以我国重大害虫-飞蝗为研究对象,运用生态学、生理学、分子遗传学和基因组学的手段,通过对过冷却能力、滞育与低温适应的关系、抗冻物质的组成变化以及与低温适应相关基因的调控和表达等方面,系统地研究飞蝗对低温的适应性机制。在生态学方面,明确水份、光周期、营养构成、冷驯化等生态因子对飞蝗低温适应能力的影响机理;从生理生化水平上,阐明小分子抗冻物质、抗冻蛋白、热激蛋白、冰核物质在飞蝗适应低温过程中的作用和机理
在本课题中综合研究了飞蝗卵的低温存活率存在显著的季节变异,秋季种群的低温存活率显著大于夏季种群和越冬后种群。飞蝗自然种群的耐寒性和耐热性的变异是负相关的热带种群耐热而不抗寒,温带种群则与之相反。温度耐性的表型变异是可遗传的。群居型飞蝗与散居型飞蝗蝗卵的抗寒能力有明显的差异,散居型飞蝗蝗卵的抗寒性显著的高于群居型。慢速降温可以极显著的改善蝗卵在低温下的存活率。温周期驯化是自然界中最有效地增加抗寒性的驯化手段之一。在非驯化蝗卵中低分子量抗冻物质(山梨醇、甘露醇、海藻糖、甘油和肌醇)含量也逐渐增加,但是经过低温驯化的蝗卵抗冻物质的含量则变化不规律。昆虫种群的高密度对他们自身来说是一种压力,热激蛋白可以应对于压力而表达。表达水平在群居型飞蝗中普遍高于散居型飞蝗。高种群密度作为一种压力影响到飞蝗中热激蛋白的表达。