Progress in research on the sex pheromones of Helicoverpa armigera (Hiibner)

半个多世纪以来,众多学者对昆虫性信息物质进行了广泛而深入的研究,自蚕蛾醇的结构被鉴定开始,鳞翅目昆虫的性信息物质一直是研究的热点.棉铃虫Helicoverpa armigera (Hübner)由于危害严重倍受关注.本文综述了棉铃虫性信息物质的提取、鉴定、产生和识别机制,及各组分功能作用等研究现状,为进一步深入研究提供了思路.     

棉铃虫对几种信息化合物的触角电位 (EAG)反应

通过棉铃虫成虫对 1 0种寄主植物挥发性物质、两种性信息素组分及两者的混合作用的触角电位反应 ( EAG) ,发现棉铃虫雌雄蛾对 1 0种挥发性物质的 EAG反应差异显著 ( P<0 .0 5 ) ,说明了 1 0种挥发物质对棉铃虫成虫的感应功能有所不同。 1 0种寄主植物挥发物质与性信息素主要组分混合后能引起雄蛾 EAG反应明显高于单独性信息素的反应 ,其中有 4种挥发性物质明显地增强棉铃虫对性信息素的反应 ( P<0 .0 5 ) ,即庚醛、1 -己醇、反 - 2 -己烯醇、顺 - 3-己醇 - 1 ,说明了以寄主植物挥发物质与昆虫性信息素混合作用来增强昆虫性信息素的应用效果。不同光温条件下饲养的雄蛾对寄主植物挥发性物质与性信息素相互作用的 EAG反应差异显著 ( P<0 .0 5 )。     

本期重点推介

正研究棉铃虫Helicoverpa armigera嗅觉感受的神经机制,可为进一步研发棉铃虫引诱剂技术提供理论依据。单感器记录与神经元示踪技术相结合是研究昆虫嗅觉受体神经元的功能及其投射的神经纤维球的重要方法。为了鉴定棉铃虫雄性成虫触角性信息素感器嗅觉受体神经元的功能、形态及中枢投射路径,河南农业大学植物保护学院马百伟和赵新成及中国农业科学院植物保护研究所王桂荣等以雄性棉铃虫成虫为试虫,利用单感器记录技术记录其嗅觉受体神经元     

用于昆虫嗅觉行为研究的四臂嗅觉仪的设计、制作和应用

昆虫在寻找奇主植物的过程中,寄主植物的气味传递着有关取食、产卵及其它活动的可行性信息,对昆虫的行为反应起着关键的作用~[1]。因此研究昆虫的嗅觉行为不仅能够揭示害虫与寄主植物间的化学联系,而且可为害虫的防治、预测预报提供新的思路与途径。笔者在参考国外文献的基础上,自行设计、制作了用于研究棉铃虫等飞翔活动能力较强的昆虫的四臂嗅觉仪。它兼具了国外文献介绍的嗅觉仪及风洞的特点,在研究棉铃虫对其寄主植物挥发性信息物质中取得了较好的结果,现将其结构、工作原理及初步的测试效果介绍如下。l基本结构及各部分的功能1．…     

棉铃虫围食膜的蛋白质组鉴定

【目的】围食膜(peritrophic membrane, PM)是昆虫抵御随食物摄入的病原微生物入侵的第一道天然屏障。本研究旨在鉴定出农业重大害虫棉铃虫Helicoverpa armigera围食膜的总蛋白成分,为进一步揭示昆虫围食膜的形成机制及研发新颖的害虫控制策略奠定基础。【方法】剥离棉铃虫5龄幼虫PM,用三氟甲磺酸(trifluoromethane sulfonic acid, TFMS)处理,采用液质联用技术(LC-MS/MS)鉴定围食膜蛋白质组,然后对鉴定结果进行生物信息学分析。【结果】本研究共鉴定出棉铃虫幼虫围食膜蛋白质169个,是目前鉴定最多的棉铃虫围食膜蛋白。通过GO分析,可以将这些鉴定的蛋白分为细胞组分、分子功能和生物学过程三大类;KEGG富集结果显示,鉴定蛋白可以富集在12条代谢通路中;蛋白互作分析(protein protein interaction, PPI)结果表明,以ACC和CG3011等蛋白为核心可以形成蛋白互作网络。【结论】本研究鉴定了169个棉铃虫幼虫围食膜蛋白质,并对其进行了GO, KEGG和PPI分析,结果有助于人们全面理解昆虫围食膜的分子结构和功能。     

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。     

气相色谱与触角电位检测器联用技术及其应用

介绍了气相色谱与触角电位检测器联用技术的工作原理、优点及其在昆虫性信息素或其它信息物质鉴定方面的应用。根据作者应用此技术进行赤松毛虫和桑尺蛾性信息素研究的经验 ,重点介绍了气相色谱与触角电位联用技术在实践操作中应注意的问题     

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。     

植物气味化合物对棉铃虫产卵及田间诱蛾的影响

利用触角电位技术（EAG）研究棉铃虫Helicoverpa armigera对17种植物气味物质的嗅觉反应,实验结果表明：棉铃虫雄蛾、雌蛾对所试各种植物气味物质均无明显的嗅觉反应差异,不同种类的气味物质能引起不同的EAG反应。对其中的几种植物气味物质进行了引诱产卵实验及田间诱蛾实验,结果表明：某些寄主植物的挥发性次生物质显示出较好的引诱产卵活性,且对棉铃虫性诱剂具有增效和协同作用。田间实验数据显示,增加了植物气味物质的棉铃虫性诱剂与单一的棉铃虫性诱剂相比差异显著。     

鳞翅目昆虫中甾体载体蛋白-2的初步鉴定

甾体载体蛋白-2(SCP-2)是介导昆虫胆固醇吸收和运输的一种重要载体蛋白,已在双翅目中被发现和鉴定.利用SDS-PAGE和western blot鉴定鳞翅目昆虫棉铃虫和粉纹夜蛾离体培养细胞中SCP-2的存在.结果 表明棉铃虫中肠组织和粉纹夜蛾Tn581细胞中确实存在SCP-2蛋白.     

水生无脊椎动物的化学通讯

水生无脊椎动物的化学通讯邱高峰，堵南山，赖伟（华东师范大学生物学系上海２０００６２）关键词水生无脊椎动物，化学通讯，信息素，利己素，利它素陆生无脊椎动物昆虫化学通讯的研究已经取得了蓬勃发展，迄今为止已被分离、纯化和鉴定的昆虫信息物质有百余种，利用昆虫...     

昆虫的性信息素及其应用

较系统地介绍了昆虫性信息素领域取得的成就,包括昆虫性信息素的种类、化学、生物学、结构鉴定及信息应用等,并进行了展望。     

雄性棉铃虫感受性信息素的分子和神经机制研究进展

棉铃虫Helicoverpa armigera主要借助于性信息素通讯完成雌雄识别,实现交配和种群繁衍。关于棉铃虫感受性信息素机制的研究一直是我国化学生态学领域的热点和重心,研究结果有助于开发和改进棉铃虫防治的性引诱剂。本文将对棉铃虫雄虫感受雌虫释放的性信息素的机制进行综述,以期为深入研究棉铃虫及其他相关昆虫的性信息素感受的分子和神经机理提供参考。棉铃虫雌虫性信息素腺体合成和释放多种长链、饱和或非饱和的脂肪醛和醇等化合物,其中Z11-16:Ald为主要性信息素成分,Z9-16∶Ald和Z9-14∶Ald为次要性信息素成分,不同组分按一定比例混合可明显增强对雄性棉铃虫的引诱效果,而化合物Z11-16∶OH和高剂量的Z9-14∶Ald对性信息素引诱活性具有明显的抑制效果。相应地,雄性棉铃虫触角上A, B和C 3种类型的毛形感器能够感受这些信息化合物。A类型毛形感器内表达受体OR13感受Z11-16∶Ald,B类型毛形感器内表达OR14b感受Z9-14∶Ald,C类型毛形感器内表达OR6和OR16感受Z9-16∶Ald, Z9-14∶Ald, Z11-16:Ac和Z11-16∶OH。受体的表达位置和功能与不同类型毛形感器的电生理反应特性相一致。钙离子成像证明在棉铃虫触角叶内的3个扩大型神经纤维球接受这些气味信息,其中神经纤维球云状体接受Z11-16∶Ald,背中间后侧纤维球接受Z9-16∶Ald,背中间前侧纤维球接受Z9-14∶Ald, Z11-16∶Ac和Z11-16∶OH。这些研究成果在感器、受体和脑中枢水平上揭示了棉铃虫感受性信息素的机制,在这些研究基础上,我们认为需要深入开展以下方面的研究：(1)进一步鉴定相关性信息素受体的功能和定位;(2)深入研究脑内嗅觉高级中枢对性信息素信息的处理和整合神经机制;(3)明确棉铃虫性信息素感受受到寄主植物、光周期、温度、湿度等环境因素的影响及机制。     

棉铃虫中HSF1的分子克隆、选择性剪接及亚细胞定位研究

昆虫滞育过程中热休克蛋白的表达调节机制尚不明确,一个重要的原因是缺乏对其转录调控因子(热休克因子HSF1)的研究。因此,本文重点研究HSF1以期为阐明滞育昆虫中的热休克蛋白的调控机制打下基础,进而为开发新型的棉铃虫防治策略提供依据。首先,从棉铃虫中克隆了HSF1基因,对棉铃虫HSF1基因序列分析及进化树构建。随后在棉铃虫不同组织中发现了HSF1的7个选择性剪接体。最后,鉴定并分析棉铃虫中的7个HSF1的选择性剪接体,并对它们的亚细胞定位进行了研究。结果表明:棉铃虫HSF1基因的全长c DNA序列全长2 275 bp,编码一个655 aa的蛋白质,预测其分子量为72. 26 k Da,命名为Har-HSF1 (Gen Bank登录号为KP307027)。根据预测的蛋白质序列进行分析,表明棉铃虫HSF1蛋白包含4个经典的功能域:DNA结合域DBD,疏水性的七肽重复域HR-A/B,疏水性的七肽重复域HR-C以及C末端反式激活结构域CTAD。这些说明HSF1蛋白是一个在生物进化上非常保守的蛋白质。此外,发现了HSF1的7个选择性剪接体,命名为HSF1-A到HSF1-G。亚细胞定位研究表明所有的选择性剪接体都定位在细胞核中,这为它们调节靶基因提供了便利。本研究可以为进一步研究滞育昆虫中热休克蛋白的分子调控机制打下了基础。     

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     

棉铃虫Helicverpa armigera对性外激素和植物气味物质的嗅觉反应(英文)

本文用EAG技术研究棉铃虫对性外激素和植物气味物质的嗅觉反应。供试的气味物质有棉铃虫性外激素的二种主要组分和36种与棉铃虫寄主植物有关的植物气味物质。试验结果表明：1）只有棉铃虫雄蛾对性外激素组分产生反应,二种性外激素的组分中,Z-11-16：AL能引起较强的EAG反应。2）对植物气味物质,雌雄棉铃虫之间的嗅觉反应没有明显的差异。棉铃虫对性外激素和植物气味组分的嗅觉感受过程是一个有选择性的感受过程：不同种类的气味物质能引起不同的EAG反应。只有棉铃虫雄蛾才对性外激素组分起反应,在二种性外激素组分中：主要组分：Z-11-16：AL引起的EAG反应最高,高于大多数植物气味物质。次要组分Z-9-16：AL引起的EAG反应很弱。雌、雄棉铃虫对植物气味组分的嗅觉反应的选择性表现出一致的规律：对苯甲醛和绿叶气味物质的反应最高。单萜类中的萜烯衍生物（萜类醇、醛、酯等）的触角电位反应次之。棉铃虫对大多数的供试化合物的EAG反应都很小。最后,作者讨论了性外激素和植物气味物质对棉铃虫行为的作用。     

昆虫蜕皮的分子机理及应用

昆虫蜕皮是一个由PTTH启始的、激素介导的基因序列表达和相互作用的级联反应过程。阐明昆虫蜕皮的分子机理,不仅可以解释发育生物学的科学问题,为害虫控制提供新的思路,还可以从中发现新的可资生产应用的分子。作者通过蛋白质组学方法从棉铃虫Helicoverpa armigera Hubner蜕皮幼虫鉴定到30个差异表达的蛋白质。通过抑制性消减杂交技术,从棉铃虫蜕皮幼虫、变态决定幼虫和5龄取食幼虫鉴定到100个表达序列标签(EST)。证明其中的11个EST在蜕皮或变态时差异表达。通过RT-PCR方法克隆棉铃虫激素接受子3基因,研究该基因在发育中的表达模式。用该基因构建具有绿色荧光蛋白标记和多角体蛋白的基因重组病毒(AcMNPV-GFP-HHR3-Polh)。实验结果表明,AcMNPV-GFPHHR3-Polh病毒可以通过注射或口服感染棉铃虫,导致棉铃虫幼虫非正常蜕皮、生长延缓、半数存活时间下降。该研究显示昆虫蜕皮功能基因在害虫控制中有很好的应用前景。蜕皮功能基因的表达与调控、蜕皮激素介导的信号转导通路、变态过程中组织解体和重建的分子机理、激素调控基因顺序表达的分子机理、变态起始因子、JH受体等是本领域今后的主要研究方向。     

昆虫神经肽研究进展

近年来鉴定了化学结构的昆虫神经肽数目呈快速上升趋势, 家蚕滞育激素和性信息素合成激活肽被分离纯化.三种近年出现的研究方法对寻找新型昆虫神经肽起到重要作用,已经成功地鉴定了数个新型神经肽.昆虫神经肽cDNA或基因组DNA克隆显示了新的结构信息和神经肽间的相互关系.     

棉铃虫和烟青虫性信息素腺体脂肪醇和乙酸酯转化的比较研究

棉铃虫Helicoverpa armigera和烟青虫H. assulta属于可同域发生的近缘种昆虫,通过产生比例相反的两种性信息素化合物——顺9-十六碳烯醛和顺11-十六碳烯醛维持种间生殖隔离。本研究应用外源不饱和脂肪醇及乙酸酯在棉铃虫和烟青虫性信息素腺体进行在体转化,利用气相色谱法分析转化产物,从酶学角度探讨了上述两近缘种昆虫性信息素腺体组分差异的形成原因。实验结果表明,两种昆虫信息素腺体表皮伯醇氧化酶对外源顺9-十六碳烯醇、顺11-十六碳烯醇和反10-十六碳烯醇无催化专一性,说明末端氧化过程对于醛类性信息素组分特定比例的形成不起作用。棉铃虫性信息素腺体组织具有较高的乙酸酯酶活性,可水解外源乙酸酯,但烟青虫性信息素腺体乙酸酯酶活性很低。这些发现对于进一步了解两种昆虫的生殖隔离机制有重要参考价值。     

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…