中文摘要：

本项目在前6年的研究基础上，继续以植物－植食性昆虫－寄生蜂进化的分子机制为研究核心，重点采用基因组、宏基因组、转录组和生物信息学的方法，接合植物生理学、昆虫行为生态学、化学生态学、感觉生理学等多学科的研究技术与方法，从分子到行为不同水平研究植物－植食性昆虫－寄生蜂相互作用以及寄生物与寄主长期形成的协同进化关系。内容包括（1）斑潜蝇伴生菌在寄主植物直接防御和间接防御中的作用；（2）植物－害虫－虫传病毒-寄生蜂系统对CO2浓度与O3浓度升高响应的分子机制；（3）多营养级的种间互作化学通讯；（4）昆虫对寄主信号物质的化学感受及识别机制；（5）丽蝇蛹集金小蜂与宿主免疫防御及免疫系统相互作用。通过上述研究，从根本上阐明食物链内不同营养级协同进化及其对环境变化适应的机制，为害虫防治和益虫的利用提供科学依据。

结论摘要：

进化生态学创新研究群体的总体研究目标为以植物－植食性昆虫－寄生蜂进化的分子机制为研究核心，重点采用组学的方法，接合植物生理学、昆虫行为生态学、化学生态学、感觉生理学等多学科的研究技术与方法，从分子到行为不同水平研究植物－植食性昆虫－寄生蜂相互作用以及寄生物与寄主长期形成的协同进化关系。针对上述目标，本创新研究群体3年来（2012-2015）在三营养级互作理论和应用方面均取得了创新性成绩和实质性进展。1）利用分子生物学和生物化学的方法鉴定和研究斑潜蝇伴生菌调控植物防御机制。主要研究斑潜蝇相关主要共生微生物，以及受侵染后植物的水杨酸SA 与茉莉酸JA 的动态变化过程；分离和接种实验表明，斑潜蝇相关微生物Enterobacteriaceae sp可诱导植物产生病害特征。发现斑潜蝇粪便相关化合物十五醛是斑潜蝇寄生蜂准确精确定位寄主的关键信息化合物。利用JA模拟虫的危害用SA模拟病的危害，研究了植物JA途径与水杨酸SA途径交互作用影响植食者行为和生殖。2）从植物的物理抗性、营养水平、水分调节、蚜虫的行为等方面，系统地探讨了CO2浓度升高条件下蚜虫适合度增加的机制，提出并验证了氮营养操控假说、抗性损失假说、蚜虫行为调节假说。3）揭示棉铃虫和烟青虫对寄主信号物质化学感受的神经生物学机制和遗传基础。鉴定了棉铃虫和烟青虫中与性信息素编码相关的气味受体OR的功能；鉴定了棉铃虫和烟青虫喙管中化学感受蛋白及其功能阐明了棉铃虫和烟青虫及其杂交后代对寄主和非寄主植物电生理反应的遗传特征；揭示了棉铃虫齿唇姬蜂的寄主偏好和适合度与其抑制寄主免疫反应的相关性。4）重点阐明了在寄生性昆虫以及无脊椎有毒动物捕食和防御过程中起关键作用的抗微生物肽以及神经毒素的关键生物学作用，发现了一系列的生物活性肽，揭示了它们之间的进化联系。找到了丽蝇蛹集金小蜂毒液中可能存在调节寄主钾离子通道的小分子活性肽。创新群体3年内在相关领域国际主流杂志正式发表论文32篇，包括Mol Biol Evol，Nat Commun， Current Biology，Global Change Biology ，New Phytologist等综合性和顶尖级杂志，在论文发表的质和量方面均超出了预定的目标；课题负责人和骨干应邀做国际学术大会报告，担任国际主流杂志的编委和审稿人。本创新群体已经成为在进化生态学领域有重要影响的国际顶尖研究团队