线虫蛔甙_Ascarosides_信息素研究进展_魏亚楠
昆虫性信息素研究进展_范晓军
昆虫性信息素研究进展范晓军,李瑜,李瑶,李兰松,张朝峰 (太原理工大学化学化工学院生物与制药工程系,山西太原030024)摘要 从昆虫性信息素的生物学研究、结构鉴定与化学合成以及昆虫性信息素的应用等方面综述昆虫性信息素的研究概况,为昆虫性信息素的科学研究提供理论依据。
关键词 昆虫性信息素;化学合成;应用中图分类号 S 482.3 文献标识码 A 文章编号 0517-6611(2010)09-04636-03R e s e a r c h P r o g r e s s o f I n s e c t S e x P h e r o m o n e F A NX i a o -j u n e t a l (D e p a r t m e n t o f B i o l o g i c a l a n d P h a r m a c e u t i c a l E n g i n e e r i n g ,C o l l e g e o f C h e m i c a l E n g i n e e r i n g a n d T e c h n o l o g y ,T a i y u a n U n i v e r s i t y o f T e c h n o l o g y ,T a i y u a n ,S h a n x i 030024)A b s t r a c t T h e g e n e r a l s i t u a t i o n o f i n s e c t s e x p h e r o m o n e w a s s u m m a r i z e d f r o mb i o l o g i c a l r e s e a r c h ,s t r u c t u r e i d e n t i f i c a t i o n ,c h e m i c a l s y n t h e s i s a n d t h e a p p l i c a t i o n ,w h i c h w i l l p r o v i d e t h e o r e t i c a l b a s i s f o r s c i e n t i f i c s t u d y o n i n s e c t s e x p h e r o m o n e .K e y w o r d s I n s e c t s e x p h e r o m o n e ;C h e m i c a l s y n t h e s i s ;A p p l i c a t i o n基金项目 太原市技术创新项目(0904014)。
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。
豆象亚科昆虫性信息素研究进展
豆象亚科昆虫性信息素研究进展作者：陈思雨李猷王秀荣武承旭来源：《山地农业生物学报》2021年第06期摘要：豆类作物是我国重要的经济作物，而豆象亚科（Bruchinae）中约4/5的种可蛀入豆荚内啃食豆粒，是其重要害虫。
该类害虫因其钻蛀性为害的特点导致施用农药无法达到良好的防治效果，因此急需开发高效、无污染的防治技术。
豆象亚科雌雄成虫均可产生和释放昆虫性信息素，对雌、雄成虫有较强的吸引力且会影响幼虫行为，这些性信息素组分构成相似，其中一些性信息素组分被豆象亚科昆虫种间共享，因而有望开发并应用于该类害虫的绿色防控。
本文对国内外豆象亚科昆虫性信息素组分结构，合成及其影响因素，以及在应用等方面的研究开展综述，并对存在问题和未来研究进行展望，旨在为豆象亚科昆虫性信息素的研究和豆象亚科昆虫绿色防控提供參考。
关键词：豆象;性信息素;绿色防控中图分类号：S7文献标识码：A文章编号：1008-0457（2021）06-0044-09国际DOI编码：10.15958/ki.sdnyswxb.2021.06.006Abstract：Legume crops are important cash crops in China，and about 4/5 species of Bruchinae can feed legume grains in pods，which is an important pest of legume crops.It is urgent to develop high-effective and pollution-free control techniques because the habits and characteristics of borers affect the effect of spraying.Both male and female adults of Bruchinae could produce and release insect sex pheromones，which are attractive to both male and female adults，and affect larvae behavior.The composition of these pheromone components is similar，and some of them are shared among different species，it is expected to be developed and applied in the green control of this pest.In this paper，the structure，synthesis，influencing factors，and application of the sex pheromone components of Bruchinae insects at home and abroad are reviewed，as well as the existing problems and future research prospects，the purpose of this study are to provide a reference for the research and green control of the sex pheromone of the legume insects.Keywords：Bruchinae;sex pheromone;green control化学通讯是指生物个体之间，生物与环境间利用化学物质进行信息沟通的现象。
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
生物信息素研究进展及研究方法概述
触角上的每个感受细胞
可以被看作1个电源和1个电 阻,一般电源电压非常微弱, 几个微伏(μV)到几个毫伏 (mV),而电阻很大,有几兆欧 (MΩ)。
风洞试验
风洞是一种常用的、有效的昆虫性信息素的生物 测定方法，为一种模拟昆虫田间飞行活动的一个物理 空间模型，从而可以详细地监测昆虫受信息素或其他 味剂诱导的飞行行为。风洞在昆虫化学通讯行为研究 中的有效性和实用性已得到了广泛的证实。
占大多数—这些性信息素在结构上有较大的相似性，
多数为长链不饱和醇、醋酸脂、醛或酮类 、链长一
般为 10~18碳 、其中以C12、C14、C16为最多。
除双键外，多数在链的一端有一个功能团。
性信息素生物活性的鉴定
触角电位技术 风洞试验 田间试验
触角电位技术
昆虫触角存在多种多样的化学感器，别是毛形 感器和锥形感器,主要感受环境中的化学气味。气味 通过感器上的微孔进入感器淋巴液中,与淋巴液内的 气味结合蛋白(odorbinding protein,OBP)相结合, 形成气味-OBP复合体,复合体再与感受细胞的树突膜 相互作用,产生动作电位。动作电位信号通过轴突传 入昆虫中枢神经系统,引起昆虫的行为反应。
基于昆虫对信息化合物的感受机制
触角基部和端部之间有很多这样 的感受细胞,蛾类昆虫的每根触角上就 有约55000个这种细胞。当受到活性 气味化合物刺激时,大量的感受细胞会 产生相应的电生理反应,从而在触角基 部和端部记录,可得到一个总的电位变 化,这就是所谓的触电位图。这个电位 的变化幅度与化合物的种类和浓度相 关。因此,记录的触角电位图可作为评 价昆虫嗅觉反应能力的标准方法
能。PBAN由信息素腺体产生，碳数为33~34，具有中心氨基
酸链(Phe-Ser-Pro-Arg-Leu-NH2)的肽链。肽链的C末端部分
南京工业大学科研工作者从植物中提取驱虫信息素
6/867农化科技南京工业大学科研工作者从植物中提取驱虫信息素 近日，南京工业大学科研工作者从植物中提取了一种特殊的信息素，具有广谱的驱虫效果，堪称驱虫的“青蒿素”。
他们将其应用于农业生产，助力国家精准扶贫和现代生态农业绿色发展。
目前利用昆虫信息素防控虫害是绿色农业生产中的新技术。
该校化学与分子工程学院副教授韩国志介绍，昆虫信息素是昆虫性成熟后分泌于体外，被同种昆虫异性个体感知，引起一定行为反应或生理效应的微量化学物质，也是昆虫求偶通讯的渠道。
一般通过改变环境中特定的昆虫信息素浓度,使其无法感知异性,从而降低害虫的繁衍达到减少害虫的目的。
韩国志带领项目组以此为目标，与合作方江苏华昌织物有限公司立项，他的研究生、有机化学专业的严力加入研究团队。
他们对购买的夜来香和萝卜树皮进行分析，经过反复实验，成功提取了这些植物的活性成分。
通过前期防虫测试后显示，该活性成分具有广谱防虫效果。
经过实验研究，团队成员合成了一种能用提取的广义信息素修饰的高分子材料，在温度或紫外线的驱动下，能缓慢释放信息素。
这种高分子材料与遮阳网的主要材料聚乙烯具有很好的相容性。
在不改变现有遮阳网生产工艺的条件下，加了一道负载的工序，成功生产出具有信息素缓释功能的遮阳网。
植保所发现氧化石墨烯可以为杀虫剂增效 近日，中国农业科学院植物保护研究所粮食作物害虫监测与控制创新团队创新性地将氧化石墨烯作为农药的增效剂，显著地提高了农药的生物活性。
相关研究成果以封面文章在线发表在《环境科学：纳米（Environmental Science: Nano）》上。
氧化石墨烯（GO）是一种碳基纳米材料，已应用在医学、环境科学等领域，在植物保护领域的应用上鲜有报道。
该研究选取对农业生产上为害较为严重的鳞翅目昆虫亚洲玉米螟为模式昆虫，以生产上常用的农药吡虫啉、高效氟氯氰菊酯和杀虫单为代表性农药，详细探究了GO 对农药的增效作用及增效机制。
该研究通过静电作用将三种农药负载到GO 上形成GO-农药的复合物，可有效地提高农药对亚洲玉米螟的生物活性。
蛾类性信息素研究进展
8
蛾类昆虫性信息素的多样性
昆虫是地球上物种量最为丰富的类群， 已记录
1期
韦
卫等：蛾类性信息素研究进展
41(
的有 !" 万种， 占地球生物种类的 #$" % "$& （ 李典谟 等， 。鳞翅目是仅次于鞘翅目 （甲虫类） 的昆虫 #’’&） 大类群， 已被记载的有 #’ 万种， 其中我国已记录的 有 (!#!" 种 （李典谟等， 。从家蚕雌蛾性信息 #’’&） 素的成分鉴定为开始， 昆虫信息素的研究已有 &’ 多 年 （ )*+,-.-/+ !" #$ 0 ，(!1!） 。现在全世界已有 121 种 雌蛾的性信息素被鉴定， 其中 (’1 种在中国有分布。 野外诱引试验中， (#"3 种雄蛾被人工合成的性引诱 剂所诱引， 其中我国有分布的为 "4 种 （ 56- !" #$ 0 ， 。已被鉴定的雌蛾性信息素在组成成份和比 #’’1） 例上都不尽相同， 具有种的特异性， 蛾类性信息素是 生物多样性在化学信息联络上的完美体现。 从化学结构来看， 已被鉴定性信息素的蛾类种 类中的 317 类同于家蚕和二化螟 %&’$( )*++,!))#$’) 。 性信息素分子具有末端功能基， 其分子结构几乎都 是 (’ % (4 个碳链， 有 ( % # 个双键的直链一级醇、 或 是其乙 酰 脂 或 醛 的 衍 生 物， 被称之为类型 ( （ 89:, 。类型 ( 的信息素主要属于 (1 总科的 ## 个科 (） （包括含有许多重要害虫的卷叶蛾科、 螟蛾科及夜蛾 科） ， 其性信息素的主要成分如图 ( （ 5）所示， 性信 息素成分因种而异， 如家蚕的为反 (’， 顺 (#;十六碳 二烯醇 （ - (’， （ )*+,-.-/+ !" #$ 0 ，(!1!） ， . (#;(2： <=） 烟草潜叶蛾 /&"&(,’0#!# (+!,1*$!$$# 的为反 &， 顺 3;十 三碳二烯乙酸脂 （ - &， 和反 &， 顺 ((;十六 . 3;("： <5>） 碳三 烯 乙 酸 脂 （ - &， （ ?.@.AB. !" . 3， . (’;("： <5> ） ，二化螟的为顺 ((;十六碳烯醛 （ . ((;(2： #$ 0 ，(!!’） 和 顺 (";十 八 碳 烯 醛 （ . (";(4： （ D,EFG++ !" 5C/） 5C/ ） 。 #$ 0 ，(!31） 包括尺蛾科、 毒蛾科及灯蛾科在内的其他 " 总 科 1 个科蛾类的性信息素为分子末端无功能基的多 烯或单烯烃以及由具有环氧结构化合物， 被称之为 类型 （ 。具有此类化学结构性信息素的种 # 89:, #） 类占已被鉴定性信息素的蛾类种类的 (17 。如图 ( （ )） 所示， 此类性信息素主要为碳链长 (3 H #" 顺式 构型的多烯烃或是其氧环化合物。例如瘤尺蠖蛾 顺 2， 顺 !; 2)1("’) )!$!3#,’# 1,!"#1!# 的性信息素为顺 "， 十九碳三烯 （ . "， ， ： ） 和氧环 ， 顺 ， 顺 . 2 . !;(! = " 2 !; 十九碳二烯 （ ,:A"， ， ： ） （ ， ） I2 I!;(! = 5-/A !" #$ 0 (!!3 ， 桑尺蠖蛾 4!0!,(+&’$# #",’$’3!#"# 的为顺式氧环 !， 顺 （ . 2， 和顺式氧环 !， 顺 2， 顺 2;十八碳烯 ,:A!;(4： =） （ . "，. 2， （ 8.- !" #$ 0 ， ";十 八 碳 二 烯 ,:A!;(4： =） 。此类群的性信息素也表现了多样性， 其中， (!!2） 毒蛾科昆虫的性信息素具有 # 个氧环以及 ((;位有 （J.B.@*6. !" #$ 0 ，#’’#） 。另外， 有的蛾类 +6.-E;氧环
南开大学科技成果——一个线虫孵化信息素分子的合成及产业化推广
南开大学科技成果——一个线虫孵化信息素分子的
合成及产业化推广
项目简介
线虫是危害大豆和土豆等诸多重要农作物的一类主要害虫。
目前杀灭线虫的主要方式是化学农药法和基因改造法。
化学农药法的作用因为线虫快速产生的抗药性以及线虫卵壳强大的保护作用而收效甚微；而基因改造的大豆或土豆只能抗拒若干种属线虫的危害，对于无法选择性抗拒的种属则无计可施，而且基因改造法显然无法满足消费者对高端非转基因绿色农产品的消费需求。
在人们对线虫的治理乏力的时候，Glycinoeclepine A，一种线虫孵化信息素的发现使人类看到了对抗线虫的曙光。
这种新的杀灭线虫的方式为大豆，土豆等深受线虫危害的植物提供了新的保护机制。
目前的几个化学合成的解决方案路线冗长，仅仅证明了该化合物是可以人工合成的，无法真正的攻克对该化合物大量制备的要求，因而极大的限制了它的应有推广。
本项目在前期工作的基础上，发展了高效的快速合成该信息素关键六五并环体系的方法，一步构筑了其核心骨架结构，并精准的控制了若干手性中心的生成。
为该化合物的实用性合成打下了坚实的应有基础。
在该项目中，我们拟完成对该化合物的高效合成并进行产业化推广。
因为该化合物的活性达到非常高效的皮摩尔/L的活性，对该化合物的百毫克级的合成就可以支撑起大面积的推广实验。
由于起始原料便宜（200元/公斤），且路线设计巧妙，所用试剂易得，符合农药
分子的低成本要求。
我们相信在两年内可以达到几十克级别的生成水平，完成对该信息素的产业化推广。
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In this paper，we reviewed recent discoveries in this field，including reports of the structures and identification， components and functions，biosynthesis and metabolic regulation，allelopathic signaling pathways，and signal regulate mode of ascarosides，not only in nematodes，but also in other organisms． The aim is to provide an updated and comprehensive synthesis of the ascaroside literature． This will benefit future research on the chemical ecology of nematodes，and be of great value to the field of neurobiology．
1502
生态学报
36 卷
Different ascarosides or combinations of ascarosides mediate the production of different phenotypes，and even small differences in chemical structures are often associated with strongly altered activity profiles． Additional complexity arises from concentration-dependent effects， and synergism between different ascarosides． At picomolar concentrations， a synergistic mixture of at least three ascarosides produced by hermaphrodites triggers male-specific attraction inC． elegans． At higher concentrations，the same ascarosides，perhaps in a different mixture，induce the developmentally arrested stage known as dauer．
Ascaroside signaling communicates detailed information about the life history and metabolic state of a nematode individual． The production of ascarosides is strongly dependent on environmental conditions，with the expression and concentrations of different ascarosides being sensitive to life stage，sex，food availability，and other environmental factors， suggesting that ascarosides regulate the overall life cycle of C． elegans． At the same，in some studies investigating the ascarosides of parasitic nematodes，most of the species produce species-specific ascaroside mixtures，e． g． ，ascaroside biosynthesis patterns appear to be correlated with phylogeny．
摘要： 大多数生物通过信息素系统来对环境进行感应和个体间交流，并指导其行为、发育和生理代谢。线虫是在地球上生存策 略最多样的动物之一，但其信息素系统却鲜为人知。近年来发现一组称为蛔甙（ ascarosides） 的线虫种内化学信号物质，在秀丽 隐杆线虫（ Caenorhabditis el作用。随后发现蛔甙在线虫界广 泛存在。对蛔甙进行深入全面的了解有利于促进线虫化学生态学学科发展，并填补传统化学生态学中关于化学信息对生物发 育调控的知识。因此，对近年来蛔甙的最新研究进展进行了系统总结，包括蛔甙结构与鉴定、组成和功能、生物合成与代谢调 控、化学感受信号途径及信息调节模式，从而更好地理解化感信号对线虫乃至高等生物的行为、发育、新陈代谢及衰老的调控机 制，为研究生命科学中信息素调控理论提供新的参考。 关键词： 蛔甙；秀丽隐杆线虫；寄生线虫；信息素
线虫蛔甙（ Ascarosides） 信息素研究进展
魏亚楠1，2 ，党政武3 ，陈 立2 ，方宇凌2 ，孔祥波4 ，胡春祥1，* ，赵莉蔺2
1 东北林业大学林学院，哈尔滨 150040 2 中国科学院动物研究所农业虫害鼠害综合治理研究国家重点实验室，北京 100101 3 商洛市林木病虫防治检疫站，商洛 726000 4 中国林业科学研究院森林生态环境与环保研究所国家林业局森林保护重点实验室，北京 100091
Forestry，Beijing 100091，China
Abstract： Most organisms can secrete pheromones to mediate their behavior，development，and physiological metabolism． However，prior to the discovery of a group of intra-specific chemical signal substrates called ascarosides the pheromones of nematodes had not yet been described． The main chemical structures of ascarosides are made up of the sugar ascarylose， which is linked to fatty acid-like side chains of varying lengths． Ascarosides were originally isolated from the parasitic nematodeAscaris，the animal after which the group of compounds was named． Ascarosides play important roles in mediating different behaviors and development， such as mate finding， aggregation， and diapause in the free-living species Caenorhabditis elegans． Ascarosides also mediate distinct nematode behaviors，such as retention，avoidance，and longrange attraction． Likewise，a growing body of literature reports the identification of ascarosides in a wide range of other nematodes． The different nematode species respond to distinct，but overlapping，sets of ascarosides．
1 College of Forestry，Northeast Forestry University，Harbin 150040，China 2 State Key Laboratory of Integrated Management of Pest Insects and Rodents，Institute of Zoology，Chinese Academy of Sciences，Beijing 100101，China 3 Shangluo Forest Pests Control and Quarantine Station，Shangluo 726000，China 4 Key Laboratory of Forest Protection of State Forestry Administration，Research Institute of Forest Ecology，Environment and Protection，Chinese Academy of
A wide range of biological functions is facilitated by a great diversity of ascarosides with varying chemical structures．
基金项目： 林业公益性行 业 科研 专项 （ 201204501 ） ； 国 家 高技术研究 发 展 计 划 （ 863 计 划：2014AA020529 ） ； 国 家 自 然 科 学 基 金 （ 31221091， 31272323，31370650） ； 中国科学院创新工程项目（ KSCX2-EW-J-2） ； 中国科学院战略先导专项（ XDB11050100） 收稿日期： 2014-09-01； 网络出版日期： 2015-07-29 * 通讯作者 Corresponding author． E-mail： hcx386@ 163． com