美凤蝶成虫虫体挥发物的主要成分与变化动态研究

挥发物在蝴蝶种内识别、交配繁衍等过程中作用关键。本文旨在研究美凤蝶Papilio memnon成虫虫体挥发物的变化规律,为下一步探索蝴蝶虫体挥发物作为嗅觉信号的组成成分在求偶过程中的作用提供基础资料。应用固相微萃取方法分别收集美凤蝶雌雄成虫的虫体挥发物,用GC-MS（气相色谱-质谱）技术对挥发物进行分析和比较。结果显示,羽化后的雌雄蝶可检测到烷烃类、烯烃类、炔烃类、芳香类、醇类、醛类、酯类、酸类等12类挥发物,其中芳香类、酯类、酸类在羽化后均有出现。交配前,雌雄蝶挥发物分别有14种和16种,其中14种为共有,而以反-2-辛烯醛（雌：59.88%,雄：77.99%）和2-甲基烯丙醇（雌：14.47%,雄：8.42%）相对含量较高。交配时,雌雄蝶挥发物分别增加到24种和21种,其中20种为共有,优势挥发物除反-2-辛烯醛（雌：53.75%,雄：39.62%）和2-甲基烯丙醇（雌：9.36%,雄：11.04%）外,还包括1-二十醇（雌：10.46%,雄：21.13%）。另外,雌蝶交配时有4种特有挥发物（1-茚酮、异辛酸、1-苯基-1-丙炔、紫苏醛）,而雄蝶仅1种（β-石竹烯）。然而,一旦交配后,以上优势挥发物与交配时雌雄蝶特有挥发物均未检测到。推测2-甲基烯丙醇、反-2-辛烯醛和1-二十醇可能在美凤蝶种内识别过程中发挥作用,而1-茚酮、异辛酸、1-苯基-1-丙炔、紫苏醛和β-石竹烯则可能在求偶交配期间具有增强雌雄个体识别或相互吸引等作用。     

美凤蝶觅食过程中的视觉和嗅觉利用

[目的]植物的花色和花香是访花蝴蝶识别花蜜的重要信息来源,本研究旨在利用花香挥发物、蜂蜜水加花色的诱集试验探讨美凤蝶Papilio memnon视觉、嗅觉在觅食行为中的作用.[方法]测试美凤蝶对不同颜色的假花和喷施蜂蜜的假花的行为反应,采用触角电位仪(EAG)测定美凤蝶对花香挥发物的触角电位反应,并通过行为学进行验证.[结果]在无气味的7种颜色的假花诱集时,美凤蝶对蓝色(440-475 nm)、紫色(380-420 nm)和红色(615-630 nm)显示出明显的颜色趋性;在假花上喷洒蜂蜜水后,雌雄蝶总体访花次数增加1.85倍;在单一蜂蜜水、苯甲醇和苯甲醛气味诱集时,美凤蝶访问次数较少,而在气味基础上加蓝色假花诱集时,蜂蜜水诱集时美凤蝶访问次数增加了27.40倍,苯甲醇和苯甲醛诱集时美凤蝶访问次数增加了52.59倍和75.80倍.而在颜色与颜色加气味比较时,蜂蜜水诱集时美凤蝶访问次数只增加了1.41倍,苯甲醇和苯甲醛诱集时美凤蝶访问次数增加了2.67倍和2.16倍.雌雄蝶对花颜色和挥发物的敏感性均有区别,美凤蝶雌蝶对颜色和挥发物(蜂蜜水、苯甲醇和苯甲醛)的敏感性高于雄蝶(P＜0.05).[结论]颜色是美凤蝶觅食的主要因子,单一气味对美凤蝶的引诱作用有限.美凤蝶在觅食过程中,以视觉为主嗅觉为辅,雌蝶对颜色和气味的识别能力和敏感性高于雄蝶,推断可能与雌蝶在繁殖中扮演的角色相关.     

枣飞象对枣树七种挥发物EAG和嗅觉行为反应

【目的】枣飞象Scythropus yasumatsui Kono et Morimoto是枣树重要害虫之一。近年来,在陕北黄河沿岸枣区暴发成灾,造成了严重的经济和生态损失。为了明确枣树挥发物在枣飞象寄主定向过程中的作用,以便为开发植物源引诱剂奠定理论基础。【方法】采用触角电位仪和Y型嗅觉仪测定了枣飞象对枣树7种挥发物的触角电位和嗅觉行为反应。【结果】EAG试验结果表明:枣树的7种挥发物在一定的浓度下,都能引起枣飞象雌雄成虫明显触角电位反应,当刺激浓度为50μg/μL时,枣飞象对测定的7种挥发物的触角电位值达到最高,其中枣飞象雌雄虫对罗勒烯的EAG反应相对值均为最大,分别达2.87和2.53。嗅觉行为反应试验结果表明:罗勒烯、α-法呢烯均对枣飞象雌雄虫有明显的引诱作用,其中枣飞象雌雄成虫对罗勒烯趋向率高达70.8%、70.4%,而反-2-己烯醇仅对其雌虫表现引诱作用,对雄虫未表现出引诱作用。【结论】罗勒烯和α-法呢烯为吸引枣飞象雌雄成虫的活性物质,本反-2-己烯醇为吸引枣飞象雌虫的活性物质。     

华北大黑鳃金龟引诱剂配方筛选及引诱效果评价

【目的】筛选可有效引诱华北大黑鳃金龟Holotrichia oblita成虫的引诱剂配方用于生态防控。【方法】选取5种植物挥发物、2种华北大黑鳃金龟聚集信息素和1种性信息素,根据各化合物单体最佳引诱浓度进行两两混配,得到植物挥发物+聚集信息素、植物挥发物+性信息素和聚集信息素+性信息素共17种二元引诱剂配方。通过触角电位(EAG)反应和趋性行为反应逐步筛选出引诱效果较好的配方。将所筛选配方与其单一组分通过趋性行为反应进行引诱效果比较,并通过室内笼罩诱捕检验配方对华北大黑鳃金龟成虫的引诱效果。【结果】通过EAG反应及趋性行为反应从17种二元引诱剂配方中逐步筛选出了对华北大黑鳃金龟成虫具有较强引诱作用的3种配方,即顺-3-己烯基乙酸酯+顺-9-十八烯乙酸酯,1-己醇+顺-9-十八烯乙酸酯和邻苯二甲酸二丁酯+甘氨酸甲酯,它们引起的华北大黑鳃金龟雌虫EAG反应相对值分别为5 981%, 5 796%和5 722%,引起的雄虫EAG反应相对值分别为3 983%, 4 712%和3 809%。趋性行为反应试验中,引起华北大黑鳃金龟成虫选择反应率最高的为配方邻苯二甲酸二丁酯+甘氨酸甲酯,成虫选择反应率达71.21%,其次为配方1-己醇+顺-9-十八烯乙酸酯和顺-3-己烯基乙酸酯+顺-9-十八烯乙酸酯,成虫选择反应率分别达到70.84%和70.72%,均显著高于其他配方引起的选择反应率。3种二元组分引诱剂配方与其单一组分引诱效果的比较表明,配方顺-3-己烯基乙酸酯+顺-9-十八烯乙酸酯对单一组分顺-3-己烯基乙酸酯具有显著的增效作用,而对顺-9-十八烯乙酸酯增效作用不明显;配方1-己醇+顺-9-十八烯乙酸酯和邻苯二甲酸二丁酯+甘氨酸甲酯均对其单一组分增效作用显著。室内笼罩诱捕结果表明,配方顺-3-己烯基乙酸酯+顺-9-十八烯乙酸酯,1-己醇+顺-9-十八烯乙酸酯和邻苯二甲酸二丁酯+甘氨酸甲酯引诱成虫数均极显著高于石蜡油对照,配方顺-3-己烯基乙酸酯+顺-9-十八烯乙酸酯引起的选择反应率最高,达74.06%;其次为配方1-己醇+顺-9-十八烯乙酸酯和邻苯二甲酸二丁酯+甘氨酸甲酯,引起的选择反应率分别达到65.89%和64.25%;但3种配方引起的华北大黑鳃金龟成虫的选择反应率之间无显著性差异。【结论】顺-3-己烯基乙酸酯+顺-9-十八烯乙酸酯,1-己醇+顺-9-十八烯乙酸酯和邻苯二甲酸二丁酯+甘氨酸甲酯这3种二元引诱剂配方对华北大黑鳃金龟成虫均具有较强的引诱作用,均可作为用于生态治理华北大黑鳃金龟的有效引诱剂。     

白星花金龟聚集信息素的分离鉴定及引诱效果

[目的]明确白星花金龟Protaetia brevitarsis Lewis聚集信息素的有效成分,为白星花金龟的绿色防控提供支持.[方法]通过动态顶空法收集白星花金龟雌虫、雄虫和雌雄虫混合挥发物,用气相色谱-质谱(Gas chromatography-mass spectrometry,GC-MS)联用技术对收集的挥发物进行分析鉴定,并利用触角电位(Electroantennogram,EAG)仪和Y型嗅觉仪测定白星花金龟对8种化合物的触角电位和行为选择反应.[结果]白星花金龟雌虫、雄虫和雌雄虫混合挥发物中皆鉴定出8类15种化合物,包括6种烷烃类、2种酚类、2种芳香烃类、1种烯类、1种吡啶类、1种胺类、1种醇类和1种酮类.EAG试验结果表明,白星花金龟对8种化合物都有EAG反应,且不同挥发物间、同种挥发物不同浓度间的EAG反应存在差异.白星花金龟对蒎烷胺、3,4-二甲基-6-乙基苯酚、2,3-二甲基苯乙酮和2,6,10,14-四甲基十七烷4种挥发物的EAG反应相对值在1μg/μtL时达到最大,对萘、苯并噻唑、百里酚和正十四烷4种挥发物的EAG反应相对值在10 μtg/μtL时达到最大.行为选择反应表明,白星花金龟雌成虫、雄成虫对2,3-二甲基苯乙酮有明显趋向性,选择反应率大于70％,对2,6,10,14-四甲基十七烷、萘、苯并噻唑、百里酚和正十四烷5种物质均表现出显著或极显著的驱避效果,对3,4-二甲基-6-乙基苯酚和蒎烷胺表现出了性别上的差异,雄虫对3,4-二甲基-6-乙基苯酚表现出显著的趋向性,对蒎烷胺表现出显著的驱避性,而雌虫对这2种挥发物却无明显反应.[结论]2,3-二甲基苯乙酮对白星花金龟雌成虫、雄成虫有明显的引诱效果,2,6,10,14-四甲基十七烷、萘、苯并噻唑、正十四烷和百里酚有较强的驱避作用,推测2,3-二甲基苯乙酮是白星花金龟聚集信息素的有效组分.     

桔小实蝇对几种寄主挥发物的触角电位反应

桔小实蝇寄主范围广,可危害芒果、柑橘、咖啡和红辣椒等250多种水果和蔬菜,现已成为中国、东南亚、印度次大陆和夏威夷群岛一带的危险性果蔬害虫。本文利用触角电位(electroantennogram,EAG)技术,测定了桔小实蝇雌雄成虫对8种寄主挥发物标准化合物(1,8桉叶素、α-蒎烯、β-石竹烯、柠檬醛、香草醛、乙醇、芳樟醇和月桂烯)的EAG反应。结果表明:上述标准化合物均能引起EAG反应,EAG反应值随着浓度增大(0.1μg/μL、1μg/μL、10μg/μL和100μg/μL)而显著不同。当柠檬醛和月桂烯浓度为100μg/μL时,桔小实蝇雌虫交配前、后的EAG反应值存在显著性差异。浓度为100μg/μL的1,8桉叶素对桔小实蝇交配后雌虫和雄虫的刺激反应存在显著性差异。桔小实蝇交配前雌虫和雄虫对浓度为100μg/μL乙醇的EAG反应值存在显著性差异。     

柑橘大实蝇信息素鉴定及EAG测试

[目的]分析和鉴定柑橘大实蝇Bactocera (Tetradacus) minax (Enderlein)信息素.[方法]采用顶空固相微萃取方法(HS-SPME)收集不同时间段柑橘大实蝇成虫挥发物,进一步结合气相色谱质谱联用技术(GC-MS)鉴定分析和触角电位技术(EAG)进行行为测试.[结果]N-(3-甲基丁基)乙酰胺为柑橘大实蝇成虫合成的一种挥发性化合物,且雌雄成虫都可以释放该化合物.触角电位技术测定不同日龄柑橘大实蝇成虫对1、10、100和1000 μg4种不同剂量N-(3-甲基丁基)乙酰胺的触角电位反应结果表明,柑橘大实蝇成虫对N-(3-甲基丁基)乙酰胺具有显著的触角电位反应,触角电位反应最适含量范围为大于100 μg,剂量以及剂量×性别会导致柑橘大实蝇显著的触角电位反应差异.[结论]N-(3-甲基丁基)乙酰胺可能为柑橘大实蝇信息素,这一结果可为柑橘大实蝇化学通讯研究和生物防治应用提供一定的理论基础.     

横坑切梢小蠹对植物挥发物的电生理和行为反应

为筛选出适宜配制横坑切梢小蠹(Tomicus minor Hartig)引诱剂的有效化合物,测定了横坑切梢小蠹雌、雄成虫对寄主云南松主要挥发性化合物的触角电位(EAG)和行为反应。结果表明:与对照相比,在10 g·L-1浓度刺激下所测试的9种植物挥发物都能引起横坑切梢小蠹雌、雄虫触角的EAG反应,且触角对不同挥发物的EAG反应差异显著(P0.05),其中雌、雄虫对(+)-α-蒎烯、(+)-柠檬烯、(+)-3-蒈烯、β-蒎烯和异松油烯的EAG反应较强;在剂量反应试验中,雌、雄虫的EAG反应都随着(+)-α-蒎烯、(+)-柠檬烯、(+)-3-蒈烯和β-蒎烯浓度的增加而增强,当浓度增加到10 g·L-1时,EAG反应最强;而雌、雄虫对异松油烯的EAG反应在1 g·L-1最强;除(+)-柠檬烯没有明显的定向作用外,(+)-α-蒎烯、β-蒎烯、(+)-3-蒈烯和异松油烯对横坑切梢小蠹均表现出了明显的引诱作用;行为反应多重比较表明,(+)-α-蒎烯在10 g·L-1浓度下对雌雄虫的引诱作用最大。该研究结果可为开发横坑切梢小蠹林间引诱剂提供参考。     

华北大黑鳃金龟对桃树挥发物的电生理反应

【目的】华北大黑鳃金龟Holotrichia oblita是一种分布范围广,寄主种类多的农业害虫。本研究鉴定了桃树顶空挥发物中对华北大黑鳃金龟雌虫具有触角电生理活性的化合物,并探索桃树挥发物活性成分的剂量对华北大黑鳃金龟雌、雄虫触角电生理反应的影响。【方法】采用顶空吸附法收集桃树枝叶挥发物,用气相色谱 触角电位联用技术(GC-EAD)和气相色谱 质谱联用技术(GC-MS)鉴定有电生理活性的桃树挥发物成分,最后用触角电位(electroantennograph, EAG)技术测试这些挥发物在0.01,0.1, 1, 10和100 μg剂量下引起的华北大黑鳃金龟雌、雄成虫EAG反应。【结果】桃树挥发物中能引起华北大黑鳃金龟雌成虫触角电生理反应的成分有7种,包括Z-β-罗勒烯、顺-3-己烯乙酸酯、顺-3-己烯醇、壬醛、水杨酸甲酯以及2种未知化合物。所测试的对华北大黑鳃金龟雌成虫触角具有电生理活性的5种桃树挥发物成分在各剂量下都能引起雌、雄成虫明显的EAG反应。雌、雄虫对同种物质的EAG反应随着剂量的增加而有增大的趋势,并且雌虫的EAG反应显著高于雄虫。【结论】桃树挥发物中,罗勒烯、顺-3-己烯乙酸酯、顺-3-己烯醇、壬醛、水杨酸甲酯均能引起华北大黑鳃金龟雌、雄成虫的剂量依赖性的触角电生理反应,而且存在显著的性别差异。可利用这些化合物开展行为反应和田间诱集试验,进一步验证其对华北大黑鳃金龟的引诱活性。     

稻虱缨小蜂响应水稻挥发物的性二型性特征

[目的]比较稻虱缨小蜂Anagrus nilaparvatae雌雄蜂对水稻挥发物的电生理响应,明确寄生蜂嗅觉感受能力的性别差异,为提高寄生蜂在害虫生物防治中的应用效率提供依据.[方法]建立微小触角电位检测方法,测量雌雄蜂对不同类别的9种水稻挥发物的触角电位反应,对具有差异反应的挥发物进行梯度浓度刺激实验.[结果]电生理测试中,雄蜂对反-2-己烯醛的反应最强,对反-石竹烯的反应最弱,反应顺序从大到小为醛、酯、醇、萜;雌蜂对顺-茉莉酮的反应最强,对芳樟醇的反应最弱.测试的9种水稻挥发物中,6种挥发物在雌雄间存在显著的响应差异.在梯度浓度测试中,雄蜂对顺-柠檬烯、芳樟醇和顺茉莉酮3种挥发物的浓度变化没有明显的电生理响应差异,而对反-石竹烯、橙花叔醇和反-2-己烯醇产生明显电生理反应;雌蜂对6种挥发物的浓度变化都产生明显的电生理响应,其中,萜烯类物质芳樟醇、反-石竹烯和橙花叔醇在测试的最低浓度(0.01 g/L)时的电生理反应最强.[结论]稻虱缨小蜂的嗅觉感受能力在雌雄间存在明显的差异,且雌蜂对水稻挥发物的电生理反应较雄蜂灵敏.挥发物浓度在范围0.01-100 g/L内,通过稻虱缨小蜂对不同浓度下EAG值的差异,可以初步判断不同浓度的挥发物存在不同生态功能.     

Investigation of the mechanism of temperature sensitivity of the electroreceptors of ampullae of lorenzini

In experiments on Black Sea skates (Raja clavata), the potential of the receptor epithelium of the ampullae of Lorenzini and spike activity of single nerve fibers connected to them were investigated during electrical and temperature stimulation. Usually the potential within the canal was between 0 and –2 mV, and the input resistance of the ampulla 250–400 k. Heating of the region of the receptor epithelium was accompanied by a negative wave of potential, an increase in input resistance, and inhibition of spike activity. With worsening of the animal's condition the transepithelial potential became positive (up to +10 mV) but the input resistance of the ampulla during stimulation with a positive current was nonlinear in some cases: a regenerative spike of positive polarity appeared in the channel. During heating, the spike response was sometimes reversed in sign. It is suggested that fluctuations of the transepithelial potential and spike responses to temperature stimulation reflect changes in the potential difference on the basal membrane of the receptor cells, which is described by a relationship of the Nernst's or Goldman's equation type.I. P. Pavlov Institute of Physiology, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. I. M. Sechenov, Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. Pacific Institute of Oceanology, Far Eastern Scientific Center, Academy of Sciences of the USSR, Vladivostok. Translated from Neirofiziologiya, Vol. 12, No. 1, pp. 67–74, January–February, 1980.     

Principles of organization and evolution of systems of regulation of functions

Evolution of living organisms is closely connected with evolution of structure of the system of regulations and its mechanisms. The functional ground of regulations is chemical signalization. As early as in unicellular organisms there is a set of signal mechanisms providing their life activity and orientation in space and time. Subsequent evolution of ways of chemical signalization followed the way of development of delivery pathways of chemical signal and development of mechanisms of its regulation. The mechanism of chemical regulation of the signal interaction is discussed by the example of the specialized system of transduction of signal from neuron to neuron, of effect of hormone on the epithelial cell and modulation of this effect. These mechanisms are considered as the most important ways of the fine and precise adaptation of chemical signalization underlying functioning of physiological systems and organs of the living organism