昆虫信息素的研究与应用

昆虫信息素的研究与应用施文元09园林2班09109059摘要：从昆虫性信息素的组分鉴定、昆虫对性信息素的行为反应和昆虫性信息素的应用3个方面，综述昆虫性信息素的研究进展，并展望了昆虫性信息素的研究前景。

关键词：性信息素组分鉴定行为反应应用由于上个世纪农药大量且不合理的使用，致使很多害虫对农药产生抗药性，很多农药对害虫的防治效果越来越差，如何有效的控制害虫的危害，乃是一个尚待解决的问题。

许多研究人员从不同的方面深人研究害虫的防治方法，如生物防治、化学防治和遗传防治，其中以利用昆虫性信息素的防治方法由于具有灵敏度高、选择性强、对天敌无害、不造成环境的污染等优点而深受人们的欢迎。

特别是昆虫性信息素干扰交配法及大量诱捕法防治害虫已有很多成功的报道。

”现就昆虫性信息素的研究及其应用进展综述如下：1 昆虫性信息素的组分鉴定昆虫性信息素在生物体内含量极少。

在一般情况下，一个单虫体的含量仅在ppb级，这就给昆虫性信息素化学结构研究带来了许多的困难。

倒如，二十世纪5O年代鉴定的第1种昆虫性信息素——蚕蛾醇，是消耗了50万只雌蚕蛾，经过了20 a的分离和活性测定才得到的“，现在随着分离手段和化学结构鉴定方法的日益先进，鉴定昆虫性信息素的成分一般只需要几百头或几十头虫体。

利用触角电位(EAG)和单细胞记录(SCR)记录昆虫的电生理活动极大地促进了昆虫性信息素的研究。

单细胞记录和触角高分辨率的毛细柱气相谱相结合为确定昆虫样品中活性组分提供了技术保证0 。

特别是近年来研究人员开始对单个雌虫的性信息素采用溶剂提取和空气收集，再进行毛细管气相色谱——质联用色谱分析，从而测定雌虫性信息素系统中各个组分的含量，精确比例以及释放率。

迄今为止，不同目不同科的各种昆虫的性信息素的研究已见诸报道。

如Takahashi等确定Z11一碳烯醛(Z11—16：ALD)可能是粘虫性信息素的主要成分。

祁云台等报道日本松干蚧(Matscoccus matsum—c)的性信息素为4，6，1O，12一四甲基一反一2，4一十三碳二烯一7一酮有四个光学活性异构体，但只有6R、10R一4，6，10，12一四甲基一反一2，4一十三碳二烯一7一酮对雄成虫具有强烈引诱活性。

赵成华等测定马尾松毛虫(Dendralimus punctatus)性信息素由顺5，反7一十二碳二烯醇(z5，E7—12：OH)、顺5，反7一十二碳二烯乙酸酯(z5，E7—12：Ac)和顺5，反7一十二碳二烯丙酸酯(Z5，E7～12：Pr)构成不同昆虫间的性信息素的组分在结构上有较大的差异，一般同属昆虫的性信息素组分结构具有较大的相似性，而同属的各种间主要是靠组分比例的变化来实现种同隔离。

如在灰翅夜蛾属昆虫中，除了z11 十六碳烯醇醋酸酯(zl1—16：OAc)只在S eridaniaDg]，S “一nia和s “ perda 的性腺抽提物中存在以外。

l，其它四组分：z9一十四碳烯醇醋酸酯(z9一l4：OH)和(Z9，E12 14：OAc)，Zll 十四碳烯醇醋酸酯(z11 14：OAc)，z9一十四烯醇(z9—14：OH)和Z9，El2一十四碳烯醇醋酸酯几乎在所有的已知此属昆虫的性信息素腺体中普遍存在。

捷克的M．Toth等”报道了4种苜宿尺蛾的性信息素的组分为(z，Z，Z) 3，6，9一十七碳三烯，(z，Z) 6，9一顺一3，4一环氧一十七碳二烯，后者的3R，4S对映体是天然组分，田同试验只有纯的3R．4S对映物才具有活性。

醋栗尺蠖Abra~as grossu[ariata(L )性信息素的组分为(z，z)一6，9 顺一3，4一环氧一十七碳二烯．用纯的对映体作田间试验，只有3S，4R对映物才具有活性。

榆花尺蠖Abrazcas sylvata Scopoii性信息素的组分为(Z，Z)一6，9 顺一3，4 环氧十七碳二烯，3S，4R对映物具有活性。

这些研究结果表明上述近似种的种同隔离机制是对映物的不同。

即使在同一种昆虫中，性信息素的组分和比例也可能随不同的地理分布而发生一些微小的变异。

如海灰翅夜蛾Spodoperalittoratis 分布于欧洲、亚洲、非洲，其性信息素首先被鉴定为Z9，El1 十四碳烯醇醋酸酯(1)，Z9一十四碳烯醇醋酸酯(2)，Ell一十四碳烯醇醋酸酯(3)，饱和十四碳醋酸酯四组分(4) ，然而研究学者发现不同起源的海灰翅夜蛾性信息素有不同的变异。

Yushima等发现非洲肯尼亚海灰翅夜蛾性信息素中含有化合物(1)和Z9，El2 14：OAc(6)。

Dunkelblum 等在以色列发现其性信息素组分中化合物(1)，(2)，(3)的比例分别是33 ％，46 ％和9 ％，ZI1—14：OAc(5)的比例为7 ％。

Campion对希腊的克里特、以色列和埃及的求偶雌蛾研究发现，埃及雌蛾包括化合物(1)，(2)，(3)，(4)，但化台物4和2+3组分含量远远高于组分(1)，以色列品系以组分(4)和(6)为主克里特种群中产生饱和醋酸酯化合物(4)。

2 昆虫对性信息素的行为反应昆虫对性信息素的行为反应研究一直受到重视，其实验室研究内容主要包括雄虫触角的电生理反应、雄虫在室内风洞中的行为反应及雄虫在诱捕器中的反应等。

自1957年舒奈德采用电生理的方法将Agt21电极插人雄性家蚕触角两端成功的记录到触角电位后，许多研究者都广泛采用触角电位来研究昆虫信息素及其类似物同的生物活性关系。

Mochizuki等对雄蛾的触角电位反应(EAG)分析表明雄蛾触角上存在分别感受4种性腺组分的感器细胞。

吴才宏等用单个嗅觉感受细胞电反应的记录方法，测定了蓖麻蚕(Philosamiacynthiaricini)雄蛾触角的毛形感受器对性信息素组分的反应，发现反一4，反一6，顺一11一十六碳三烯醛和反一4，反一6，顺一11一十六碳三烯乙酸酯能引起雄蛾的反应，对前者发放大脉冲，对后者发放小脉冲。

Moore ’对于海灰翅夜蛾进行研究发现将雄蛾的触角串联成倒z字形时，雄蛾对性信息素组分的EAG 信号得以放大。

通过这种生物放大作用，使得雄蛾EAG反应区分性信息素组分的能力提高，这一方法能有效地测定全组分中痕量成分所起的作用。

近年来风洞技术已成为昆虫性信息素研究中不可缺少的实验手段。

它用于监测粗提物和分离馏分的生物活性，判断鉴定出来的性信息素组分是否完整。

一般来说，风洞实验的结果是非常接近于田间情况的；利用风洞实验可以模拟昆虫的田间飞翔能力，其中最重要的一项研究是测量昆虫的飞行周期和飞行的持久性；利用风洞实验还可以研究性信息素浓度对昆虫飞行行为的影响。

它的一个很重要的用途是研究性信息素全组分中各个组分的行为功能。

Quero等研究海灰翅夜蛾雄蛾在风洞中对性信息素的组分和处女雌蛾的行为反应得知雌蛾的性信息素的主要组分Z9，Ell一14：OAe能够引起雄蛾行为反应的所有步骤，包括振翅、起飞、定向飞行并到达风洞中部，接近诱源和接触诱芯。

当单独测定其它几个次要组分的活性时，其活性明显低于主要组分。

韩桂彪等在风洞中观察了枣镰翅小卷蛾(Ancylis satin )雄蛾对合成性信息素不同组分(E9—12：Ae和z9—12：Ae)的行为反应，E9—12：Ae组分能够引起少量雄蛾(8．3％)完成从兴奋到接触诱芯并呈现交配企图的全部行为反应，而雄蛾对一12：Ae组分则无反应。

但E9—12：Ac+Z9—12：Ac混合物中前者占60％～65 ％效果最好，能使71．7％～76．7％雄蛾到达诱芯并呈现交配企图。

E9—12：Ae与Z9—12：Ae为6．5：3 5时，200～2∞0 ng的剂量最好，有76 7％～81．7 ％雄蛾到达诱芯。

合理使用性信息素测报诱捕器能正确地估计田问的蛾量大小和高峰期，从而为掌握防治适期提供依据。

诱捕器的诱芯的组成、比例、剂量是性信息素诱捕技术的重要内容。

一般说来，最佳的诱芯应该是由性信息素组分中的几种组分或全组分组成，比例与雌虫所释放的比例相当，且由于性信息素的合成物价格昂贵，在保证诱效提高的前提下，应尽量减少合成物的用量。

同时值得注意的是，在诱芯中性信息素组分随着时间的推移，组分及组分问的比例会发生变化。

Shani等在研究蛾类性信息素载体中样品的持续期发现，田间诱捕器中的诱芯如果使用4～5星期后，其性信息素则发生异构化，这个过程被证明是光化学诱导所致。

诱芯的不同也能影响到性信息素的稳定性。

高伟等用毛细柱气相色谱对在不同类型诱芯残留的信息素及其异构体的分析结果显示，复合橡胶诱芯中只有12％～16％的不同性信息素成分发生了异构化，而在天然橡胶诱芯中此值高达69％～87％，而且前者中信息素及异构体的剩余量是后者的4倍。

3 昆虫性信息素的应用目前昆虫性信息素的应用主要体现在种群监测、大量诱捕、干扰交配和区分近缘种等方面。

3．1 种群监测性信息素在昆虫中特别是蛾类昆虫中已被成功的用于包括发生期、发生量和抗药性等方面的种群监测。

Brewer等”研制了一种应用性信息素监测甜菜夜蛾田间种群对农药抗性的技术，他们将农药与诱捕器的粘胶融台在一起，使施用农药与诱捕害虫结台起来，发现把诱捕器中诱集到的成虫在2l℃下培育30～36 h，可得到稳定的LC50’S+而对照的死亡率极低。

通过这种方法可以反映出田间种群对农药的抗性水平。

利用性信息素与借助诱捕器可了解害虫季节消长及昼夜动态，准确定出杀虫的日期”在我国利用性信息素作为虫情测报手段。

推广面积相当可观，收到了明显的经济效益。

3．2 大量诱捕通过信息素诱捕器诱杀口间害虫，使田间雌雄比例失调，减少雌雄之间的交配几率。

使下一代虫口密度大幅度降低。

Kim等于1992～1994年在韩国Chonnam省调查了性信息索大量诱捕对甜菜夜蛾季节性发生和密度的影响陈汉杰等”设计出性信息素加农药诱杀器，以60、135、240、480个／km 诱杀器田间处理，看出以135个／km2诱杀器处理即有明显的效果。

经在不同的虫口密度果园试验，以诱蛾量下降率、为害率和雌蛾交配率3项指标考察，该诱捕器1次挂出，在田问有效期达70～80 d，取得较理想的防治效果。

在田间使用性信息素诱捕器，不仅能 l诱到雄蚜，还能引诱到产雌性母(gynoparae)，但引诱到的数量比同种雄蚜的少得多”。

这一现象在草莓谷网蚜、禾谷缢管蚜及忽布疣蚜虫中均有发现，或许这是一个普遍存在的现象。

3．3 干扰交配利用性信息素来干扰雌雄间的交配，使雄虫丧失寻找雌虫的定向能力，致使田间雌雄间的交配几率大为减少，从而使下一代虫口密度急剧下降。

Mitchell等将甜菜夜蛾性信息素的2种组分以70：30比例混合作为Yoto—COIl S载体的诱芯分别对14．1hrr】2和15 hm 的棉花地进行处理，每个载体含有160 mg性信息素化台物，每公顷悬挂1000个诱捕器，处理区与对照区相比，性信息素处理大大降低了诱捕器中捕获的雄虫的数量，使交配率明显下降。