目錄 第一篇 昆蟲(chóng)與植物的關(guān)系及其演化 第一章昆蟲(chóng)與植物關(guān)系研究的回顧和展望 3 第一節(jié)研究歷史：3個(gè)階段的劃分 5 一、植物與昆蟲(chóng)相互作用和植物抗蟲(chóng)性研究的緣起 5 二、昆蟲(chóng)與植物關(guān)系研究 3個(gè)階段的劃分 6 第二節(jié) 1910～1979年，植物.昆蟲(chóng)二營(yíng)養(yǎng)級(jí)研究階段 19 一、昆蟲(chóng)與植物關(guān)系學(xué)科體系的形成 19 二、植物營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和次生物質(zhì)在昆蟲(chóng)與植物關(guān)系中作用的爭(zhēng)論 20 三、昆蟲(chóng)與植物“協(xié)同演化”假說(shuō)的提出和爭(zhēng)論 21 四、電生理技術(shù)引發(fā)的昆蟲(chóng)嗅覺(jué)和味覺(jué)研究的突破 23 五、植物抗蟲(chóng)性研究進(jìn)展 23 第三節(jié) 1980～2002年，植物.昆蟲(chóng).天敵三營(yíng)養(yǎng)級(jí)研究階段 25 一、從二營(yíng)養(yǎng)級(jí)相互作用到三營(yíng)養(yǎng)級(jí)相互作用的拓展 25 二、植物與植食性昆蟲(chóng)互作分子機(jī)理研究的興起 26 三、利用生物技術(shù)培育抗蟲(chóng)品種 27 四、昆蟲(chóng)化學(xué)感覺(jué)機(jī)制與寄主的�；�研究 27 五、植物與昆蟲(chóng)相互作用的著作井噴式出版 28 第四節(jié) 2003年至今，組學(xué)時(shí)代植物與昆蟲(chóng)分子互作及多物種互作研究階段 29 一、植物抗蟲(chóng)性分子機(jī)理研究 30 二、昆蟲(chóng)對(duì)植物的適應(yīng)性研究 32 三、多營(yíng)養(yǎng)級(jí)和多物種相互作用研究 34 四、昆蟲(chóng)與植物的傳粉生物學(xué)研究 35 五、新的分子生物學(xué)技術(shù)在提高植物抗蟲(chóng)性中的利用和挑戰(zhàn) 37 六、環(huán)境變化對(duì)昆蟲(chóng)與植物關(guān)系的影響 38 第五節(jié)總結(jié)與展望 39 參考文獻(xiàn) 41 第二章昆蟲(chóng)與植物相互作用的自然歷史 58 第一節(jié)昆蟲(chóng)與植物擬態(tài)關(guān)系的早期演化 59 一、翅斑與偽裝 73 二、葉狀擬態(tài) 79 三、小結(jié) 86 第二節(jié)古昆蟲(chóng)與植物的傳粉關(guān)系 87 一、形態(tài)結(jié)構(gòu)相關(guān)的間接證據(jù) 88 二、孢粉相關(guān)的直接證據(jù) 103 三、小結(jié) 111 第三節(jié)總結(jié)與展望 113 參考文獻(xiàn) 114 第三章傳粉昆蟲(chóng)與植物的關(guān)系 130 第一節(jié)傳粉昆蟲(chóng)的定義 130 一、訪花者和傳粉者 130 二、有效傳粉者 131 三、傳粉昆蟲(chóng)的主要類群 133 第二節(jié)傳粉昆蟲(chóng)與植物互作演化歷史 136 一、起源證據(jù) 136 二、協(xié)同系統(tǒng)發(fā)生 137 三、傳粉模式多樣性 138 第三節(jié)傳粉昆蟲(chóng)與植物的互惠 139 一、互惠類型 139 二、傳粉昆蟲(chóng)與植物的互惠不一定是特化的 141 第四節(jié)傳粉昆蟲(chóng)與植物的對(duì)抗 141 一、對(duì)抗類型 141 二、拮抗可成為傳粉昆蟲(chóng)與植物關(guān)系的演化動(dòng)力 143 第五節(jié)傳粉昆蟲(chóng)與植物的協(xié)同演化 145 一、協(xié)同演化的定義 145 二、協(xié)同演化的模式 146 第六節(jié)傳粉昆蟲(chóng)與植物演化關(guān)系的幾個(gè)重要科學(xué)問(wèn)題 150 一、傳粉昆蟲(chóng)在植物演化中扮演的角色 150 二、傳粉昆蟲(chóng)和植物的互惠與對(duì)抗的轉(zhuǎn)變 153 第七節(jié)總結(jié)與展望 154 參考文獻(xiàn) 155 第二篇植物對(duì)昆蟲(chóng)的化學(xué)防御 第四章植食性昆蟲(chóng)取食誘導(dǎo)的番茄防御及其信號(hào)通路 171 第一節(jié)番茄的直接防御和間接防御 171 一、番茄的直接防御 171 二、番茄的間接防御 173 三、番茄防御植食性昆蟲(chóng)取食的信號(hào)通路 173 第二節(jié)系統(tǒng)素的發(fā)現(xiàn)和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo) 174 一、系統(tǒng)素的發(fā)現(xiàn) 174 二、系統(tǒng)素受體的鑒定 175 三、系統(tǒng)素參與的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo) 176 第三節(jié)茉莉酸的合成和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo) 176 一、茉莉酸的合成 176 二、茉莉酸信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo) 181 第四節(jié)系統(tǒng)素.茉莉酸在番茄的同一信號(hào)通路中發(fā)揮防御昆蟲(chóng)侵害的作用 186 一、系統(tǒng)素在植物系統(tǒng)抗性反應(yīng)中的作用依賴于茉莉酸的生物合成 186 二、系統(tǒng)素在植物系統(tǒng)抗性反應(yīng)中的作用在于調(diào)控受傷誘導(dǎo)的茉莉酸的生物合成 187 三、茉莉酸是損傷系統(tǒng)抗性反應(yīng)中長(zhǎng)距離運(yùn)輸?shù)男盘?hào)分子 187 四、系統(tǒng)素.茉莉酸信號(hào)通路調(diào)控植物的抗蟲(chóng)防御 188 第五節(jié)總結(jié)與展望 189 參考文獻(xiàn) 189 第五章水稻對(duì)害蟲(chóng)的化學(xué)防御 198 第一節(jié)水稻的主要防御相關(guān)化合物及其抗蟲(chóng)功能 199 一、水稻初生代謝物 199 二、水稻次生代謝物 200 第二節(jié)水稻化學(xué)防御的調(diào)控機(jī)理 209 一、水稻害蟲(chóng)激發(fā)子與效應(yīng)子 209 二、水稻對(duì)昆蟲(chóng)為害信號(hào)的識(shí)別 211 三、早期信號(hào)事件 212 四、信號(hào)調(diào)控網(wǎng)絡(luò) 214 第三節(jié)環(huán)境因子對(duì)水稻化學(xué)防御的影響 223 一、生物因子對(duì)水稻化學(xué)防御的影響 224 二、非生物因子對(duì)水稻化學(xué)防御的影響 226 第四節(jié)總結(jié)與展望 234 參考文獻(xiàn) 234 第六章玉米對(duì)植食性昆蟲(chóng)的防御機(jī)制 254 第一節(jié)玉米的直接防御 254 一、丁布類物質(zhì) 255 二、萜類物質(zhì) 260 三、抗蟲(chóng)相關(guān)蛋白 263 四、其他玉米抗蟲(chóng)代謝物 264 第二節(jié)玉米的間接防御 264 一、綠葉揮發(fā)物 265 二、吲哚 266 三、甲酯類揮發(fā)物 267 四、萜烯類揮發(fā)物 267 第三節(jié)玉米抗蟲(chóng)響應(yīng)的調(diào)控機(jī)理 269 一、玉米對(duì)昆蟲(chóng)取食信號(hào)的識(shí)別 270 二、昆蟲(chóng)取食誘導(dǎo)的上游信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo) 270 三、昆蟲(chóng)取食誘導(dǎo)的激素信號(hào)通路 271 第四節(jié)總結(jié)與展望 275 參考文獻(xiàn) 276 第七章棉花倍半萜植保素生物合成與抗蟲(chóng)反應(yīng) 285 第一節(jié)棉酚類植保素的生物合成 285 一、棉酚生物合成途徑 286 二、棉酚生物合成途徑的調(diào)控 293 三、棉酚生物合成途徑的進(jìn)化特征 295 第二節(jié)棉酚與植物.昆蟲(chóng)互作 297 一、棉酚誘導(dǎo)棉鈴蟲(chóng)解毒酶表達(dá)和農(nóng)藥耐受性 297 二、植物抗蟲(chóng)信號(hào)的動(dòng)態(tài)變化 299 三、棉鈴蟲(chóng)效應(yīng)子干擾植物防衛(wèi)反應(yīng) 300 第三節(jié)植物介導(dǎo)的 RNA干擾抗蟲(chóng)技術(shù) 301 一、RNA干擾抗蟲(chóng)技術(shù)的誕生與發(fā)展 301 二、利用不同 RNA干擾靶點(diǎn)提高棉花抗蟲(chóng)性 303 第四節(jié)總結(jié)與展望 304 參考文獻(xiàn) 305 第八章硅對(duì)植物抗蟲(chóng)性的影響及其機(jī)制 312 第一節(jié)硅的生物學(xué)與生態(tài)學(xué) 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態(tài)學(xué)意義 315 第二節(jié)硅對(duì)植物抗蟲(chóng)性的影響 317 一、硅沉積對(duì)咀嚼式害蟲(chóng)的影響 319 二、硅沉積對(duì)刺吸式害蟲(chóng)的影響 320 三、硅沉積位點(diǎn)和排列方式對(duì)害蟲(chóng)的影響 320 四、“質(zhì)外體阻遏”假說(shuō) 321 第三節(jié)硅提高植物抗蟲(chóng)性的生化與分子機(jī)制 322 一、硅對(duì)植物防御響應(yīng)的調(diào)節(jié) 322 二、硅對(duì)植物抗蟲(chóng)基因表達(dá)的調(diào)節(jié) 323 三、硅對(duì)植物防御信號(hào)通路的調(diào)節(jié) 324 四、硅對(duì)植物抗蟲(chóng)性的“警備”假說(shuō) 327 第四節(jié)硅對(duì)植物.害蟲(chóng).天敵三級(jí)營(yíng)養(yǎng)關(guān)系的影響 328 一、害蟲(chóng)病原微生物 328 二、捕食性天敵 328 三、寄生性天敵 329 第五節(jié)影響硅吸收和積累的生物與非生物因子 329 一、非生物因子對(duì)植物硅吸收的影響 330 二、生物因子對(duì)植物硅吸收的影響 330 三、硅吸收和積累與信號(hào)通路的關(guān)系 331 第六節(jié)總結(jié)與展望 332 參考文獻(xiàn) 332 第三篇昆蟲(chóng)對(duì)植物的選擇和適應(yīng) 第九章煙粉虱與其寄主植物的相互作用 343 第一節(jié)煙粉虱對(duì)寄主植物的選擇 344 一、植物揮發(fā)物介導(dǎo)的煙粉虱寄主選擇 344 二、其他因子介導(dǎo)的煙粉虱對(duì)寄主植物的選擇 344 第二節(jié)煙粉虱對(duì)寄主植物的利用和適應(yīng) 345 一、不同隱存種煙粉虱在寄主植物利用方面的差異 345 二、煙粉虱對(duì)寄主植物的適應(yīng) 346 三、不同隱存種煙粉虱在寄主植物利用方面差異的分子機(jī)制 347 第三節(jié)寄主植物對(duì)煙粉虱的防御和煙粉虱的反防御 347 一、寄主植物的物理防御 347 二、寄主植物的化學(xué)防御 348 三、調(diào)控植物抗煙粉虱防衛(wèi)反應(yīng)的激素信號(hào)通路 349 四、煙粉虱的反防御 350 第四節(jié)環(huán)境因子對(duì)煙粉虱與植物互作的影響 351 一、非生物因子 351 二、生物因子 351 第五節(jié)總結(jié)與展望 352 一、植物對(duì)煙粉虱的識(shí)別機(jī)制 352 二、煙粉虱與植物互作的普適性 353 三、煙粉虱與植物互作的進(jìn)化 353 參考文獻(xiàn) 354 第十章實(shí)夜蛾類昆蟲(chóng)對(duì)寄主植物的選擇和適應(yīng) 361 第一節(jié)實(shí)夜蛾類昆蟲(chóng)對(duì)植物的利用模式 362 第二節(jié)實(shí)夜蛾類成蟲(chóng)對(duì)寄主植物的產(chǎn)卵選擇 365 第三節(jié)實(shí)夜蛾類昆蟲(chóng)對(duì)寄主植物選擇的化學(xué)線索 366 一、嗅覺(jué)線索 367 二、接觸性的理化線索 371 第四節(jié)實(shí)夜蛾類昆蟲(chóng)的神經(jīng)生物學(xué)基礎(chǔ)：嗅覺(jué)和味覺(jué) 371 一、實(shí)夜蛾類成蟲(chóng)和幼蟲(chóng)的嗅覺(jué)感受機(jī)制 373 二、實(shí)夜蛾類成蟲(chóng)和幼蟲(chóng)的味覺(jué)感受機(jī)制 377 第五節(jié)實(shí)夜蛾類昆蟲(chóng)對(duì)寄主植物的適應(yīng)及其遺傳 378 一、幼蟲(chóng)對(duì)寄主植物的適應(yīng) 378 二、廣食性與專食性的遺傳基礎(chǔ) 379 第六節(jié)實(shí)夜蛾類昆蟲(chóng)寄主植物范圍的演化 380 第七節(jié)總結(jié)與展望 382 參考文獻(xiàn) 382 第十一章斑潛蠅與寄主植物的關(guān)系 392 第一節(jié)斑潛蠅的寄主選擇 392 一、斑潛蠅的食性和寄主專化性 392 二、斑潛蠅取食和產(chǎn)卵策略 392 第二節(jié)斑潛蠅依賴植物傳播振動(dòng)信號(hào) 393 一、昆蟲(chóng)依賴植物的振動(dòng)通訊 393 二、斑潛蠅求偶的振動(dòng)二重奏 394 三、介質(zhì)對(duì)斑潛蠅振動(dòng)信號(hào)的影響 394 四、植物作為振動(dòng)信號(hào)通道的適應(yīng)性意義 395 第三節(jié)植物氣味促進(jìn)斑潛蠅交配成功 396 一、斑潛蠅的性信息素 396 二、植物氣味在斑潛蠅寄主和配偶定位中的作用 396 三、植物氣味在斑潛蠅求偶二重奏中的作用 397 第四節(jié)植物滲出液主導(dǎo)斑潛蠅兩性合作 398 一、昆蟲(chóng)性選擇與食物資源的關(guān)系 398 二、雌性取食孔對(duì)雄性生存的影響 398 三、受植物影響的交配策略 399 第五節(jié)總結(jié)與展望 401 參考文獻(xiàn) 402 第十二章棉鈴蟲(chóng)對(duì)轉(zhuǎn) Bt基因作物的抗性 406 第一節(jié)全球 Bt作物種植與靶標(biāo)害蟲(chóng) Bt抗性現(xiàn)狀 406 一、Bt作物種植情況 406 二、靶標(biāo)害蟲(chóng) Bt抗性現(xiàn)狀 406 第二節(jié)棉鈴蟲(chóng) Bt抗性基因的鑒定及功能驗(yàn)證 408 一、Bt作用模式及抗性機(jī)制 408 二、Bt抗性基因的圖位克隆 412 三、Bt抗性基因的功能驗(yàn)證 412 第三節(jié)棉鈴蟲(chóng) Bt抗性的檢測(cè)技術(shù) 415 一、表型檢測(cè)法 415 二、遺傳檢測(cè)法 416 三、DNA檢測(cè)法 416 第四節(jié)棉鈴蟲(chóng) Bt抗性的遺傳多樣性與抗性進(jìn)化可塑性 417 一、遺傳多樣性 417 二、抗性進(jìn)化可塑性 419 第五節(jié)總結(jié)與展望 421 參考文獻(xiàn) 422 第四篇多營(yíng)養(yǎng)級(jí)相互作用 第十三章芥子油苷介導(dǎo)的十字花科植物、害蟲(chóng)及其天敵的相互作用 433 第一節(jié)十字花科植物芥子油苷的種類及合成 434 一、常見(jiàn)的芥子油苷種類 434 二、芥子油苷的合成基因和調(diào)控路徑 436 第二節(jié)芥子油苷類化合物對(duì)植食性昆蟲(chóng)的他感作用 437 一、芥子油苷作為十字花科植物的抗蟲(chóng)物質(zhì) 437 二、芥子油苷作為十字花科植物專食性昆蟲(chóng)的標(biāo)志刺激物 438 三、昆蟲(chóng)取食誘導(dǎo)的十字花科植物中芥子油苷的變化 442 第三節(jié)植食性昆蟲(chóng)對(duì)芥子油苷水解物的嗅覺(jué)感受 442 一、芥子油苷水解物對(duì)昆蟲(chóng)寄主選擇的影響 443 二、昆蟲(chóng)對(duì)芥子油苷水解物的感受機(jī)制 445 第四節(jié)植食性昆蟲(chóng)對(duì)芥子油苷的味覺(jué)感受 446 一、多食性昆蟲(chóng)對(duì)芥子油苷的味覺(jué)感受 447 二、專食性昆蟲(chóng)對(duì)芥子油苷的味覺(jué)感受 447 第五節(jié)植食性昆蟲(chóng)對(duì)芥子油苷的生理生化適應(yīng) 449 一、昆蟲(chóng)的特異解毒蛋白對(duì)芥子油苷的水解作用 449 二、昆蟲(chóng)的解毒酶系統(tǒng)對(duì)芥子油苷的解毒作用 450 三、昆蟲(chóng)的物理屏障對(duì)食物中芥子油苷的阻隔 451 第六節(jié)芥子油苷對(duì)第三營(yíng)養(yǎng)級(jí)的作用 452 第七節(jié)總結(jié)與展望 453 參考文獻(xiàn) 454 第十四章生物入侵的種間關(guān)系：微生物介導(dǎo)的紅脂大小蠹與寄主植物的相互作用 465 第一節(jié)生物入侵中物種間的相互作用 465 一、生物入侵中物種間的負(fù)相互作用 465 二、生物入侵中物種間的正相互作用 468 第二節(jié)入侵種紅脂大小蠹與伴生真菌的共生關(guān)系 469 一、紅脂大小蠹的生物學(xué)特征及危害 469 二、昆蟲(chóng)與其伴生真菌的互惠共生關(guān)系 471 三、入侵種紅脂大小蠹與伴生真菌的共生關(guān)系 473 第三節(jié)腸道菌群在紅脂大小蠹克服寄主植物抗性中的作用 475 一、紅脂大小蠹腸道細(xì)菌和信息素合成 475 二、紅脂大小蠹腸道微生物對(duì)寄主防御物質(zhì)的適應(yīng) 476 第四節(jié)入侵種紅脂大小蠹.伴生菌.寄主油松的協(xié)同進(jìn)化 477 一、信息化學(xué)物質(zhì)介導(dǎo)的紅脂大小蠹 .伴生微生物入侵共生體穩(wěn)定維持機(jī)制 477 二、信息化學(xué)物質(zhì)調(diào)控的入侵種紅脂大小蠹 .伴生菌入侵共生體適應(yīng)寄主油松生物防御的潛在機(jī)制 478 第五節(jié)總結(jié)與展望 480 參考文獻(xiàn) 481 第十五章抗蟲(chóng)轉(zhuǎn) Bt基因作物對(duì)植食性昆蟲(chóng)及其天敵的影響 488 第一節(jié)抗蟲(chóng)轉(zhuǎn) Bt基因作物對(duì)不同類型昆蟲(chóng)種群發(fā)生的影響 489 一、對(duì)靶標(biāo)害蟲(chóng)的控制作用 489 二、對(duì)非靶標(biāo)害蟲(chóng)及其天敵的影響效應(yīng) 489 第二節(jié)抗蟲(chóng)轉(zhuǎn) Bt基因作物種植系統(tǒng)中不同害蟲(chóng)的發(fā)生演替規(guī)律 495 一、國(guó)外的抗蟲(chóng)轉(zhuǎn) Bt基因作物種植系統(tǒng) 495 二、中國(guó)的抗蟲(chóng)轉(zhuǎn) Bt基因棉花種植系統(tǒng) 498 第三節(jié)總結(jié)與展望 503參考文獻(xiàn) 504 第十六章氣候變化下的植物.害蟲(chóng).天敵三營(yíng)養(yǎng)級(jí)互作 512 第一節(jié)氣候變化的特征 512 一、CO2濃度升高 512 二、臭氧濃度升高 513 三、氣候變暖 513 第二節(jié) CO2濃度升高對(duì)作物.害蟲(chóng).天敵三營(yíng)養(yǎng)級(jí)互作的影響 513 一、不同類型昆蟲(chóng)對(duì) CO2濃度升高的響應(yīng)特征 513 二、CO2濃度升高對(duì)植物抗蟲(chóng)信號(hào)通路的影響 514 三、CO2濃度升高通過(guò)植物氮營(yíng)養(yǎng)代謝調(diào)控害蟲(chóng)發(fā)生 516 四、CO2濃度升高通過(guò)寄主植物水分代謝影響昆蟲(chóng)取食效率 518 五、CO2濃度升高對(duì)天敵的影響 518 第三節(jié)臭氧濃度升高對(duì)作物.害蟲(chóng).天敵三營(yíng)養(yǎng)級(jí)的影響 519 一、臭氧濃度升高對(duì)植物抗蟲(chóng)信號(hào)和昆蟲(chóng)適合度的影響 519 二、臭氧濃度升高對(duì)農(nóng)業(yè)病原媒介昆蟲(chóng)傳毒的影響 520 三、臭氧濃度升高對(duì)三營(yíng)養(yǎng)級(jí)化學(xué)聯(lián)系和寄生蜂行為選擇的影響 521 第四節(jié)氣候變暖對(duì)作物.害蟲(chóng).天敵三營(yíng)養(yǎng)級(jí)互作的影響 522 一、氣候變暖對(duì)昆蟲(chóng)生長(zhǎng)發(fā)育與分布的影響 522 二、氣候變暖對(duì)昆蟲(chóng)種間關(guān)系的影響 523 三、氣候變暖對(duì)植物.害蟲(chóng).天敵相互作用的改變 523 四、全球變暖的長(zhǎng)期生態(tài)學(xué)效應(yīng) 523 第五節(jié)總結(jié)與展望 524 參考文獻(xiàn) 526 索引 531