野外条件下松墨天牛诱芯中引诱剂成分变化及其对诱捕效果的影响

【目的】为进一步阐明松墨天牛Monochamus alternatus诱芯中引诱剂植物挥发物(α-蒎烯和乙醇)和聚集信息素(2-十一烷氧基-1-乙醇)在野外条件下的变化及其对诱芯诱捕效果的影响。【方法】本研究应用气质联用仪(GC-MS),检测了松墨天牛诱芯中引诱剂植物挥发物α-蒎烯和乙醇及聚集信息素2-十一烷氧基-1-乙醇在野外悬挂不同时间后的比例和成分变化;并在林间设置20个诱捕器,每诱捕器上悬挂1个诱芯,其中10个诱捕器在第30天时更换新的诱芯,另10个诱捕器的诱芯不更换,调查相应的野外诱捕效果。【结果】诱芯中引诱剂植物挥发物含量变化结果显示,植物挥发物在前15 d内,平均释放量为5.05 mL/d;在第45-60天内,平均释放量仅为0.58 mL/d。植物挥发物成分分析结果显示,植物挥发物中α-蒎烯和乙醇的初始总含量≥97%,另外含有莰烯、氧化蒎烯、松香芹醇、松香芹酮、桃金娘烯醛、马鞭草烯酮、桃金娘烯醇等7种杂质。随着时间延长,植物挥发物中成分种类和含量均发生变化,其中第15天时,乙醇含量为零;第15-45天期间,共新增3种杂质,即马鞭草烯醇、樟脑烯醛和马鞭草烯基乙基醚;原有杂质松香芹醇、松香芹酮、桃金娘烯醛、马鞭草烯酮到第60天时含量所占比例显著增加。聚集信息素2-十一烷氧基-1-乙醇含量变化结果显示,在前15 d内,平均释放量为1.05μL/d;在第30-45天内,平均释放量下降到0.52μL/d;第45天时,聚集信息素含量几乎为零。野外诱捕试验结果显示,旧诱芯(已悬挂30 d的诱芯)和新诱芯(第30天时新更换的诱芯)在第45天时诱捕效果无显著性差异,在第50天时,新旧诱芯的野外诱捕效果差异达显著水平(P0.05),在第60天后,新旧诱芯的野外引诱效果差异达极显著水平(P0.01)。【结论】结果表明,松墨天牛诱芯中引诱剂在野外条件下释放速率存在"先快后慢"的趋势,并且随着时间的延长各成分之间的比例发生变化,主要成分也发生氧化,进而影响诱捕效果。我们自制的松墨天牛诱芯野外诱捕的高效持效期不少于45 d,持效期不少于60 d,如何更好地控制松墨天牛诱芯中引诱剂的释放速率,延缓各成分的变化,值得进一步研究。     

太阳能光源和引诱剂对松墨天牛的组合诱捕效果

[目的]为明确不同太阳能光源波长对松墨天牛Monochamus alternatus诱捕效果的影响,并评价太阳能光源与引诱剂联合应用对松墨天牛引诱剂的促进作用,以应用于松墨天牛的绿色防控.[方法]选择波长为365-370、370-375、380-385、390-395、395-400、400-405、405-420、515-520、580-590和600-610nm的10种太阳能LED光源,测定不同光源对松墨天牛的林间诱捕效果,并筛选出诱捕效果最好的光源波长,选择此波长与引诱剂组合对松墨天牛进行诱捕试验.[结果]10种不同波长太阳能光源对松墨天牛均表现出一定的引诱作用,其中波长为380-385 nm的太阳能光源对松墨天牛诱捕效果最好,诱捕量为(12.00±6.53)头,其次是390-395nm,显著优于波长为365-370、370-375、390-395、395-400、400-405、405-420、515-520、580-590和600-610 nm;与单独使用引诱剂相比,太阳能光源与引诱剂组合对松墨天牛诱捕效果具有显著的促进作用(P＜0.05).太阳能光源与引诱剂诱捕量均值为(21.83±10.65)头,比单独引诱剂诱捕效果提高35％,为单独太阳能光源诱捕效果的5.9倍;引诱剂诱、太阳能光源和太阳能光源与引诱剂联合应用捕到的松墨天牛雌雄性比分别为2.4∶1、1.7∶1和3.3∶1,均具有显著的偏雌性.[结论]太阳能光源与引诱剂联合应用具有比单独引诱剂诱捕更好的诱捕效果.这一结论对降低松墨天牛种群密度和减少松材线虫病传播几率具有重要意义.     

马尾松枝条挥发性组分的鉴定及松墨天牛对其触角电生理反应

为研究松墨天牛Monochamus alternatus Hope取食期引诱剂,利用气相色谱-质谱(GC-MS)联用技术并与标样核对分析了马尾松(Pinus massoniana Lamb.)枝条挥发性气味的化学组成。结果表明,马尾松1年生、2年生、3年生枝条气味均由8种萜烯类物质组成,但各组分相对含量不同。经方差分析,α-蒎烯、莰烯、β-蒎烯、柠檬烯、萜品油烯、β-石竹烯在3种枝条中的相对百分含量的差异均达到极显著水平。1年生枝条中α-蒎烯、莰烯和萜品油烯的相对含量最小,分别为20.81%、0.43%和4.74%,而β-蒎烯、月桂烯和柠檬烯的相对含量最高,分别为12.37%、4.33%和4.53%。鉴定的化合物对松墨天牛雌雄成虫的触角电生理反应的实验,结果表明,松墨天牛雌雄成虫对α-蒎烯的反应最强,对β-石竹烯的反应最弱。     

松墨天牛成虫对幼虫虫粪挥发性物质的触角电位反应及林间驱避试验

为了研制松墨天牛Monochamus alternatus Hope驱避剂,本文利用触角电位技术和田间试验的方法研究了松墨天牛雌雄成虫对幼虫虫粪挥发性物质的触角电位反应及幼虫虫粪己烷提取物、合成化合物混合物的林间驱避作用。结果表明：α-蒎烯、β-蒎烯、3-蒈烯、柠檬烯和长叶烯均能引起松墨天牛雌雄成虫一定的触角电生理反应,而4-甲基-2,6-二叔丁基苯酚不能引起松墨天牛雌雄成虫的触角电生理反应。林间驱避试验结果说明,幼虫虫粪的己烷提取物处理过的树干上的刻槽数明显少于对照树干上的刻槽数,二者具有极显著差异;有合成化合物的混合物存在的诱捕器诱捕到的雌虫数（平均值3.80±1.02）与对照诱捕到的雌虫数（平均值16.80±1.16）差异极显著。结果显示α-蒎烯、β-蒎烯、3-蒈烯、柠檬烯、长叶烯和4-甲基-2,6-二叔丁基苯酚的混合物对松墨天牛雌虫具有驱避作用,有望开发出一类新的驱避剂。     

油松毛虫雌蛾对油松松针两种手性化合物的触角电位反应

采用触角电位技术测定了油松毛虫雌蛾触角对油松挥发物的两对手性单萜的剂量反应,并在饱和剂量下测定了α-蒎烯、β-蒎烯手性化合物及其消旋体的触角电位值。剂量反应测试表明,油松毛虫雌蛾对(-)-α-蒎烯的饱和剂量为1 600 μL,对(+)-α-蒎烯、(+)-β-蒎烯、(-)-β-蒎烯的饱和剂量为800 μL。α-蒎烯右旋异构体的反应值高于(-)-α-蒎烯的反应值,说明(+)-α-蒎烯能够更有效的与感受器中的分子受体结合;β-蒎烯则相反,(-)-β-蒎烯的EAG反应值高于(+)-β-蒎烯,说明β-蒎烯的右旋异构体不能有效的与多数感受器中的分子受体结合。在饱和剂量下的测定结果表明油松毛虫雌蛾对α-蒎烯和β-蒎烯消旋体的反应均与对其手性异构体反应相当,说明油松毛虫雌蛾用同一个感受细胞来接受α-蒎烯的两个对映异构体,同样β-蒎烯的两个对映异构体也是被同一个受体细胞来接受。结果提示,手性化合物的比例可能在油松毛虫寄主识别中有重要作用。     

星天牛对青皮垂柳挥发物的电生理及行为反应

【目的】考察星天牛Anoplophora chinensis对不同生理状态青皮垂柳Salix ohsidare挥发物的选择偏好性,深入探究星天牛对虫害青皮垂柳与健康青皮垂柳行为选择差异的原因。【方法】利用动态顶空吸附法,分别收集虫害和健康两种生理状态下的青皮垂柳枝条挥发物,通过气相色谱 质谱联用仪(GC-MS)对收集的挥发物样品进行鉴定与分析,采用触角电位仪(EAG)和Y型嗅觉仪分别分析星天牛对挥发物样品中鉴定的主要化合物的标准化合物的电生理以及行为反应,通过大笼行为实验和林间诱捕试验分析单一挥发性化合物及其双组分和三组分配方对星天牛成虫的诱捕效果。【结果】健康青皮垂柳枝条挥发物中共鉴定出3种主要化合物,包括α-蒎烯、3-蒈烯和樟脑,而虫害青皮垂柳枝条挥发物中鉴定出5种主要化合物包括α-蒎烯、β-蒎烯、3-蒈烯、β-罗勒烯和樟脑。另外虫害青皮垂柳枝条挥发物中的樟脑含量显著高于健康青皮垂柳枝条中的,3-蒈烯在两种挥发物中含量差异不显著,而健康青皮垂柳枝条挥发物中的α-蒎烯含量显著高于虫害青皮垂柳枝条中的。EAG实验表明,星天牛成虫对α-蒎烯、3-蒈烯和β-罗勒烯3种化合物的EAG反应相对值较高,并且随这3个化合物浓度的升高而逐渐增大;星天牛成虫对β-蒎烯和樟脑的EAG反应相对值差异不大,且这2个化合物浓度变化对EAG反应相对值无明显影响。Y型嗅觉仪实验表明,在1 mg/mL浓度下,α-蒎烯、3-蒈烯和β-罗勒烯吸引星天牛雄成虫数量均显著高于对照组（石蜡油）,β-罗勒烯吸引的星天牛雌成虫数量显著高于对照组;在10 mg/mL浓度下,3-蒈烯吸引的星天牛雄成虫数量显著高于对照组。大笼行为实验表明,三组分虫害配方D(α-蒎烯∶3-蒈烯∶β-罗勒烯=42∶30∶103)、α-蒎烯和β-罗勒烯吸引的星天牛成虫数量最多,显著高于双组分健康配方H(α-蒎烯∶3-蒈烯=105∶38)和3-蒈烯吸引的成虫数量。林间诱捕试验表明,α-蒎烯和虫害配方D对星天牛成虫的诱捕效果最好,诱捕的成虫数显著高于β-罗勒烯和健康配方H诱捕的成虫数,而3-蒈烯和空白对照组没有诱捕到星天牛成虫。【结论】虫害和健康青皮垂柳枝条挥发物中共有的α-蒎烯和虫害青皮垂柳枝条挥发物中特有的β-罗勒烯是对星天牛成虫具有引诱作用的两种重要寄主植物挥发性化合物,而3-蒈烯抑制了α-蒎烯对星天牛成虫的引诱作用。我们推测,虫害青皮垂柳挥发物中特有的β 罗勒烯是造成虫害青皮垂柳比健康青皮垂柳更容易受到星天牛危害的原因之一。     

马尾松不同部位挥发物对松墨天牛触角电位和行为反应的影响

【目的】探究马尾松健康植株不同位置挥发性物质,比较其不同部位的挥发物的种类差异及含量,分析松墨天牛成虫对健康马尾松各部位挥发物的触角电位反应和嗅觉反应,为开展松墨天牛的行为调控技术提供依据。【方法】采用静态顶空法和气相色谱-质谱联用技术分析了马尾松松针、1 cm枝条、5 cm枝条、20 cm树干、30 cm树干、松油脂6个部位的挥发物,并对松墨天牛雌雄成虫进行触角电位测定和行为反应观测。【结果】6个部位的挥发物提取物中,共检测出36种挥发性物质,各部位挥发物种类相近,相对含量差异较大,但其主要挥发物均为萜烯类物质,主要包括月桂烯、蒎烯、左旋-beta-蒎烯、莰烯等。在触角电位试验中,5 cm枝条挥发物提取物的触角电位值最高,松油脂挥发物提取物的触角电位值最高;在行为反应试验中,各部位挥发物对松墨天牛成虫均有一定的引诱作用,其中雌成虫对5 cm枝条挥发物提取物的趋向性最高,雄成虫对30 cm树干和松油脂挥发物提取物的趋向性最高。【结论】健康状态下,马尾松5 cm枝条及30 cm树干和松油脂中萜烯类挥发物制成的植物源引诱剂对松墨天牛两性成虫具有更好的引诱作用,这将为提高现有的诱捕剂效果提供参考,同时为松墨天牛虫害防治提供科学依据。     

油松萜烯成分变化与红脂大小蠹的反应特性

采用顶空采样方法,比较健康油松、人工损伤油松以及抗性油松在单萜烯成分组成上的差异。GC-MS分析表明,在自然状况下,油松树干释放的萜烯类成分很少,以α-蒎烯占绝对优势(>97%);人工损伤后,油松萜烯类成分明显增多,除α-蒎烯为主要成分外,还包括β-蒎烯、月桂烯、柠檬烯、萜品油烯、β-水芹烯、长叶烯等;而抗性油松萜烯类成分更为复杂。对3类油松主要单萜类成分的相对含量方差分析表明,α-蒎烯的相对含量呈显著降低;3-蒈烯在损伤寄主中相对含量最高,在抗性寄主中相对含量与自然状态下没有差异。柠檬烯、莰烯、萜品油烯在抗性寄主中相对比率显著增加。而β-蒎烯、月桂烯、β-水芹烯相对含量在3个处理中变化不大。在此基础上,比较红脂大小蠹Dendroctonus valens LeConte对油松主要单萜类成分的触角电位及嗅觉行为反应。结果表明,室内触角电位、嗅觉试验与先前林间试验结果相一致,即红脂大小蠹对(+)-3-蒈烯表现出最强的电生理和行为反应。对R-(+)-α-蒎烯和S-(-)-α-蒎烯研究发现,红脂大小蠹对α-蒎烯2个对映体的触角电位、嗅觉行为无显著不同。结合油松单萜类含量变化特点与红脂大小蠹行为反应,认为3-蒈烯相对含量上升可能作为易感寄主特点;而柠檬烯、莰烯、萜品油烯相对比率增加则代表了抗性或者非适合寄主的特征。     

不同危害状态下寄主萜烯挥发物含量的变化及松墨天牛对其组分的触角电位反应

用气相色谱-质谱（GC-MS）联用法对5种生理状态（健康、人为物理损伤、饵木、取食和产卵）的马尾松Pinus massoniana和取食危害状态的雪松Cedrus deodara的萜烯进行分析。研究结果显示,5种生理状态下,α-蒎烯在萜烯组分中均占有最高比例。健康状态下马尾松树干和树枝中的萜烯组分不同且含量有显著差异。随着饵木的衰弱进程,α-蒎烯的相对含量显著减少,β-蒎烯的含量显著增加,我们推测,α-蒎烯与β-蒎烯的相对比例越小则寄主树势衰弱的程度越深,其两者比例的变化是马尾松寄主树势衰弱程度变化的一个重要信号。人为物理损伤的马尾松树干与树枝的α-蒎烯、β-蒎烯和β-水芹烯含量差异显著。不同产卵危害程度的马尾松树干萜烯类组分不同,同一产卵危害程度的马尾松树干上部和下部的多数萜烯组分相对含量差异显著,但变化无明显规律。取食危害状态下马尾松和雪松萜烯种类不同且含量差异显著。重度产卵危害马尾松树干与取食危害树枝萜烯中,α-蒎烯、β-蒎烯、柠檬烯和β-水芹烯相对含量差异显著。第13天的饵木与人为物理损伤的马尾松树干的萜烯中,饵木的β-蒎烯和柠檬烯相对百分含量均比人为物理损伤状态的高,而α-蒎烯则相反。α-蒎烯和β-蒎烯在取食危害树枝中的含量显著高于健康树枝,而β-月桂烯、β水芹烯和反式石竹烯在健康状态树枝中的含量显著高于取食危害树枝。除了α-蒎烯和β蒎烯,健康状态与产卵危害状态的马尾松树干萜烯相对含量大都差异显著。α-蒎烯,β-蒎烯和β-水芹烯在人为物理损伤与虫害状态的马尾松树干及树枝中含量差异较大。总之,α-蒎烯、β-蒎烯和β-水芹烯很可能是影响和调节松墨天牛取食和产卵行为最为重要的信号物质。松墨天牛Monochamus alternatus Hope对寄主萜烯的触角电位（EAG）表明,该天牛对β-蒎烯的EAG活性高于其他萜烯,乙醇也能引起较高的EAG反应活性,但总体上对单一萜烯的EAG反应活性不强,且存在雌雄差异。     

松节油分离的三种精馏工艺比较

本文针对松节油的分离提出了3种精馏工艺并进行比较研究,以年处理量4000吨,即进料量为500 kg/h的松节油原料分离得到质量分数为98%以上的α-蒎烯和β-蒎烯为例,从工艺流程、塔板数、进料位置、回流比、能耗等多方面因素进行分析比较,并利用PRO/II模拟软件对各个工艺进行优化,得出各工艺的优化操作参数,比较分析了各工艺的优劣。     

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