昆虫对植物次生物质的代谢适应机制及其对昆虫抗药性的意义

植物次生物质(plant secondary metabolites)对昆虫的取食行为、生长发育及繁殖可以产生不利影响,甚至对昆虫可以产生毒杀作用。为了应对植物次生物质的不利影响,昆虫通过对植物次生物质忌避取食、解毒代谢等多种机制,而对寄主植物产生适应性。其中,昆虫的解毒代谢酶包括昆虫细胞色素P450酶系（P450s）及谷胱甘肽硫转移酶（GSTs）等,在昆虫对植物次生物质的解毒代谢及对寄主植物的适应性中发挥了重要作用。昆虫的解毒酶系统不仅可以代谢植物次生物质,还可能代谢化学杀虫剂,因而昆虫对寄主植物的适应性与其对杀虫剂的耐药性甚至抗药性密切相关。昆虫细胞色素P450s和GSTs等代谢解毒酶活性及相关基因的表达可以被植物次生物质影响,这不仅使昆虫对寄主植物的防御产生了适应性,还影响了昆虫对杀虫剂的解毒代谢,因而改变昆虫的耐药性或抗药性。掌握昆虫对植物次生物质的代谢适应机制及其在昆虫抗药性中的作用,对于明确昆虫的抗药性机制具有重要的参考意义。本文综述了植物次生物质对昆虫的影响、昆虫对寄主植物次生物质的代谢机制、昆虫对植物次生物质的代谢适应性对昆虫耐药性及抗药性的影响等方面的研究进展。     

次生物质在植物与昆虫协同进化中的意义

次生物质是植物次级低谢的产物,它在植物与昆虫协同进化中起着主导作用。本文通过介绍次生物质在植物化学防御中的作用,昆虫对次生物质的适应及其利用等内容,阐述了次生物质在植物与昆虫协同进化中的意义。     

虫害诱导的植物挥发性次生物质及其对寄生蜂的招引作用

在植物-植食性昆虫-寄生蜂三级营养系统中,虫害诱导的植物挥发性次生物质是当前害虫生物防治、化学生态学和昆虫行为学研究的热点之一.本文概述了虫害诱导的植物挥发性次生物质的特性及其对寄生蜂的招引作用,可望为害虫生物防治研究提供参考.     

昆虫对植物次生性物质的适应策略

植物次生性物质是植食性昆虫在取食过程中遇到的主要障碍之一,也是天敌昆虫寻找寄主或猎物的主要信息来源。当今,昆虫学中的一些重要理论问题,如寄主植物的识别,食性的形成,植物求救信号的释放,天敌对寄主或猎物的识别和寻找机制等等,均与植物次生性物质有关。在长期的演化过程中,昆虫适应了植物次生性物质的种种不利作用,改变了这类物质对植物本身的防御作用,使其能充分地利用各分类阶元的植物次生性物质作为寻找寄主植物、昆虫寄主或猎物以及取食的信号。昆虫与植物次生性物质的这种关系是当今协同演化理论得以产生的主要依据之一。关于昆…     

昆虫取食诱导的植物防御反应

植物被昆虫取食后可产生直接防御或间接防御。直接防御通过增加有毒的次生代谢产物或防御蛋白对昆虫生理代谢产生不利的影响,但对植物的消耗较大。间接防御通过释放挥发性化合物吸引天敌昆虫,并以此控制植食性昆虫。特异性的昆虫激发子(insect specific elicitors)能够诱导挥发性化合物的释放。多种信号途径参与昆虫取食诱导的植物防御反应,它们之间的相互作用协同或拮抗。了解昆虫取食诱导的植物防御反应,对于害虫综合治理策略的完善具有重要的意义。     

与昆虫有关的植物挥发性次生物质的研究方法

研究植物挥发性次生物质与昆虫的关系已有几十年的历史 ,在近 2 0年中 ,分析手段得到长足的提高。本文回顾了传统的研究方法 ,综合近年新报道的研究方法加以综述 ,以供同行参考。     

植物挥发性物质对昆虫作用的研究进展

不同植物的挥发性物质对昆虫行为有着不同的调节作用,部分对害虫表现为引诱作用,部分对害虫表现为驱避和致死作用,有的则表现为寄主植物与天敌昆虫之间的互惠引诱定位作用。本文综述了近年国内外有关植物挥发性物质的研究概况及其对昆虫的不同作用,展望了其在未来害虫综合治理中的应用。     

植物挥发性物质及其代谢工程

植物挥发性物质在植物之间和植物与昆虫间的化学通讯中起着重要作用.有关这些次生物质的生物合成、代谢调控、生理功能以及与环境相互作用的研究近十多年来取得了重要进展.迄今为止,已经有3 0多种植物挥发性物质的合成酶基因被克隆.这些基因调控着植物萜类、芳香化合物、脂肪酸衍生物这三大类主要挥发性物质的生物合成.由于潜在的应用价值,近几年该领域颇受注目,特别是应用基因工程技术设计植物释放特殊气味物质,诸如特定的驱避剂或者其它控制植物或昆虫行为的特殊气味乃至与人类健康相关的药用气味物质.该文就植物挥发性物质的生物合成、生理和生态功能以及基因工程方面的研究进展作一概述.     

非嗜食植物中的昆虫产卵驱避物及其利用

产卵是植物性昆虫生命周期中的一个重要环节,它能反映昆虫与植物相互作用的某些特点以及植食性昆虫对植物利用的策略.植物中的驱避物质在调节昆虫产卵行为过程中起着十分重要的作用.大量研究结果表明:许多非嗜食植物含有对昆虫产卵有驱避作用的次生化合物.研究植物中的昆虫产卵驱避物质不仅能在理论上加深对植食性昆虫产卵机制,植食性昆虫与植物间的相互关系以及昆虫群落构建机制等的认识,同时在害虫综合治理中有广泛的应用前景.     

信息化合物对昆虫行为的影响

本文综述了来自寄主植物的挥发性物质和同种昆虫或异种昆虫释放的各种信息素及两者的协同作用的信息化合物对昆虫行为的影响。特别强调了寄主植物的气味物质和昆虫信息素协同作用在昆虫寻找寄主、求偶、交配及天敌在寄主识别过程中的重要地位。昆虫对寄主植物的识别是由于识别了植物气味的由一定组分、按照严格比例组成的化学指纹图。昆虫信息素与植物挥发性物质相结合为昆虫寻找求偶、交配场所提供更复杂或更全面的信息。许多昆虫只有在寄主植物或寄主植物气味存在时 ,才能释放性或聚集信息素。天敌在寄主识别、搜索及定位等一系列过程中 ,来自寄主的食料、寄主本身及两者的互作的信息化合物起重要的作用。研究信息化合物对昆虫行为的影响可以探索昆虫各种行为的内在机理 ,更好的了解寄主—昆虫—天敌三层营养关系的相互作用 ,对利用天然活性化合物防治害虫及生物防治提供理论依据     

两种蚜茧蜂及其寄主蚜虫对大豆植株挥发性次生物质的触角电位反应

研究了下列害虫和寄生天敌种类对大豆植株中提取的某些挥发性次生化合物及其不同组合混合相的触角电位反应： 1)豆蚜Aphis craccivora Koch和麦长管蚜Macrosiphum avenae (Fabricius);2)为害大豆植株的大豆蚜Aphis glycines Matsumura和不为害大豆植株的豆蚜二者所共有的寄生天敌豆柄瘤蚜茧蜂Lysiphlebus fabarum Marshall; 3)不为害大豆植株的麦长管蚜的寄生天敌燕麦蚜茧蜂Aphidius picipes Nees。结果表明,与大豆植株相关联的大豆蚜和不相关联的豆蚜所共有的天敌——豆柄瘤蚜茧蜂,对大豆植株的挥发性次生化合物及其混合相反应敏感,而与大豆植株不相关联的豆蚜、麦长管蚜及其寄生天敌——燕麦蚜茧蜂,对大豆植株的挥发性次生化合物及其混合相反应不敏感。再次证明,植物挥发性次生化合物在害虫及其寄生天敌搜寻寄主的过程中起到重要的作用。     

Cross-kingdom interactions matter: fungal-mediated interactions structure an insect community on oak

Although phytophagous insects and plant pathogens frequently share the same host plant, interactions among such phylogenetically distant taxa have received limited attention. Here, we place pathogens and insects in the context of a multitrophic-level community. Focusing on the invasive powdery mildew Erysiphe alphitoides and the insect community on oak (Quercus robur), we demonstrate that mildew-insect interactions may be mediated by both the host plant and by natural enemies, and that the trait-specific outcome of individual interactions can range from negative to positive. Moreover, mildew affects resource selection by insects, thereby modifying the distribution of a specialist herbivore at two spatial scales (within and among trees). Finally, a long-term survey suggests that species-specific responses to mildew scale up to generate landscape-level variation in the insect community structure. Overall, our results show that frequently overlooked cross-kingdom interactions may play a major role in structuring terrestrial plant-based communities.     

Feeding by Hessian fly [Mayetiola destructor (Say)] larvae does not induce plant indirect defences

Abstract.  1. Recent research has addressed the function of herbivore-induced plant volatiles in attracting natural enemies of feeding herbivores. While many types of insect herbivory appear to elicit volatile responses, those triggered by gall insects have received little attention. Previous work indicates that at least one gall insect species induces changes in host-plant volatiles, but no other studies appear to have addressed whether gall insects trigger plant indirect defences.
2. The volatile responses of wheat to feeding by larvae of the Hessian fly Mayetiola destructor (Say) (Diptera: Cecidomyiidae) were studied to further explore indirect responses of plants to feeding by gall insects. This specialist gall midge species did not elicit a detectable volatile response from wheat plants, whereas a generalist caterpillar triggered volatile release. Moreover, Hessian fly feeding altered volatile responses to subsequent caterpillar herbivory.
3. These results suggest that Hessian fly larvae exert a degree of control over the defensive responses of their host plants and offer insight into plant-gall insect interactions. Also, the failure of Hessian fly larvae to elicit an indirect defensive response from their host plants may help explain why natural enemies, which often rely on induced volatile cues, fail to inflict significant mortality on M. destructor populations in the field.     

Non-host plant extracts reduce oviposition of Plutella xylostella (Lepidoptera: Plutellidae) and enhance parasitism by its parasitoid Cotesia plutellae (Hymenoptera: Braconidae)

Botanical preparations, usually from non-host plants, can be used to manipulate the behaviour of insect pests and their natural enemies. In this study, the effects of extracts of Chrysanthemum morifolium, a non-host plant of the diamondback moth, Plutella xylostella (Linnaeus), on the olfactory and oviposition responses of this phytophagous insect and on levels of parasitism by its specialist parasitoid Cotesia plutellae (Kurdjumov) were examined, using Chinese cabbage Brassica campestris L. ssp. pekinensis as the test host plant. Olfactometer tests showed that volatiles of chrysanthemum extract-treated host plants were less attractive to P. xylostella females than those from untreated host plants; and in contrast, volatiles of the chrysanthemum extract-treated host plants were more attractive to females of its parasitoid C. plutellae than those from untreated host plants. Oviposition preference tests showed that P. xylostella females laid only a small proportion of their eggs on chrysanthemum extract-treated host plants, while ovipositing parasitoid females parasitized a much higher proportion of host larvae feeding on the treated host plants than on untreated host plants. These results suggest that certain non-host plant compounds, when applied onto a host plant, may render the plant less attractive to a phytophagous insect but more attractive to its parasitoids. Application of such non-host plant compounds can be explored to develop push-pull systems to reduce oviposition by a pest insect and at the same time enhance parasitism by its parasitoids in crops.     

Beta-ionone is a functional plant volatile that attracts the parasitic wasp,Microplitis pallidipes

BioControl - The effects of plant volatiles on parasitoids are important with regards to the tri-trophic interactions among host plants, insect herbivores, and their natural enemies. However, the...     

植物—植食性昆虫—天敌三营养层次的相互作用及其研究方法

根据国内外的最新研究成果 ,从他感化合物和植物的营养物质、有毒物质、形态特征、密度、多样性以及分布等化学和物理因子两方面阐述了植物、植食性昆虫及其天敌三营养层次间直接和间接的相互关系 ,揭示了植物在三者关系中的核心作用 ,并就目前在该领域中的一些常用的研究方法作了介绍 .     

寄主植物-蚜虫-天敌三重营养关系的化学生态学研究进展

综述了寄主植物－蚜虫－天敌三重营养关系的化学生态学研究,重点阐述了3个研究热点：①植物挥发性物质在蚜虫及其天敌选择寄主行为过程中的作用;②蚜虫信息素和蜜露对蚜虫天敌寄主选择行为的影响;③植物挥发性物质对蚜虫信息系作用的影响。对寄主植物－蚜虫－天敌三重营养关系的全面了解,将为蚜虫的综合治疗提供新思维。