田间二化螟雄蛾对不同配比性信息素的嗅觉反应 及性信息素识别相关基因表达水平差异

【目的】本研究旨在从行为和嗅觉分子水平探究二化螟Chilo suppressalis雄蛾对性信息素嗅觉反应的地理种群差异及其机理,以明确该害虫田间种群雄成虫的嗅觉适应性及其特点。【方法】采用7种Z11-16∶Ald, Z9-16∶Ald和Z13-18∶Ald配比不同的三元性信息素诱芯(Z11-16∶Ald和Z9-16∶Ald配比分别为540 μg∶540 μg, 864 μg∶216 μg, 945 μg∶135 μg, 980 μg∶98 μg, 1 003 μg∶77 μg, 1 016 μg∶64 μg和1 045 μg∶35 μg,而Z13-18∶Ald含量保持不变),在中国6省水稻田间诱捕二化螟雄成虫;利用实验室风洞测定864 μg∶216 μg, 980 μg∶98 μg和1 016 μg∶64 μg配比诱芯在田间诱捕的越冬代和第2代二化螟雄蛾分别对这3个配比的性信息素诱芯的行为反应;并采用RT-qPCR方法测定这7种性信息素配比不同的诱芯诱捕的雄蛾触角中二化螟雄蛾12个性信息素识别相关基因的表达水平。【结果】在田间试验中,Z11-16∶Ald和Z9-16∶Ald不同配比的性信息素诱芯对水稻二化螟雄蛾均有引诱作用,但不同配比引诱的二化螟雄蛾占比不同。6省诱芯中Z11-16∶Ald和Z9-16∶Ald的最佳配比不同,并且同一配比性信息素诱芯在不同省份引诱的二化螟雄蛾占比也不同。结果表明,不仅在不同地区诱芯的性信息素最佳配比不同,而且在不同地区不同配比性信息素的诱蛾量占比也不同。实验室风洞试验中,864 μg∶216 μg和1 016 μg∶64 μg配比诱芯田间诱捕雄蛾分别对864 μg∶216 μg和1 016 μg∶64 μg配比诱芯的行为反应均显著强于对其余两种配比诱芯,980 μg∶98 μg配比诱芯田间诱捕雄蛾对1 016 μg∶64 μg, 980 μg∶98 μg和864 μg∶216 μg配比诱芯的行为反应无显著差异。在RT-qPCR测定中,除GOBP1外,其余11个性信息素识别相关基因在Z11-16∶Ald和Z9-16∶Ald不同配比诱芯诱捕雄蛾触角中的表达水平均存在显著差异,其中PBP3, PBP4, PR1, PR2, PR4, PR5和PR6 7个基因的表达水平与性信息素配比之间存在显著的线性相关。【结论】本研究明确了中国二化螟不同地理种群性信息素嗅觉差异,不仅有助于提高该害虫的性诱防控效率,而且也有助于理解其嗅觉地理种群差异的成因。     

甜菜夜蛾对性信息素的行为反应及其田间诱捕效果

人工合成的甜菜夜蛾性信息素两组分（顺,反）-9,12-十四碳二烯醇醋酸酯（Z9,E12-14：Ac）和（顺）-9-十四碳烯醇（Z9-14：OH）按不同配比制成诱芯,在风洞中均能引起雄蛾搜索气迹、定向飞行及接近诱芯的行为反应.不同配比和剂量的诱芯诱虫效果差异显著（p＜0.05）.Z9,E12-14：Ac和Z9-14：OH按7：3配比,诱虫活性最高,表现在风洞中,搜索气迹、定向飞行和接近诱芯的蛾数最高,与处女蛾的引诱效果相当.以此配比制成的性诱剂在田间诱捕的虫量最多,与风洞的试验结果基本一致.诱芯剂量在0.05～0.5mg范围内均有显著的诱虫效果,但剂量过低或过高均导致诱捕率下降.同一配比诱芯在风洞中引起雄蛾接近诱芯的蛾量与田间诱蛾量呈显著相关（R1=0.968,R2=0.961）.并对这些结果在甜菜夜蛾田间性诱剂防治应用的前景进行了讨论.     

斜纹夜蛾3种SlitPBPs的组织表达模式分析

性信息素结合蛋白(pheromone binding proteins,PBPs)能够与性信息素分子结合,从而启动昆虫的寻偶及交配行为。本研究采用半定量RT-PCR技术分别对斜纹夜蛾3种性信息素结合蛋白SlitPBP1、SlitPBP2和SlitPBP3基因在雌、雄虫不同组织的基因表达模式进行了比较分析。组织表达模式结果表明,SlitPBP1基因只在雌、雄虫触角和雌虫前足中表达而在其他组织中无表达;SlitPBP2基因在雌虫的触角、喙、前足、中足、后足、翅膀和雄虫的触角、喙、前足、翅膀中均有表达,且在同一部位,SlitPBP2基因在雌虫的表达量均高于雄虫相应部位的表达量;除雌、雄虫的胸部外,SlitPBP3在雌、雄虫的触角、喙、前足、中足、后足、腹部和翅膀中均有较高水平的表达。可见,SlitPBP1、SlitPBP2和SlitPBP3基因在斜纹夜蛾不同组织的表达模式各不相同。本研究结果可为深入研究不同SlitPBPs蛋白在斜纹夜蛾生长发育过程中的不同生理功能提供科学参考。     

斜纹夜蛾性信息素诱捕器田间应用技术

考查斜纹夜蛾Spodoptera litura(Fabricius)性信息素诱捕器放置高度、间隔距离以及气象因子对性信息素诱集效果的影响。结果表明,放置高度为1m时,性信息素诱捕器易引起斜纹夜蛾的反应,明显优于0.5m和1.5m的诱集效果。诱捕器放置的间隔距离,以25m为诱集效果最佳,与10,15,20及30m的具有显著差异。夜间风向对诱捕器的诱蛾效果具有明显影响,在3个成一列放置的诱捕器中,诱集量最大的是放在上风口位置的诱捕器;同时,与夜间风向平行设置的诱捕器,其诱集量显著高于与夜间风向垂直设置诱捕器的诱集量。     

斜纹夜蛾触角叶神经元及其对植物气味和性信息素的反应

【目的】探索斜纹夜蛾Spodoptera litura触角叶结构及其神经元对植物气味和性信息素的神经识别机制。【方法】利用共聚焦激光技术扫描斜纹夜蛾成虫触角叶结构,同时采用多通道电生理技术(multi-unit recording,MR)记录斜纹夜蛾触角叶对6种寄主植物气味化合物(苯甲醛、苯甲醇、苯乙醛、水杨醛、乙酸叶醇酯和己烯醛)及性信息素顺9反11十四碳二烯乙酸酯和顺9反12十四碳二烯乙酸酯的反应;并在风洞中测定分析斜纹夜蛾对上述化合物的定向行为反应。【结果】共聚焦激光扫描结果显示,雄性和雌性斜纹夜蛾触角叶内分别密集地分布有67和66个神经纤维球;而雌性斜纹夜蛾触角叶内的纤维球总体积和平均体积都高于雄性。负责识别和追踪性信息素的扩大型纤维球复合体(macroglomerular complex,MGC)只在雄性斜纹夜蛾触角叶内发现。MR试验结果显示斜纹夜蛾触角叶内神经元具有3种自发放电模式:稀疏放电(不规则的放电频率)、温和放电(宽而慢的放电频率)和密集放电(暴发性的放电频率)。同时,斜纹夜蛾触角叶神经元对所有刺激的气味表现出3种反应类型:兴奋性、抑制性和无反应。神经元对气味的兴奋性和抑制性反应以及无反应取决于刺激化合物的结构和浓度。雌虫的触角叶神经元对性信息素和单一的植物气味表现出很小的反应,而雄虫对两种性信息素以及苯甲醛、苯甲醇、苯乙醛和水杨醛具有很强的兴奋性反应。斜纹夜蛾风洞试验也显示绝大部分的斜纹夜蛾雄虫都选择停留在性信息素和芳香族化合物上,这与MR的结果一致。【结论】神经元的反应强度和刺激化合物浓度之间的关系根据不同的神经元和刺激化合物而有所不同。在测试的浓度范围内,雄虫触角叶神经元对性信息素的反应强度随着浓度的增加而加强,但是除乙酸叶醇酯外,对其他植物气味的反应强度在测试的浓度范围内没有显著的变化。     

笋秀夜蛾雄蛾对性信息素化合物的电生理和行为反应

利用气质联用仪对笋秀夜蛾雌蛾性腺体粗提物成分进行了分析比对,通过触角电位(EAG)试验研究了笋秀夜蛾雄成虫对性信息素组分的电生理反应,以Y形嗅觉仪进行了室内和林间的行为生测.结果表明： 雌蛾性腺体粗提物中顺11-十六碳乙酸酯(Z11-16:Ac)和顺11-十六碳烯醇(Z11-16:OH)为笋秀夜蛾性信息素活性组分,性腺粗提物、两种化合物及其混合物均能激发雄蛾明显的EAG反应,且EAG反应值随性信息素组分浓度增加而增加.Z11-16:Ac和Z11-16:OH按57∶43配置成的二元混合物所激发的EAG反应强于同等剂量下的单一组分.室内的行为生测和林间诱捕试验结果与EAG反应基本一致,Z11-16:Ac+Z11-16:OH(57∶43)混合物对雄蛾引诱力最强,在林间单诱捕器(诱芯浓度为10⁴ng·μL^-1)的平均诱捕量达到(48.5±6.7)头.     

斜纹夜蛾信息素结合蛋白SlitPBP4的分子克隆、组织表达谱及结合特性分析

【目的】鉴定斜纹夜蛾Spodoptera litura新的信息素结合蛋白(pheromone binding protein,PBP)基因,明确其在斜纹夜蛾不同组织中的表达水平并探讨其功能。【方法】基于已报道的烟草天蛾Manduca sexta、家蚕Bombyx mori、君主斑蝶Danaus plexippus和庆网蛱蝶Melitaea cinxia 4种非夜蛾科昆虫PBP4同源基因的序列特点及与其他PBP基因在染色体上的相邻关系,通过分析实验室先前克隆到的斜纹夜蛾PBP/GOBP基因序列,克隆斜纹夜蛾PBP4同源基因;通过RT-PCR和q PCR技术测定该基因在斜纹夜蛾雌雄成虫不同组织中的表达水平;利用体外表达和荧光竞争性结合实验测定斜纹夜蛾PBP4蛋白对性信息素组分和植物气味物质的结合能力。【结果】在夜蛾科昆虫斜纹夜蛾中鉴定到首个PBP4基因,命名为Slit PBP4(Gen Bank登录号:MG356847),c DNA编码210个氨基酸,具有N末端信号肽、疏水性气味分子结合域及6个保守半胱氨酸等PBP的典型序列特征,其基因组DNA在保守位置也含有2个内含子;但和已报道的斜纹夜蛾3个PBP相比,PBP4的C末端明显较长。Slit PBP4在雄成虫腹部(生殖系统)极高表达,在雌雄成虫触角及其他组织中仅微弱表达或不表达。荧光竞争性结合实验结果表明,Slit PBP4蛋白与被测定的信息素组分及植物气味物质均没有明显结合能力。【结论】报道了夜蛾科昆虫的首个PBP4基因,该基因可能主要参与雄虫生殖相关的生理过程而非嗅觉功能。     

二化螟雄蛾交配行为与精巢大小的关系

【目的】为了明确二化螟Chilo suppressalis雄蛾交配行为与精巢大小的关系,阐明信息素群集诱杀防治二化螟的有效性。【方法】本研究通过测定和比较不同日龄、交配状态以及性信息素诱捕的二化螟雄蛾精巢体积,建立精巢体积与雄蛾发育及交配状态的相关性。【结果】雄蛾日龄显著影响二化螟的交配,刚羽化(0日龄)雄蛾的交配率较低,1日龄雄蛾的交配率最高,之后随着日龄增加交配率逐渐降低。精巢体积与二化螟雄蛾日龄之间存在显著的负相关性。同一日龄交配的二化螟雄蛾的精巢体积显著大于未交配雄蛾;性诱捕器诱捕雄蛾的精巢体积显著大于未被性诱捕器诱捕雄蛾,与已交配雄蛾的精巢体积相似。交配之后,精巢的发育过程和未交配雄蛾相似。田间性信息素引诱二化螟雄蛾精巢体积小于0-1日龄未交配雄蛾,大于2-6日龄未交配雄蛾。【结论】本研究结果表明,二化螟雄蛾对雌蛾性信息素的反应与其精巢大小存在正相关性;性信息素引诱的二化螟雄蛾具有更强的性信息素反应能力,同时性信息素引诱的大部分雄蛾为未交配状态;交配过程并不影响二化螟雄蛾精巢体积,也不影响精巢发育。二化螟交配能力与精巢大小的关系在理论上解释了性信息素群集诱杀二化螟的防控有效性,并为其他蛾类昆虫的交配研究提供依据。     

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。     

榆木蠹蛾雄蛾对性信息素不同组分及其不同比例和剂量混合物的风洞行为反应

【目的】本研究旨在深入了解榆木蠹蛾Holcocerus vicarius(Walker)信息素通讯系统。【方法】在风洞中观察了榆木蠹蛾雄蛾对合成性信息素不同组分及其不同比例及剂量混合物的行为反应。【结果】单组分试验结果表明,仅有Z7-14:Ac能够引起少量雄蛾完成从兴奋到接触诱芯并出现预交尾的全部行为反应,其余4个单组分(E3-14:Ac,Z3E5-14:Ac,E3-14:OH和Z3-14:OH)只能引起雄蛾兴奋,均不能引起雄蛾向性信息素源定向飞行。二元混合物(Z7-14:Ac+E3-14:Ac)明显增加雄蛾完整的性行为反应比例,三元混合物(Z7-14:Ac+E3-14:Ac+Z3E5-14:Ac)比例为10∶4∶4,剂量为1 300μg时有71.7%雄蛾发生预交尾,剂量为1 000μg时有70.3%雄蛾发生预交尾,两者差异不显著(P0.05)。【结论】榆木蠹蛾风洞行为实验为进一步研究其性信息素相关生物学特性及应用性信息素对榆木蠹蛾进行综合防治奠定了基础。     

大螟成虫性信息素生物合成和释放及求偶和交配行为的昼夜节律

【目的】探索大螟Sesamia inferens性信息素顺11-十六碳烯乙酸酯(Z11-16∶Ac)和顺11-十六碳烯醇(Z11-16∶OH)的合成和释放及求偶和交配行为的昼夜节律,及其与田间性信息素诱捕的关系。【方法】通过溶剂浸提和固相微萃取(solid phase microextraction, SPME)分析大螟雌蛾性信息素Z11-16∶Ac和Z11--16∶OH的滴度,结合行为观测和多地田间实时性信息素诱捕数据,调查大螟性信息素的生物合成、释放及求偶和交配行为的昼夜节律。【结果】大螟雌蛾腺体内性信息素Z11-16∶Ac和Z11-16∶OH含量可检测到的时间始于暗期前1 h,暗期后4 h快速增加,暗期8 h为第1次高峰,但光期1h又一次高峰,光期5 h还可以被显著检测到。分泌至腺体外的性信息素化合物可检测到的时间始于暗期后6 h,高峰期在暗期后10 h,光期后1 h性信息素Z11-16∶Ac滴度达到96.9±20.9 ng/雌。采用溶剂浸提法获得的Z11-16∶Ac和Z11-16∶OH的比例在暗期平均为2.8±1.9,在光期平均为2.5±0.9,统计上二者没有显著差异,而SPME法获得的Z11-16∶Ac和Z11-16∶OH的比例在暗期平均为8.5±1.2,在光期平均为5.7±0.6,统计上二者差异显著。产卵器伸出时间发生在暗期6-8 h,产卵器伸出持续时间平均为80.8±4.4 min。大螟的交配发生在暗期4-10 h,交配持续时间平均为83.4±5.0 min。广东、四川、浙江、江苏四省性诱自动计数的田间每日每小时实时计数数据显示,越冬代诱蛾比较集中,之后的世代则比较分散,田间雄蛾的性诱昼夜节律受地理环境、季节和世代等因子的影响。【结论】本研究发现大螟交配和性信息素释放的昼夜节律在时间上不一致,交配时间在暗期较早时段。雌蛾性信息素有效的释放时间范围比雄蛾对性信息素反应的要小。产卵器伸展与雌蛾性信息素化合物的释放速率加快和扩散 范围有关。     

稻纵卷叶螟对性信息素和花香的嗅觉行为反应及在其种群监测中的应用

[目的]明确稻纵卷叶螟Cnaphalocrocis medinalis生理状态对性信息素和花香气味的嗅觉行为反应的影响,以及在田间性信息素和花香气味诱蛾量的动态.[方法]于2020年在广西、湖南、浙江、四川5个试验点,通过田间网捕、花香气味和性信息素诱捕稻纵卷叶螟成虫,结合解剖卵巢和精巢,比较性信息素和花香诱捕的基本迁...     

黄杨绢野螟雌蛾性信息素的鉴定及诱蛾活性

【目的】研究旨在深入探讨中国黄杨绢野Diaphania perspectalis 的雌蛾性信息素组成及诱蛾活性。【方法】利用气质联用仪（GC-MS）对黄杨绢野螟正常型性成熟雌蛾的性腺体提取物和合成标样比较分析,并用反-11-十六碳烯醛(E11-16:Ald) 、顺-11-十六碳烯醛（Z-11-16:Ald）、顺-9-十六碳烯醛（Z-9-16:Ald)、顺-11-十六碳烯醇（Z-11-16:OH)等物质进行触角的电生理测定,最后开展田间诱集比较试验以筛选出最佳性信息素混合物。【结果】Z-11-16:Ald为中国黄杨绢野螟正常型性信息素主要组分,E-11-16:Ald的含量极低,Z-11-16:OH未检测到。正常型雄性黄杨绢野螟触角对Z-11-16:Ald, E-11-16:Ald, Z-9-16:Ald和Z-11-16:OH产生强烈的EAG反应,并随着浓度的提高而显著增加;而对Z-11-16:Ac和E-11-16:Ac的嗅觉反应较弱,低于对植物绿叶气味顺3-己烯乙酸酯（Z-3-6:Ac）的反应。单一Z-1-16:Ald对正常型雄性黄杨绢野螟具有强烈的诱集效果,加入E-11-16:Ald有一定的增效作用,但在统计上则不显著。单一Z-11-16:Ald组分对黑化型雄性黄杨绢野螟无引诱活性,必需加入一定比例的E-11-16:Ald才显示诱蛾活性。Z-11-16:Ald:E-11-16:Ald的比例为250 μg:250 μg时诱集到的黑化型雄性黄杨绢野螟数量最多,而Z-11-16:Ald:E-11-16:Ald的比例为429 μg:71 μg时则诱集到的正常型雄性黄杨绢野螟数量最多。同时,单一Z-11-16:Ald也可引诱大量雄性粘虫Mythimna separata,但E-11-16:Ald抑制其活性。【结论】中国黄杨绢野螟的性信息素主成分是Z-11-16:Ald,单一组分即可在田间强烈引诱雄蛾,E-11-16:Ald的功能只起到微弱的增效作用,但也可能起种的专一性的作用。正常型与黑化型黄杨绢野螟对性信息素的嗅觉反应存在差异,黑化型黄杨绢野螟的性信息素接近日本种,即性信息素组成为Z-11-16:Ald和E-11-16:Ald 的混合物,其比例为1:1,且E-11-16:Ald为必需。     

Circadian mating activity and effect of pheromone pre-exposure on pheromone response rhythms in the moth Spodoptera littoralis

Mating in moths is generally mediated by female-produced sex pheromones. Mating activity, female pheromone production/release and male pheromone responsiveness all show diurnal variations in many species. We found that the response of the male Egyptian cotton leafworm, Spodoptera littoralis, to sex pheromone gland extracts showed a diel rhythm in olfactometer tests, and the variation was persistent for at least 1 day in constant darkness. High male response to sex pheromone was correlated in time with high mating and locomotor activity. Male S. littoralis, maintained in constant darkness and exposed to pheromone gland extracts on a daily basis, showed an induced temporal variation in response after several days, in contrast to unexposed males. This suggests that in the absence of other external zeitgebers, exposure to sex pheromone may function to synchronise circadian behavioural rhythms in male moths. The daily rhythm in mating activity in S. littoralis is also shown to be persistent for at least 2 days in constant darkness. Pairs mated significantly less when either the male or female had been raised in a light:dark cycle 10 h out of phase, indicating that the proposed circadian rhythm in mating activity is composed of rhythmic mating preference/ability in both sexes.     

斜纹夜蛾性诱剂三种诱芯田间诱蛾效果

2006年7～9月在安徽省庐江县进行3种性诱芯诱捕斜纹夜蛾的田间试验,并与常用的黑光灯进行比较。3种诱芯处理各4次重复。经连续64天诱蛾,2号、1号和0号诱芯平均每盆分别诱蛾169.5,65.5,1.5头,3种型号之间的差异均达显著水平(P<0.05)。同时,2号诱芯诱蛾量显著高于20W黑光灯,与棉田斜纹夜蛾卵量峰期的吻合程度也高于20W黑光灯。