PBAN及其对昆虫性外激素的调控

本文综述了性外激素生物合成激活神经肽 (PBAN)及其对昆虫尤其是鳞翅目昆虫性外激素产生的调控 ,包括PBAN的结构、产生、转运、作用方式及保幼激素和蜕皮激素对性外激素合成的作用 ,并展望了未来的研究方向。     

昆虫的外激素

外激素Pheromone这个名词,是由Karlson et Luscher于1959年首先创议采用的,它是昆虫分泌到体外的挥发性物质,是对同种昆虫的其它个体发出的化学信号,能影响它们的行为(或发育),故有人又称之为信息素。现在已经发现的昆虫外激素有性外激素、结集外激素、追踪外激素及告警外激素等等。目前应用前途较大,研究最多的是性外激素,所以本文只着重简介昆虫的性外激素。     

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。     

异色瓢虫对蚜虫性外激素的行为反应研究

蚜虫性外激素假荆芥内酯(Z,E-Nepetalactone,NEP)能够吸引多种捕食性和寄生性天敌昆虫,它专一性强,生物活性突出,对非靶标生物安全。异色瓢虫Harmonia axyridis(Pallas)作为一种重要的捕食性天敌,被广泛应用于农业生产中。为明确异色瓢虫对蚜虫性外激素的行为反应,本研究在室内用"Y"型嗅觉仪测定了异色瓢虫成虫对不同剂量NEP的嗅觉行为反应;并在田间,每7 d释放100μL浓度为1 mg/m L的NEP,测定了NEP对异色瓢虫种群数量变动的影响。室内嗅觉测定试验结果表明异色瓢虫雌虫对10μL剂量NEP有显著的选择性,而雄虫对1μL剂量NEP有显著的选择性;田间试验发现,释放NEP的处理区异色瓢虫数量显著高于对照区。本研究为蚜虫性外激素在害虫绿色防控中的应用提供了依据。     

昆虫性外激素8-十二碳烯醋酸酯顺、反异构体的色层分离法

利用性外激素防治害虫是近年来发展起来的一种新途径。已知许多鳞翅目害虫的性外激素的分子中含有一个或几个双键而双键的几何构型对性外激素的种间特异性及生物活性影响很大。在某些昆虫的性外激素中混进一些相反的异构体,在在会降低甚至完全丧失生物活性;而在另外一些昆虫性外激素中,必须加入适量的相反导构体才能获得最高的诱蛾活性。因此,在昆虫性外激素的合成与应用的研究中,顺、反异构体的鉴定和分离是一个十分重要的问题。     

昆虫嗅觉中枢系统对外周信号的整合编码研究进展

灵敏、复杂的嗅觉对于昆虫的生存和繁殖至关重要。触角是昆虫主要的嗅觉器官,其表面覆盖着大量各种类型的嗅觉感受器,这些感受器能够感受环境中的挥发性化合物,并将感受到的化学信号转化为电信号。电信号首先经嗅觉受体神经元传递到大脑中的初级嗅觉中枢触角叶,不同来源的信号在此被初步整合加工,再经投射神经元投射到高级神经中枢蘑菇体和侧角叶,蘑菇体主要与后天的气味学习行为有关,而侧角叶主要负责先天的气味行为反应。本文以模式昆虫果蝇和鳞翅目昆虫为主,综述了昆虫嗅觉中枢系统对外周信号整合编码的研究进展。研究人员依靠黑腹果蝇Drosophila melanogaster遗传操作技术的便利在该领域取得了快速进展,系统阐释了初级嗅觉中枢对气味信息的整合与向下传递以及高级嗅觉中枢对这些信息的再次加工。由于遗传操作的限制,其他昆虫与果蝇相比研究进展较慢,目前研究主要局限于对鳞翅目昆虫中枢神经系统的结构解剖和触角叶内各类神经元的记录等。因此,我们建议展开以下研究:(1)利用模式昆虫果蝇,全面解析侧角叶对气味信息的编码,阐明其对各类气味特异行为反应的神经机制;(2)大力发展非模式昆虫的遗传操作技术,结合双光子钙离子成像等...     

几种雄蛾触角的扫描电镜观察

<正> 昆虫的嗅觉器宫,主要是头部的触角和下唇须,它能够觉察和辨别生活环境中的配偶或其他生物体释放的化学物质。 我们在研究尺蛾科银花尺蠖和枣尺蠖、夜蛾科棉小造桥虫性外激素分泌腺的同时,对雄蛾触角表面结构进行了扫描电镜观察,现将鞭节表面观察到的几种感受器加以描述。     

触角电位(EAG)与田间筛选法在探索银花尺蠖性引诱剂上的应用

<正> 应用标样化合物,借助触角电位和田间筛选法,寻找昆虫性引诱剂,是一种经济、简便的方法。目前,用这种方法已发现了许多昆虫性引诱剂,尽管此方法发现的性引诱剂在化学性质和光谱特性方面,未被证实之前,就确定是天然的昆虫性外激素是不恰当的,但是,用这样的方法进行筛选,无论对鉴定昆虫性外激素的结构还是在实际应用上,都有一定价值。本文介绍采用触角电位技术和田间筛选法,探索鳞翅目昆虫银花尺蠖Heterolocha jinyinhaphaga Chu性引诱剂方面所做的工作。     

昆虫的性外激素都是由雌虫分泌的吗?

昆虫进入性成熟期后 ,能够通过产生并且释放性外激素来引诱同种异性个体前来交尾。大多数昆虫的性外激素是由雌虫产生的 ,如常见的二化螟、棉红铃虫、梨小食心虫、舞毒蛾和马尾松毛虫等农业害虫 ,都是由雌虫产生并且释放性外激素来引诱雄虫的。虽然雌虫产生的性外激素的数量很少 ,但是对雄虫却有着强烈的引诱作用。据估计 ,1只雌虫 1次产生的性外激素的数量大约是 0 .0 0 5μg～ 1μg,但是它却能把远至数百米甚至上千米以外的雄虫引诱过来交尾。也有少数种类的昆虫 ,是由雄虫产生并且释放性外激素来引诱雌虫的 ,例如蝶类、地中海果蝇和锥蝇…     

昆虫嗅觉系统结构与功能研究进展

昆虫的脑由前脑、中脑和后脑组成,其中前脑含有高级感觉中枢,如蘑菇体和中央复合体,控制昆虫的学习、记忆和运动等高级神经活动;中脑包含触角叶,是嗅觉神经中心;而后脑则通常不发达,主要包括内分泌神经元和控制进食与消化的运动神经元。不同于其他物种,昆虫由于其特殊的生活习性,听觉和视觉系统相对退化,主要依赖嗅觉来捕食、交流和求偶,因此嗅觉系统尤其发达。本文综述了目前对昆虫的脑部主要神经结构和功能(中央复合体、蕈形体和触角叶结构)以及昆虫脑部结构遗传变异(性别异构,不同发育时期、不同昆虫以及昆虫与其他动物的脑部结构差异)的研究进展,并总结了目前昆虫脑对信号的加工处理和识别机制的研究结果。     

玉米螟性外激素腺体组织学研究

昆虫性外激素的研究,近年来有了迅速发展。关于性外激素腺体的研究,国外已有很多报道,我国目前尚未见有报道。Klun(1968)报道欧洲玉米螟(Ostriniamubilalis)性外激素腺体在雌蛾腹部最后两节的节间膜上。1975年以来,我们对本地玉米螟(Ostrinia furna-calis~*)性外激素进行了分离工作,进而对玉米螟发育时期的性外激素腺体组织学作了研究。     

鱼类性外激素的研究进展

外激素(Pheromon)是指动物释放于体外的,能引起同种另一个体产生一种或多种特异性反应的化学物质。外激素在动物个体间的化学通讯中起着非常重要的作用,国内外学者对外激素的研究多集中在昆虫和哺乳动物。近年来,对鱼类性外激素(Sexpheromone)的研究受到越来越多的重视,一方面,性外激素在吸引异性。       

红尾白螟和二点螟性外激素分泌腺的形态构造

红尾白螟Tryporyza intaca Snellen性外激素分泌腺是一个可外翻的上皮腺褶,位于第八、九腹节间的节间膜背方.分泌腺细胞柱形,细胞基部与基底膜相连,顶部复盖表皮层.表皮可分二层.细胞核椭圆形.二点螟Chilo infuscatellus Snellen性外激素分泌腺的位置与结构和红尾白螟的相似.红尾白螟和二点螟的性外激素分泌腺可以作为螟蛾科昆虫性外激素分泌腺的模式.     

昆虫嗅觉相关蛋白及嗅觉识别机理研究概述

嗅觉是昆虫产生行为的基础之一,在长期进化的过程中昆虫形成了复杂的嗅觉系统,完成这一过程,需要有多种与嗅觉相关的蛋白参与,包括气味结合蛋白、化学感受蛋白、气味受体和感觉神经元膜蛋白等。了解昆虫感受外界信息的嗅觉机制可以帮助我们更好地理解昆虫识别配偶、天敌及寻找食物来源、产卵场地等行为特征,为进一步调控昆虫的行为、防控害虫侵袭、保护和利用有益昆虫奠定基础。本文综述了昆虫嗅觉相关的几类重要蛋白的生化特性和生理功能,并对昆虫气味分子的识别机制、气味分子在昆虫体内运输机制的最新研究进展进行了概述。     

昆虫嗅觉相关可溶性蛋白的研究进展

昆虫在长期进化过程中形成了一套高度敏感的嗅觉系统,通过该系统昆虫可以完成寻觅配偶、定位寄主及选择产卵位点等多种行为。在昆虫嗅觉系统中的可溶性蛋白主要有气味结合蛋白(odorant-binding protein, OBP)和化学感受蛋白(chemosensory protein, CSP)。OBP可以特异性结合并运输疏水性的气味分子相应的受体,是昆虫化学识别过程的第一步,具有十分重要的作用。CSP与OBP的结构和功能类似,主要参与化合物的识别和运输,尽管没有直接的证据表明CSP也参与了昆虫的化学感受过程,但已有研究发现,CSP在昆虫嗅觉系统中发挥着重要的作用。本文主要从分子特性、蛋白结构、表达模式、生理功能等方面分别对昆虫的OBP和CSP进行了概述,为深入的研究两者的功能提供理论参考,进而为以昆虫嗅觉系统为靶标的害虫防治提供新的思路。     

昆虫非典型嗅觉受体Orco的功能和分子结构研究进展

嗅觉受体是参与昆虫嗅觉识别过程的一类重要蛋白。在昆虫的众多嗅觉受体中, 有一类受体明显不同于其他受体, 被称为Orco。该受体基因在不同昆虫种间高度保守, 且表达广泛。Orco在昆虫嗅觉识别过程中发挥关键作用。采用基因突变或RNAi等技术使Orco基因沉默后, 昆虫会出现严重的嗅觉缺陷, 但Orco本身不与气味配体结合, 它与传统嗅觉受体形成复合体Or-Orco, 促进传统嗅觉受体在神经元树突膜上的定位并维持其稳定性, 提高传统嗅觉受体对气味反应的效率。昆虫嗅觉受体的结构与脊椎动物的G蛋白偶联受体相似, 均有7个跨膜区, 但二者的膜拓扑结构相反, 昆虫嗅觉受体的N末端位于细胞质膜内, C末端在细胞质膜外, Orco与传统嗅觉受体通过保守的C末端区域相互作用形成一种新型的配体门控离子通道--Or-Orco复合体。阐明Orco在昆虫嗅觉识别中的功能机制, 可为开创基于昆虫嗅觉行为干扰的新的害虫防治措施提供基础。     

触角电位技术及其测试方法

在长期与害虫作斗争的实践中,昆虫性外激素应用在害虫防治上,进行了大量的研究工作,同时也创造了不少新的研究方法,其中触角电位技术的应用就是近十年发展起来的。借助这种技术,能在室内初步鉴别和测定昆虫性外激素的生物活性,检测方法既简便快速,又是超微量的,因而在性外激素分离纯化工作中,是一个有力的工具。尤其是多组分组成的外激素,经过分离纯化以后,单独的个别组分在田间往往无诱虫活性,在室内又不能引起个体的性反应,使分离工作无所依据,而触角电位技术却能把分离开来的组分的生物活性以触角电位反应的方式显示出来。此外,昆虫性外激素分泌腺的外激素含量甚微,每头雌蛾只含数十毫     

昆虫嗅觉受体的研究进展

昆虫的嗅觉对昆虫的栖息地选择、觅食、群集、趋避、繁殖以及信息传递等行为具有重要的影响。对昆虫嗅觉机理的深入研究和嗅觉信号传导途径的完整阐述,是探索农业害虫的专一性防治的基础。嗅觉受体(olfactory receptors,Ors)是G蛋白偶联受体(G protein-coupled receptor)的一种,是嗅觉系统的关键成分。近年来嗅觉受体的研究日益受到关注。本文对昆虫嗅觉的基本过程、基因结构和表达调控特征、蛋白分子结构、生理功能、分布部位和相关配体的研究等进行了综述。     

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     

多音天蚕和柞蚕的嗅觉感受细胞对性外激素组分的反应特性

观察了多音天蚕Antheraea polyphemus及柞蚕I>Antheraea pernyi 雄蛾触角上毛形感器 (Sensillum trichodeum)的形态、数量和分布,并用单细胞记录方法研究嗅觉感受细胞对性外激素组分的反应特性。两种雄蛾的触角上的每个毛形感器内都存在有1至3个数目不等的嗅觉感受细胞,即AC₁-细胞,Ac₂-细胞和AL-细胞,它们分别对各自的性外激素组分产生具有高度特异性的反应。