植物与昆虫的相互作用

目录**篇 昆虫与植物的关系及其演化**章昆虫与植物关系研究的回顾和展望 3**节研究历史：3个阶段的划分 5一、植物与昆虫相互作用和植物抗虫性研究的缘起 5二、昆虫与植物关系研究 3个阶段的划分 6第二节 1910～1979年，植物.昆虫二营养级研究阶段 19一、昆虫与植物关系学科体系的形成 19二、植物营养物质和次生物质在昆虫与植物关系中作用的争论 20三、昆虫与植物“协同演化”假说的提出和争论 21四、电生理技术引发的昆虫嗅觉和味觉研究的突破 23五、植物抗虫性研究进展 23第三节 1980～2002年，植物.昆虫.天敌三营养级研究阶段 25一、从二营养级相互作用到三营养级相互作用的拓展 25二、植物与植食性昆虫互作分子机理研究的兴起 26三、利用生物技术培育抗虫品种 27四、昆虫化学感觉机制与寄主的专化研究 27五、植物与昆虫相互作用的著作井喷式出版 28第四节 2003年至今，组学时代植物与昆虫分子互作及多物种互作研究阶段 29一、植物抗虫性分子机理研究 30二、昆虫对植物的适应性研究 32三、多营养级和多物种相互作用研究 34四、昆虫与植物的传粉生物学研究 35五、新的分子生物学技术在提高植物抗虫性中的利用和挑战 37六、环境变化对昆虫与植物关系的影响 38第五节总结与展望 39参考文献 41 第二章昆虫与植物相互作用的自然历史 58**节昆虫与植物拟态关系的早期演化 59一、翅斑与伪装 73二、叶状拟态 79三、小结 86第二节古昆虫与植物的传粉关系 87一、形态结构相关的间接证据 88二、孢粉相关的直接证据 103三、小结 111第三节总结与展望 113参考文献 114第三章传粉昆虫与植物的关系 130**节传粉昆虫的定义 130一、访花者和传粉者 130二、有效传粉者 131三、传粉昆虫的主要类群 133第二节传粉昆虫与植物互作演化历史 136一、起源证据 136二、协同系统发生 137三、传粉模式多样性 138第三节传粉昆虫与植物的互惠 139一、互惠类型 139二、传粉昆虫与植物的互惠不一定是特化的 141第四节传粉昆虫与植物的对抗 141一、对抗类型 141二、拮抗可成为传粉昆虫与植物关系的演化动力 143第五节传粉昆虫与植物的协同演化 145一、协同演化的定义 145二、协同演化的模式 146第六节传粉昆虫与植物演化关系的几个重要科学问题 150一、传粉昆虫在植物演化中扮演的角色 150二、传粉昆虫和植物的互惠与对抗的转变 153第七节总结与展望 154参考文献 155 第二篇植物对昆虫的化学防御第四章植食性昆虫取食诱导的番茄防御及其信号通路 171**节番茄的直接防御和间接防御 171一、番茄的直接防御 171二、番茄的间接防御 173三、番茄防御植食性昆虫取食的信号通路 173第二节系统素的发现和信号转导 174一、系统素的发现 174二、系统素受体的鉴定 175三、系统素参与的信号转导 176第三节茉莉酸的合成和信号转导 176一、茉莉酸的合成 176二、茉莉酸信号转导 181第四节系统素.茉莉酸在番茄的同一信号通路中发挥防御昆虫侵害的作用 186一、系统素在植物系统抗性反应中的作用依赖于茉莉酸的生物合成 186二、系统素在植物系统抗性反应中的作用在于调控受伤诱导的茉莉酸的生物合成 187三、茉莉酸是损伤系统抗性反应中长距离运输的信号分子 187四、系统素.茉莉酸信号通路调控植物的抗虫防御 188第五节总结与展望 189参考文献 189第五章水稻对害虫的化学防御 198**节水稻的主要防御相关化合物及其抗虫功能 199一、水稻初生代谢物 199二、水稻次生代谢物 200第二节水稻化学防御的调控机理 209一、水稻害虫激发子与效应子 209二、水稻对昆虫为害信号的识别 211三、早期信号事件 212四、信号调控网络 214第三节环境因子对水稻化学防御的影响 223一、生物因子对水稻化学防御的影响 224二、非生物因子对水稻化学防御的影响 226第四节总结与展望 234参考文献 234 第六章玉米对植食性昆虫的防御机制 254**节玉米的直接防御 254一、丁布类物质 255二、萜类物质 260三、抗虫相关蛋白 263四、其他玉米抗虫代谢物 264第二节玉米的间接防御 264一、绿叶挥发物 265二、吲哚 266三、甲酯类挥发物 267四、萜烯类挥发物 267第三节玉米抗虫响应的调控机理 269一、玉米对昆虫取食信号的识别 270二、昆虫取食诱导的上游信号转导 270三、昆虫取食诱导的激素信号通路 271第四节总结与展望 275参考文献 276第七章棉花倍半萜植保素生物合成与抗虫反应 285**节棉酚类植保素的生物合成 285一、棉酚生物合成途径 286二、棉酚生物合成途径的调控 293三、棉酚生物合成途径的进化特征 295第二节棉酚与植物.昆虫互作 297一、棉酚诱导棉铃虫解毒酶表达和农药耐受性 297二、植物抗虫信号的动态变化 299三、棉铃虫效应子干扰植物防卫反应 300第三节植物介导的 RNA干扰抗虫技术 301一、RNA干扰抗虫技术的诞生与发展 301二、利用不同 RNA干扰靶点提高棉花抗虫性 303第四节总结与展望 304参考文献 305第八章硅对植物抗虫性的影响及其机制 312**节硅的生物学与生态学 312一、硅在土壤中的分布 312二、硅在植物中的分布 313 三、硅在植物中的功能及其生态学意义 315第二节硅对植物抗虫性的影响 317一、硅沉积对咀嚼式害虫的影响 319二、硅沉积对刺吸式害虫的影响 320三、硅沉积位点和排列方式对害虫的影响 320四、“质外体阻遏”假说 321第三节硅提高植物抗虫性的生化与分子机制 322一、硅对植物防御响应的调节 322二、硅对植物抗虫基因表达的调节 323三、硅对植物防御信号通路的调节 324四、硅对植物抗虫性的“警备”假说 327第四节硅对植物.害虫.天敌三级营养关系的影响 328一、害虫病原微生物 328二、捕食性天敌 328三、寄生性天敌 329第五节影响硅吸收和积累的生物与非生物因子 329一、非生物因子对植物硅吸收的影响 330二、生物因子对植物硅吸收的影响 330三、硅吸收和积累与信号通路的关系 331第六节总结与展望 332参考文献 332第三篇昆虫对植物的选择和适应第九章烟粉虱与其寄主植物的相互作用 343**节烟粉虱对寄主植物的选择 344一、植物挥发物介导的烟粉虱寄主选择 344二、其他因子介导的烟粉虱对寄主植物的选择 344第二节烟粉虱对寄主植物的利用和适应 345一、不同隐存种烟粉虱在寄主植物利用方面的差异 345二、烟粉虱对寄主植物的适应 346三、不同隐存种烟粉虱在寄主植物利用方面差异的分子机制 347第三节寄主植物对烟粉虱的防御和烟粉虱的反防御 347一、寄主植物的物理防御 347二、寄主植物的化学防御 348三、调控植物抗烟粉虱防卫反应的激素信号通路 349 四、烟粉虱的反防御 350第四节环境因子对烟粉虱与植物互作的影响 351一、非生物因子 351二、生物因子 351第五节总结与展望 352一、植物对烟粉虱的识别机制 352二、烟粉虱与植物互作的普适性 353三、烟粉虱与植物互作的进化 353参考文献 354第十章实夜蛾类昆虫对寄主植物的选择和适应 361**节实夜蛾类昆虫对植物的利用模式 362第二节实夜蛾类成虫对寄主植物的产卵选择 365第三节实夜蛾类昆虫对寄主植物选择的化学线索 366一、嗅觉线索 367二、接触性的理化线索 371第四节实夜蛾类昆虫的神经生物学基础：嗅觉和味觉 371一、实夜蛾类成虫和幼虫的嗅觉感受机制 373二、实夜蛾类成虫和幼虫的味觉感受机制 377第五节实夜蛾类昆虫对寄主植物的适应及其遗传 378一、幼虫对寄主植物的适应 378二、广食性与专食性的遗传基础 379第六节实夜蛾类昆虫寄主植物范围的演化 380第七节总结与展望 382参考文献 382第十一章斑潜蝇与寄主植物的关系 392**节斑潜蝇的寄主选择 392一、斑潜蝇的食性和寄主专化性 392二、斑潜蝇取食和产卵策略 392第二节斑潜蝇依赖植物传播振动信号 393一、昆虫依赖植物的振动通讯 393二、斑潜蝇求偶的振动二重奏 394三、介质对斑潜蝇振动信号的影响 394四、植物作为振动信号通道的适应性意义 395第三节植物气味促进斑潜蝇交配成功 396一、斑潜蝇的性信息素 396 二、植物气味在斑潜蝇寄主和配偶定位中的作用 396三、植物气味在斑潜蝇求偶二重奏中的作用 397第四节植物渗出液主导斑潜蝇两性合作 398一、昆虫性选择与食物资源的关系 398二、雌性取食孔对雄性生存的影响 398三、受植物影响的交配策略 399第五节总结与展望 401参考文献 402第十二章棉铃虫对转 Bt基因作物的抗性 406**节全球 Bt作物种植与靶标害虫 Bt抗性现状 406一、Bt作物种植情况 406二、靶标害虫 Bt抗性现状 406第二节棉铃虫 Bt抗性基因的鉴定及功能验证 408一、Bt作用模式及抗性机制 408二、Bt抗性基因的图位克隆 412三、Bt抗性基因的功能验证 412第三节棉铃虫 Bt抗性的检测技术 415一、表型检测法 415二、遗传检测法 416三、DNA检测法 416第四节棉铃虫 Bt抗性的遗传多样性与抗性进化可塑性 417一、遗传多样性 417二、抗性进化可塑性 419第五节总结与展望 421参考文献 422第四篇多营养级相互作用第十三章芥子油苷介导的十字花科植物、害虫及其天敌的相互作用 433**节十字花科植物芥子油苷的种类及合成 434一、常见的芥子油苷种类 434二、芥子油苷的合成基因和调控路径 436第二节芥子油苷类化合物对植食性昆虫的他感作用 437一、芥子油苷作为十字花科植物的抗虫物质 437二、芥子油苷作为十字花科植物专食性昆虫的标志刺激物 438三、昆虫取食诱导的十字花科植物中芥子油苷的变化 442 第三节植食性昆虫对芥子油苷水解物的嗅觉感受 442一、芥子油苷水解物对昆虫寄主选择的影响 443二、昆虫对芥子油苷水解物的感受机制 445第四节植食性昆虫对芥子油苷的味觉感受 446一、多食性昆虫对芥子油苷的味觉感受 447二、专食性昆虫对芥子油苷的味觉感受 447第五节植食性昆虫对芥子油苷的生理生化适应 449一、昆虫的特异解毒蛋白对芥子油苷的水解作用 449二、昆虫的解毒酶系统对芥子油苷的解毒作用 450三、昆虫的物理屏障对食物中芥子油苷的阻隔 451第六节芥子油苷对第三营养级的作用 452第七节总结与展望 453参考文献 454第十四章生物入侵的种间关系：微生物介导的红脂大小蠹与寄主植物的相互作用 465**节生物入侵中物种间的相互作用 465一、生物入侵中物种间的负相互作用 465二、生物入侵中物种间的正相互作用 468第二节入侵种红脂大小蠹与伴生真菌的共生关系 469一、红脂大小蠹的生物学特征及危害 469二、昆虫与其伴生真菌的互惠共生关系 471三、入侵种红脂大小蠹与伴生真菌的共生关系 473第三节肠道菌群在红脂大小蠹克服寄主植物抗性中的作用 475一、红脂大小蠹肠道细菌和信息素合成 475二、红脂大小蠹肠道微生物对寄主防御物质的适应 476第四节入侵种红脂大小蠹.伴生菌.寄主油松的协同进化 477一、信息化学物质介导的红脂大小蠹 .伴生微生物入侵共生体稳定维持机制