类型，共13种感器亚型:包括刺形感器(Sensilla chaetica，S.Ch)3种、毛形感器(Sensillatrichodea，S.T)3种、锥形感器(Sensilla basiconca，S.B)2种、B(o)hm氏鬃毛(B(o)hmbristles，B.B)、腔锥形感器(Sensilla coeloconica，S.Co)、腔形感器(Sensilla cavity，S.Ca)、板形感器(Sensilla placodea，S.P)和钟形感器(Sensilla campaniformia, S.Cam)
　　(2)卡氏步甲、拉步甲、疑步甲3种步甲成虫触角具有7种感器类型，共12种感器亚型:3种S.Ch、3种S.T、2种S.B、B.B、S.Co、S.Ca和S.Cam。
　　种内具有相似的感器类型和分布模式，但感器数量存在差异。感器数量上，卡氏步甲、拉步甲、疑步甲雌、雄、背、腹感器数量在触角上均不相同。
　　种间触角感器类型相似，但感器分布和数量存在差异。具体如下，S.Ch.2数量在疑步甲鞭节一直呈现上升趋势，而卡氏步甲与拉步甲鞭节第3、4节处存在一个最大数量的峰;拉步甲S.T.3数量在鞭节第9节减少，而卡氏步甲与疑步甲则增多;疑步甲S.B.2数量在鞭节上较卡氏步甲与拉步甲高很多;疑步甲S.Co数量在鞭节第9节有一个高的峰值，而卡氏步甲与拉步甲波动并不明显;卡氏步甲的S.Ca数量要比疑步甲与拉步甲多很多;S.Cam的数量在3种步甲属昆虫中未见规律，分布随机，但数量均较少。
　　(3)卡氏步甲、拉步甲、疑步甲3种步甲下唇须、下颚须具有6种感器类型，共包括6种感器亚型:1种S.Ch、1种S.B、B.B、S.Ca、S.P和S.Cam。
　　种内具有相似的类型和相对稳定的分布，但雌、雄感器总数量部分存在差异。下唇须上，卡氏步甲雌性的感器总数量明显多于雄性。拉步甲的感器总数量雌、雄无明显差异。疑步甲雄性的感器总数量明显多于雌性。下颚须上，雌性卡氏步甲的感器总数量明显多于雄性。拉步甲感器雄性的感器总数量明显多于雌性。疑步甲的感器总数量雌、雄无明显差异。
　　种间各感器具有相似的分布，但感器类型和数量存在差异。具体如下:下唇须上，卡氏步甲有5种感器类型，包括B.B、S.B、S.Ch、S.P及S.Cam。拉步甲有6种感器类型，包括B.B、S.B、S.Ch、S.P、S.Cam及S.Ca。疑步甲有4种感器类型，包括有:B.B、S.B、S.Ch及S.Cam。其中S.Ca分布在拉步甲下唇须的第3节，数量上，雄性远大于雌性。下颚须上，卡氏步甲有3种感器类型，包括S.B、S.P及S.Cam。拉步甲有4种感器类型，包括S.B、S.P、S.Cam及S.Ca。疑步甲有4种感器类型，包括S.B、S.P、S.Cam及S.Ca。其中S.Ca在拉步甲的第2、3、4节与疑步甲的第4节有发现，最大感器总数量出现在拉步甲上。
　　研究结果表明:卡氏步甲、拉步甲、疑步甲3种步甲头部附器感器的类型和分布大体相似。结构及分布的相似性，说明他们的取食习性及生活方式有一定的相似性。尽管3种步甲在整体上较为相似，但在数量、部分类型和分布上仍存在明显差异。这些差异的形成与其生活环境之间有何种关系，以及这些差异能否作为种间的分类依据，尚需对更多的类群和其所在环境开展更深一步的研究。

摘要：多种多样的生物微观结构可以实现奇特的光学效果。其中，极化敏感结构色效应，结构起源和光学机制并没有得到完全的解释。
　　本文首先选取同属的绿鸟翼蝶和红鸟翼蝶为研究对象。通过光学显微表征、光谱表征和微观结构表征，揭示了同属的绿鸟翼蝶和红鸟翼蝶，具有相同的色素；其颜色差异，源于多层结构的尺寸差异。绿鸟翼蝶和红鸟翼蝶的微观结构由上层光栅结构和下层的多层结构组合而成，具有显著的变角度彩虹色和极化敏感结构色效应。借助偏光显微镜、光纤光谱仪、FDTD软件模拟，我们对极化敏感结构色效应进行了阐释。研究表明，光栅结构可以实现偏振光的转变，多层结构的选择性反射决定蝶翅的颜色波段。
　　为了更加系统的研究蝶翅极化敏感结构色效应，我们选取了六种蝴蝶，对其极化敏感结构色效应的结构起源和物理机制进行了深入的研究。微观显微表征揭示了不同蝶翅的微观形貌和共同的结构特点。周期性的脊状结构，在平行于和垂直于脊的方向上，具有不同的等效折射率，能够引起结构双折射效应，使得不同偏振光分量之间产生相位差。脊状结构的尺寸和形状会影响极化偏转过程。
　　极化转变的结构起源和物理起源的揭示，对设计先进的光学材料和防伪材料具有较大的启迪。

摘要：筒天牛属Oberea Dejean，1835隶属于昆虫纲Insecta，鞘翅目Coleoptera，天牛科Cerambycidae，沟胫天牛亚科Lamiinae。目前，全世界已报道筒天牛属2亚属300余种（亚种）。筒天牛属昆虫分布于除新热带区外的世界各大动物地理区系，部分种类具有重要经济意义。
　　本文对该属昆虫进行了较为系统的分类研究。文中详细介绍了筒天牛属的经济重要性、研究历史和现状、外部形态特征;在检视了大量的标本，尤其是模式标本的基础上，系统整理、订正和记述了中国分布的筒天牛属昆虫种类;对其进行了比较形态学研究，筛选出具有分类学意义的特征;基于外部形态特征对中国筒天牛属系统发育关系进行了初探;提取了部分种类的分子条形码序列(COI);并进行了区系分析。研究的主要结果如下:
　　1.分类研究
　　本研究查阅了大量文献资料，包括中国分布筒天牛属77种（亚种）的原始描述，检视了700余号标本，其中包括60余种模式标本，模式标本（及照片）检视率达80％以上。在此基础上整理、订正和记述了中国分布的筒天牛属昆虫2亚属，77种（亚种），其中包括1新种，3个中国新记录种，并提供了筒天牛73种成虫外部形态图片和51种雄性外生殖器特征图。其中:
　　(1)发现1个新种:
　　拟台湾筒天牛Oberea pseudoformosana Li，Cuccodoro& Chen,2014（已发表）;
　　(2)发现3个中国新记录种:
　　褐胫马来筒天牛O.subabdominalis Breuning，1962
　　褐胫筒天牛O.angustata Pic1923
　　瞳筒天牛O.pupillata(Gyllenhal，1817)
　　(3)订正6个新异名:
　　O.taiwana Matsushita,1933=O.taihokuensis Breuning,1962 syn.nov.
　　O.angustata Pic,1923=O.ohbayashi Kurihara2009 syn.nov.
　　O.clara Pascoe,1866=O.fuscipennis ssp.perakensis Breuning,1962 syn.nov.
　　O.hebescens Bates,1873=O.diversimembris Pic,1923 syn.nov.
　　O diversipes Pic,1919=O.fuscipennis ssp.fairmairei Breuning,1962 syn.nov.
　　O.walkeri Gahan,1894=O.bicoloritarsisv.subparallela Pic,1928,syn.nov.
　　(4)提出3个新组合:
　　Obereopsis subsericea(Breuning,1960) comb.nov.=Oberea subsericea Breuning,1960
　　Obereopsis binotaticollis chinensis comb.nov.=Oberea griseopennis chinensis Breuning,1982
　　Obereopsis binotaticollis ichangensis(Breuning,1969) comb.nov.=Oberea griseopennis ichangensis Breuning,1969
　　(5)恢复了7个种的地位:
　　黄黑筒天牛O.flavescens Breuning，1947stat.rev.
　　华东筒天牛O.sylvia Pascoe，1858stat.reV.
　　和平筒天牛O.binhana Pic，1923 stat.rev.
　　费氏暗翅筒天牛O.diversipes Pic，1919 stat.rev.
　　褐角筒天牛O.toi Gressitt，1939 stat.reV.
　　黄翅筒天牛O.infratestacea Pic，1936 stat.rev.
　　西藏筒天牛O.thibetana Pic，1916 stat.rev.
　　(6)订正了筒天牛属中的79个亚种下名称，具体名称见论文第四章。
　　2.比较形态学研究
　　根据文献资料选取了筒天牛属昆虫40个形态特征进行比较研究，筛选出了27个具有分类学意义的特征:
　　头部具有分类学意义的特征:头部颜色、额长宽比、复眼下叶与颊长之比、触角与体长之比、触角第3、4节之比、触角柄节是否具有纵沟等6个特征。
　　胸部和腹部具有分类学意义的特征:前胸长宽比、鞘翅末端形状、缘角是否具刺、鞘翅刻点的大小及是否排列整齐、后足腿节的长度、后足胫节与跗节之比、鞘翅中缝是否被丝状绒毛、第1、2可见腹节是否被丝状绒毛、第1可见腹节是否具有指状突起等11个特征。
　　雄性外生殖器具有分类意义的特征有:第8腹节背板的形态、阳基侧突形态、内囊端部骨针的数量和形态、长骨针与短骨针长度之比、长骨针和短骨针是否对称，长骨针端部是否相连，短骨针是否基部至少相连等10个特征。
　　其中，额长宽比、后足胫节与跗节之比、雄性第8腹节背板的形态、阳基侧突的形态4个特征，首次用于该属的分类鉴定。根据比较形态学研究结果，完善了分类学部分的研究结果，对部分种类进行了重新描述和修订，编制了筒天牛属分亚属、亚属分种的检索表。
　　3.系统发育研究
　　本研究选取了小筒天牛族的3属3种天牛作为外群，利用PAUP4.0，基于比较形态学筛选的26个成虫形态特征，使用邻接法对中国55种筒天牛属昆虫的系统发育关系进行了支序分析，得到的NJ树显示:
　　(1)筒天牛属昆虫的单系性受到质疑，外群瘤筒天牛属Linda与内群聚到一起，说明筒天牛属Oberea是并系群;
　　(2)筒天牛亚属Oberea和暗口筒天牛亚属Amaurostoma在支序图中并未分别聚成一支，表明Amaurostoma应作为筒天牛属的次异名而不是亚属更为合理;
　　(3)支序图的分支与雄性外生殖器内囊骨化物的形态具有密切联系:滇筒天牛Oyunnanensis Breuning作为单独一支首先分出，该种的雄性外生殖器内囊端部仅具1对细长骨针;筒天牛属的其余类群分为两个大支（支系Ⅰ和支系Ⅱ），支系Ⅰ中的25种筒天牛的内囊骨化物短骨针基部均分离，支系Ⅱ中的29种内囊骨化物短骨针至少基部相连。因此认为应根据雄性外生殖器的结构对筒天牛属划分亚属或者种团。由于本研究仅涉及中国分布的种类，加之节点支持率较低，目前无法给出更合适的建议。有待今后对世界筒天牛进行研究时增加种类、结合形态和分子数据重建筒天牛属的分类系统。
　　4.DNA条形码研究
　　利用通用引物LCO1490/HCO2198扩增筒天牛属6种18号标本的COI序列，得到长度为658bp的片段，结合GenBank数据库下载的5种筒天牛COI序列，以K2P模型计算种内及种间遗传距离，并利用NJ法和ML法构建系统发育树，结果显示:
　　(1)种内遗传距离为0-2.04％，种间遗传距离为5.97％-12.74％，种间遗传距离明显大于种内遗传距离;基于DNA条形码序列，利用邻接法和最大似然法，构建了系统发育树，同一个种聚成一小支，且节点支持率均为100％，遗传距离和系统发育树的结果都说明该片段可以作为分析和鉴别筒天牛属物种依据。
　　(2)利用分子条形码数据验证了分类学部分的研究结果。在分类学部分，本研究根据雄性外生殖器等特征恢复了暗翅筒天牛O.fuscipennis(Chevrolat)的两个近似种费氏暗翅筒天牛O.diversipes Pic和黄翅筒天牛O.infratestacea Pic的地位，从DNA条形码数据计算得到的遗传距离和构建的系统发育树结果显示这三个种种间遗传距离明显大于种内遗传距离，且每个种各自聚为一小支，证明这三个种均为独立的有效种;由于这三个种雌虫外部形态和雌性生殖器特征相似，雌虫鉴定较为困难，通过DNA条形码技术可以准确鉴定雌虫。同时，验证了凹尾筒天牛O.walkeri第2可见腹节两侧的黑斑属于种内变异，该特征不能作为鉴定特征。
　　5.区系分析
　　根据文献资料和标本采集信息，本研究对我国筒天牛属昆虫种类在世界和中国动物地理区划的分布情况进行了统计，并对其区系分布进行了简要的分析，结果表明:
　　(1)在世界动物地理区划中，我国筒天牛属昆虫仅分布在东洋界和古北界，且以东洋界占优势。只分布在古北界的仅有11种，占已知种类的14.29％;仅分布在东洋界的共46种，占59.74％;古北界-东洋界分布20种，占25.97％。从亚属水平上分析，暗口筒天牛亚属Amaurostoma仅分布在古北界;而筒天牛亚属Oberea在古北界和东洋界均有分布。
　　(2)在我国动物地理区划中，华中区的筒天牛属昆虫种类最丰富，共40种，占已知种类的51.95％，其次为华南区，共37种，占48.05％;以后依次为西南区=华中区＞青藏区＞东北区＞蒙新区。筒天牛属昆虫共有25种分布型，其中暗口筒天牛亚属Amaurostoma具有3种分布型:华北区、蒙新区、华北区-蒙新区，每分布型各有1种，分别占总数的1.33％;筒天牛亚属Oberea具有22种分布型，单区分布的种类最多，共41种，占56.94％，单区分布的种类又以华南区和华中区最多，分别为15种和14种，占该亚属的20.83％和19.44％;跨区分布的种类较少，无全国广布种。
　　(3)中国特有成分丰富，在我国记录分布的77种中，有31个中国特有种，占我国筒天牛属昆虫的40.3％。华南区分布的特有种最多，其次是华中区，蒙新区无特有种。

摘要：本文对中国野螟亚科和斑野螟亚科(鳞翅目:螟蛾总科:草螟科)部分属进行了较为系统的研究。论文由总论,老熟幼虫形态研究,分子系统学研究三部分组成。
　　总论回顾了野螟亚科与斑野螟亚科幼虫形态的研究历史及分子系统学在昆虫领域的研究进展。
　　幼虫形态研究部分对野螟亚科8属8种与斑野螟亚科13属21种老熟幼虫的头部、口器(上唇、上颚和下唇及下颚复合体)、胸足、虫体毛序、趾钩等进行了详细描述,并绘制了形态特征图。总结每个种的鉴别特征;编绘了两个亚科的分种检索表;提供了每种的为害寄主植物。
　　分子系统学研究部分测定了野螟亚科4属4种与斑野螟亚科11属12种昆虫的COⅠ基因部分序列,从GeneBank中下载了野螟亚科8属8种与斑野螟亚科7属14种的COⅠ同源基因序列,检测了序列碱基组成、遗传距离进、转换/颠换比率。以丛螟亚科 Epipaschiinae的Pseudocera trissosticha,斑螟亚科Phycitinae的Unadophanes trissomita为外群,采用最大简约法(maximum parsimony MP)、邻接法(Neighbour-Joining NJ)和和贝叶斯法(Bayesian inference BI)构建了野螟亚科12属和斑野螟亚科13属的分子系统发育树。结果如下:
　　1.野螟亚科与斑野螟亚科25个属的COⅠ基因序列长度为635bp,T、C、A及 G的平均含量分别为38.7％、14.8%、31.0%及15.5%,(A+T)的含量为69.7%,(C+G)的含量为30.3%。
　　2.研究中40种昆虫的COⅠ基因片段转换(Tansition,Ts)和颠换(Transversion,Tv)的平均比值(Ts/Tv)为0.58。转换主要发生在T/C之间,颠换主要发生在A/T之间。COⅠ数据集碱基替换尚未达到饱和,有较好的系统发育信号。
　　3.根据MP树、NJ树、BI树显示:野螟亚科10个代表种为一个单系群,部分属间(除Udea属)分子关系表现为(Uresiphita polygonalis+(Ostrinia furnacalis+ Pyrausta contigualis(Anania coronata+ Eurrhypara hortulata)+(Aponia minnithalis+Crocidophora evenoralis)))。斑野螟亚科下的纵卷叶野螟属Cnaphalocrocis、绢丝野螟属Glyphodes和绢须野螟属Palpita种间亲缘关系明确,但各属间的亲缘关系仍不清晰。
　　4.运用COⅠ基因对野螟亚科和斑野螟亚科进行系统发育分析时发现该基因在阐明野螟亚科内属间种间关系和斑野螟亚科内种间关系时是一个有效的分子标记,但对于解决斑野螟亚科内属间关系及野螟亚科和斑野螟亚科之间的发育关系仍显不足。

摘要：中央复合体（centralcomplex，CC）是昆虫“微小脑”中非常显著的神经组织结构，具有运动控制、偏振光导航、视觉认知及视觉学习与记忆的功能。研究双斑蟋（Gryllusbimaculatus）脑中央复合体的组织学及其三维重建结构，对进一步探讨昆虫脑、特别是中央复合体各种功能的神经生物学机制提供解剖学依据。
　　材料与方法：本研究应用神经解剖学的研究方法，对双斑蟋的脑神经组织进行石蜡切片、镀银染色、显微镜观察、照相及通过计算机软件对中央复合体组织结构进行三维重建。
　　实验结果：
　　1.双斑蟋中央复合体组织结构
　　双斑蟋中央复合体位于两前脑中部，两半球的蕈形体之间，其由四个主要的结构和两个附属结构构成，主要结构从前往后依次为：（1）上侧中心体（theupperdivisionofthecentralbody，CBU），（2）下侧中心体（thelowerdivisionofthecentralbody，CBL），（3）前脑桥（protocerebralbridge，PB）和（4）一对小结（pairednoduli，No），上侧中心体和下侧中心体统称为中心体，中心体位于两侧蕈形体之间呈扇形分布。两个附属结构分别为前唇（anteriorlip，aL）和一对外侧附属叶（lateralaccessorylobes，LALs）。分别位于中心体的前部和外侧。
　　2.双斑蟋中央复合体的三维结构
　　对中央复合体的四个主要的结构和一个附属结构（前唇）的三维重建结果发现，上侧中心体为中央复合体最大的结构，内外分为8层（左4层，右4层），其背部后侧为前脑桥，前脑桥从背侧观，可见两侧略向后内侧弯曲。上侧中心体下侧为下侧中心体，呈黄豆状。小结，一对花生状，位于下侧中心体腹侧下方。前唇位于上侧中心体下方，后面紧靠下侧中心体。
　　结论与讨论：双斑蟋前脑体积最大，是信息联络整合中心，中央复合体主要由四个结构构成，从前往后一次为：上侧中心体，下侧中心体，前脑桥，一对小结，此外还有两个相邻的附属结构，其分别为：前唇和一对外侧附属叶。双斑蟋的中央复合体组织结构与与果蝇相比有差异，与蝗虫相比相类似。

摘要：环境的异质性和生活史特征之间能量分配的生理权衡导致了昆虫在飞行策略上的分化，许多种类的昆虫出现了飞行能力的退化，也就是所谓的翅多型或翅二型现象。曲脉姬蟋Modic ogryllus confirmatus(Walker1859)具有明显的翅二型现象。长翅型个体与短翅型个体在形态特征（前后翅长度、头幅、体重）上有明显的差异。
　　 研究表明外界环境的变化会影响昆虫的翅型分化比例。为了探究环境是如何影响曲脉姬蟋的翅型分化这一问题，本文就光周期、温度、密度对曲脉姬蟋的翅型分化进行了研究。结果表明:无论恒定光周期还是变化光周期对曲脉姬蟋的翅型分化均无影响，正常范围内的温度变化(25℃、30℃)对其翅型分化亦无显著影响，而35℃的极高温则显著降低了曲脉姬蟋的长翅率，说明其翅型分化并不是对季节变化的适应，但高温环境的胁迫可能会引起短翅化。另外，密度对曲脉姬蟋的翅型分化亦无显著影响。
　　 为了探究遗传是否对曲脉姬蟋子代翅型有影响，且其遗传机制如何？本研究分别对长翅型个体和短翅型个体进行了三代筛选，结果表明:往短翅型方向选拔使雌、雄虫的短翅率都明显上升，而往长翅型方向选拔时，雌、雄虫的短翅率均维持在极低水平;不同亲本组合的后代间的长翅率有差异，说明曲脉姬蟋的翅型分化受遗传的影响，且为多基因控制。
　　 在具有翅多型现象的昆虫中，长翅型个体具有发达的飞行肌以及有利于扩散的飞行能力，而短翅型个体具有极高的繁殖力，在这二者间就形成了飞行与繁殖之间的权衡(trade-off)。为了探究曲脉姬蟋长短翅型间是否存在飞行与繁殖权衡而进行了研究。结果表明短翅型雌虫的产卵前期明显短于长翅型雌虫的产卵前期，而且在羽化后20天内短翅型雌虫的产卵量显著高于长翅型雌虫的产卵量。在羽化当日分别称量长短翅雌虫的飞行肌，结果表明:长翅型雌虫的飞行肌明显重于短翅型雌虫的飞行肌。说明曲脉姬蟋雌虫存在飞行与繁殖权衡。羽化当日分别称量长短翅雄虫的精巢、附腺、飞行肌重量，结果表明长短翅雄虫精巢重量及附腺重量均无明显差异，而长翅型雄虫飞行肌明显重于短翅型雄虫飞行肌。说明曲脉姬蟋雄虫不存在飞行与繁殖权衡。
　　 为了探究曲脉姬蟋长翅型成虫与短翅型成虫的生理指标，而分别调查了长翅型成虫与短翅型成虫7天内的食物消耗量、体重变化值、食物消化率与食物同化率。结果表明:短翅型雌虫的食物消耗量、体重增加值与食物同化率都显著高于长翅型雌虫;短翅型雄虫的食物同化率显著高于长翅型雄虫。说明长翅型成虫与短翅型成虫对食物的利用及能量的分配有差异。
　　 在自然界昆虫并非完全处于食物充足的环境中，为了探究在食物受限时曲脉姬蟋的飞行与繁殖模式，而设置了100％、50％、25％、0％的营养条件，结果表明:随着食物供给量的减少，短翅雌虫卵巢重呈减轻的趋势，长翅雌虫飞行肌重呈减轻的趋势;长、短翅雄虫精巢重都未发生明显变化，长、短翅雄虫附腺重都呈减轻趋势，长翅型雄虫飞行肌重呈减轻趋势。说明长翅型成虫与短翅型成虫的各组织、器官的发育受食物的影响，但营养条件并没有改变其飞行与繁殖的权衡。

摘要：研究背景及研究意义：
　　 全变态昆虫的一生要经历多次蜕皮，包括幼虫各龄期之间的蜕皮、末龄幼虫到蛹的变态蜕皮、以及蛹到成虫的羽化蜕皮。昆虫蜕皮和变态主要受两种激素的调控:蜕皮激素(20-hydroxyecdysone，20E)和保幼激素(Juvenilehormone，JH)。这两种激素相互作用，共同决定着昆虫不同发育阶段生理活动和形态变化。在没有JH存在的情况下，20E启动变态过程。在变态过程中，幼虫的组织发生降解，而成虫的组织逐渐形成。在幼虫组织降解过程中发现了血细胞的参与，但血细胞如何影响组织降解却并不清楚。阐明血细胞与变态期幼虫组织水解的关系，并探索血细胞中特异表达的蛋白cathepsinL的功能，可以阐明血细胞在变态期组织重建中的作用及机理。
　　 研究进展：
　　 昆虫的血细胞被认为主要参与免疫反应，包括在病原微生物周围形成包囊和结节以及吞噬病原微生物，清除外源物质，然而也有报道表明血细胞可以在昆虫的生长发育以及变态过程的组织重建中发挥重要作用。我们实验室前期研究也发现组织蛋白酶L在血细胞中特异表达，并在变态时期高表达，受蜕皮激素上调。在棉铃虫幼虫进行RNA干扰沉默cathepsinL之后，导致循环的颗粒细胞减少，脂肪体中没有颗粒细胞进入而不能降解，形成不正常的嵌合蛹，提示20E促进cathepsinL在血细胞中表达从而参与组织解体。
　　 存在的科学问题：
　　 虽然前人研究已经发现了20E促进cathepsinL表达，决定颗粒细胞数量、进而决定脂肪体降解，但cathepsinL在颗粒细胞中的功能及作用机理不清楚，干扰cathepsinL导致颗粒细胞减少的原因尚不清楚，血细胞进入脂肪体以及在脂肪体解体中的作用机理也需要进一步实验证据。
　　 研究结果：
　　 针对存在的科学问题，本论文运用分子生物学和细胞生物学技术开展研究，取得如下结果：
　　 1.通过细胞形态观察，发现血细胞在变态过程中会发生明显变化，主要表现为颗粒细胞数量增加，体积增大，且所含颗粒数目增多，转变为大颗粒细胞。与此同时，浆血细胞的数量急剧减少。
　　 2.利用Westernblot检测发现cathepsinL在蜕皮变态过程中表达量显著增加。免疫细胞化学结果显示cathepsinL主要定位于颗粒细胞和浆血细胞的细胞质中。
　　 3.通过血细胞进体外培养的方法，证明20E可以促进浆血细胞的铺展，促进颗粒细胞转变为大颗粒细胞并迁移粘附到铺展的浆血细胞上。Westernblot显示20E同时使cathepsinL上调表达。
　　 4.运用RNAi在体外培养的血细胞中干扰cathepsinL，导致大多数颗粒细胞漂浮死亡在培养液中，不能形成大颗粒细胞。同时浆血细胞的铺展也受到了抑制。
　　 5.通过活细胞荧光标记血细胞后重新注射到虫体内，证明血细胞可以进入变态期的幼虫脂肪体中，使脂肪体降解和水解。
　　 6.通过在棉铃虫表皮细胞系中过表达cathepsinL的蛋白酶功能域，发现其过表达可导致细胞凋亡，说明cathepsinL可通过蛋白酶活性参与脂肪体降解。
　　 7.变态时期血细胞凋亡率明显增加，且凋亡细胞主要为颗粒细胞。
　　 8.CathepsinL可以在6th-96h和6th-120h幼虫的血浆和脂肪体中检测到，说明凋亡细胞可能将cathepsinL释放到血浆中，并参与脂肪体的降解。
　　 结论及意义：
　　 本研究证明了棉铃虫颗粒细胞在变态时期数量增加并转变为大颗粒细胞;cathepsinL在变态期高表达，主要分布在颗粒细胞及浆血细胞中;20E促进cathepsinL表达和颗粒细胞的形态转化;干扰cathepsinL之后导致20E激素不能促进颗粒细胞转变为大颗粒细胞而死亡;变态时期的血细胞可以进入到幼虫脂肪体中;棉铃虫表皮细胞系中过表达cathepsinL可以引起细胞凋亡;变态时期血细胞凋亡率增加，;凋亡的血细胞可以释放cathepsinL到血浆中参与组织的降解。
　　 本研究阐明了血细胞在昆虫变态过程的组织重建中发挥作用，其作用机理是20E调控cathepsinL表达，促进颗粒细胞形态转化并进入脂肪体，同时cathepsinL还可以引起血细胞的凋亡，并释放到血浆中，参与脂肪体降解。

摘要：一、研究背景及研究意义
　　 分子生物学技术的发展给昆虫学研究带来广阔的前景。人类研究昆虫，可以为害虫防治提供可供参考的理论依据。昆虫生长发育中要经历特征明显的蜕皮和变态过程，其中不仅需要蜕皮激素(20-hydroxyecdysone，20E)和保幼激素(juvenilehormone，JH)的综合调控，现在的研究也证明了胰岛素途径和FoxO可以参与昆虫发育调控过程。不同的信号调控途径相互作用，共同实现对昆虫的控制。在昆虫的信号调控中，既存在着昆虫特异的蜕皮和保幼激素调控途径，又有着真核生物中比较保守的胰岛素和FoxO信号途径。阐明这些激素或蛋白的功能，不仅对昆虫的生长发育和蜕皮变态的分子机理有重大意义，而且可以为害虫防治提供理论依据。
　　 二、国内外研究进展以及存在的科学问题
　　 1.昆虫中20E和JH相互作用，共同调节昆虫的生长发育。20E负责起始昆虫各龄期幼虫之间的蜕皮和末龄时期向蛹的转化，JH则协调控制20E调节的各项生理活动，共同参与调控蜕皮和变态过程。目前国内外对20E信号通路的研究比较详尽，20E信号调控途径比较清晰;相反，JH的研究相对较少，还不能确定JH的受体，其信号转导途径也不清楚。20E信号途径与JH信号途径的相互作用了解的也比较少。昆虫变态时会有一些列形态和组织结构的变化。其中研究较多的是唾液腺和中肠的重建。昆虫中肠重建的过程包括幼虫中肠的凋亡解体和成虫中肠的分化形成。磷酸酶如何参与调控蜕皮激素诱导的变态时期中肠的凋亡是本论文的研究重点。
　　 2.昆虫的发育还受到FoxO的调节。FoxO是许多基因转录的调控开关。伴随FoxO的磷酸化去磷酸化以及与DNA的解离与结合，可以关闭或启动某些基因的表达，从而诱导产生不同的生理反应。FoxO作为一个调控多种信号通路的中心分子，在生物体的生命活动中占据重要的位置。我们发现一个瘦素受体叠加转录基因。该基因是维持生物体正常的发育所必需的，并且对FoxO具有调控作用。该基因如何调控FoxO，影响昆虫的发育，也在本论文中有所涉及。
　　 三、研究方法与取得的成果
　　 本文利用鳞翅目昆虫棉铃虫（Helicoverpaarmigera）的表皮细胞系实验平台以及虫体实验平台，运用分子生物学和细胞生物学技术，研究了棉铃虫PP6基因如何通过参与20E信号转导和PCD信号调控棉铃虫的生长发育和中肠的凋亡;研究了LepROT对昆虫发育的影响以及在胰岛素信号通路中的作用和对FoxO的影响，取得如下结果:
　　 1.20E可以上调PP6的表达从而影响变态时期中肠的PCD过程
　　 程序性细胞死亡(programmedcelldeath，PCD)在变态时期的昆虫中肠中起着重要的作用。20E可以推动PCD的进行。我们鉴定得到了一个蛋白磷酸酶6(Proteinphosphatase6，PP6)同中肠的PCD有关。中肠中，该基因可以通过20E的受体EcR1在变态时期被蜕皮激素诱导上调，保幼激素不能上调PP6的转录;干扰PP6基因可以影响变态时期中肠的PCD过程;PP6对PCD的调节被证明是通过20E通路中的E75b和HR3，以及凋亡相关的基因E93，Broad，E74a，rpr和caspase实现的。这些结果说明，PP6可以调控20E信号途径，并且可以参与中肠的PCD过程。
　　 2.LepROT可以通过影响PI3K和FoxO调控昆虫的发育
　　 LepROT是持家表达的基因，不受蜕皮和保幼激素的调控，也不受胰岛素的调控。干扰LepROT以延缓昆虫的发育。LepROT可以调节FoxO的表达和定位。在正常的情况下，FoxO主要表达在细胞质中。当在细胞系中干扰LepROT时，FoxO在细胞质和细胞核中都有表达，但是更多的表达在细胞核中。在细胞系中过表达LepROT，FoxO的表达将受到抑制。这些结果说明，LepR对昆虫发育的调控是通过FoxO实现的。
　　 四、结论及意义
　　 本文运用分子生物学和细胞生物学实验方法，研究了棉铃虫发育过程中PP6和LepROT的功能。发育中关于蛋白激酶的研究很多，但是关于磷酸酶的研究相对较少。本论文首先阐明了磷酸酶在昆虫变态时期调控PCD的作用，并揭示了PP6通过20E信号途径和凋亡相关基因控制中肠在变态时期的凋亡。首次研究了一个瘦素受体叠加转录蛋白，并揭示了该蛋白在昆虫发育过程中的作用。本论文为揭示昆虫发育与变态的分子机理提供了理论基础，为研究人类健康与疾病的生理机制提供了参考和思路。

摘要：研究背景：
　　 昆虫是地球上种类最多，数量最大的生物种群，与人类有着密不可分的关系。昆虫的发育是由激素调控的复杂的生命过程，包括昆虫的蜕皮与变态。在全变态昆虫中，蜕皮过程包括幼虫之间的蜕皮，幼虫到蛹的蜕皮以及蛹到成虫的蜕皮。幼虫向蛹的转变被称为变态。昆虫的变态是受蜕皮激素(20E)和保幼激素(JH)共同调控的。在幼虫期，20E引发蜕皮，JH负责维持个体的幼虫状态;而在幼虫的末龄期，JH滴度逐渐降低甚至消失，20E则起始变态过程。目前对于20E及JH协调调控变态的机制已经有了比较深入的研究。但最近的研究表明，除了20E与JH两种激素外，胰岛素(insulin)在昆虫的变态中起着不可忽视的作用。研究发现，insulin与20E存在着相互作用，二者共同的调控昆虫的生长及变态决定。但二者相互作用的分子机制尚不清楚，有哪些分子参与了两个通路的相互作用，还有待进一步研究。
　　 昆虫的变态过程中伴随着组织的重建，例如，中肠和脂肪体。在变态时期，幼虫的组织要发生解体，成虫的组织重新形成，这一过程也是由20E与JH共同调控的。20E诱导程序性细胞死亡使幼虫组织降解，而JH则拮抗20E的功能。然而，组织的重建过程是一个复杂的生理过程，除了激素的调控外，还依赖于其他的活性分子。但目前对于参与组织重建效应分子的研究还不深入。小GTP酶Rab蛋白在哺乳动物中广泛参与了各种生理活动，包括膜泡运输，细胞骨架活性及信号转导等生理过程，但在昆虫发育过程中对于该类蛋白的研究还很有限。此外，蛋白激酶C作为一种丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶可以通过促进底物蛋白磷酸化调节多种生理过程，如细胞生长与增殖，细胞凋亡等。有研究发现蛋白激酶C参与昆虫20E信号转导过程，但哪种蛋白激酶C参与20E的信号转导还有待研究。
　　 存在的科学问题：
　　 本实验室通过对棉铃虫变态期转录组进行测序，鉴定到两种小GTP酶Rab4b，Rab32及一种蛋白激酶Cdelta(PKCδ)基因。拟解决的科学问题为:Rab4b，Rab32是否参与由激素调控的变态过程？在功能上有何差异？PKCδ是否参与20E调节的变态及其伴随的组织重建过程？
　　 研究意义：
　　 本研究通过鉴定三种参与变态过程的关键分子，阐明了不同分子的具体功能，从分子水平上揭示激素调控变态的分子机制，为进一步研究昆虫发育提供依据。此外，本研究通过鉴定参与组织重建的效应分子，丰富了我们对于组织重建机制的认识和理解，为农业害虫的防治提供了理论指导。
　　 研究方案及取得的成果：
　　 本文以鳞翅目昆虫，棉铃虫，为实验材料，通过体内，体外的干扰实验及激素调控实验来探索两种Rab蛋白Rab4b，Rab32及蛋白激酶Cdelta(PKCδ)在昆虫变态及组织重建中的功能。所得实验结果如下:
　　 1.Rab4b参与insulin与20E信号通路的基因转录进而调控糖原水平及变态发生
　　 本研究在棉铃虫鉴定到一个小GTP酶Rab4b参与了20E与胰岛素调控的基因转录。该基因在表皮、中肠、脂肪体及血淋巴中均有表达。虫体RNA干扰导致幼虫在化蛹前死亡，异常化蛹及小蛹的形成。生化分析结果显示，干扰Rab4b后，糖原的储存水平下降;体内及体外干扰实验表明，20E通路中的Br和HR3以及糖原合成酶GS的转录水平受到抑制，而FOXO的转录水平上调。免疫细胞化学及免疫印迹的结果表明，insulin通过Rab4b抑制FOXO的核定位，过表达Rab4b进行亚细胞定位检测，发现insulin没有影响Rab4b定位，而20E刺激后Rab4b向细胞膜迁移。但在mRNA水平上，20E不影响Rab4b的表达，而胰岛素则诱导Rab4b的上调。暗示20E与胰岛素信号通路通过不同的方式来调控Rab4b，最终调控变态的发生。
　　 2.Rab32参与棉铃虫变态期中肠的重建
　　 我们从棉铃虫中肠中鉴定到Rab32基因。半定量RT-PCR分析Rab32表达模式发现该基因在预蛹期的中肠mRNA水平最高。20E诱导Rab32上调，而JH类似物(JHA)不影响其转录。在表皮细胞系中干扰20E核受体EcR-B1后，20E对Rab32的上调作用消除。免疫细胞化学结果显示，该蛋白主要位于细胞质中，而20E使Rab32在细胞系中聚集颗粒状结构并增加Rab32在细胞质中的蛋白表达。免疫组织化学结果显示，在变态期的中肠中，Rab32定位与成虫中肠上皮细胞的内部边缘位置，暗示其可能参与中肠形成中营养的吸收及信号转导的作用。在虫体内干扰Rab32后，幼虫的生长及变态没有受到影响，但成虫中肠的形态发生异常。这些结果说明Rab32参与了棉铃虫变态期的中肠重建，Rab32可能在20E信号途径的调控下参与成虫中肠的形成。
　　 3.蛋白激酶Cdelta(PKCδ)参与棉铃虫变态期组织的解体
　　 本研究在棉铃虫中发现了一个新型的蛋白激酶C，PKCδ，参与了变态期中肠和脂肪体的凋亡。PKCδ在棉铃虫的表皮、中肠、脂肪体中均有表达，且在变态期转录水平较高。体内注射激素实验结果显示，20E和JHⅢ都可以上调PKCδ的转录，。在细胞系上干扰EcR-B1后，20E不能上调PKCδ,而干扰JH的候选受体Met后，JHⅢ对PKCδ的诱导作用没有变化，说明20E通过EcR-B1周控PKCδ,而JHⅢ可能通过其他的方式，而不是Met来调控PKCδ转录。在虫体中干扰PKCδ,中肠和脂肪体无法进行解体和重建;凋亡相关基因Caspase8的表达被抑制，而凋亡抑制因子Survivin转录上调。在表皮细胞中过表达PKCδ的功能域，可以诱导细胞凋亡，并增强了FOXO的核定位，说明PKCδ可能通过调节FOXO的转录活性诱导凋亡。在表皮细胞中干扰PKCδ,抑制了20E及JHⅢ对USP1，Calponin等关键基因的上调作用，说明PKCδ可能参与了20E与JH的信号转导途径的相互作用。
　　 所取得成果的创新点与意义：
　　 本文主要通过体内及体外的RNA干扰技术，鉴定到一个小GTP酶Rab4b通过调控20E与胰岛素通路基因转录及糖原合成进而参与变态。深入揭示了20E通路与胰岛素通路相互作用的机制。同时，我们鉴定到另一种小GTP酶Rab32参与了中肠重建中成虫中肠的形成，丰富了小GTP酶Rab蛋白在昆虫中的功能研究。此外，发现蛋白激酶Cdelta(PKCδ)参与了20E诱导的组织凋亡及20E与JH对下游基因的调控，本研究为深入揭示昆虫变态的激素调控及组织重建的分子机制提供了依据。

摘要：本文为了能够向研制出高效、节能而又安全可靠的高性能材料与高敏感度导航器械结构提供基础形态学数据，利用光学成像、扫描电子显微镜、显微CT与计算机三维重建等多种形态学技术，综合运用经典比较形态学和现代仿生学理论方法，对蜣螂亚科13种粪食性蜣螂与驼金龟科1种粪食性夜行驼金龟头部、口器、触角、复眼、鞘翅、足部以及刚毛的超微形态结构等进行了分析，并结合蜣螂行为学特性分析了蜣螂特殊部位在减粘脱附仿生技术以及月光偏振光导航方面的起到的作用及其形态基础，另外对蜣螂后胸叉骨形态演化趋势及其在系统发育分析中的意义进行了研究，得到了如下结果：
　　 (1)蜣螂亚科13种粪食性蜣螂与驼金龟科1种粪食性夜行驼金龟头部、口器、触角、复眼、鞘翅、足部以及刚毛的超微形态结构进行对比分析，结合蜣螂特殊行为，探讨了其特殊部位的功能，总结了特殊部位的仿生学价值；
　　 (2)对蜣螂头部以及复眼等特殊部位进行了数值测量，并对测量结果进行了分析，不同种蜣螂以及驼金龟之间的存在着较大差异，这与其生活习性和环境有直接关系，这些数据之间的差异是金龟子总科昆虫在进化过程中对环境适应性变异的结果。
　　 (3)针对蜣螂月光偏振光导航机制形态学研究工作主要围绕着粪食性金龟(13种蜣螂和1种驼金龟)不同活动规律(日行件、夜行性与全天)与处理粪块的方式(直接掘洞型、粪居型和滚粪球型)等行为对这些蜣螂的复眼显微结构、超微结构和连接复眼的神经系统超微结构比较研究，探讨其偏振光导航的形态基础。
　　 (4)对蜣螂复眼空间分辨率基础数据进行了测量计算，并进行了相应理论分析。首次使用显微CT结合AMIRA三维重建软件对蜣螂复眼与脑中央体、感偏振神经与中央复合体的三维结构进行了重建，并进行了理论分析。
　　 (5)后胸叉骨是昆虫胸部的内骨骼，是重要的肌肉联结点，在昆虫运动中起着不可替代的作用。该结构在鞘翅目高级阶元系统发育关系重建中扮演了重要角色，但由于其在低级阶元间的差异较小以及在形态分析中使用困难等因素限制，致使后胸叉骨的研究并未受到广泛重视。国内学者对于甲虫后胸叉骨的研究非常少，甚至长期以来没有中文名称，相关内容只零星散布于教科书和学位论文中，针对蜣螂后胸叉骨形态学研究尚未见报道。本文首次对金龟科蜣螂亚科9族65种的后胸叉骨进行了详细的比较形态学研究，归纳了族级形态特征，进而探究蜣螂后胸叉骨形态演化趋势及其在系统发育分析中的意义。此外，我们利用现代形态学、几何形态学和三维重建技术等方法对后胸叉骨功能形态的前景进行了相关研究。

摘要：本文通过光学显微镜的整体装片和观察，体式显微镜、扫描电子显微镜、透射电子显微镜和石蜡切片等多种观察方法对意大利工蜂的头腺、胸腺和咽腺的结构特点进行了研究，并通过分光光度法测定了3种腺体与中肠的淀粉酶、蔗糖酶、蛋白酶、果胶酶、海藻糖酶和脂肪酶活性，对其进行了比较和分析，从而拓宽了对意大利工蜂与消化相关腺体的研究和观察范围，从结构和酶的角度分析了3种腺体的功能和生理生化过程，进一步丰富了意大利工蜂蜜蜂生理学和营养腺形态学，为蜜蜂形态学和细胞学提供了理论基础。
　　意大利工蜂头腺结构的研究，发现头腺分两支，分别由两串扁平梨状小体组成，每个小体称为一个腺泡，有多腺泡和腺管构成。每个腺泡的直径约为125×160μm。每个腺泡的表面以及导管的表面有许多规则的凸起。腺泡上还布满了气管，在腺泡的外侧还可以看到神经细胞。最外层有1-2μm的结缔组织膜，其内部有壁细胞和酶原细胞。在腺泡中还能看到一类细胞中有腊质的细胞。头腺与消化相关酶活性的测定结果，表明意大利工蜂头腺具有淀粉酶、蔗糖酶、蛋白酶、果胶酶和海藻糖酶活性。头腺的结构和酶活性的结果表明头腺具有分泌蜡质和消化酶的功能。
　　意大利工蜂胸腺结构的研究，发现胸腺位于胸腔的腹侧，是由两串发达的管状小体组成。腺泡和腺管外侧有神经细胞和许多气管缠绕。腺泡内部有壁细胞和酶原细胞。酶原细胞质的外侧，靠近质膜的位置有较多的存储泡，酶原细胞质的内侧，靠近核的位置有较为丰富的内质网。胸腺相关消化酶活性的测定结果表明，胸腺具有分泌消化酶的功能。
　　意大利工蜂咽腺结构的研究发现，咽腺位于头内两侧，是一对呈高度盘绕的葡萄状腺体。咽腺大约由1000个左右个腺泡组成，每个腺泡的直径约为120×180μm。在每个腺泡之间有微气管相连。在腺泡的外侧有神经细胞，神经细胞的胞体直径约为12μm。每个腺泡内部有壁细胞和酶原细胞，以及王浆分泌细胞。细胞内有丰富的内质网。
　　通过对意大利工蜂头腺、胸腺、咽腺和中肠中6种消化酶活性的比较研究，结果表明，意大利蜜蜂工蜂对蛋白的消化主要由中肠分泌的消化酶来完成，3种腺体起辅助作用;对蔗糖的消化主要有咽腺分泌的消化酶来完成，其次是中肠，而头腺和胸腺起辅助作用;对果胶的消化主要在头腺和胸腺，咽腺和中肠起辅助作用;而对淀粉和海藻糖的消化过程中3种腺体和中肠都有很重要的作用。

摘要：蜱是一种常见的动物体表寄生虫,在世界各地广泛分布,它们叮咬吸食宿主血液,传播疾病,直接或间接危害动物和人类健康,成为倍受关注的公共卫生课题。
　　 本课题研究于2009年9月到2010年11月之间采用布旗法和逆毛式检蜱法对福州市及周边的家畜和野生小动物体表硬蜱寄生情况进行了调查,调查了福州市及周边地区的黄牛(Bos taurus),水牛(Bubalus bubalus),奶牛(Bos taurus),狗(Canislupus familiaris),黄胸鼠(Rattus flavipectus),褐家R(Rattus norvegicus)和鼩鼱(Sorex.sp)7种动物。经形态学鉴定所采集到的硬蜱共有3种,它们是微小牛蜱(Rhipicephalus(Boophilus)microplus),短小扇头蜱(Rhipicephalus pumilio)和粒形硬蜱(Ixodes granulatus),它们的相对优势度分别为55.19％、42.19％和2.62％,微小牛蜱和短小扇头蜱为家畜体表最常见也是寄生量较多的两种,在福州地区高发季节(7-9月份)家畜体表的带蜱率近100％,而粒形硬蜱是黄胸鼠、褐家鼠、鼩鼱体表的常见种。
　　 在实验室条件下以家兔(Oryctolagus cuniculus)为饲血动物对微小牛蜱进行了人工饲养,成功培育出单一蜱群。同时研究了一定温度、湿度(温度为20℃、25℃、30℃、35℃、40℃,相对湿度为30％、50％、70％、90％)对微小牛蜱雌蜱寿命以及产卵习性的影响,包括产卵前期、产卵高峰、产卵期等过程的历时,以及产卵力与饱血雌蜱体重之间的关系。结果表明:设置的温湿度组合对雌蜱寿命、产卵前期和产卵期影响实验中,温度的影响始终是起主导作用的,湿度的影响是次要的。高温高湿(40℃-90％RH)的环境中微小牛蜱的生殖期最短,低温低湿(20℃-30％RH)的条件下生殖期较长。微小牛蜱产卵力受温度和湿度的影响不显著,而与雌蜱的重量呈现正相关直线关系。
　　

摘要：本论文分为长蝽总科后胸臭腺外部传输系统(external scent efferent system)的形态学研究以及长蝽总科跷蝽科中国种类的修订，分为两章。
　　 第一章为长蝽总科后胸臭腺外部传输系统的首次系统研究。
　　 根据Kment&Vilimova(2010a,b)及其他学者对后胸臭腺构造的形态学术语，结合长蝽总科该结构在扫描电子显微镜(SEM)下的构造特点，系统地规范了长蝽总科后胸臭腺外部传输系统(external scent efferent system)的中文术语和含义，如：孔口(ostiole)、孔缘(peritreme)、蒸发域（evaporatorium）、前庭瘢(vestibular scar)、支撑突起(supporting projection)、中沟(median furrow)、沟回(gyrification)、蕈状微饰纹(mycoid microsculpture)、孔缘微饰纹(peritremalmicrosculpture)和过渡区微饰纹(transitional microsculpture)、蕈形体(mushroombody)、蜂窝状小室(alveole)、滤突(filter processes)等。对长蝽总科后胸臭腺外部传输系统构造的一般特征和变异情形进行了总结，重点关注了孔缘形状、蒸发域的分布、孔缘微饰纹、蕈状微饰纹、滤突的多样性，并对其在分类和系统发育分析中的价值进行了讨论。研究表明，孔口的消失是多次独立发生的；跷蝽科部分类群孔缘延伸形成长的管状是从耳状孔缘独立平行进化而来，与蝽总科中的管状孔缘并无关系；孔缘的形状可以作为分属、族、亚科与科的鉴别特征；长蝽总科孔缘微饰纹呈现出极大的多样性，可以作为属甚至种的鉴定特征；蒸发域面积的减少，包括中胸侧板蒸发域面积的减少甚至消失，在长蝽总科内部是多次起源的：蒸发域面积的大小，甚至孔口与孔缘的有无，与蜂窝状小室的室内脊的有无没有直接关系；后胸臭腺外部传输系统在某些类群中的独特性，如皮蝽科的孔口、孔缘及蒸发域均不可见，揭示了该类群的独特性。
　　 系统地对长蝽总科12科66属70种的后胸臭腺外部传输系统进行形态描述，并提供了每一个种的后胸臭腺外部传输系统整体、孔缘、孔缘微饰纹、蕈状表面、蕈形体、蜂窝状小室和滤突的扫描电子显微镜照片，共计424余幅。
　　 第二章为长蝽总科跷蝽科中国种类的修订，共鉴定和描述跷蝽科3亚科5族14属38种，包括2个新属、15个新种（3个已发表）、1个新亚种、1个中国新记录属、2个中国新记录种，提出4个种级新同物异名和3个错误鉴定。提供了36个种的整体背面观、头和前胸背板背面观和头和前胸背板侧面观的照片，共计111幅；提供了26个种的雄性生殖囊尾面观、侧面观以及阳基侧突的照片，共计80幅。编制了分亚科、属、亚属和种的检索表；提供了各级分类单元的文献引证。
　　 新属为稀毛跷蝽属Sparsineides gen.nov.和华背跷蝽属Sinometacanthus gen.nov．。
　　 新种（新亚种）包括：云南拟跷蝽Paraberytusyunnanensis Cai，Dang＆Bu,2011、萧氏异肩跷蝽Yemmatropis hsiaoi Cai& Bu,2011和黑纹异肩跷蝽Yemmatropis．mgrovittatus Cai& Bu,2011（已发表的3种）；亨氏拟跷蝽Paraberytus henryi sp.nov.、瘤拟跷蝽Paraberytus tuberculatus sp.nov.、非驼跷蝽东方亚种Gampsocons africanus onentalis subsp．nov、郑氏驼跷蝽Gampsocoriszhengi sp.nov.、黑纹棒胁跷蝽Pneustocerus nigrovittatus sp.nov.、李氏华背跷蝽Sinometacanthus liisp.nov.、黑腹锤胁跷蝽Yemma nigriventralis sp.nov.、台湾锤胁跷蝽Yemma taiwanica sp.nov.、斜刺刺胁跷蝽Yemmalysus obliquussp.nov.、斯氏刺胁跷蝽Yemmalysus stusaki sp.nov.、斑肩跷蝽Metatropis maculosasp.nov..
　　 中国记录属为拟跷蝽属Paraberytus Stusak,1965。中国新记录种为黑肩跷蝽Metatropis nigripes Stusak1967、大成山肩跷蝽Metatropis tesongsanica Josifov,1975.
　　 4项种级新同物异名为：Metacanthus(Cardopostethus)pulchellus Dallas，1852[=Gampsocoris gibberosus(Horvath,1922) New Synonymy]; Yemma exilisHorvath,1905[=Yemma signata(Hsiao,1974) New Synonymy][=Metacanthusacinctus Qi＆Nonnaizab,1992 New Synonymy]: Metatropis denticollis Lindberg,1934[=Metatropis spinicollis Hsiao,1974 New Synonymy].
　　

摘要：小赫甲螨科Hermanniellidae是甲螨亚目Oribatida中比较特殊的类群，主要的鉴别特征是末体背腺发达且其开口在后背板中央两侧呈瓶口状突起。小赫甲螨科分布于全世界，生活于有机质丰富的土壤中。食性为泛植食性。
　　 截止到2010年，全世界已报道小赫甲螨科9属53种。我国对该类群研究很薄弱，截止到本研究前，我国仅报道1属5种，其中并没有以我国为模式产地的种，而且已报道的种类多出现在非分类学文献中。鉴于此，本文基于大量的标本积累，对我国小赫甲螨科进行了系统分类学研究。
　　 总论部分介绍了小赫甲螨科的国内外研究简史，对小赫甲螨科的形态特征进行了详细描述，介绍了小赫甲螨科的繁殖、发育、生态习性等生物学特性。
　　 各论部分对我国小赫甲螨科进行了系统分类学研究，检视采自我国各地的600余头标本，共鉴定小赫甲螨科2属14种，其中包括8新种，中国新纪录属1属，中国新纪录种1种。经过本文研究，我国小赫甲螨科已知分类单元由原来的1属5种提升为2属14种。
　　 文中对所有物种进行了详细描述，每种测量了6-8个形态特征，绘制了7-12个特征图，编制了分属、分种检索表。