魏洪义（江西农业大学）
1.主要研究方向及内容
课题组主要研究方向为毒剂对螟蛾性信息素通信系统的影响。课题组近年来主要以昆虫为动物模型，对重金属胁迫下昆虫生长发育、生殖行为、生理等进行了研究，并对其分子机制进行了初步探究。其中着重研究了重金属胁迫对昆虫性信息素通信系统的影响。
2.代表性成果
重金属影响昆虫性信息素通信系统的分子机制研究
金属硫蛋白具有很高的半胱氨酸水平，能结合重金属离子形成金属螯合物，在重金属解毒中起着重要作用，是研究重金属响应及抗性的最重要的蛋白家族之一。该团队通过生物信息学方法，在昆虫转录组和基因组中注释到了259个推定的昆虫MTs，涵盖了14个目120多个昆虫物种（图15）。其中包括27种鳞翅目昆虫的75个MTs。通过对这75个MTs蛋白序列进行进化分析发现，鳞翅目昆虫的MT主要聚类在3个大进化枝上。在鳞翅目昆虫的MTs中，该团队注释到4个亚洲玉米螟MTs（图15）。MT2与MT1的同源性非常低，仅为35%，亚洲玉米螟中出现基因家族扩增的MT3和MT4与MT1的相似性相对较高。且MT3和MT4蛋白序列相对较短，仅编码38个氨基酸。这些注释得到的MTs 为后续进行亚洲玉米螟及其他昆虫的解毒功能研究奠定了很好的基础。
图15 昆虫MT的系统进化树分析
重金属对昆虫性信息素通信系统的影响
目前在研究重金属污染对生物体的影响中，对动物生殖行为及其作用机制研究甚少，以性信息素介导的化学通信系统是动物生殖繁衍的重要一环，不容忽视。本课题组近年来以蛾类昆虫为动物模型，系统研究了重金属胁迫下动物体性信息素通信系统的影响。结果发现，亚洲玉米螟幼虫取食含重金属Cd饲料后，在求偶高峰期雌蛾求偶百分率显著降低，且求偶时长显著缩短（图16）。研究还发现，Ni对亚洲玉米螟雌蛾求偶行为的影响与Cd 相一致。且受重金属胁迫后，雌蛾求偶高峰期推迟（曹红妹和魏洪义，2015）。
对雄蛾交配行为的研究发现，受重金属胁迫后，雄蛾对雌蛾的反应率降低，反应时长延长（Luo et al.，2020），且在不同重金属对亚洲玉米螟和二化螟中均出现类似的现象。说明重金属能降低昆虫的交配活性。
图16 重金属Cd对亚洲玉米螟雌蛾（a）求偶百分率和（b）求偶时长的影响(https://www.daowen.com)
为了探究昆虫交配行为受抑制的生理机制，分别测定了Cd处理组和对照组雌蛾的性信息素滴度。结果表明，受Cd胁迫后，亚洲玉米螟性信息素两种主要组分，Z/E 12-14：OAc的滴度显著降低。
3.代表性论文
Luo M,Cao H-M,Fan Y-Y,Zhou X-C,Chen J-X,Chung H,Wei H-Y.2020.Bioaccumulation of cadmium affects development,mating behavior,and fecundity in the Asian corn borer,Ostrinia furnacalis.Insects,11(1):7;1-11.
Luo M,Zhou X-C,Wang Z-N,Chen J-X,Chung H,Wei H-Y.2019.Identification and gene expression analysis of the pheromone biosynthesis activating neuropeptide receptor (PBANR) from the Ostrinia furnacalis (Lepidoptera:Pyralidae).Journal of Insect Science,19(2):25; 1-5.
Mei Luo,Cédric Finet,Haosu Cong,Hong-yi Wei,Henry Chung.The evolution of insect metallothioneins.Proceeding of the Royal Society B:Biological Science,2020,287:20202189.
Yu G-Z,Zheng L-X,Quan Y-D,Wei H-Y.2018.Sublethal pesticide exposure improves resistance to infection in the Asian corn borer.Ecological Entomology,43(3):326-331.
Wang G-L,Huang X-L,Wei H-Y,Fademiro H Y.2011.Sublethal effects of larval exposure to indoxacarb on reproductive activities of the diamondback moth,Plutella xylostella (L.) (Lepidoptera:Plutellidae).Pesticide Biochemistry and Physiology,101(3):227-231.
Wei H-Y,Huang Y-P,Du J-W.2004.Sex pheromones and reproductive behavior of Spodoptera litura (Fabricius)moths reared from larvae treated with four insecticides.Journal of Chemical Ecology,30(7):1 457-1 466.
曹红妹，郑丽霞，魏洪义.2015.重金属Ni2+对亚洲玉米螟生长发育和生殖行为的影响.昆虫学报，58（6）：650-657.
曹红妹，魏洪义.2016.Cd2+和Ni2+对亚洲玉米螟求偶行为的影响.应用昆虫学报，2016，53（4）：793-801.
张宇瑶，胡新娣，郑丽霞，魏洪义.2017.Cd2+对二化螟生长发育及雄蛾对性信息素定向行为的影响.应用昆虫学报，39（02）：423-430.
