昆虫激素

第九章 昆虫的激素
本章重点及复习思考题
1.控制昆虫生长发育和变态的主要激素有哪几种？ 它们分别是由那些内分泌器官分泌的？
2.内激素是如何控制昆虫的生长发育和变态的？
3.名词解释：激素、信息素、性信息素，集结信 息素、踪迹信息素、告警信息素。 4.何谓昆虫生长调节剂？何谓仿生农药？它们有 何发展前景？
第一节 昆虫的内激素
1.1 昆虫的内分泌器官
脑神经分泌细胞 脑
额神经节
中枢神经 分泌细胞
—— 昆 虫 的 内 分 泌 系 统
心侧体 咽侧体
前胸腺 咽下神经节 后胸神经节 第1腹神经节 心侧体 脑下神经节 咽下神经节 咽侧体 末端腹神经节 侧神经 分泌细胞
生殖腺
前胸腺
第一节 昆虫的内激素
1.1 昆虫的内分泌器官
心侧体 咽侧体 脑神经分泌细胞 贮存PTTH
PTTH刺激
低浓度JH 化蛹
前胸腺
高浓度JH 幼虫脱皮 蜕皮激素
蛹（滞育） 低温刺激 PTTH
幼虫
卵
成虫
第一节 昆虫的内激素
1.3 变态激素在害虫防治中的应用
脑激素、保幼激素和蜕皮激素又合称昆虫变态激素。目
前已模拟合成多种保幼激素和蜕皮激素（昆虫生长调节 剂），并用于害虫防治或益虫利用。这类物质能干扰虫体 内的激素平衡，破坏其正常生长发育、变态和生殖，且对 高等动物毒性小，不污染环境，被称为第3代杀虫剂。
昆虫的激素
昆虫的生长发育、脱皮、变态、滞育、生殖、多型现象 等生理过程以及行为反应等，都离不开激素的参与。
激素（hormone)分为内激素和外激素两大类，是由机体 内的特定腺体分泌的微量物质。内激素的分泌器官（腺体） 无导管与体外相通，因此只能分泌于体内，并经血液运送 至靶器官，引起并调节内部生理活动。外激素又称信息激 素，其分泌器官（腺体）有导管与体外相通，分泌并散布 于大气中，经空气传播，引起其它个体（同种或异种）的 行为反应。
—— 神经分泌细胞的结构
侧支
轴突传运
细胞体内合成
轴突末梢贮存和释放
神经细胞中的一类 体积较大和有分泌 功能的细胞，存在 于脑、咽下神经节 和其它胸、腹部神 经节中，但主要是 脑神经分泌细胞。 神经分泌细胞大多 是单极神经元，具 有神经细胞和腺体 细胞的双重特征。 其主要结构特征是 轴突末梢特膨大。
第一节 昆虫的内激素
第二节 昆虫的信息素
2.3 昆虫信息素的种类
性信息素（sex pheromone） 由某一性别（多为雌性） 个体释放，引诱异性前来交尾。如家蚕雌蛾腹部的特殊 腺体分泌的蚕蛾醇，能引诱雄蛾前来交配。 性抑制信息素（inhibitory pheromone） 能抑制后代 的卵巢发育。如蜜蜂蜂后的上颚腺长链不饱和有机物 （性抑制外激素Ⅰ和Ⅱ），能抑制工蜂的卵巢发育。 标迹信息素（trail pheromone） 标记踪迹。如蚂蚁、 白蚁、蜜蜂等。 告警信息素（alarm pheromone） 遇敌袭击时，告知同 类其它个体警惕或逃生。如蚂蚁、蚜虫等。 集结信息素（aggregation pheromone） 招引其它个体 前来集结。如小蠹虫等很多甲虫和飞蝗等。
A
O
H
JHⅠ：R1=R=C2H5 JHⅡ：R1=R2=C2H5 JHⅢ：R1=C2H5 JH 0 ：R1=R2=CH3
B
C
昆虫蜕皮激素和保幼激素的化学结构
A.α-蜕皮激素；B.β-蜕皮激素；C.保幼激素
第一节 昆虫的内激素
1.2 昆虫的重要内激素及其作用
脑激素
调控 活化
—— 脑 激 素 的 活 化 作 用
第九章 昆虫的激素
第三节 昆虫激素的应用
昆虫变态激素类似物（生长调节剂）的应用：
保幼激素类似物——灭幼脲等。 蜕皮激素类似物——抑太保等。
昆虫性信息素的应用：
作为害虫预测预报的工具 直接防治
大量诱捕法 迷向法 与其他防治措施组合（昆虫病毒、原生动物、不育剂）
其他信息素的应用：
白蚁的踪迹信息素与杀虫剂的混合使用
昆虫生长调节剂的作用机制是多方面的。保幼激素类似 物能抑制组织对蜕皮激素的感受性，阻止变态的发生，或
阻碍几丁质的合成，使昆虫不能顺利脱皮而死亡；蜕皮激 素类似物则主要促使昆虫不正常早熟（提前脱皮、化蛹、 羽化等）。
第九章 昆虫的激素
第二节 昆虫的信息素
信息激素（message）又叫外激素（pheromone） ，是 由虫体内的特殊腺体分泌到体外，引起同种（种内信息 素）间或是异种（种间信息素）其它个体行为反应的化 学通信物质，具有刺激和抑制两方面的作用。 信息素作为通讯工具或化学语言，主要由信息素的释 放、传递和接受3部分组成。信息素的释放通常由外分泌 腺体和能使化合物分子传递到周围介质中去的特化器一 起组成。传递介质则主要根据昆虫的生活方式不同，可 以是空气或水，也可以是相关的其它物体，接受部分为 嗅觉器官和味觉器官。
第二节 昆虫的信息素
2.2 昆虫信息素的化学组成及作用原理
昆虫信息素是带有挥发油性质的化学物质，具有香味或 臭味。一般都是多种成分的混合物，有的是顺式或反式异 构体组成的混合物，有些是乙酸酯和醇或乙酸酯和醛的混 合物，有的是不同双键位置的异构体，有的结构很简单， 有的则较为复杂。多数是长链的不饱和醇、乙酸酯或醛类， 如蛾类的性外激素。但也有不少是萜类化合物，如标迹外 激素和集结外激素。
1.2 昆虫的重要内激素及其作用
内激素包括神经激素和腺体激素两类。目前，研究比 较多的昆虫内激素有脑激素、蜕皮激素和保幼激素等， 并已明确了它们调控昆虫变态的机制。
脑激素（BH，brain hormone）又称活化激素和促前
胸腺激素（PTTH），是一类神经激素，主要作用是活化 前胸腺和咽侧体的分泌活动。
信息素在结构上的微小变化，就会丧失部分甚至全部引 诱活性，或者相反。因为立体构型不同，有的改变可增加 活性，有的则可降低活性，有的化学成分相同，但因构型 的比例不2.2 昆虫信息素的化学组成及作用原理
信息素特别是性信息素的释放有严格的条件限制，主要取 决于成虫性成熟状态、时间和环境条件。许多昆虫从羽化 后的整个生命周期都可以产生和释放信息素，有些昆虫则 必须达到一定的虫龄，才能达到性成熟，并且在自然死亡 前的某个时期就停止了信息素的产生。 各种昆虫均按自身固有的生物钟释放性信息素。如4～5天 蛾龄的雄性红带卷叶蛾在上午9时的反应最强烈；球果蝇雌 性信息素的释放在黑暗后5～6小时开始，9小时后最盛。 光、温、气可直接影响性信息素的释放。此外，不同的光 周期和温度的变化还可通过改变体内生物钟的作用而间接 控制性行为。
蜕皮激素（MH，molting hormone）也称前胸腺激素，
主要作用是激发昆虫的脱皮活动。
保幼激素（JH，juvenile hormone）又叫咽侧体激素，
主要起保持幼虫状态、抑制蜕皮和变态的作用。
第一节 昆虫的内激素
1.2 昆虫的重要内激素及其作用
OH OH OH OH H O OH OH OH OH OH OH OH HO R1 R2 R COOCH3
前胸腺
咽侧体 分泌活动
蜕皮激素
保幼激素
第一节 昆虫的内激素
1.2 昆虫的重要内激素及其作用
激素对变态的调节 脑激素、保幼激素、蜕皮 激素的综合作用可以调节控 制昆虫的生长发育和变态。 在BH的活化作用下： 当JH＞MH时： 幼虫蜕皮 幼虫 当JH＜MH时： 幼虫脱皮 化蛹 当JH=0，MH单独作用时： 蛹羽化 成虫
第二节 昆虫的信息素
2.1 昆虫的外分泌腺体
昆虫释放信息激素的腺体部位，因种类不同而异，但多 位于头部、胸部、腹部、翅以及后足等特定部位。例如， 鳞翅目雌虫一般位于腹末生殖孔附近，腺体起源于节间褶 膜，通常处于第8、9腹节之间，但各种昆虫的腺体形态结 构则不完全相同。蝶类通常由雄虫释放性信息素，一种斑 蝶雄性的后腹部生有1对臭腺，与外翻的毛状鳞（气味刷） 连在一起，在求爱过程中气味刷展开呈扇形，散布性外激 素。鞘翅目昆虫的性信息激素，有的在粪便中，有的在后 肠或腹部末端。半翅目昆虫多在后胸腹板。同翅目多在后 足胫节上。膜翅目多在腹部前侧边缘，而蜜蜂却由上颚腺 分泌。
第一节 昆虫的内激素
内激素能活化染色体，调节昆虫体内核酸和蛋白质的 合成，影响有关遗传物质的活动，决定遗传基本形状的 出现程序。随着人们对激素的结构、作用机理认识的进 一步深入，尤其是人工合成类似物的应用，激素将对害 虫防治和益虫利用发挥更重要的作用。
1.1 昆虫的内分泌器官
脑神经分泌细胞和脑激素 前胸腺和蜕皮激素 咽侧体和保幼激素 心侧体及其激素