蛾类性信息素生物合成途径及其调控

蛾类通过产生和识别物种特异性性信息素来引发后续交配行为,因此它在两性交配行为中至关重要.它们具有不同碳链长度、末端官能团、不同双键位置和构型等化学结构特征,本文详细讨论了不同蛾类性信息素的合成途径以及催化每一步反应的相关酶系,列举了15种夜蛾科不同亚科常见物种的性信息素组分及其比例,总结了产生特定比例性信息素的可能原因,查阅了夜蛾科不同物种已经鉴别的性信息素,并按照不同亚科、不同官能团和碳链长度对其进行分类,归纳了同一物种及其亲缘物种性信息素组分和比例的变异,总结了产生变异的分子机理,讨论了性信息素变异和物种进化的关系.最后以生物合成激活神经肽(PBAN)为主, 介绍了其调控途径和机制.本文旨在以不同的蛾类性信息素合成途径为线索,从共有合成途径出发深入了解其规律和共性,从特异合成途径出发探究物种间的进化和变异,展望未来的研究方向及其应用.     

蛾类昆虫性信息素生物合成的研究进展

综述了各种不同化学结构类型的蛾类雌性信息素生物合成途径。此外还叙述了特定比例的性信息素成分在雌蛾体内产生的机理以及某些蛾类中信息素生物合成酶类与物种进化间的关系。     

蛾类昆虫性信息素受体及其作用机理

蛾类昆虫性信息素受体首先从烟芽夜蛾Heliothis virescens和家蚕Bombyx mori中鉴定出来, 到目前为止已经克隆得到了19种蛾类昆虫的几十种性信息素受体基因, 并且这些基因在系统发育树中聚成一个亚群。性信息素受体从蛾类蛹期开始表达, 主要表达在雄性触角的毛形感器中, 少部分受体在雌性触角、 雄性触角其他感器以及身体其他部位中也有表达。大部分蛾类性信息素受体的配体并不是单一的, 而是能够对多种性信息素组分有反应, 部分性信息素受体还能够识别性信息素以外的其他物质, 还有一部分性信息素受体的识别配体目前尚不清楚。另外发现在雌性蛾类触角中也存在一些嗅觉受体能够识别雄性分泌的性信息素。在蛾类性信息素受体与性信息素识别的过程中, 性信息素结合蛋白不仅能够特异性地运送配体到嗅觉神经元树状突上, 还能够提高性信息素与性信息素受体之间的结合效率。另外, OrCo类受体与性信息素受体共表达在嗅觉神经元中, 在蛾类性信息素受体与配体的识别过程中扮演了重要角色。但是蛾类信息素对神经元刺激的终止并非由性信息素受体控制, 而是由细胞中的气味降解酶等其他因子调控。蛾类性信息素受体研究中还有很多疑问需要解答, 其过程可能比我们想象的更为复杂。     

鳞翅目昆虫的信息素研究新进展

在昆虫信息素研究领域当中,鳞翅目昆虫的性信息物质相关研究开展得的最早,也较为详尽。目前全世界已经鉴定出来有超过了1 572种蛾类的信息素组分,各个种间信息素的比例和组分都不尽相同,这正是生物多样性在化学信息联络方面的完美体现。人类对昆虫信息素的研究已经持续了半个多世纪,昆虫信息素的研究一直是化学生态学的一个重要课题,总结出的很多经典方法与结论,对于指导农业实际生产和相关产业生活都具有指导意义。本文综述了昆虫信息素的研究概况、研究方法以及应用现状,力求为进一步深入研究提供参考。     

实夜蛾属和铃夜蛾属昆虫性信息素通讯系统的研究进展

实夜蛾属Heliothis和铃夜蛾属Helicoverpa昆虫的性信息素通讯系统主要包括雌蛾的性信息素合成和雄蛾对性信息素接收两个方面,每方面都有分子、细胞、系统水平上进行协同作用的生物过程。性信息素生物合成激活肽（PBAN）与其受体作用,启动信号转导系统,从而激活合成性信息素的酶系统来合成性信息素,利用化学和生物测定的方法鉴定出具有诱蛾活性的性信息素腺体组分及行为功能;性信息素分子与性信息素结合蛋白（PBP）的复合体同受体相互作用,启动信号转导系统,诱导产生神经信号,从而引起一系列性行为反应。这些生物过程受到各种内部和外部因素的影响。     

木蠹蛾性信息素研究的进展

综述了木蠹蛾性信息素研究及在综合防治措施中应用的最新进展,重点评述了木蠹蛾性信息素的结构鉴定与化学结构。至今有4种木蠹蛾的性信息素被鉴定,另外还筛选出2种木蠹蛾的性诱剂。在我国,对木蠹蛾的防治,应采取化学防治、生物防治及使用人工合成性信息素或性诱剂诱捕法和迷向法综合防治措施。     

蛾类昆虫雄性信息素及其功能

昆虫性信息素是两性通讯系统的基础,其中雄性信息素的研究相对较少。本文综述了蛾类昆虫雄性信息素的研究进展。迄今已鉴定出40余种蛾类昆虫的雄性信息素,其行为学功能主要有对雌性的引诱和激欲、对同种雄性的抑制及种间隔离等。     

灰翅夜蛾属昆虫的性信息素研究概况

本文从雌蛾性信息素组分鉴定、雄蛾对性信息素的行为反应和性信息素的应用３个方面,综述了灰翅夜蛾属昆虫性信息的研究进展,并展望了此属昆虫性信息素的研究前景。     

植物挥发物对蛾类昆虫性信息素的影响

在植物与昆虫的协同进化过程中,植物挥发物与昆虫性信息素的相互关系一直以来被认为是物种间的重要通信系统。这种相互关系表现为植物挥发物对昆虫生理和行为的影响上,影响昆虫性信息素的合成和昆虫对性信息素的行为反应。本文针对植物挥发物对蛾类昆虫性信息素的影响进行了综述。评述了寄主植物挥发物对蛾类昆虫性信息素或前体的合成及性信息素的产生与释放的影响,总结了寄主植物和非寄主植物挥发物对蛾类昆虫的求偶行为的调控作用及对蛾类昆虫性信息素的增效或抑制作用阐述了植物挥发物影响蛾类昆虫对性信息素行为反应的机理,并且讨论了目前存在的问题。     

蛾类昆虫性信息素通讯系统的遗传与进化

性信息素通讯是普遍而又古老的化学通讯的一种形式。多数鳞翅目蛾类依靠高度种特异性的性信息素通讯寻找配偶以及实现种间生殖隔离。种特异性信息素通讯系统的遗传与进化过程往往是物种形成的组成部分。虽然现在还没有直接证据表明性信息素通讯系统分化可以促使新物种的形成,但是关于性信息素通讯系统的多态性、遗传变异以及遗传机制的研究表明性信息素信号容易发生漂变,而性信息素的接受系统可以适应漂变的性信息素信号。本文对蛾类性信息素通讯系统的遗传与进化的研究进展作了评述,并对性信息素通讯系统进化与物种形成之间的关系进行了讨论。     

桃园中食心虫单一性诱芯及其复合配置的诱蛾效率比较

【目的】明确两种食心虫性诱芯复合配置的诱蛾效果,提高其监测或防治效率及其绿色环保化水平,为果树生产中食心虫的高效监测和绿色防控提供科学依据。【方法】田间系统调查研究了梨小食心虫(以下简称"梨小")、桃小食心虫(以下简称"桃小")单一性诱芯及其复合配置3种处理的诱蛾效率,并利用"Y"型嗅觉仪比较研究了其间梨小雄蛾趋向性的差异。【结果】(1)梨小和桃小性单一诱芯及其复合配置对梨小均具有引诱作用,其诱蛾总量依次为8 238.33、1 451.67、8 321.67头/诱捕器,其中第1、2、3代时复合配置诱蛾量最大,越冬代和第4代时梨小单一性诱芯诱蛾量最大,而各世代桃小单一性诱芯诱蛾量均最低。梨小单一性诱芯及其复合配置均监测到5个梨小发生高峰,且峰期基本一致,但复合配置的峰日诱蛾量均较高;桃小单一性诱芯仅监测到3个梨小发生高峰,且峰日诱蛾量亦较低。(2)桃小单一性诱芯及其复合配置对桃小均具有引诱作用,其诱蛾总量依次为4.00、2.33头/诱捕器,而梨小单一性诱芯对桃小无引诱作用。(3)"Y"型嗅觉仪研究发现,梨小食心虫对梨小和桃小各单一性诱芯及其复合配置均具有趋向作用,其趋向率依次为50.67%、8.67%、53.33%。【结论】梨小和桃小单一性诱芯复合配置对梨小诱捕量有微增效作用,而对桃小诱捕量有一定干扰作用,但影响均不显著。据此,该复合配置可用于桃园中梨小和桃小的监测与防控。     

白蚁信息素研究进展

白蚁是最古老的社会性昆虫, 其社会性的维持需要信息素的相互作用。本文回顾了近年来国内外白蚁信息素研究的最新进展, 内容涉及白蚁踪迹信息素、 性信息素、 告警信息素和促食信息素的功能、 化学成分及产生信息素的外分泌腺。白蚁分泌信息素的腺体主要有背板腺、 腹板腺、 后腹板腺、 额腺和唾腺。绝大多数白蚁信息素是挥发性物质。白蚁在化学通讯上存在节俭策略, 即同一种化合物由不同的白蚁种类的不同外分泌腺分泌, 可具有不同的功能。总结了各类信息素在白蚁物种间、 同一物种的品级间和性别间的异同和作用方式, 强调了白蚁信息素的反应阈值、 最佳浓度、 有效期和物种特异性对其功能的影响。目前对白蚁信息素的研究尚处于起步阶段, 其研究成果对等翅目系统发育研究和白蚁防治具有重要的意义。文章最后展望了白蚁信息素在白蚁防治上的应用前景。     

Patterns of biosynthesis and accumulation of hydrocarbons and contact sex pheromone in the female german cockroach,Blattella germanica

De novo synthesis of contact female sex pheromone and hydrocarbons in Blattella germanica was examined using short in vivo incubations. Accumulation of pheromone on the epicuticular surface and the internal pheromone titer were related to age-specific changes in hydrocarbon synthesis and accumulation in normal and allatectomized females. The incorporation of radiolabel from [1-¹⁴C]propionate into the cuticular methyl ketone pheromone fraction was positively related to corpora allata activity during two gonotrophic cycles. During peak pheromone production the total internal lipid fraction contained greater titers of pheromone than the cuticular surface, and it too exhibited a cycle internally, preceding the rise in external pheromone. This suggests that synthesis and accumulation of pheromone internally are followed by transport of pheromone to the epicuticular surface where it accumulates. Radiolabel was incorporated efficiently into both cuticular and internal hydrocarbons after the imaginal molt and until the peak of pheromone synthesis, but it declined to lower levels before ovulation and throughout pregnancy. The internal hydrocarbon titer decreased 58% after oviposition, suggesting deposition in the egg case. It remained relatively unchanged during pregnancy and increased again during the second gonotrophic cycle. In allatectomized females, hydrocarbon synthesis was reduced relative to control females until oviposition in the latter. However, subsequent rates of hydrocarbon synthesis in allatectomized females (without oothecae) exceeded the rates in sham-operated females (with oothecae). In the absence of ovarian uptake of hydrocarbons, the internal titer increased without the decline found in control females at oviposition. As internal hydrocarbons increased, so did cuticular hydrocarbons and both internal and cuticular methyl ketone pheromones. These patterns corresponded well with feeding patterns in sham-operated and allatectomized females, suggesting that pheromone production is normally regulated by stage-specific feeding-induced hydrocarbon synthesis (precursor accumulation internally) and juvenile hormoneinduced conversion of hydrocarbon to pheromone. They also suggest that both the cuticle and the ovaries might be target sites for hydrocarbon and possibly methyl ketone deposition. © 1994 Wiley-Liss, Inc.     

铃夜蛾属昆虫性信息素生物合成及内分泌调控

综述了铃夜蛾属Helicoverpa昆虫性信息素生物合成途径及内分泌因子的调控作用 ,包括信息素生物合成激活神经肽 (PBAN)和信息素生物合成抑制肽 (PSP)等的来源、结构和作用机制及一些种中保幼激素 (JH)和章鱼胺 (OA)对性信息素生物合成的作用 ,并展望了未来的研究方向。     

半翅目昆虫性信息素的研究进展

本文主要从半翅目昆虫性信息素的提取鉴定方法、分泌部位、性信息素成分、在防治中的应用以及存在的问题等几个方面综述了半翅目昆虫性信息素的研究进展。     

植物气味化合物与斜纹夜蛾性信息素的协同作用

为提高现有性信息素对雄蛾的引诱活性, 本研究通过大量的田间试验探索植物气味化合物与斜纹夜蛾Spodoptera litura性信息素（顺9, 反11-十四碳二烯乙酸酯∶顺9, 反12-十四碳二烯乙酸酯=10∶1）的协同作用机制。从斜纹夜蛾寄主植物和花的气味化合物中, 选择9种有代表性的化合物, 并以一定剂量分别加入到斜纹夜蛾性信息素诱芯中, 在田间测试对雄蛾的引诱活性。结果表明: 在测试的9种植源性化合物中, 发现一定剂量(每个诱芯加入0.4 mg)的苯乙醛(PAA), 具有显著提高斜纹夜蛾性信息素的引诱作用, 而高剂量的苯乙醛则强烈抑制性信息素的引诱活性; 此外, 其他各种浓度的测试化合物或混合物对性信息素则没有统计上显著的增效作用。不同剂量的苯乙醛单个化合物及各种植物气味化合物组成的混合物对斜纹夜蛾也有微弱的引诱作用。苯乙醛必须要与性信息素的完整组分(以10∶1比例混合的顺9, 反11-十四碳二烯乙酸酯和顺9反, 12-十四碳二烯乙酸酯)混合才能起作用, 缺少顺9, 反12-十四碳二烯乙酸酯则没有引诱活性。本研究证明, 苯乙醛作为理想的性信息素诱芯增效剂, 可应用于建立更理想的斜纹夜蛾性信息素诱杀技术, 对性诱害虫防治和测报具有应用价值。     

昆虫聚集信息素

昆虫聚集信息素是昆虫重要的信息化学物质之一,对昆虫的聚集行为有重要意义。近三十年来,国外鉴定了多种昆虫聚集信息素,主要成分为一些烃、醇、醛、酮、酯、酸、酸酐、胺以及腈类化合物,但其在有害生物可持续治理中的应用潜能尚未充分利用;昆虫聚集信息素的来源多样,除蛹外,多个虫态均有聚集信息素释放,有些学者甚至把一些寄主释放的挥发物作为聚集信息素的组分;同种昆虫,不同生理状态,其聚集信息素可以完全不同或同一信息化学物质的功能不同;但是,并非所有昆虫的聚集行为均为聚集信息素调节,利他素、性信息素以及报警信息素等其它信息化学物质均能导致一些昆虫的聚集。本文综述了5目17科55种昆虫的聚集信息素。