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1.背景意义：白蚁是一种以木质纤维为食的古老社会性昆虫，因其危害具有隐蔽性、广泛性和严重性等特点，被国际昆虫生理和生态学研究中心列为世界五大害虫之一。据不完全统计，在中国范围内，每年由于白蚁危害造成的经济损失约20亿-25亿元。西南地区由于其特定的气候条件和地理环境，成为白蚁高发区域，水库堤坝、园林树木、房屋建筑等均遭到白蚁破坏。长期以来，中国防治白蚁主要依赖化学防治措施，容易产生抗药性并导致生态环境污染，增加其治理困难和防治成本。利用病原微生物进行白蚁生物防治研究并结合防治结合、综合管理、持续监控等防控技术已成为新时期白蚁防治工作的重点。 为此，该项目围绕白蚁生物信息素诱杀、物联网图像采集、大数据分析预警等方面开展了西南生态区白蚁绿色综合防控技术研究与应用。 2.主要科技创新： (1)基于杀白蚁蛋白、芽孢新菌株MC28、YWC2-8和HD521和白蚁诱食及示踪信息素研发了白蚁防治“生物导弹”，取代了化学药物的使用，提高了白蚁生物防治的针对性、有效性和可持续性，实现了白蚁的绿色可持续综合防控。 (2)依托信息素引诱装置进行地面以下白蚁活动状态监测，结合背景建模技术和AI深度神经网络学习技术，利用“背景差分法”降噪提高AI识别精准度，实现对白蚁活动的实时监测和精准识别。在指定区域内，集成无线红外图像传感技术，模拟白蚁环境感知，引诱其进入监测装置。系统在白蚁数量达阈值时自动预警，从而实现对白蚁活动的全方位实时监测。系统构建了生物信息素诱杀技术、物联网图像及大数据采集传感技术为核心的堤坝白蚁绿色综合防治技术体系和相关设备，遵循“监测-诱杀-预防(趋避)-监测”的四步循环防治模式，实现了堤坝白蚁主动防控。 (3)构建了META新模式cry基因克隆技术，开展了16000株资源菌株的模式基因鉴定，发现了11个有特异白蚁灭杀作用的cry类新基因，为水利工程白蚁绿色防控提供了新菌株和新途径。 3.核心知识产权情况：该成果获授权发明专利7件、实用新型专利4件、软件著作权6件；参编国家标准2项、行业标准2项，制定地方标准2项；发表论文35篇，出版专著5部。 4.应用情况和综合效益：该项目作为一项重要的社会公益类项目，先后在西南地区鲁班、升钟等大型水库、近百座中小型水库大坝及灌区渠(河)堤中应用，经济、社会和生态效益显著。成果研发的关键技术已相继被制订成国家标准和行业标准，该成果广泛应用于水库大坝及灌区渠(河)堤治理和生态修复工程及设计中，直接经济效益3500余万元，间接经济效益超1.5亿元，实现了西南地区水利工程白蚁的绿色可持续综合防控。

全球气候变暖是人类目前所面临的最重大环境问题，而大气中CO₂浓度的增加是引起气候变暖的一个重要原因。作为植物进行光合作用的原料，CO₂浓度的变化将会对植物及以之为食的昆虫产生影响。重大入侵害虫西花蓟马（Frankliniella occidentalis）不仅直接取食为害寄主植物，还能传播番茄斑萎病毒等多种重大植物病毒并造成巨大经济损失，严重制约花卉、蔬菜及水果等产业发展，2023年被农业农村部列入《一类农作物病虫害名录》。然而，针对全球气候变化下西花蓟马入侵扩张与种群暴发成灾机制的研究还不够系统深入。项目组经过14年的联合攻关，在多项国家自然科学基金的持续资助下，综合运用种群生态、生理生化、分子生物学等技术方法，聚焦西花蓟马竞争取代本地蓟马的生理生态学响应机制、西花蓟马对寄主植物的适应性机理以及西花蓟马对杀虫剂产生抗性的生理机制等关键科学问题开展系统研究，建立了CO₂浓度变化驱动寄主植物-害虫动态互作的研究模式，为深入理解害虫抗药性演化提供了新认识，也为深入解析气候变化下西花蓟马传播扩散与种群暴发机制奠定了坚实理论基础，对促进云南花卉等特色产业发展具有重要意义。取得的原创性重要发现如下： 1. 首次阐明CO₂浓度升高加速了西花蓟马对本地近缘种花蓟马的竞争取代机制，为深入解析西花蓟马入侵扩张及其种群暴发成灾机制提供了科学依据。通过在不同CO₂浓度条件下开展入侵害虫西花蓟马与本地近缘种花蓟马的生物学、种群生态学及生理响应机制比较研究，首次发现高CO₂浓度条件下西花蓟马的适应能力明显强于花蓟马，且CO₂浓度的升高加速了入侵种的种群扩张及其对本地近缘种的竞争取代；明确了生活周期短、繁殖力高、世代重叠明显、适应性强、种群数量大且多虫态并存等特性是西花蓟马暴发成灾的重要内因。 2. 探明了高CO₂浓度下西花蓟马对寄主植物的适应性机理，为有效利用寄主植物防控西花蓟马奠定了理论基础。研究明确了高CO₂浓度下寄主植物的营养品质提升及部分防御性化合物含量下降，促进了西花蓟马的生长发育与繁殖。高CO₂浓度下寄主植物对西花蓟马为害的防御反应增强，但西花蓟马对寄主植物的反防御能力同步增强；高CO₂浓度下西花蓟马唾液活性蛋白FoDESP8对寄主叶片H₂O₂和茉莉酸的抑制作用增强，进而削弱了寄主基于植物激素和次生代谢等的防御反应，提升了西花蓟马的寄主适应性。寄主选择试验表明，邻苯二甲酸二酯、反式角鲨烯、乙基苯等可开发成引诱剂用于西花蓟马的田间生态防控。 3. 发现CO₂浓度升高加速了西花蓟马的抗药性发展，高CO₂浓度下杀虫剂的使用将进一步加速西花蓟马对本地近缘种花蓟马的竞争取代。从昆虫毒理、生理生化、转录组等方面全面解析并比较了高CO₂浓度条件下西花蓟马和本地近缘种花蓟马对杀虫剂的响应，发现西花蓟马对杀虫剂胁迫的适应性强于花蓟马，并揭示了其生理生化机制，阐明了西花蓟马在传播扩散过程中不断积累的强耐药性是其成功定殖到新入侵地的原因之一。高浓度CO₂和杀虫剂双重胁迫进一步加速了西花蓟马对花蓟马的竞争取代，为系统解析全球气候变化下重大入侵害虫西花蓟马的种群扩张与暴发成灾机制奠定了理论基础。 该成果共发表学术论文36篇，其中SCI论文11篇（中科院一区TOP期刊6篇）；20篇核心期刊论文的累计影响因子54.962，他引306次；获授权国家发明专利2件、软件著作权2件；培养省级人才4名、博士硕士研究生10名，省级优秀博士、硕士学位论文5篇。该项目成果得到国内外同行的广泛关注和高度认可，部分成果处于国际领先水平，证实了该成果的科学发现和学术观点对昆虫学科的发展具有重要的推动和促进作用。

该项目在国家自然科学基金委面上项目、中国科学院人才项目等资助下，以代表性社会昆虫蜜蜂和胡蜂为研究对象，围绕“蜜蜂和胡蜂的社会通讯”这一核心科学问题，综合应用动物行为学、化学生态学和昆虫生理学等多个交叉学科的前沿理念，进行深入的创新研究，取得如下重要科学发现：1、发现蜜蜂的舞蹈通讯需要社会学习，多巴胺参与调控蜜蜂舞蹈。蜜蜂的舞蹈语言是动物界最经典且复杂的通信系统之一，发现社会学习能提高蜜蜂舞蹈准确性。该研究为昆虫的社会学习研究提供了一个崭新模式，对探索人类和动物语言的起源和演化具有重要的科学启示。研究发现当舞蹈蜜蜂接收到同伴的停止信号时，其脑内多巴胺水平会迅速下降，人为提高蜜蜂脑内多巴胺水平可部分逆转胡蜂攻击导致的觅食抑制，这为多巴胺在动机调控中的核心作用提供了直接证据。2、揭示了胡蜂扩散的成因及种群密度监测和控制方法，探索了胡蜂蜂毒肽的新应用。首次鉴定金环胡蜂性信息素的关键化学成分，为理解其繁殖控制和入侵生物学提供基础。发现胡蜂蜂王的学习记忆能力最强，这也是它能快速繁殖、扩散的重要原因之一。从胡蜂毒腺中筛选出多种活性肽，具有抑菌、清除自由基且无溶血活性及强毒性，为开发新一代抗菌药物提供了重要候选分子。3、揭示了蜜蜂对胡蜂等天敌的报警交流及协同进化机制。首次在社会性昆虫上发现的诚实性追逐威慑信号。蜜蜂蜇刺与高温联合作用对胡蜂的致死效果更好，揭示了蜜蜂防御策略的复杂性：旧武器（蜂毒）与新策略（热球）共同塑造了这场进化博弈。鉴定了大蜜蜂毒液中主要的八种挥发性化学成分，其主要成分的混合物引发的报警反应与天然报警信息素无显著差异；蜜蜂对活蚂蚁和踪迹信息素提取物的回避程度几乎相同，表明仅嗅觉窃听就足以引发完全的回避行为。该项目的成果得到了国内外学术界的广泛关注和肯定，其中蜜蜂舞蹈需要社会学习以封面文章发表在Science，其它成果发表在CurrentBiology、JournalofAnimalEcology、AnimalBehaviour等国际著名学术期刊。研究成果的14篇核心论文累计影响因子90.8，他引121次，其中8篇代表性论文的累计影响因子为74.6，他引84次。团队成员得到了2018年博士后创新人才支持计划、2023年国家自然基金优秀青年基金、2023年“兴滇英才支持计划”等的资助，并获得了中国昆虫学会第十一届青年科学技术奖、国际动物学会2023年度优秀青年动物生态学工作者等奖项。

一.课题来源与背景：甘肃省自然科学基金资助，计划实施年限为2021-2023年。在该项目实施之前，承担了甘肃省自然科学基金项目“旱区昆虫病原线虫行为特征对低湿胁迫的响应”，起止年限2018-2020年。 二.研究目的与意义：害虫防控，一直是粮食生产中的重要环节。随着人们对环境与食品安全重视度的提升和对农药残留容忍度的降低，害虫绿色防控势在必行。昆虫病原线虫Entomopathogenic nematodes(EPNs)作为一种高效安全且对环境友好的生防因子，已成为害虫绿色防控中倍受重视和最具发展前景的高效生物杀虫剂之一。 全球约60多个国家的100多个实验室在开展昆虫病原线虫的研究，致力于这种新型生物杀虫剂的推广应用(David et al.，2012；Raquel et al.，2019)。低湿胁迫对昆虫病原线虫的影响是近年来研究者关注的焦点问题之一，因为湿度直接决定了昆虫病原线虫在田间种群的建殖及其对害虫的控制效能，同时低湿胁迫也是昆虫病原线虫商品化中急需解决的关键问题。 甘肃省大部分地区处于500mm等雨量线以下，总的气候特征是干旱。项目组在前期的研究中发现，甘肃省(跨古北区和东洋区)昆虫病原线虫资源比较丰富(8种51个品系，其中4种属中国新记录种)，且对低湿胁迫有较强的抗逆性，在生物学和行为学方面均有响应和变化。那其能量物质与抗低湿胁迫之间存在怎样的联系？其体内能量物质如何响应和调控这些行为应答？如何对这种响应加以利用，以解决线虫制剂化中脱水休眠此关键问题？是亟待探讨的科学问题。因此，该项目以甘肃省抗低湿胁迫能力较强的Steinernema kraussei，和抗旱性较差的Heterorhabditis brevicaudis为对象，研究低湿胁迫对昆虫病原线虫体内能量物质的影响，揭示能量物质与抗逆性之间的关系，可为线虫制剂化生产提供理论支持，也为开发和利用旱区昆虫病原线虫资源奠定基础。 三.主要论点与论据： 1.阐明不同抗旱性昆虫病原线虫种类能量物质对低湿胁迫的响应。2.明确昆虫病原线虫能量物质、行为特征与其抗低湿胁迫适应性之间的关系。3.该项目首次阐明卡森斯氏线虫S.kraussei 0657L对低湿胁迫的主要避逆策略为避逆行为和低湿休眠，而短尾异小杆线虫H.brevicaudis 0641TY对低湿胁迫的避逆策略为干旱逃避；4.发表论文3篇，接受论文3篇，培养本科生10名。 四.创见与创新：昆虫病原线虫区系的研究，国外较广泛和系统，国内仅对部分省区进行了系统调查，且都集中在中东部较湿润地区，在西北干旱地区的区系研究还未见研究报道，该项目在国内首次对甘肃省对旱区昆虫病原线虫资源进行了进一步调查，筛选出对低湿胁迫抗逆性较强的昆虫病原线虫1种；低湿胁迫对线虫寄主搜寻与识别能力、迁移能力及群体行为等特征的影响方面的报道相对较少。该项目阐明了低湿胁迫对昆虫病原线虫行为特征的影响； 1.该项目首次注释昆虫病原线虫能量物质与行为特征之间的相关性，阐明能量物质对低湿胁迫在生理水平的响应及其对行为学的调控，揭示昆虫病原线虫能量物质、行为特征与抗低湿胁迫适应性之间的关系，有利于昆虫病原线虫在旱区或低湿环境中建立种群、对害虫的控制效能和持效期长短，也直接决定了线虫商品货架期的长短及品质；2.首次研究并报道了低湿胁迫下昆虫病原线虫的避逆策略，作为商品制剂，昆虫病原线虫的避逆策略有助于筛选出适应低湿环境的优势品系，不仅可提高其田间控制效能，也可以为昆虫病原线虫生防制剂拓宽商业道路，进一步实现田间害虫的绿色高效防控。3.阐明了S.kraussei 0657L和H.brevicaudis 0641TY体内能量物与抗低湿胁迫适应性之间的相互关系，明确能量物质的代谢对S.kraussei 0657L的生物学特性(存活率、致病力)具有调控作用，其中总脂肪和海藻糖代谢在线虫抗低湿机制中起着十分重要的作用。4.发表相关论文9篇，培养研究生4名，本科生7名。 五.社会经济效益，存在的问题：该项目研究了低湿胁迫对昆虫病原线虫体内能量物质的影响，明确了昆虫病原线虫体内能量物质对低湿胁迫在生理水平的响应及其对行为特征的调控，揭示了能量物质与抗逆性之间的关系，为线虫制剂化生产提供了理论支持，为开发和利用旱区昆虫病原线虫资源奠定了基础，进一步为扩大其应用范围、开发推广奠定了基础，对昆虫病原线虫低湿逆境行为学亦具有重要科学意义。课题组筛选出来1种对低湿胁迫有较好适应性的昆虫病原线虫，同时应用该项目研究得到的昆虫病原线虫防治地下害虫技术，2021-2022在武威进行了防治应用示范，取得良好的防治效果具有广阔的应用前景。成果的推广应用，对于减少环境污染，改善生态环境，发展绿色农业都具有重要的作用。 六.历年获奖情况：依托该项目研究成果及项目相关研究，获得了如下科研奖励：钱秀娟等.葱蒜类作物根蛆类害虫绿色防控关键技术创新与应用，2021，甘肃省科技进步三等奖(2/7)；钱秀娟等.甘肃省农田主要地下害虫发生规律及绿色防控技术研究与示范，2017，甘肃省科技进步二等奖(4/10)；钱秀娟等.甘肃省昆虫病原线虫产业化生产技术研究及应用示范，2015，甘肃省科技进步三等奖(2/7)；钱秀娟等.重大蔬菜害虫韭蛆绿色防控技术创新与应用，2019，国家科技进步二等奖，主持单位颁发二级获奖证书(2/10)；钱秀娟等.苜蓿蚜虫种群数量变动的生态机制研究，2016，甘肃省高等学校科技进步三等奖(3/5)。

1.课题来源与背景：豌豆蚜是世界性的重要农业害虫，也是多种植物病毒的有效载体，可危害多数豆科植物。长期以来，蚜虫的防治主要依赖于化学药剂。由于豌豆蚜是典型的R-对策害虫，药剂施用量大、施用次数多，致使抗药性产生快而防治困难，造成恶性循环。因此，探索其有效治理的新途径尤为重要。几丁质酶在降解昆虫几丁质方面起着重要的调控作用。然而，昆虫几丁质酶降解几丁质对植物和脊椎动物无害，靶向降解几丁质是探索害虫综合治理的有效途径。因此，课题组申请了国家自然科学基金项目“豌豆蚜几丁质代谢途径关键基因的筛选和功能验证”，项目批准号：31960351，起止年限：2020-2023年。 2.研究目的与意义：几丁质是昆虫体壁的重要组成部分，占体壁干重的25%-40%。昆虫体壁的几丁质联合硬化蛋白共同组成了昆虫的外骨骼。坚硬的外骨骼一方面能够保护昆虫免受外界的伤害并维持昆虫的特定形态，但与此同时它也限制了昆虫的生长和发育，因此在昆虫生长过程中几丁质必须不断地被降解和重新合成。几丁质还是昆虫气管和中肠围食膜的重要组成成分，对昆虫器官起保护和支撑作用。对豌豆蚜几丁质代谢相关基因和功能验证缺乏系统研究，RNAi技术作为害虫防治的新技术逐渐成熟。因此，筛选豌豆蚜几丁质代谢关键基因并对其功能进行验证显得十分重要，研究成果有望为豌豆蚜防治提供靶标基因和转基因植物防治害虫提供新材料。对防治中减少化学农药施用量，控制环境污染具有重要理论价值和实践意义。 3.主要论点与论据：(1)研究了豌豆蚜不同发育阶段转录组的分析，对差异表达基因进行系统比较发现，2个Cht基因在不同龄期间差异表达。(2)研究了豌豆蚜几丁质代谢相关基因的鉴定和生物信息学分析通过对豌豆蚜基因组和转录组的搜索比对，共鉴定出4个几丁质脱乙酰酶基因(ApCDAs)和5个几丁质酶基因(ApChts)。(3)豌豆蚜几丁质酶基因的表达模式。5个几丁质酶基因均在不同发育阶段持续表达，且其表达模式存在特异性。吡虫啉处理降低了几丁质酶基因的表达量，起到负调控作用。几丁质酶基因的表达同样受20E和温度的调控。(4)研究了ApCht7和ApCht10在豌豆蚜生长发育过程的功能，明确了ApCht7和ApCht10不仅与豌豆蚜蜕皮和形态发育相关，而且对子代的生长发育也有明显影响。干扰ApCht7和ApCht10后，基因表达量均显著降低，豌豆蚜体重减轻，死亡率升高，繁殖力降低，豌豆蚜出现蜕皮困难、体躯和蚜管畸形、体壁皱缩卷曲等现象。此外，评估RNAi效应对子代若蚜的影响发现，子代蚜虫的ApCht7和ApCht10表达量和体重均显著降低。(5)研究了RNAi ApCht7和ApCht10对豌豆蚜几丁质代谢和能量代谢的调控作用，明确干扰豌豆蚜ApCht7和ApCht10基因不仅可以调控虫体几丁质合成和降解相关基因，达到调节几丁质代谢目的，而且能显著降低豌豆蚜体内的蛋白质和碳水化合物含量，增加总脂肪含量，调控能量代谢相关基因，打破能量物质的动态平衡，使虫体正常生长受到影响。 4.创见与创新：(1)系统构建了豌豆蚜不同发育阶段的转录组数据库，丰富了豌豆蚜基因信息，并筛选出5个几丁质酶基因在龄期间差异表达。(2)探究了ApCht7和ApCht10在豌豆蚜生长发育过程中发挥的功能，发现ApCht7和ApCht10有望成为针对豌豆蚜研发新型杀虫剂的作用靶标。(3)分别干扰豌豆蚜ApCht7和ApCht10，从mRNA水平上检测基因干扰后几丁质代谢途径和能量代谢途径关键基因的表达情况，同时通过蛋白质、脂肪和碳水化合物等生理指标的测定来探索这两个基因对能量代谢的调控机制。 5.社会经济效益，存在的问题：研究成果有望为豌豆蚜防治提供靶标基因和转基因植物防治害虫提供新材料。对防治中减少化学农药施用量，保障粮食和食品安全，控制环境污染具有重要理论价值和实践意义。该研究证实ApCht7和ApCht10基因有望成为新型高效的生物杀虫剂，但尚未评价这两种dsRNA对蚜虫天敌的安全性。 6.历年获奖情况：无。

产品应用：该产品为5%依维菌素微乳剂，首次登记登记用于芒果树蓟马的防治，经具资质的农药药效试验单位在芒果树蓟马上开展药效试验，取得了良好的防治效果，且对当茬作物安全，具有广谱、高效、安全、低残留等特点。 市场前景和经济社会效益：芒果种植已经成为许多果农的经济支柱，发展芒果生产，对满足国内外市场的需要，促进国民经济的发展，具有重要意义。近年来，蓟马已从过去的次要害虫上升为主要害虫，蓟马以若虫、成虫锉吸为害芒果花、叶、芽、幼果，严重影响芒果生长和果实质量。芒果蓟马在芒果种植区普遍发生危害。芒果蓟马的防治难度较大，除农业防治外，主要还是以化学防治为主，5%依维菌素微乳剂这一产品在多地的田间药效试验结果表明，对芒果蓟马具有较好的防治效果，且对芒果安全，可以在生产中推广使用。 产品基本情况、性能特点：依维菌素属于半合成大环内酯类杀虫剂，是以阿维菌素为先导的化合物，作用机理是干扰昆虫和螨类的神经生理活动，刺激其释放神经传递介质γ-氨基丁酸(GABA)，阻断神经末梢和肌细胞的神经传导，出现麻痹症状，使害虫不活动、不取食，直至死亡，具有胃毒和触杀作用。主要用于动物寄生虫的防治，对农业害虫害螨亦有很高活性，具有广谱、高效、低毒、剂量小、使用安全等特点。 产品创新点：1、依维菌素这一有效成分在微乳剂上的唯一登记；2、依维菌素用于芒果树蓟马防治的首次创新性应用；3、依维菌素的首个微乳配方，溶剂体系中采用环保型溶剂DOWANOL PM，让产品兼具低的挥发性，高的安全性和良好的生物活性；4、该产品的加工工艺中采用管线式剪切机，替代传统的釜式剪切搅拌方式，具有生产效率高和设备投资少的特点。

以具有杀虫活性的吴茱萸碱为先导，对其结构中A/B//D/E环进行取代基优化，通过简捷的合成方法合成了四个系列90多个吴茱萸碱衍生物，测试了所合成目标化合物对小菜蛾、东方粘虫和棉铃虫的杀虫活性，并总结了其中的构效关系规律，发现6个高活性的生态型植物源杀虫剂候选分子。 在前期工作基础上，利用全细胞膜片钳、电生理和荧光测钙技术深入到细胞水平探究高活性吴茱萸碱衍生物对东方粘虫神经元细胞电压门控钙通道和配体门控钙通道开闭的影响，探究其对中枢神经系统的作用，发现这些目标化合物作用于昆虫鱼尼丁受体。

①课题来源与背景： 该项目为甘肃省高等学校创新能力提升项目，项目编号为2019A-079。 随着中国经济的发展，外出旅游和参加户外活动的人越来越多，而近年全球气候变暖增速，蚊虫繁殖速度增加，蚊媒分布地区迁移，媒介生物传染性疾病在全球逐年上升。防治刺叮吸血是预防蚊媒疾病的有力措施，因此蚊虫驱避剂的市场需求日益旺盛。加之中国的南海很不平静，也是虫媒疾病的高发地区，部队战士在训练与作战时使用驱避剂也是未来战争中应对生物战的重要防护手段。由于化学驱避剂有致癌、致畸和高残留性，容易污染环境、破坏生态平衡、危害人类健康，多种常规驱避剂已被许多欧美国家限制使用，所以开发具有低毒、低残留的新型蚊虫驱避产品具有很好的市场价值和应用前景。 ②研究目的与意义： 基于当归精油的良好蚊虫驱避效果，该项目通过对当归精油的安全性毒理学评价，研制以当归精油为主要原料的蚊虫驱避化妆品，可为当归精油作为化妆品原料的安全性提供基础数据，拓宽当归精油的使用范围，延长当归产业链，同时为人民群众和部队战士提供安全、高效、环保的蚊媒疾病预防产品。 ③主要论点与论据： 相关安全性毒理学检测结果显示，当归精油按经口毒性分级属于低毒级，按皮肤毒性分级属于微毒级，按皮肤刺激性强度分级属于中等刺激，具有眼部轻微可逆刺激性，无致敏性和光毒性。所研制的复方当归精油驱蚊凝胶对蚊虫的驱避率高，作用持久，是一种安全、高效的天然植物环保型驱蚊产品。 ④创见与创新： 相比一直占据主导地位的化学合成驱蚊剂而言，该复方当归精油驱蚊凝胶产品同时具有驱避剂和化妆品的双重属性，不但驱避效果可观、安全无毒、香气怡人、环境相容，而且具有延缓皮肤衰老、抗炎祛痘等护肤作用，是一种天然驱避化妆产品。 ⑤社会经济效益，存在的问题： 该项目所研制的复方当归精油驱蚊凝胶具有驱避剂和化妆品的双重用途，可用于边防官兵、野外作业人群、旅游群体预防蚊媒疾病，也可作为功能化妆品日常使用，因此具有良好的社会效益和广阔经济的市场。 复方当归精油驱蚊凝胶主要用于人的面部、颈部、手臂等日常暴露皮肤，如不全身涂抹则难以预防高温季节的蚊虫隔衣叮咬。因此，项目组后续将继续以当归精油为重要原料研制驱蚊喷雾，和凝胶产品配合使用，方便全身驱蚊及空间驱蚊。

①课题来源与背景： "截形叶螨对高温和哒螨灵药剂交互胁迫的应对机制"项目于2019年1月由国家自然科学基金委员会资助，项目编号31860503，资助经费41.00万元，经项目组4年的研究工作，圆满完成了项目所规定的各项任务指标。 ②研究的目的与意义： 甘肃省河西地区是中国最大的杂交玉米种子生产基地。近年来随着玉米种植面积的逐年扩大、基地连作次数的增加以及日光温室的迅速发展，导致玉米制种田的截形叶螨(Tetranychus truncatus Ehara)种群数量不断增加，为害猖獗，严重影响了玉米种子的产量和品质，螨害已成甘肃省玉米制种生产中的突出问题。前期研究结果表明，截形叶螨对哒螨灵产生抗性后，对高温的适应能力强于敏感品系，在高温下表现适合度优势。因此，该项目开展的相关研究结果明确了昼夜温差条件下，截形叶螨生态适合度与抗药性及高温适应性之间的内在联系；探明了叶螨对哒螨灵和温度交互胁迫时体内自由基和保护酶的应激变化规律；找到了截形叶螨抗药剂和高温交互胁迫的几个关键基因和表达模式，并进行了功能性验证，为有效防治截形叶螨提供了理论依据。 ③主要论点与论据： 1.对截形叶螨敏感品系(SS)、抗哒螨灵品系(PyR)和耐高温品系(HR)进行耐热性和耐药性比较后发现，截形叶螨对高温和哒螨灵具有一定的交互适应性。 2.模拟河西地区8月上旬日温度变化，比较了3个品系的种群动态变化规律。研究结果表明：昼夜温差和高温天频率对截形叶螨寿命、繁殖力和发育阶段影响显著。敏感品系的卵期和未成熟期均受高温天气影响，而成虫期受高温天气影响较小。抗性品系的卵期受影响较小，主要发生在未成熟期和成虫期。而且夏季高温持续天数增长后，有利于叶螨抗药性种群建立并扩大，在高温下更容易生存和发展。 3.利用日间温度渐变模型模拟了高温日频率周期性重复变化的9种模式，研究了变温条件下高温发生频率和持续时间对截形叶螨种群动态的影响，获得了敏感和抗性两种群发育历期，生殖率及其生命参数等关键数据。研究结果表明：高温天气频率对两种菌株的发育阶段、寿命和繁殖力的影响不同。且两种菌株都以降低繁殖率为代价适应了高温。这为预测气候变暖背景下农业昆虫种群的发生和制定相应的控制策略奠定了重要的理论基础。 4.测定了截形叶螨不同品系经哒螨灵和高温交互胁迫处理后体内自由基、保护酶、可溶性糖、糖原、海藻糖和游离氨基酸含量变化，研究了截形叶螨在高温胁迫下的生理变化规律。结果表明截形叶螨抗药性品系对药剂和高温的双重胁迫的耐受性强于敏感品系。对药剂和高温胁迫的应激反应最强的保护酶为超氧化物歧化酶SOD，该结果为进一步阐明截形叶螨适应高温机制奠定一定的理论基础。 5.以日内渐变式变温模式，模拟田间自然温度变化模式，研究了短时高温和连续不同高温天发生频率对截形叶螨敏感品系(SS)和抗性品系(Py-R)不同品系体内可溶性糖、糖原、海藻糖和游离氨基酸含量变化的影响。研究结果表明，随着温度的升高，抗性品系体内的海藻糖含量明显高于敏感品系，且游离氨基酸含量也显著高于敏感品系，说明抗性品系耐高温的能力优于敏感品系。 6.采用Illumina HiSeq 4000对40℃高温胁迫后的截形叶螨敏感和抗性品系进行转录组测序，筛选出21条高温胁迫后在两品系中均差异表达的基因进行RT-qPCR验证；并对高温胁迫后显著表达的抗氧化酶基因TtSOD、TtPOD3、TtPOD4、TtGSTs2、TtCYP 3A2和TtCYP 4V2基因在不同高温和螨态中基因的表达模式进行解析；利用RNAi技术对抗性品系雌成螨40℃高温胁迫后高表达的TtPOD4、TtCYP 3A2和TtCYP 4V2基因进行功能验证，证明该3个基因在抗性截形叶螨抵抗高温胁迫时起重要作用，为揭示截形叶螨抗药性品系耐热机制奠定一定的基础和理论依据。 ④创见与创新： 1.首次研究了截形叶螨对高温和哒螨灵药剂交互胁迫机制，明确了昼夜温差条件下，截形叶螨生态适合度与抗药性及高温适应性之间的内在联系，为预测气候变暖背景下农业昆虫种群的发生奠定了理论基础。 2.找到了截形叶螨抗药剂和高温交互胁迫的几个关键基因和表达模式，并进行了功能性验证，获得了一些关键数据，将来应用基因调控技术防治截形叶螨奠定了重要的理论基础。 ⑤社会经济效益，存在的问题： 该项目属基础理论研究，尚未在生产中推广应用，但研究结果为预测气候变暖背景下叶螨种群的发生和将来应用基因调控技术防治叶螨为害奠定了重要的理论基础，具有一定的经济、生态和社会价值。由于该项目受科研经费、时间等因素限制，项目仅测定了关键基因的基本功能，基因干扰对截形叶螨天敌昆虫的安全性评价及田间实际应用还有待下一步研究。 ⑥历年获奖情况： 无。

1、课题来源和背景：长年生活在沙漠地带的一些昆虫和植物，在中午的高温下几乎被干燥脱水，处在生理学上的假死状态，但一经降雨补充水分，数小时后就能复活。英国剑桥大学的学者对这些隐生生物的研究表明，这种复活现象是由于其体内存在高浓度的海藻糖。另外，一些蛙类等生物能在严寒条件下生存下来，其重要的原因也在于海藻糖对细胞的保护作用。许多生物在胁迫环境（如饥饿、高温、冷冻、干燥、高渗、辐射、有毒物质等）下表现出的抗逆耐受力与体内的海藻糖含量有直接的关系。酵母在脱去90％水分，复水后仍能复活，在长期饥饿条件下，酵母的存活率依赖于体内海藻糖的含量。有报道对酵母进行热休克和乙醇休克处理，可引起胞内海藻糖含量明显增加。海藻糖是一种对于环境变化形成的应激状态具有高抗性的物质，是生物体内的一种典型的应激代谢物。在各种恶劣环境下，海藻糖表现出对物种的生物膜、蛋白质和核酸等生物大分子良好的保护作用。最新的研究表明，外源性的海藻糖具有良好的非特异性保护作用，因此有人把海藻糖称为“生命之糖”。随着社会生活水平的提高，海藻糖的需求量在不断增大。由于海藻糖产率低、生产工艺复杂，产品价格仍然偏高，限制了海藻糖的推广应用，如何提高海藻糖产量、如何改进生产方法、如何降低生产成本是研究海藻糖的重要课题。 2、研究目的和意义：该发明涉及酶制备领域。目的在于提供一种超声辅助酶合成海藻糖的方法及装置，通过该装置应用于超声辅助酶合成海藻糖，能够有效提高合成海藻糖的产量，缩短生产周期。 3、主要论点论据：该发明涉及酶制备领域，具体公开了一种超声辅助酶合成海藻糖的方法及装置，包括以下步骤往反应釜中加入水、淀粉、α‑淀粉酶进行混合，然后调节pH值，接着加入无水氯化钙，启动反应釜的搅拌轴搅拌上述混合物、多个超声换能器、加热器和测温器，启动循环通路将反应釜底部的混合物先向外转移粉碎过滤，再送回反应釜之内；分阶段加热混合物以及保温；当液化DE值为15之后停止加热，混合物在搅拌和循环冷却至常温，调节混合物的pH值，然后加入普鲁兰酶、MTSase、MTHase和α/β-CGTase，重新加热并在45℃下保温、调节混合物的pH值，最后加入糖化酶进行混合，最终得到产物。通过超声辅助酶促合成海藻糖，对提高以大米淀粉为基本原料合成海藻糖转化率效果明显。 4、创见与创新：与现有的方法和装置相比，该发明具有如下有益效果： 1.采用超声波辅助酶促合成海藻糖方法，有效提高了海藻糖转化率，节约了资源，降低成本，并且海藻糖产量高，利于工业生产应用； 2.淀粉液化和酶催化合成反应，在同一反应釜中进行，省去了物料转移的麻烦，节省劳动时间，提高效率； 3.采取超微粉碎和物料循环流动条件下，淀粉液化，液化效率提高，加热、冷却均匀，浆料可上下循化流动，不存在搅拌死角。 5、社会效益和存在的问题：该发明可带来的社会效益有： 1.由于转化率的提升，海藻糖的产量得到了显著增加，从而能够满足市场对海藻糖日益增长的需求； 2.该发明通过提高转化率和优化生产流程，该发明降低了生产成本，使得海藻糖的价格更加低廉，促进了其在食品、医药等领域的广泛应用； 3.通过淀粉液化和酶催化合成反应在同一反应釜内进行，该发明简化了生产流程，减少了生产过程中的物料浪费，提高了资源利用效率，也降低了对环境的负面影响。 该发明可能存在的问题在于该设备的投入和维护成本可能较高，且在工业大规模生产中的推广应用中还需进一步验证和优化。 6、历年获奖情况：无。