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1.
蔬菜作物释放的虫害诱导植物挥发物(Herbivore-induced plant volatiles,HIPVs)是蔬菜作物受害虫胁迫后产生的一类启动防御反应的化合物,可以作为蔬菜作物的对外重要信息交流媒介和防御措施实施前体.蔬菜作物通过释放HIPVs来增强自身防御反应、调节昆虫行为和向邻近作物发出"预警信号",从而直接或间接地抵御植食性昆虫危害.近年来,有关HIPVs的研究已成为昆虫行为学与化学生态学的关注热点.本文系统综述了虫害诱导蔬菜作物挥发物类别、释放特性、生态功能及应用等方面,以期梳理和阐释HIPVs在蔬菜-害虫二级营养结构以及蔬菜-害虫-害虫天敌三级营养结构的化学生态网络中的重要化学信号功能,并对未来该方向的研究进行展望.  相似文献   

2.
虫害诱导的植物挥发物代谢调控机制研究进展   总被引:4,自引:0,他引:4  
穆丹  付建玉  刘守安  韩宝瑜 《生态学报》2010,30(15):4221-4233
长期受自然界的非生物/生物侵害,植物逐步形成了复杂的防御机制,为防御植食性昆虫的为害,植物释放虫害诱导产生的挥发性化合物(herbivore-induced plant volatiles,HIPVs)。HIPVs是植物-植食性昆虫-天敌三级营养关系之间协同进化的结果。HIPVs的化学组分因植物、植食性昆虫种类的不同而有差异。生态系统中,HIPVs可在植物与节肢动物、植物与微生物、虫害植物与邻近的健康植物、或同一植株的受害和未受害部位间起作用,介导防御性反应。HIPVs作为寄主定位信号,在吸引捕食性、寄生性天敌过程中起着重要作用。HIPVs还可以作为植物间信息交流的工具,启动植株的防御反应而增强抗虫性。不论从生态学还是经济学角度来看,HIPVs对于农林生态系中害虫综合治理策略的完善具有重要意义。前期的研究在虫害诱导植物防御的化学生态学方面奠定了良好基础,目前更多的研究转向阐述虫害诱导植物抗性的分子机制。为了深入了解HIPVs的代谢调控机制,主要从以下几个方面进行了综述。因为植食性昆虫取食造成的植物损伤是与昆虫口腔分泌物共同作用的结果,所以首先阐述口腔分泌物在防御反应中的作用。挥发物诱导素volicitin和β-葡萄糖苷酶作为口腔分泌物的组分,是产生HIPVs的激发子,通过调节伤信号诱发HIPVs的释放。接着阐述了信号转导途径对HIPVs释放的调节作用,并讨论了不同信号途径之间的交互作用。就HIPVs的代谢过程而言,其过程受信号转导途径(包括茉莉酸、水杨酸、乙烯、过氧化氢信号途径)的调控,其中茉莉酸信号途径是诱发HIPVs释放的重要途径。基于前人的研究,综述了HIPVs的主要代谢过程及其过程中关键酶类的调控作用。文中的HIPVs主要包括萜烯类化合物、绿叶挥发物和莽草酸途径产生的芳香族化合物,如水杨酸甲酯和吲哚等。作为化学信号分子,这些化合物中的一部分还能激活邻近植物防御基因的表达。萜烯合酶是各种萜烯类化合物合成的关键酶类,脂氧合酶、过氧化氢裂解酶也是绿叶挥发物代谢途径中的研究热点,而苯丙氨酸裂解酶和水杨酸羧基甲基转移酶分别是合成水杨酸及其衍生物水杨酸甲酯的关键酶类。这些酶类的基因在转录水平上调控着HIPVs代谢途径。最后展望了HIPVs的研究前景。  相似文献   

3.
虫害诱导植物挥发物(HIPVs)对植食性昆虫的行为调控   总被引:3,自引:2,他引:1  
孙晓玲  高宇  陈宗懋 《昆虫知识》2012,49(6):1413-1422
虫害诱导植物挥发物(herbivore induced plant volatiles,HIPVs)具有植物种类、品种、生育期和部位的特异性,也具有植食性昆虫种类、虫龄、为害程度、为害方式和其他一些环境因子的特异性。由于其释放量明显大于健康植株,因此更易被天敌、害虫以及邻近的植物等所利用,从而调节植物、植食性昆虫与天敌三者之间的相互作用关系,增强植物在自然界的生存竞争能力。本文对HIPVs在植食性昆虫寄主定位行为中的作用、HIPVs对植食性昆虫的种群调控功能及其应用现状2个方面加以综述,并在展望中对目前研究中存在的一些问题进行了探讨。  相似文献   

4.
虫害诱导挥发物的生态调控功能   总被引:2,自引:0,他引:2  
虫害诱导挥发物(herbivore-induced plant volatiles, HIPVs)是植物受害虫胁迫后释放的挥发性物质,是植物与周围环境进行信息交流的媒介。环境中的天敌、害虫和植物通过感知HIPVs所携带的信息,对各自的行为或生理生化反应做出相应的调整。介绍了挥发物的种类及主要的生物合成途径,概括了影响天敌依据HIPVs搜寻寄主和猎物的主要因素。综述了这类挥发性物质对植食性昆虫寄主选择或产卵行为的影响,介绍了植物地上部分和地下部分受害后对彼此间接防御的影响,讨论了多种害虫加害同种植物后对天敌搜寻猎物或寄主行为的影响。另外,作为损伤信号,HIPVs还能诱导同株植物未受害部位和邻近植株的防御反应。最后,对HIPVs在害虫防治中的应用现状及前景作了介绍和讨论。  相似文献   

5.
虫害诱导的植物挥发物:基本特性、生态学功能及释放机制   总被引:79,自引:10,他引:69  
娄永根  程家安 《生态学报》2000,20(6):1097-1106
植物在遭受植食性昆虫攻击时,能通过释放挥发物调节植物、植食性昆虫及其天敌三者间的相互关系,并由此而防御植食性昆虫。主要就虫害诱导的植物挥发物的基本特性、生态学功能及其释放机制进行了系统性综述,并提出了今后的研究方向。  相似文献   

6.
刘芳  娄永根  程家安 《昆虫知识》2003,40(6):481-486
综述了植物、植食性昆虫及其天敌相互作用的进化过程。虫害诱导的植物挥发物的特征和功能是植物-植食性昆虫-天敌之间长期进化的结果。在植物、植食性昆虫与天敌相互作用的进化过程中,3个不同营养级,包括植物、植食性昆虫和天敌有着各自的调节和利用虫害诱导的植物挥发物的策略。但有一些问题,如通过实验研究得出的诱导防御在田间是否真正能起到保护作用等需进一步研究、阐明。  相似文献   

7.
虫害诱导植物间接防御反应的激发与信号转导途径   总被引:2,自引:0,他引:2  
植物通过产生和释放挥发性物质增加植食性昆虫的天敌对其寄主或猎物的定位,减少植食性昆虫对植物的取食,从而达到间接防御的目的。植物对植食性昆虫所做出间接防御反应激发因子和信号转导途径的研究,对应用虫害诱导植物挥发物引诱害虫天敌,并进一步从植物、植食性昆虫及其天敌间三级营养关系,研究动植物协同进化机理和病虫害防治具有深远意义。本文根据国内外最新研究进展,对虫害诱导植物间接防御反应的激发因子,昆虫取食信号的转导途径及对植物间接防御相关基因的激活等方面进行了系统地综述。  相似文献   

8.
昆虫取食诱导的植物防御反应   总被引:21,自引:3,他引:18  
秦秋菊  高希武 《昆虫学报》2005,48(1):125-134
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。  相似文献   

9.
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.  相似文献   

10.
芥子油苷在十字花科植物与昆虫相互关系中的作用   总被引:1,自引:1,他引:0  
芥子油苷(glucosinolate, GS)是十字花科植物重要的次生代谢物,对调节十字花科植物与昆虫间的关系起着重要作用.由于GS及其代谢产物具有一定的毒性,因此它是十字花科植物抵御广食性植食昆虫攻击的有力手段.而寡食十字花科植物的昆虫由于具备多种GS应对机制,因此可通过GS这一十字花科植物特有的次生代谢物进行寄主选择.被植食性昆虫摄入的GS不仅可以影响天敌的生长发育,而且还对天敌有一定的驱避作用.而虫害后十字花科植物释放的GS代谢产物又可作为天敌的寄主选择信息.本文结合该领域的一些最新研究成果,从GS对植食性昆虫的毒性、寡食性害虫的寄主选择、植食性昆虫对GS的适应机制、虫害对GS-黒芥子酶系统的诱导,以及GS对天敌的影响等方面对GS如何影响植物与昆虫间的相互关系进行了综述,并就今后该领域的研究方向、研究方法提出建议.  相似文献   

11.
信号肽与蛋白质的分选转运   总被引:1,自引:0,他引:1  
蛋白质一般在位于细胞质中的核糖体内合成,但是它们发挥生理功能的地点却分布在细胞的不同区域,这些区域通常由蛋白质所不能自由透过的脂膜所包裹。因此,细胞质中新合成的蛋白质必须进行准确的定向运输才能保证各项生命活动的正常运行。研究发现,一般情况下,新生蛋白通常在位于其N端的信号肽的指引下到达细胞特定区域,并由其介导跨膜转运。本文重点介绍信号肽的结构、功能及作用机制等的研究成果。  相似文献   

12.
In many species, it is common for animals to have multiple signals within one channel of communication. Multiple signals may, however, be inefficient if they are redundant in nature. Identifying the functional significance of these multiple signals is therefore important if we are to understand the evolution of such elaborated behaviours. We proposed to identify the roles of movement-based multiple signals in a model animal system. Male fiddler crabs wave their sexually dimorphic enlarged claw during social interactions. Some species present multiple signals, where the level of complexity of the movement changes. Males of Austruca mjoebergi can perform a double wave consisting of a high- followed by a low-elevation lifting of the claw, or a single wave consisting of the high-elevation movement alone. We first investigated structural differences between the double and single wave types, and found that single waves were lower in elevation than double waves. We then explored the adaptive meaning of the wave types by manipulating the social context in which males wave. We found that double waves were given in all contexts and in higher proportions at long distances, suggesting a function of broadcasting male location. Single waves, on the other hand, were mainly given at close range and in the presence of conspecifics, suggesting intraspecific communication. Female presence elicited the highest number and proportion of single waves, a likely result of a female preference for higher wave rates. Finally, we point out that there is an element of interaction between wave types that deserves future attention. This paper is an important contribution to expand our understanding of the adaptive meaning of multiple visual signals and help reach a unified theory of their evolution.  相似文献   

13.
14.
伤害信号分子及其信号转导   总被引:4,自引:1,他引:3  
伤害对于植物是一种常见的环境刺激。目前,对伤害刺激产生的防御反应及其机理都有了较为广泛的研究。简述了目前已确定的参与伤害反应的信号分子:寡糖素,系统素,脱落酸,茉莉酸,乙烯和电信号等,并初步探讨了伤害信号分子的信号转导途径。  相似文献   

15.
繁殖期雌性凹耳蛙(Odorrana tormota)的声信号已有过深入的研究,但目前国内对其交配行为研究较少,近距离时,雌性凹耳蛙如何与雄蛙交流并完成抱对尚不清楚。为探究繁殖期雌性凹耳蛙与雄蛙近距离交流、交配过程,采用焦点动物取样法和全事件取样法对雌性凹耳蛙交配前行为进行记录。2013至2016年及2018年记录并分析了49组雌雄蛙抱对过程和42组未抱对个体的视频数据。结果表明,凹耳蛙雌蛙与雄蛙近距离交流过程涉及多种信号,包括视觉信号(眨眼、低头、腹部膨胀、脚趾震动、背转向雄蛙)与声信号两类;在每组雌蛙发出信号且抱对成功的实验中,各视觉信号出现1或2次较多,声信号出现1至3次较多,眨眼、鸣声、腹部膨胀三种信号的总次数较多;5个繁殖期所记录的雌蛙交流信号中视觉信号所占的比例均高于声信号。统计分析结果显示,同一只雌蛙在抱对成功与失败时所发出的眨眼、低头和腹部膨胀三种视觉信号的次数存在显著性差异(P < 0.05),声信号、腹部膨胀、脚趾震动和背转向雄蛙这四种信号仅在抱对成功时出现。因此,推测这些信号在抱对前出现时,有助于提高雌雄凹耳蛙抱对成功率。  相似文献   

16.
A putative NES mediates cytoplasmic localization of Apoptin in normal cells   总被引:3,自引:0,他引:3  
Chicken anemia virus (CAV) is a small non-envelopedvirus containing a single-stranded circular DNA genome.The virus causes a disease in the newborn chickens, whichis characterized by generalized lymphoid atrophy, increasedmortality and severe anemia. CAV …  相似文献   

17.
Cell differentiation requires different pathways to act in concert to produce a specialized cell type. The budding yeast Saccharomyces cerevisiae undergoes filamentous growth in response to nutrient limitation. Differentiation to the filamentous cell type requires multiple signaling pathways, including a mitogen-activated protein kinase (MAPK) pathway. To identify new regulators of the filamentous growth MAPK pathway, a genetic screen was performed with a collection of 4072 nonessential deletion mutants constructed in the filamentous (Σ1278b) strain background. The screen, in combination with directed gene-deletion analysis, uncovered 97 new regulators of the filamentous growth MAPK pathway comprising 40% of the major regulators of filamentous growth. Functional classification extended known connections to the pathway and identified new connections. One function for the extensive regulatory network was to adjust the activity of the filamentous growth MAPK pathway to the activity of other pathways that regulate the response. In support of this idea, an unregulated filamentous growth MAPK pathway led to an uncoordinated response. Many of the pathways that regulate filamentous growth also regulated each other’s targets, which brings to light an integrated signaling network that regulates the differentiation response. The regulatory network characterized here provides a template for understanding MAPK-dependent differentiation that may extend to other systems, including fungal pathogens and metazoans.  相似文献   

18.
Traditionally, calmodulin (CaM) was thought to be a multi-functional receptor for intracellular Ca2+ signals. But in the last ten years, it was found that CaM also exists and acts extracellularly in animal and plant cells to regulate many important physiological functions. Laboratory studies by the authors showed that extracellular CaM in plant cells can stimulate the proliferation of suspension cultured cell and protoplast; regulate pollen germination and pollen tube elongation, and stimulate the light-independent gene expression of Rubisco small subunit (rbcS). Furthermore, we defined the trans-membrane and intracellular signal transduction pathways for extracellular CaM by using a pollen system. The components in this pathway include heterotrimeric G-protein, phospholipase C, IP3, calcium signal and protein phosphorylation etc. Based on our findings, we suggest that extracellular CaM is a polypeptide signal in plants. This idea strongly argues against the traditional concept that there is no intercellular polypeptide signal in plants.  相似文献   

19.
Animals often form groups to increase collective vigilance and allow early detection of predators, but this benefit of sociality relies on rapid transfer of information. Among birds, alarm calls are not present in all species, while other proposed mechanisms of information transfer are inefficient. We tested whether wing sounds can encode reliable information on danger. Individuals taking off in alarm fly more quickly or ascend more steeply, so may produce different sounds in alarmed than in routine flight, which then act as reliable cues of alarm, or honest ‘index’ signals in which a signal''s meaning is associated with its method of production. We show that crested pigeons, Ocyphaps lophotes, which have modified flight feathers, produce distinct wing ‘whistles’ in alarmed flight, and that individuals take off in alarm only after playback of alarmed whistles. Furthermore, amplitude-manipulated playbacks showed that response depends on whistle structure, such as tempo, not simply amplitude. We believe this is the first demonstration that flight noise can send information about alarm, and suggest that take-off noise could provide a cue of alarm in many flocking species, with feather modification evolving specifically to signal alarm in some. Similar reliable cues or index signals could occur in other animals.  相似文献   

20.
昆虫NF-kB信号通路由toll和imd两条通路组成,通过转录因子NF-kB作用于靶标基因kB位点,而调节抗菌活性物质的表达。大量实验表明它能够被细菌、真菌和病毒的侵染所激活,在昆虫体液免疫中发挥着主要作用。现就昆虫的NF-kB信号通路的主要信号元件等进行综述。  相似文献   

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