研究方向

为了适应不同的生态环境和获取有限的食物资源,昆虫在环境互作及物种进化过程中,演化出了十分丰富的发育和变态类型,最终形成了陆地上种类最多和数量最大的生物类群。目前已有记录的昆虫种类达300多万种,是地球上最大的生物类群。作为生态系统重要成员的昆虫,既有广泛危害农林业生产的害虫,又有为人类创造物质财富的益虫。昆虫的发育与进化生物学研究对进一步认识昆虫在生态系统的重要作用、揭示不同类型物种的生命本质和规律、探索新型害虫防治方法和扩大益虫的经济利用都有着十分重要的理论意义和应用价值。

中国科学院昆虫发育与进化重点实验室根据卓越中心/研究所的发展战略、现有研究基础以及学科发展需求,通过凝练学科发展目标,确定了在以下三个主要研究方向开展研究:

一、昆虫系统发生与群体遗传
         物种的形成与分化是进化生物学研究的经典问题和核心问题。以昆虫为代表的六足动物是地球上分布最广、数量最多、多样性最高的一类生物,为研究物种形成与分化提供了丰富的素材。该研究方向旨在传承和延伸传统的昆虫系统分类,结合分子标记、组学技术和群体遗传等前沿研究手段,着重研究昆虫的物种形成与分化的机制,阐析昆虫的起源和演化;以不同代表性昆虫为对象,在小尺度进化范围内揭示环境适应驱动的昆虫种内分化和物种形成机制。

二、昆虫发育的分子遗传调控
         昆虫与其它动物最大的区别之一是昆虫具有特别的变态发育过程,昆虫变态发育是发育生物学的重要分支。昆虫在变态发育进程中会发生剧烈的幼虫组织器官凋亡、重建和成虫组织器官分化、成熟等一系列生理事件。昆虫变态发育主要受激素(蜕皮激素、保幼激素和胰岛素)和营养介导的多重途径调控。针对这些调控途径的分子机理研究,有利于开展昆虫变态发育的遗传改造,达到益虫利用和害虫防治目的。另外,伴随昆虫种类的多样性,昆虫的无性及有性生殖方式也多种多样。以果蝇、家蚕等为对象开展昆虫性别调控的分子机理研究,有利于实现昆虫种群的遗传调控。

三、昆虫-微生物/植物相互作用研究
         昆虫的生长发育与环境生物及非生物因子紧密相关,在长期协同进化中形成相互适应与竞争的关系。其中与微生物发生着互惠共生、致病免疫、媒介传播和协同进化等紧密的相互作用关系,从而影响昆虫发育或致死;植食性昆虫与植物寄主发生着营养、抗性与解毒等互作关系。深入研究、理解昆虫-微生物/植物相互作用的分子机理,有利于更好地利用微生物进行环境友好的害虫生物防治,或者利用植物进化过程中形成的抗性机理进行害虫治理。