小菜蛾性信息素受体和结合蛋白的功能及相互作用
第四章 昆虫信息素
到目前为止，很多目中的300多种昆虫的性信息素
都得到了研究，其中鳞翅目、鞘翅目、膜翅目、 等翅目、双翅目等的研究较为详尽，而鳞翅目 （特别是夜行性蛾类）的研究最为详尽，这主要 是因为很多蛾类是农林生产上的害虫，而且蛾类
的性吸引行为基本上依赖于信息素。
昆虫信息素化学结构有着很大的特异性，活性与 结构间、活性与比例和浓度等有着很强的相关性。
昆虫照样做这样的动作。“之”字形的宽度与气缕内的气
味浓度有关：浓度越高，“之”字越窄，浓度越低，“之” 字越宽；一旦浓度为零，昆虫就大幅度地原地反复转身，
不前进也不后退（见图4.5）。这些实验室的结论在田间
的实验观察中得到了证实：当昆虫接近诱捕器时，“之” 字运动变得越来越窄。
3.2 信息素释放和反应的影响因素
夜间地温升高时，雌性信息素随空气从低处升起， 而雄虫总是停在比雌虫较高、最可能感受到雌性 信息素的位臵上。
信息素的释放速率受昆虫姿势的影响。一种白灯
蛾（Spilosoma congrua）将翅离开腹末、抬起腹 部，就可以增加七成腹末上方空气的速度，信息 素释放速率从而增加20％。
鳞翅目雄虫都有对信息素反应的上限和下限，其
优势在于：制造和运输方便；无需能源；
特别灵敏，只是针对某一类昆虫，因而无
需对诱集的昆虫进行分类或鉴定。
4.2 交配干扰
• 利用信息素来干扰雌雄间的交配信息联系 是美国学者Beroza （1960）提出来的。
其基本原理是：在充满性信息素气味的环境中， 雄蛾丧失寻找雌蛾的定向能力，致使田间雌雄间 的交配概率大为减少，从而使下一代虫口密度急 剧下降。在昆虫寻找配偶和交配的时期，在田间 释放大量的人工合成的性信息素，使得昆虫无法 找到异性进行交配，从而干扰了昆虫的生殖活动， 控制害虫下一代种群的数量。
昆虫信息素
昆虫信息素与外分泌腺体摘要信息素是昆虫个体之间相互作用的化学物质，能影响彼此的行为、习性、乃至发育和生理活动。
信息素由体内腺体制造，直接排出散发到体外，信息素依靠空气、水等传导媒介传给其他个体。
从低等动物到高等哺乳动物都有信息素。
由于信息素靠外环境传递，故又称外激素。
生物异种之间相互作用的化学物质叫做种间信息素或异种信息素。
昆虫之间的异种信息素有利己素、利他素、信号素等。
信息素主要有性信息素、聚集信息素、告警信息素、示踪信息素、标记信息素等。
本文还介绍了信息素的合成及其途径。
昆虫信息素以其微量、高效、无污染、与农药兼容等特点而成为当前世界各国昆虫学家研究的热点问题，它们的应用范围非常广泛，本文对昆虫信息素的概念进行了综述，阐述了其包含的种类的相互关系和相应的概念以及信息素与分泌腺体的关系、在很多领域中的应用效果等，展望了发展前景。
关键词昆虫信息素腺体1 昆虫信息素昆虫分泌到体外，能在同种个体间或种间产生生理或行为反应的化学物质，也包括由其他生物(如植物)分泌到体外，使昆虫产生反应的物质。
它是对生物群落结构起重要作用的物质流或信息流因素。
早在1690年就有人提出雌蛾释放一种气味引诱雄蛾的现象，1959年德国的布特南特(A.Butenandt)确定了家蚕性信息素的化学结构后，信息素的概念才得以公认。
随着微量分析技术的改进，信息素的研究不断扩大和深化。
如从性信息素扩大到与食性分化、协同进化有关的信息素;从单一性信息素深入到多组分性信息素，从而引入信息素的应用阶段。
信息素的广泛研究导致20世纪60年代“化学生态学”这一新学科的形成，昆虫的化学生态学也随后形成。
昆虫信息素分为作用于同种个体间的种内信息素和异种间的种间信息素两大类。
有时同一种信息素在种内和种间起不同作用，有的信息素种的特异性不强，在种内和种间起同样作用。
信息素的特点有：绝大多数容易挥发；易被氧化和生物降解；无直接杀虫作用，可以通过诱捕、迷向等方法防治害虫；毒性很低，不污染环境；生物活性很高；专化性很强；多为几种化合物的混合物，各组分间有严格的比例。
关于高中生物信息传递中昆虫信息素再研究
关于高中生物信息传递中昆虫信息素再研究摘要：昆虫信息素是由昆虫自身产生且对环境友好的害虫治理方法。
近年来，随着农业生产和工业化的迅猛发展，现代化学农药的滥用，生态环境受到了严重破坏，昆虫抗药性越来越强。
由于化学合成农药被越来越广泛的使用对水质污染的日益严重，使得农药和重金属成为作物和土壤的主要污染物，是粮食作物食用安全的重要影响因素之一。
深入广泛地研究昆虫信息素的成分和作用，不仅关系到对农作物生境的维护，也关系到对害虫防治的重要意义。
关键词昆虫；性信息素；防治；概述一、昆虫信息素概述（一）昆虫信息素的种类及特点昆虫信息素可大致分为五类：性信息素、聚集信息素、扩散信息素、告警信息素、踪迹信息素等。
其特点有：活性高、具有非常高的专业性、活性的有效距离大、是低等动物繁衍的主要手段等。
1.昆虫性信息素性信息素是指同种昆虫雄虫与雌虫个体间进行化学通讯联系帮助昆虫求偶交配的信息化合物，当前研究最多且应用最广泛的信息素就是性信息素，到目前已有上千种昆虫的性信息素得到了研究，其中鳞翅目、鞘翅目、膜翅目、等翅目、双翅目等的研究较多，以鳞翅目的研究最为详尽，已经有1800多种鳞翅目昆虫的性信息素被鉴定出来[1]。
性信息素因其具有较强的种特异性，成本较低，灵敏度较高等特点，常用来害虫的预测预报和诱捕诱杀害虫；因性信息素是用来进行雌雄昆虫间的化学通讯的，因此，利用释放大量的性信息素类似物或者抑制剂，干扰雌雄成虫之间的化学通讯从而达到控制昆虫数量、抑制交配繁殖的目的。
2.聚集信息素聚集信息素由昆虫分泌能聚集同种两性成虫的信息化合物[2]。
其本身是一些昆虫聚集危害的媒介物质，因此可以通过与诱捕器、昆虫生长抑制剂结合来诱集害虫，在害虫检疫方面有独特作用。
3.踪迹信息素踪迹信息素是动物分泌的用于标记同种个体行进路线的信息化学物质，既可标记单个动物的行进路线，也可标记集体行动时的行进路线[3]。
踪迹信息素在白蚁当中的作用比较显著，这与白蚁长期穴居生活，视觉器官退化有关。
昆虫嗅觉受体功能的研究进展
昆虫嗅觉受体功能的研究进展目录1. 内容概述 (2)1.1 昆虫嗅觉的重要性 (3)1.2 嗅觉受体的发现与研究 (3)1.3 文档的目的与结构 (5)2. 昆虫嗅觉受体的结构和功能 (6)2.1 嗅觉受体蛋白的基本结构 (7)2.2 嗅觉受体蛋白的配体结合特性 (8)2.3 昆虫嗅觉受体与化学感应能力的关系 (10)3. 嗅觉受体的多样性 (11)3.1 不同昆虫嗅觉受体的基因分析 (12)3.2 特定功能相关的嗅觉受体家族 (13)3.3 嗅觉受体基因的调控机制 (15)4. 嗅觉受体的信号转导途径 (16)4.1 昆虫嗅觉受体的传导机制 (17)4.2 视紫红质/振荡电位形成的作用 (18)4.3 神经元水平的嗅觉信号处理 (19)5. 嗅觉受体功能研究的最新发展 (20)5.1 转基因和基因突变研究的应用 (21)5.2 行为实验与嗅觉受体功能的直接关联 (22)5.3 单细胞和多基因阵列分析方法 (23)6. 嗅觉受体功能的潜在使用 (24)6.1 在昆虫害虫控制中的作用 (25)6.2 关于昆虫通讯与交流的研究 (26)6.3 嗅觉受体工程和应用前景 (27)7. 结论与今后研究方向 (29)7.1 文档的总结 (30)7.2 未来的研究趋势和挑战 (31)1. 内容概述昆虫嗅觉受体并与之相结合的蛋白质，这些受体在昆虫的嗅觉系统中起核心作用，能够感知周围环境中的气味信号，进而指导昆虫的行为。
研究昆虫嗅觉受体的功能对于深入理解昆虫行为、生态适应、遗传进化以及进行害虫管理等具有重要意义。
嗅觉受体发现与分类：介绍多种昆虫嗅觉受体的发现历程和家族分类，包括它们的进化关系以及在不同昆虫中的表达模式。
嗅觉受体分子机制：探讨嗅觉受体蛋白的结构特点、信号传导途径以及与气味分子相互作用的模式。
表达调控研究：分析嗅觉受体在不同生命周期阶段和不同组织中的表达调控机制。
功能丧失的影响：探讨嗅觉受体基因敲除或突变对昆虫嗅觉感知和行为的影响。
关于昆虫信息素的研究与应用
文百余篇，主要有：《夷夏东阿说》、《论孔子学说所以适应于秦 汉以来的社会的缘故》、《评秦汉统一之由来和战国人对于世 界之想象》等。有《傅孟真先生集》六册。
１．２昆虫信息素腺体部位与形态结构确定
昆虫产生和分泌信息素腺体部位和形态结构是分离、提 取信息素的前提条件。这类腺体的构造和部位根据种类功能
的不同。有许多类型。 １．３昆虫触角化感器的形态和种类
昆虫对信息索的感受作用主要依靠触角，触角的类璎有
许多种，但基本上可分为两大类：鞭节形触角和羽毛形触角。 整根触角表面密布多种形态各异的化学物质感受器官。其功
万方数据
２００９年第９期ｊｌ；试周刊
傅斯‘年教：育，’思想．研究
周晓霞
（两北师范大学课程与教学论专业，甘肃兰州７３００７０） 摘要：傅斯年是我国著名的教育家。本文对傅斯年的
教育思想进行了阐述。
没有注重探讨教育的具体理论和方法，而一宦追求教育的社
会效果和Ｈ的．时刻注意为丰ｔ会培养和输送有用的人才。他心
这一领域开展了一些比较深入的研究工作。 １．１昆虫求偶与性信息素释放节律研究
昆虫体内产生和分泌的性信息素数最极少，用其防治害 虫是不现实的。由于超微量分析仪器应用和立体选择合成技 术的出现，近２０年来．昆虫信息索的结构鉴定和合成的昆虫性 信息素及其类似物达２０００多种，我国研制成功的农、林、果、蔬 等重要害虫的性信息素也有几十种。为研究和应用性信息素
能向体外释放具有特殊气味的微翳化学物质．以引诱同种异 性昆虫与其交配。这种在昆虫交配过程中起通讯联络作用的
小菜蛾(plutella xylostella)是全球性的为害十字花科蔬菜的重要害虫...
小菜蛾(plutella xylostella)是全球性的为害十字花科蔬菜的重要害虫，而且为害时间长，繁殖快，适应性强，抗药性严重，目前，可供选择的有效农药还真不多。
使用性诱剂产品是一个理想的选择。
小菜蛾性诱剂的研究在国际上已有较长历史，其成虫的飞行范围并不大，一般5—10米，如选择引诱效果不错的性诱剂诱芯，可以得到理想的防治效果，至少在一季蔬菜中可以减少使用农药2—3次。
信息素是生物体之间起化学通讯作用的化合物的统称, 是昆虫交流的化学分子语言。
在自然界中，小菜蛾雌成虫在性成熟后，会释放一种叫性信息素的化合物，它释放至空气中后随气流扩散，刺激雄虫触角中的化学感觉器官，引起雄性个体性冲动及引诱雄虫向释放源定向飞行，并与释放雌成虫交配以繁衍后代。
因此，昆虫性诱剂产品是仿生高科技产品，通过诱芯释放人工合成的性信息素化合物，并缓释至田间，引诱雄蛾至诱捕器，并用物理法杀死雄蛾，从而，破坏其交配，最终达到防治的目的。
宁波纽康生物技术有限公司开发的小菜蛾化学信息素产品，引诱力强，防治效果明显，使用简便，价格合理。
化学性信息素诱捕法的优势保存方法只针对目标昆虫、高度专一许多还是高挥发性气味、极度敏感、不直接接触(植物)、对环境、人类、野生动物、自然天敌完全无害，无抗药性问题在经济损失之前检测到虫害的发生比较精确地确定害虫发生的地点和范围确保做出正确的害虫防治策略 有助于选择最合适的防治措施 选择最佳的喷施农药时间评估直接的防治措施的有效性 经济、操作简单、省时性信息素产品易挥发，因此，需要存放在较低温度的冰箱中保存处应远离高温环境, 诱芯应避免暴晒。
使用前才打开密封包装袋毛细管型只有在使用时剪开封口田间诱捕器的维护定时检查诱捕虫数诱捕数超过一定量时要及时更换底（粘胶型） 每亩3-6枚诱芯，每4－6周需要更换诱芯使用纽康水盆型的要及时加水适时清理诱捕器中的死虫诱捕器可以重复使用。
诱捕器选择粘胶型 水盆型使用指南由于性信息素的高度敏感性，安装不同种害虫的诱芯，需要洗手，以免污染如果你需要新的不同害虫的诱芯，请联系pheromoneydu@一旦已打开包装袋，最好应尽快使用所有诱芯诱捕器所放的位置、高度、气流情况会影响诱捕效果性信息素引诱的是成虫，所以，诱捕应在低密度时开始田间使用方法剪开包装袋的封口取一枚诱芯使用纽康水盆型的用户，只要把诱芯嵌入诱芯柄诱捕器应放置在离作物表面20厘米的高度。
昆虫性信息素的合成与应用
昆虫性信息素的合成与应用昆虫性信息素是一种由昆虫分泌的化学物质，它们可以在昆虫之间传递性信号，用于组织协调、生殖行为和食性特化等目的。
昆虫性信息素的特点是高度种特异性和极低的毒性，因此被广泛应用于昆虫控制和研究领域。
本文将介绍昆虫性信息素的合成和应用。
一、昆虫性信息素的合成昆虫性信息素的合成通常涉及到多个酶催化的生化反应，这些反应可以通过昆虫内部代谢产生或在外部环境中人工合成。
下面将分别介绍几种常见昆虫性信息素的合成。
1. 雄蛾性信息素不同物种的雄蛾释放的性信息素种类也是不同的。
例如，某些蛾类的雄性会释放松树蛾素，它是由松树蛾发出招引雌蛾的信息素。
松树蛾素的化合物结构为3,7-二甲基-1-辛基乙酸，它的合成需要两个主要酶参与。
第一个酶是亲水酚甲酯酶，它将保护的二甲基-1,3-环己二烯-2,5-二醇羟基化。
然后，另一个酶羟化这个化合物，生成松树蛾素。
2. 蚜虫性信息素蚜虫性信息素可以抑制其他蚜虫的生殖能力，减少它们数量的增长。
一种常见的蚜虫性信息素是伯纳氏酸，它有强烈的诱导作用。
伯纳氏酸的生产需要两个主要酶，天冬氨酸合酶和伯纳氏酸羧化酶。
在这个合成过程中，蚜虫将脂肪酸转化为伯纳氏酸，然后释放到环境中，诱导其他蚜虫。
3. 螨虫性信息素螨虫性信息素通常由小螨虫分泌，被用于吸引异性或同性和其他功能。
其中一种常见的螨虫信息素是麦须鳞烷，它有很强的招引作用。
麦须鳞烷的生产需要三个主要的酶，生长激素、7-萜烯和融合酶。
这些酶生产麦须鳞烷，然后将其释放到环境中以引诱配偶。
二、昆虫性信息素的应用利用昆虫性信息素可以控制种群或诊断疾病，这也被称为昆虫性信息素技术。
下面将介绍昆虫性信息素在农业、森林和医疗等领域的应用情况。
1. 农业领域昆虫性信息素技术可以控制经济作物的病虫害，降低化学农药的使用，并提高农业生产的效率和品质。
例如，在橙色龙头巴豆中施用一种昆虫性信息素叫阔气菌酯，可以使洛神虫的移动和生育能力受到影响，降低虫粪数量，改善果实品质。
昆虫化学生态学
1.昆虫性信息素在农林害虫防治中的应用○1性信息素sex pheromone是进行两性生活的动物，为互相识别而释放出的物质，通过此种物质可使雌、雄接近，并导致交尾。
一般多是被动的雌性分泌散发性信息素，诱引主动的雄性产生性兴奋，但也有由雄性分泌的种类。
自从A．Butenandt等（1961）由雌蚕分离出蚕素醇并确定为反-10，顺-12-十六碳二烯-1-醇以来，对各种鳞翅目昆虫进行了研究。
它们是含有12—16个碳原子的直链醇或其乙酸醋，分子中大多都含一、二个双键。
除鳞翅目外，鞘翅目、直翅目等昆虫的性信息素的化结构，有的已经确定，但种类不多。
哺乳类也有性信息素，现正进行着生物学和化学方面的研究。
最近已知有许多例子证明配偶行为是与复数的信息素有关。
已知异种动物间，它们的性信息素化学结构都是相同的。
应用用昆虫性信息素防治害虫是近些年发展起来的一种治虫新技术。
昆虫诱捕器昆虫性信息素诱捕技术作为害虫综合治理的重要组成部分之一，已经在某些害虫种群监测和大量诱杀中发挥重要作用。
如粘蝇板、粘蚊板等。
虫情预测预报昆虫羽化之后，往往寻找配偶交配，于是利用人工合成雌虫性信息素便可引诱雄虫，从而可以监测和预测害虫的发生期发生量以及分布区域等。
干扰交配在充满性信息素气味的环境中，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。
联合治虫联合治虫是指将昆虫性信息素与化学不育剂病毒细菌和杀虫剂等联合使用，即用性信息素先将害虫引诱过来，使其与杀虫剂接触而死亡或使之与不育剂病毒及细菌等接触后飞离，通过与其他个体接触及雌雄交配将病毒细菌等传播给雌性个体，并经过卵传给后代，使新生后代感染病毒或细菌，从而达到控制害虫种群的目的。
[2]○22.介绍3种以上昆虫性信息素的研究方法？○1昆虫性信息素的组分鉴定昆虫性信息素的组分鉴定昆虫性信息素的组分鉴定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。
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小菜蛾性信息素受体和结合蛋白的功能及相互作用昆虫在自然界中数量的繁盛在某种程度上归功于它们生存和生殖过程中至关重要的生理功能——高度灵敏的嗅觉系统。
昆虫利用这个灵敏的嗅觉系统在自然界成千上万种气味中辨别出自己倾向或者偏爱的气味成分，从而引起特定的生理和行为反应，如定位寄主食物和栖息场所、探求配偶、交配并产卵、躲避天敌等。
目前小菜蛾已经取代菜青虫成为十字花科蔬菜上的第一大害虫，小菜蛾的反应灵敏、易躲避敌害、交配速度快等特性，离不开其灵敏的嗅觉系统。
从嗅觉机制入手，对小菜蛾的性信息素相关蛋白进行研究，可以为进一步开发高效的小菜蛾性诱剂、控制小菜蛾种群数量奠定理论基础。
本文鉴定了小菜蛾的性信息素结合蛋白(pheromone bindingproteins, PBPs)和性信息素受体(pheromone receptors, PRs)，并较为深入地研究了其表达模式和功能，同时初步地研究了PBPs和PRs的互作，主要研究结果包括：1.鉴定了小菜蛾全部三个性信息素结合蛋白基因(PxylPBP1，PxylPBP2和PxylPBP3)，并对其功能进行了研究。
首先通过分子克隆得到PBP基因，同时组织表达谱分析结果表明，三个PBP基因主要在小菜蛾触角中表达，而且PxylPBP1基因和PxylPBP3基因在触角中的表达量均为雄虫显著高于雌虫。
荧光竞争结合实验结果表明，三种PBP蛋白对四种性信息素组分均有很强的结合能力，PxylPBP3对最主要的性信息素成分Z11-16:Ald结合能力最强，而PxylPBP1和PxylPBP2则分别对Z11-16:OH和Z9-14:Ac结合能力最强。
三种PBP 蛋白对性信息素类似物也具有较强的结合能力，同时类似物碳链上的不饱和双键存在与否显著地影响了类似物与PBP蛋白的结合能力。
虽然荧光竞争结合实验的结果表明三种PBP蛋白对性信息素及其类似物有相当的结合能力，但是触角电位实验的结果却是小菜蛾雄虫触角只对性信息素成分有显著的反应。
2.鉴定了小菜蛾六个性信息素受体基因(PxylOR1，PxylOR3-7)，并对其功能进行了研究。
通过本实验室小菜蛾触角转录组的测序结果筛选得到六个PR基因，它们在系统进化树中聚在性信息素受体一支。
组织表达谱分析中，六个基因雄虫触角高表达的特征进一步确定了它们为PR基因。
在爪蟾卵母细胞结合双电极电压钳的实验中，我们发现性信息素成分
Z11-16: Ald为受体PxylOR1的特异性配体，PxylOR4既对性信息素成分Z9-14: Ac有较强烈的反应也对性信息素类似物Z9, E12-14: Ac有强烈反应，但是PxylOR4对性信息素成分Z9-14: Ac反应更灵敏。
在原位杂交实验中，PxylOR4与PxylOR1一样，仅在雄虫触角长毛形感器下方有信号的存在。
3.我们尝试利用爪蟾卵母细胞结合双电极电压钳初步研究了PBPs和PRs的互作对于PRs感受性信息素成分的影响。
对于PxylOR1，PxylPBP1和PxylPBP3可以增强异源表达细胞对Z11-16:Ald反应灵敏度一个到两个数量级；对于PxylOR4，三个PxylPBPs都可以增强异源表达细胞对Z9-14: Ac的反应灵敏度，然而对性信息素类似物Z9, E12-14: Ac的反应强度则明显下降。
结合第二章和第三章实验结果，我们推断激活感觉神经元膜上的PRs需要PBP/性信息素复合体组成正确的构象。
鳞翅目昆虫的PBPs与其性信息素成分可以形成正确的构象，而该性信息素变成与之结构类似的类似物之后，复合体的构象可能发生了变化，继而影响到下游PRs的激活。