昆虫性信息素的应用

用性信息素防治害虫是近些年发展起来的一种治虫新技术。由于它具有高效、无毒、不伤害益虫、不污染环境等优点,国内外对这一新技术的研究和应用都很重视。许多昆虫发育成熟以后能向体外释放具有特殊气味的微量化学物质,以引诱同种异性昆虫前去交配。这种在昆虫交配过程中起通讯联络作用的化学物质叫昆虫性信息素,或性外激素。用人工合成的性信息素或类似物防治害虫时通常叫昆虫性引诱剂,简称性诱剂。昆虫体内产生和分泌的性信息素数量极少（一般每只雌虫为10－’～10－’g左右）,用其防治害虫是不现实的。由于超微量分析仪器的应用和…     

昆虫的化学引诱

昆虫有高度灵敏的嗅觉器官。某些昆虫能追踪食物源、动植物寄主、异性和适宜的产卵场所。因而我们可以使用化学诱集器或使用昆虫不能交配受孕的物质引诱它们,以减少虫害。 引诱剂可分成性引诱剂、食料引诱剂和产卵引诱剂等。也可以从昆虫的行为来推断,但常是不可靠的。     

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。     

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。     

植食性昆虫与其植物性食物间的相互关系

昆虫是地球上种类和数量最多的动物群体之一 ,而大多数昆虫又是以植物为食的。因此研究昆虫和植物间的相互关系 ,对于植物繁衍后代 ,对于消灭有害昆虫、保护有益昆虫意义重大。1　昆虫摄食植物的一般机理首先 ,昆虫依靠视觉或嗅觉对植物产生行为的定向和趋性。例如蝗虫对垂直线条 ,苹果实蝇对绿色、黄色和橙色球形物有趋性 ,它们依靠嗅觉和触觉对植物的理化刺激作出反应 ;之后 ,依靠味觉作用决定对某种植物大量摄食还是放弃取食。昆虫对植物是否取食 ,是植物中的化学成分与昆虫食性间既互相依存、又处于主动与被动的关系。2　植物与植食性昆…     

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     

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…     

昆虫气味结合蛋白的研究进展

摘要: 昆虫主要依赖其复杂且灵敏的化学感受系统来识别并区分外界环境中的各种化学信号。嗅觉是负责嗅觉信号传导的感官方式,能够引起昆虫觅食、产卵、交配和躲避天敌等对生存和繁殖至关重要的行为反应。在嗅觉感知过程中,气味结合蛋白(odorant binding proteins, OBPs)最先与外界脂溶性化学物质相互作用,并将其转运至化学受体神经元上,激活树突膜表面分布的嗅觉受体(olfactory receptors, ORs),是嗅觉系统正常运行的必需蛋白。近年来,随着高通量测序和分子生物学技术的快速发展,越来越多的昆虫OBPs相继得以鉴定并开展功能研究。昆虫OBPs是一类可溶性的小分子蛋白,一般由6个α-螺旋构成一个稳定、紧密的疏水性结合腔,其构象变化因昆虫种类和配体结构不同而有所差异。OBPs的分布不受限于嗅觉器官,还在口器、足、中肠、腺体等非嗅觉组织中表达,具有嗅觉识别、味觉感受、营养物质转运、信息素合成与释放、组织发育与分化等生理功能。OBPs行使以上功能的共同特性为结合和溶解包括信息素组分、普通气味分子和非挥发性物质等的疏水性小分子物质。昆虫OBPs的稳定性和多功能性暗示其可广泛应用于害虫防治、生物传感器、分析化学、生态学等多个领域。本文对过去20多年来昆虫OBPs的相关研究进行综述,为进一步深入开展OBPs的功能研究提供理论参考。     

昆虫感觉气味的细胞与分子机制研究进展

昆虫作为地球上最为成功的类群,已经成功地进化了精细的化学感受系统,通过化学感受系统适应各种复杂的环境,保持种群的繁荣。自1991年在动物中发现嗅觉受体基因以来,关于昆虫感受化学信息的周缘神经系统的分子和细胞机制方面的进展十分迅速。文章主要就昆虫周缘神经系统的感受化学信息的分子和细胞机制进行综述。首先对昆虫感觉气味的细胞机制的研究进展进行简要介绍。昆虫嗅觉神经元在感受化学信息过程中起着极为重要的作用,昆虫嗅觉神经元上表达的嗅觉受体不同而执行着各异的功能。各种嗅觉神经元对于化学信息的感受谱有较大的区别;嗅觉神经元对化学信息类型、浓度、流动动态等产生相应的电生理特征反应。研究表明同一种神经原可以感受多种化学信息,而一种化学信息也可以被多种神经原所感受。由神经原对化学信息感受所形成的特征组合就是感受化学信息的编码。其次较为详细地论述与昆虫感受气味分子相关的一些蛋白质的研究进展。气味分子结合蛋白是一类分子量较小、水溶性的蛋白,主要位于化学感受器神经原树突周围的淋巴液中。在结构上的主要特征是具有6个保守的半光氨酸和由6个α螺旋组成的结合腔。自1981年发现以来,已经在40余种昆虫中发现上百种。由于研究手段的不断进步,已经对该类蛋白的表达特征、结合特性以及三维结构和结合位点进行了大量的研究,提出了多个可能的功能假说,在诸多的假说中,较为广泛接受的是气味分子结合蛋白在昆虫感觉气味的过程中,是与疏水性的气味分子相结合,并将气味分子运输到嗅觉神经原树突膜上的嗅觉受体上。这些处于树突膜上的嗅觉受体则是昆虫感觉气味过程中的另一个十分重要的蛋白质。目前,已经在果蝇、按蚊、蜜蜂和家蚕等10余个昆虫种类中发现上百个嗅觉受体蛋白基因。这类蛋白是跨膜蛋白,一般具有7个跨膜区,整个蛋白的氨基酸残基在400～600个。昆虫的嗅觉受体蛋白的N-端在胞内,而C-端在胞外,这与G耦联蛋白不同。而且,昆虫的一个嗅觉神经元可以表达1～3个嗅觉受体蛋白,也与哺乳动物的一个神经元只表达一种受体蛋白有所不同。每种嗅觉受体可以感受多种气味分子,而一种气味分子可以被多个嗅觉受体所感知,这样组成了感受化学信息的编码谱。最近采用基因敲除技术和膜片钳技术研究发现,昆虫的嗅觉受体蛋白在信号传导中也有特殊性,即嗅觉受体可以直接作为离子通道,而引起动作电位。还有近来的研究表明,神经膜蛋白对于果蝇的性信息素感受神经元感受性信息素cVA是必要的。实际上,昆虫对于化学信息的感受和信号的转导,并不是上述蛋白单独起作用完成的,而是多种蛋白相互作用的结果。论文最后对该领域研究内容进行了展望。     

植食性昆虫寄主植物嗅觉搜寻述介

植食性昆虫与寄主植物关系的本质是化学。植食性昆虫搜寻寄主的嗅觉媒介是植物气味即化学信息物质。在介绍植物气味构成及其扩散模型基础上,阐述了植物气味在地上植食性昆虫成虫、幼虫和地下植食性昆虫搜寻寄主过程中的嗅觉导向作用,并指出了今后相关研究需要注意的问题。从植物与环境因子的关系来看,植物气味包括构成性气味和诱发性气味两类,这两类气味的概念既相联系而又不同。构成性气味组分及构成因植物分类地位等而不同。诱发性气味组分因植食性昆虫取食、植物病原微生物、机械致伤等因子的胁迫而变化,这种变化性状随植物属和/或种、植株生长发育阶段、胁迫因子性质及其作用方式而不同。无论是哪种植物气味,其释放均具有节律性。气味扩散过程比较复杂,扩散状态可用数学模型表征。对于地上植食性昆虫成虫,植物气味对其寄主搜寻行为具有导向特异性,重点分析了这种特异性形成的两个假说;鳞翅目昆虫幼虫,能够利用植物化学信息物质趋向寄主植物或回避非寄主植物;地下植食性昆虫搜寻寄主,既与寄主植物地下组织释放或分泌的次级代谢物有关,又与一些初级代谢物有关。初级代谢物中的CO₂,起着“搜寻触发器”作用。有助于增强人们对昆虫与植...     

农业昆虫气味受体功能研究进展

昆虫主要依靠嗅觉系统寻找食物、发现配偶、控制交配、选择产卵地、逃避天敌等,因此嗅觉系统对昆虫的繁殖和生存至关重要.气味受体(odorant receptor,OR)是嗅觉系统中的关键成分之一,可被信息化合物激活引发特定行为产生.随着测序技术的发展,大量的农业昆虫的基因组和转录组被测序,从测序数据中分析获得了它们的OR家...     

动物的嗅觉

动物的嗅觉功能,主要用以逃避敌害,发现、觅取食物,寻找、追逐异性配偶,选择产卵场所等等。低等无脊椎动物,其神经系统尚未分化完全,嗅感受器也较为原始,结构极其简单,对化学物质的分辨能力很低,嗅觉和味觉也不能明确地区分开来。节肢动物为无脊椎动物中最大的类群,其中的昆虫类,嗅觉是十分锐敏的,尤其是蜂、蚁等社会性昆虫,灵敏的嗅觉在它们全部生命活动中,以及它们所表现的一些行为上,都具有特殊的意义。     

昆虫的感觉和通讯

昆虫感知外世界的方式和能力与我们人类是很不相同的。视觉、嗅觉、味觉、触觉和听觉过五种感觉能力是人类和昆虫所共有的,但它们的性质和重要性在不同的昆虫类群中却差异很大。昆虫的复眼和视觉     

鳞翅目昆虫化学感受器及其感受机理新进展

鳞翅目昆虫化学感受器是鳞翅目昆虫化学通讯的主要工具,将种间、种内及无机环境各种化学信息联系起来,从而使昆虫做出相应的行为反应。本文综述了鳞翅目昆虫化学感受器的类型及化学感受机理新进展, 包括嗅觉途径、嗅觉感受相关蛋白、信息传导、编码、加工处理、整合输出、感受谱及味觉感受机理,为探索利用鳞翅目昆虫行为控制剂来监测、防治鳞翅目害虫提供理论依据。     

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…     

蚊虫搜寻吸血寄主和产卵行为的调节因子及相关嗅觉机理

嗅觉在蚊虫的吸血寄主搜寻、产卵和糖源搜寻行为中起决定作用,而在交配行为中的作用并不清楚。本文系统全面地综述了近20年来蚊虫化学生态学和嗅觉识别的分子机理的研究。蚊虫的触角、下颚须和口喙上的嗅觉感器感觉环境中释放的各种挥发性化合物。气味分子与嗅觉气味结合蛋白和气味受体的结合所启动的一系列生化反应产生神经动作电位。蚊虫嗅觉神经元编码气味中化合物的组成、浓度及其暂时瞬间的浓度变化和空间分布。吸血前后神经元的活性在数量和质量上有变化,反映了蚊虫在搜寻吸血寄主和产卵行为上的调节。在吸血寄主搜寻中,人体和动物释放的二氧化碳、乳酸以及其他气味协同引诱蚊虫向目标气味源定向飞行,最后找到吸血寄主。而成熟产卵雌蚊是利用产卵场所释放的腐烂气味寻找适宜的产卵场所,一些蚊虫卵、幼虫或蛹分泌的产卵信息素引诱和刺激雌蚊产卵,并与产卵生境气味起协同作用。植物气味尤其是花香味引诱蚊虫找到蜜源。驱避剂也是直接或间接通过嗅觉起作用,一些驱蚊剂由于阻断嗅觉反应而抑制蚊虫的定向飞行。从植物、动物或人体以及产卵场所释放的气味中有望找到有效的引诱和驱避化合物。对蚊虫嗅觉识别机理的认识将使我们开发出有效的蚊虫诱捕技术,进而应用于种群监测和控制。     

昆虫性信息素研究进展

一、什么是昆虫性信息素性信息素(sexpheromone)是由一种昆虫产生和释放出来,引诱或激起同种异性昆虫交配的化学物质。昆虫性信息素按其作用方式可分为两种:一种是挥发性性信息素,有远距离的引诱效果,它广泛存在于鳞翅目昆虫及其它种类的昆虫中;另一种是非挥发性性信息素,须由接受的一性与释放的一性接触才能起作用,称之为性识     

制药者的新宠——昆虫细胞反应系统

制药者们为昆虫细胞反应器所痴迷,因为该系统在基因治疗,疫苗生产等诸多方面都有其独特的优势。昆虫是地球上生物多样性最高的种群之一。虽然在非专业人士看来,它们显得比较原始,但事实上它们的确是非常复杂的。昆虫是多细胞生物,他们有许多特化的器官和系统,其中包括高度进化的神经系统,所以近几十年来一直是生物学研究的热点。     

植食性昆虫的嗅觉选食过程及其机制研究进展

植食性昆虫的嗅觉在其选择食物的过程中发挥了重要的作用,它能通过对植物挥发物的感受来定向和定位食物源并产生趋近行为,进而根据特殊的化合物或者多种化合物的特异浓度组合来区分寄主和非寄主植物.在这个过程中,昆虫嗅觉器官上相关的嗅觉感受蛋白被植物挥发物激活,形成特异的嗅觉感受通路,在行为上调控昆虫嗅觉选食的能力.本文主要从植食...     

工程毒素对杆状病毒杀虫剂的改进

发表在近期Nature上的两篇论文指出,有可能由杆状病毒得到更有效的生物杀虫剂。杆状病毒有可能替代化学药物,在某些情况下用于防治昆虫害虫。它们杀昆虫的过程是:与食物材料一起被昆虫幼虫摄入,在其肠中溶解并释放出侵染性病毒粒子。这些病毒粒子随后进入肠上皮细胞并开始复制。在其它器官中的复制造成大范围组织被破坏并致死。杆状病毒是良好的害虫防治剂,因其寄主范围窄,能在一周内杀死目标昆虫。但是,在此期间寄主植物已遭破坏。最有效的杀昆虫剂是作用时间短,能在毁坏作物之前迅速杀死害虫。